RU2812312C1 - Method for processing solid fuel using solar energy - Google Patents
Method for processing solid fuel using solar energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812312C1 RU2812312C1 RU2023115641A RU2023115641A RU2812312C1 RU 2812312 C1 RU2812312 C1 RU 2812312C1 RU 2023115641 A RU2023115641 A RU 2023115641A RU 2023115641 A RU2023115641 A RU 2023115641A RU 2812312 C1 RU2812312 C1 RU 2812312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- solar
- solid fuel
- gas
- supplied
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 3
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 208000015951 Cytophagic histiocytic panniculitis Diseases 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- -1 firewood Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при проектировании систем автономного комплексного энергоснабжения населенных пунктов, небольших промышленных предприятий и объектов сельского хозяйства.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used in the design of autonomous integrated power supply systems for populated areas, small industrial enterprises and agricultural facilities.
Газогенератор - аппарат, в котором проводится газификация твердого топлива. Под газификацией понимается процесс преобразования органической части твердого или жидкого топлива в горючие газы при высокотемпературном нагреве с окислителем (кислород, воздух, водяной пар, CO2 или, чаще, их смесь), который подается в соотношении с топливом ниже стехиометрического, также полученный газ называют генераторным в соответствии с названием аппарата, в котором проводится данный процесс. Сырьем для процесса газификации обычно служат каменный уголь, бурый уголь, горючие сланцы, торф, дрова, мазут, гудрон, другое биотопливо.A gas generator is a device in which gasification of solid fuel is carried out. Gasification is the process of converting the organic part of solid or liquid fuel into combustible gases by high-temperature heating with an oxidizer (oxygen, air, water vapor, CO 2 or, more often, a mixture of these), which is supplied in a ratio with fuel below the stoichiometric one, also the resulting gas is called generator in accordance with the name of the apparatus in which this process is carried out. The raw materials for the gasification process are usually coal, brown coal, oil shale, peat, firewood, fuel oil, tar, and other biofuels.
Из-за нечувствительности к качеству сырья и наличию балластов (минеральных примесей и влаги) газификация твердого топлива находит широкое применение для переработки низкосортных видов топлива. Кроме того, полученное газообразное топливо при сжигании выделяет значительно меньшее количество вредных веществ, нежели при прямом сжигании твердого топлива.Due to its insensitivity to the quality of raw materials and the presence of ballasts (mineral impurities and moisture), solid fuel gasification is widely used for processing low-grade fuels. In addition, the resulting gaseous fuel, when burned, emits a significantly smaller amount of harmful substances than when burning solid fuel directly.
В настоящее время существуют различные способы газификации - в потоке, в неподвижном и кипящем слое. Наиболее перспективным является способ газификации в потоке, в котором происходит практически полное преобразование топлива в газ при высокой температуре. Для реализации процесса смесь окислителя (воздуха) и топлива необходимо предварительно нагреть. В существующих газогенераторах реализуются различные способы нагрева, однако все они требуют дополнительных затрат энергии, части газифицируемого топлива или полученного генераторного газа. Полученный генераторный газ является горючим и может сживаться в котлах, камерах сгорания или печах.Currently, there are various gasification methods - in a flow, in a fixed and fluidized bed. The most promising is the in-flow gasification method, in which almost complete conversion of fuel into gas occurs at high temperature. To implement the process, the mixture of oxidizer (air) and fuel must be preheated. Existing gas generators implement various heating methods, but they all require additional energy, part of the gasified fuel or the resulting generator gas. The resulting generator gas is flammable and can be compressed in boilers, combustion chambers or furnaces.
Для обеспечения бесперебойного энергоснабжения автономных объектов является перспективным использование автономных газогенераторных электростанций малой мощности (мини-ТЭЦ), работающих на привозном ископаемом твердом топливе и биотопливе (лесосечных отходах, торфе, сельскохозяйственных отходах).To ensure uninterrupted power supply to autonomous facilities, it is promising to use autonomous low-power gas-generating power plants (mini-CHPs) operating on imported fossil solid fuels and biofuels (logging waste, peat, agricultural waste).
Техника газификации развивается в направлении повышения производительности (до 200000 м3/ч) и КПД (до 90%) путем повышения температуры и давления процесса.Gasification technology is developing in the direction of increasing productivity (up to 200,000 m 3 /h) and efficiency (up to 90%) by increasing the temperature and pressure of the process.
Известен способ выработки электроэнергии (патент РФ №2310765; F02C 6/02, F02C 3/34 от 20.11.2007 Бюл. №32) путем ввода в экзотермореакторную камеру под давлением потоков кислорода, топлива и газового балласта, получения также под давлением горячих продуктов сгорания, подачи их в рабочую полость турбины, передачи вращательного усилия приводу электрогенератора, вывода в атмосферу, использования в качестве газового балласта собственных продуктов сгорания, охлаждения экзотермореакторной камеры и дополнительной выработки электроэнергии азотом, отличающийся тем, что на выработку электроэнергии подают вначале ожиженные, а затем сжатые потоки кислорода и азота, нагреваемые перед вводом в экзотермореакторную камеру в системе ее охлаждения, а также теплом выводимых в атмосферу потоков продуктов сгорания и азота, нагретый поток азота направляют на дополнительный газотурбоэлектрогенератор, а возвращаемые продукты сгорания ожижают, уже в ожиженном состоянии сжимают и нагревают перед вводом в экзотермореакторную камеру. Недостатком данного способа является необходимость предварительного получения кислорода и азота.There is a known method for generating electricity (RF patent No. 2310765; F02C 6/02, F02C 3/34 dated November 20, 2007 Bulletin No. 32) by introducing flows of oxygen, fuel and gas ballast under pressure into an exothermoreactor chamber, also producing hot combustion products under pressure , feeding them into the working cavity of the turbine, transmitting rotational force to the drive of the electric generator, releasing them into the atmosphere, using their own combustion products as gas ballast, cooling the exothermoreactor chamber and additionally generating electricity with nitrogen, characterized in that first liquefied and then compressed flows of oxygen and nitrogen, heated before entering the exothermoreactor chamber in its cooling system, as well as by the heat of the flows of combustion products and nitrogen released into the atmosphere, the heated flow of nitrogen is sent to an additional gas turbine-electric generator, and the returned combustion products are liquefied, already in a liquefied state, compressed and heated before insertion into the exothermoreactor chamber. The disadvantage of this method is the need to first obtain oxygen and nitrogen.
Известен энерготехнологический комплекс (патент РФ №136801; С10В 53/00 F23G 5/00 от 20.01.2013 Бюл. №2), содержащий газопоршневой энергоблок и программатор, предназначенный для управления режимом работы энергоблока с возможностью получения электроэнергии и тепла одновременно в различных пропорциях путем изменения режима работы энергоблока, отличающийся тем, что содержит в качестве исполнительного механизма регулятор расхода воздуха в энергоблок для поддержания задаваемого программатором коэффициента расхода воздуха в интервале 0,95-1,0, газоводяной теплообменник, в котором нагреваемой средой является вода, а охлаждаемой - задаваемая программатором часть отработанных газов энергоблока, а также смеситель оставшейся части отработанных газов энергоблока и охлажденных в теплообменнике, причем комплекс содержит реактор торрефикации гранулированного биотоплива, в котором теплоносителем являются газы, полученные в смесителе. Недостатком данного способа является необходимость использования газов, полученных при торрефикации биотоплива, на проведение процесса.An energy technology complex is known (RF patent No. 136801; C10B 53/00 F23G 5/00 dated January 20, 2013 Bulletin No. 2), containing a gas piston power unit and a programmer designed to control the operating mode of the power unit with the ability to produce electricity and heat simultaneously in different proportions by changing the operating mode of the power unit, characterized in that it contains, as an actuator, an air flow regulator into the power unit to maintain the air flow coefficient set by the programmer in the range of 0.95-1.0, a gas-water heat exchanger, in which the heated medium is water, and the cooled medium is the specified one a programmer for part of the exhaust gases of the power unit, as well as a mixer for the remaining part of the exhaust gases of the power unit and cooled in a heat exchanger, and the complex contains a torrefaction reactor for granular biofuel, in which the coolant is the gases obtained in the mixer. The disadvantage of this method is the need to use gases obtained from torrefaction of biofuel to carry out the process.
Известна газогенераторная установка (патент РФ №2442817; C10J 3/20 C02F 11/04 от 20.02.2012 Бюл. №5), состоящая из последовательно расположенных газогенератора, циклона, газоводяного теплообменника, скруббера и электрогенератора с газовым двигателем и котлом-утилизатором, причем котел-утилизатор и газоводяной теплообменник связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, а выход воды из скруббера связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника и воздухоподогревателя, отличающаяся тем, что между воздухоподогревателем и входом воды в скрубберпредусмотрен по крайней мере один анаэробный биофильтр, а также охладитель воды - испаритель теплового насоса, состоящего из компрессора с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя и терморегулирующего вентиля, при этом анаэробный биофильтр посредством газопровода связан с газовым двигателем компрессора теплового насоса, а конденсатор-водонагреватель гидравлически связан с последовательно расположенными котлом-утилизатором, газоводяным теплообменником, узлом теплофикации, газовыми двигателями электрогенератора и компрессора теплового насоса с образованием замкнутого контура циркуляции теплоносителя. Недостатком данной установки является низкая температура воздуха, направляемого в газогенератор.A gas generator installation is known (RF patent No. 2442817; C10J 3/20 C02F 11/04 dated 02.20.2012 Bulletin No. 5), consisting of a sequentially located gas generator, a cyclone, a gas-water heat exchanger, a scrubber and an electric generator with a gas engine and a waste heat boiler, and the waste heat boiler and the gas-water heat exchanger are connected in series by a coolant circulation circuit, and the water outlet from the scrubber is connected to the inlet through a sump and air heater located in series, characterized in that at least one anaerobic biofilter is provided between the air heater and the water inlet to the scrubber, as well as a water cooler - evaporator of a heat pump, consisting of a compressor with a gas engine, a condenser-water heater and a thermostatic valve, while the anaerobic biofilter is connected through a gas pipeline to the gas engine of the heat pump compressor, and the condenser-water heater is hydraulically connected to a waste heat boiler, gas-water heat exchanger, and district heating unit located in series , gas engines of an electric generator and a heat pump compressor to form a closed coolant circulation circuit. The disadvantage of this installation is the low temperature of the air sent to the gas generator.
Известен способ получения электроэнергии из некондиционной (влажной) топливной биомассы и устройство для его осуществления (патент РФ №2631456; F02C 3/28 F23G 5/027 C10J 3/66 от 22.09.2017 Бюл. №27), предусматривающий на первой стадии подачу исходного сырья -измельченной топливной биомассы различного происхождения - и осуществление ее паровоздушной газификации в плотном слое в реакторе-газификаторе прямого процесса, при этом в процессе газификации в противоток движению сырья через нижнюю часть реактора-газификатора, где происходит накопление и вывод твердых продуктов-отходов газификации, в активную зону газификации посредством, например, дутья подают газифицирующие агенты - воздух и водяной пар и/или воду - в необходимых для протекания окислительно-восстановительных реакций газификации соотношениях с газифицируемым сырьем, а получаемый в результате газификации горючий топливный газ фильтруется через слой загруженного в реактор-газификатор сырья и отводится из его верхней части для использования на второй стадии, включающей сжигание получаемого топливного газа с преобразованием тепловой энергии в механическую энергию посредством тепловой машины и в электрическую энергию посредством электрогенератора. При этом исходное сырье для производства электроэнергии перед подачей на газификацию подвергают полной глубокой сушке, включая конвективную воздушно-калориферную сушку для удаления внешней влаги с использованием тепла, отработавшего в тепловой машине рабочего тела посредством его воздушного охлаждения и, возможно, конденсации в замкнутом контуре циркуляции рабочего тела, а также кондуктивно-конвективную сушку отходящими дымовыми газами для удаления остаточной, в том числе реакционной, влаги. Недостаток данного способа заключается в затратах тепла на подогрев газифицирующих агентов -воздуха и водяного пара и/или воды.There is a known method for producing electricity from substandard (wet) fuel biomass and a device for its implementation (RF patent No. 2631456; F02C 3/28 F23G 5/027 C10J 3/66 dated 09/22/2017 Bulletin No. 27), which provides for the supply of initial raw materials - crushed fuel biomass of various origins - and the implementation of its steam-air gasification in a dense layer in a direct process gasification reactor, while during the gasification process, countercurrent to the movement of raw materials through the lower part of the gasification reactor, where accumulation and removal of solid gasification waste products occurs, gasification agents - air and water vapor and/or water - are supplied to the gasification active zone by means of, for example, blasting, in the ratios necessary for the gasification redox reactions to occur with the gasified raw material, and the combustible fuel gas obtained as a result of gasification is filtered through the layer loaded into the reactor - gasifier of raw materials and is removed from its upper part for use in the second stage, which includes combustion of the resulting fuel gas with the conversion of thermal energy into mechanical energy through a heat engine and into electrical energy through an electric generator. In this case, the feedstock for the production of electricity is subjected to complete deep drying before being supplied for gasification, including convective air-heater drying to remove external moisture using the heat exhausted in the heat engine of the working fluid through its air cooling and, possibly, condensation in a closed circulation loop of the working fluid. bodies, as well as conductive-convective drying with exhaust flue gases to remove residual, including reaction, moisture. The disadvantage of this method is the heat consumption for heating the gasifying agents - air and water vapor and/or water.
Известна мини-ТЭЦ (патент РФ №2643877; F24J 3/08 от 12.12.2017 Бюл. №35), работающая на возобновляемых источниках энергии, содержащая первичные преобразователи природной энергии, тепловые аккумуляторы и преобразователи тепловой энергии в электрическую с системой утилизации тепловых сбросов, отличающаяся тем, что она имеет однотипные либо гибридные первичные преобразовательные установки с энергоресурсом на выходе в виде нагретого и сжатого воздуха, сезонные грунтовые аэродинамические нагреватели - накопители тепловой энергии, а также в качестве приводов электрогенераторов - мощные вторичные тепломеханические преобразователи без паросилового звена. Недостатком данного изобретения является раздельное использование возобновляемых энергоресурсов, а не их комбинация друг с другом.A mini-CHP is known (RF patent No. 2643877; F24J 3/08 dated December 12, 2017 Bulletin No. 35), operating on renewable energy sources, containing primary converters of natural energy, heat accumulators and converters of thermal energy into electrical energy with a system for recycling thermal discharges, characterized in that it has the same type or hybrid primary converter units with an output energy resource in the form of heated and compressed air, seasonal ground aerodynamic heaters - thermal energy storage devices, as well as powerful secondary thermal-mechanical converters without a steam-power unit as electric generator drives. The disadvantage of this invention is the separate use of renewable energy resources, rather than their combination with each other.
В качестве прототипа выбрана башенная солнечная электростанция с циклом Брайтона (Meriche I.E., Baghidja A., BoukeliaT.E. Design and Performance Evaluation of Solar Gas Turbine Power Plant in South Western Algeria //International journal of renewable energy research / Imadeddinemeriche et al. 2014.V. 4. No.1.), где поглощенная солнечная энергия используется для нагрева сжатого воздуха перед поступлением в камеру сгорания газовой турбины, высокая температура воздуха используется для приведения в действие энергетического цикла Брайтона.A tower solar power plant with a Brayton cycle was selected as a prototype (Meriche I.E., Baghidja A., Boukelia T.E. Design and Performance Evaluation of Solar Gas Turbine Power Plant in South Western Algeria //International journal of renewable energy research / Imadeddinemeriche et al. 2014 .V. 4. No.1.), where absorbed solar energy is used to heat compressed air before entering the combustion chamber of a gas turbine, the high air temperature is used to drive the Brayton energy cycle.
Недостатком прототипа является ограниченность в выборе топлива, на котором работает электростанция, а именно: в качестве топлива используется только природный газ. Также недостатком является невозможность осуществления когенерации ввиду использования в данной установке только газовой турбины.The disadvantage of the prototype is the limited choice of fuel on which the power plant operates, namely: only natural gas is used as fuel. Another disadvantage is the impossibility of cogeneration due to the use of only a gas turbine in this installation.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является устранение перечисленных недостатков: расширение используемых видов топлива, возможность одновременного производства электроэнергии и промышленного пара / тепла, а также повышение эффективности преобразования энергии с увеличением надежности электроснабжения автономных объектов, экономии энергоресурсов и защите окружающей среды.The technical result to which the invention is aimed is to eliminate the listed disadvantages: expansion of the types of fuel used, the possibility of simultaneous production of electricity and industrial steam / heat, as well as increasing the efficiency of energy conversion with increasing the reliability of power supply to autonomous objects, saving energy resources and protecting the environment.
Технический результат достигается тем, что способ переработки твердого топлива с использованием солнечной энергии, характеризуется тем, что включает стадии, на которых:The technical result is achieved by the fact that the method of processing solid fuel using solar energy is characterized by the fact that it includes stages in which:
а) воздух сжимается в компрессоре низкого или среднего давленияa) air is compressed in a low or medium pressure compressor
б) поток сжатого воздуха разделяют - одна часть, направляется в солнечный воздухонагреватель, расположенный на башне, а другая часть подается в паровой котел.b) the compressed air flow is divided - one part is sent to a solar air heater located on the tower, and the other part is supplied to the steam boiler.
в) поток солнечного излучения поступает на поверхность гелиостатов, отражается и концентрируется на поверхности солнечного воздухонагревателя.c) the flux of solar radiation enters the surface of the heliostats, is reflected and concentrated on the surface of the solar air heater.
г) внешняя приемная поверхность передает тепло пористой вставке солнечного воздухонагревателя, через поры которой проходит нагретый воздух.d) the outer receiving surface transfers heat to the porous insert of the solar air heater, through the pores of which heated air passes.
д) нагретый до высокой температуры (600-850°С) воздух направляется в газогенератор, куда подается измельченное твердое топливо.e) air heated to a high temperature (600-850°C) is sent to a gas generator, where crushed solid fuel is supplied.
е) шлам отводится из газогенератора для дальнейшей переработки.f) sludge is removed from the gas generator for further processing.
ж) газовая смесь из газогенератора подается в паровой котел, который подключен к паровой турбине, вырабатывающей электрическую энергию.g) the gas mixture from the gas generator is supplied to a steam boiler, which is connected to a steam turbine that generates electrical energy.
з) газы, выходящие из парового котла, попадают в атмосферу.h) gases leaving the steam boiler enter the atmosphere.
Также в способе переработки твердого топлива с использованием солнечной энергии для работы установки в темное время суток используется хранилище генераторного газа, которое заполняется газификатором в светлое время суток, когда солнечного излучения достаточно для нагрева воздуха до необходимой температуры газификации твердого топлива.Also, in the method of processing solid fuel using solar energy, to operate the installation in the dark, a generator gas storage facility is used, which is filled with a gasifier during daylight hours, when solar radiation is sufficient to heat the air to the required gasification temperature of the solid fuel.
На фигуре показана схема для переработки твердого топлива с использованием солнечной энергии.The figure shows a circuit for processing solid fuels using solar energy.
Цифрами на схеме обозначены компрессор низкого или среднего давления 1, гелиостат 2 для направления солнечных лучей на солнечный воздухонагреватель 3, башня 4, на которой установлен воздухонагреватель, газогенератор 5 для преобразования твердого топлива в газообразное, хранилище генераторного газа 6, паровой котел 7; паровая турбина 8, электрогенератор 9, вентили 10.The numbers in the diagram indicate a low or medium pressure compressor 1, a heliostat 2 for directing the sun's rays to a solar air heater 3, a tower 4 on which the air heater is installed, a gas generator 5 for converting solid fuel into gaseous fuel, generator gas storage 6, a steam boiler 7; steam turbine 8, electric generator 9, valves 10.
Способ осуществляется следующим образом: воздух I сжимается в компрессоре низкого или среднего давления 1. Затем поток сжатого воздуха разделяют - одна часть, направляется в солнечный воздухонагреватель 3, расположенный на башне 4, а другая часть подается в паровой котел 7. Поток солнечного излучения поступает на поверхность гелиостатов 2, отражается и концентрируется на поверхности солнечного воздухонагревателя 3. Внешняя приемная поверхность передает тепло пористой вставке, через поры которой проходит нагретый воздух. Нагретый до высокой температуры (600-850°С) воздух направляется в газогенератор 5, куда подается измельченное твердое топливо П. В качестве топлива может быть использованы каменный уголь, бурый уголь, горючие сланцы, торф, дрова, другое биотопливо. Шлам IV отводится из газогенератора 5 для дальнейшей переработки. Для работы установки в темное время суток устанавливается хранилище генераторного газа 6, которое заполняется газификатором 5 в светлое время суток, когда солнечного излучения достаточно для нагрева воздуха до необходимой температуры газификации твердого топлива. Газовая смесь III из газогенератора 5 подается в паровой котел 7, который подключен к паровой турбине 8, вырабатывающей электрическую энергию и пар для нужд объекта. Газы, выходящие из парового котла 7, попадают в атмосферу.The method is carried out as follows: air I is compressed in a low or medium pressure compressor 1. Then the compressed air flow is divided - one part is sent to the solar air heater 3 located on the tower 4, and the other part is supplied to the steam boiler 7. The flow of solar radiation enters the the surface of the heliostats 2 is reflected and concentrated on the surface of the solar air heater 3. The external receiving surface transfers heat to the porous insert, through the pores of which heated air passes. Air heated to a high temperature (600-850°C) is directed to the gas generator 5, where crushed solid fuel P is supplied. Coal, brown coal, oil shale, peat, firewood, and other biofuels can be used as fuel. Sludge IV is removed from the gas generator 5 for further processing. To operate the installation in the dark, a generator gas storage 6 is installed, which is filled with a gasifier 5 during daylight hours, when solar radiation is sufficient to heat the air to the required solid fuel gasification temperature. Gas mixture III from gas generator 5 is supplied to steam boiler 7, which is connected to steam turbine 8, which generates electrical energy and steam for the needs of the facility. The gases leaving the steam boiler 7 enter the atmosphere.
Таким образом, способ переработки твердого топлива с использованием солнечной энергии может быть применен на объектах сельского хозяйства, лесозаготовках и небольших промышленных предприятиях и позволяет производить электроэнергию и пар для нужд объекта.Thus, the method of processing solid fuel using solar energy can be used at agricultural sites, logging sites and small industrial enterprises and allows the production of electricity and steam for the needs of the facility.
Способ переработки твердого топлива с использованием солнечной энергии осуществляется путем подачи воздуха, сжатого в компрессоре и нагретого в солнечном нагревателе, в газогенератор для получения генераторного газа из измельченного твердого топлива, используемого в качестве топлива в котельной установке с получением пара, направляемого на паровую турбину.A method for processing solid fuel using solar energy is carried out by supplying air, compressed in a compressor and heated in a solar heater, to a gas generator to produce generator gas from crushed solid fuel, used as fuel in a boiler plant to produce steam sent to a steam turbine.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812312C1 true RU2812312C1 (en) | 2024-01-29 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU119861U1 (en) * | 2011-09-02 | 2012-08-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | HELIO INSTALLATION FOR HEATING SUPPLY |
| CN209278007U (en) * | 2018-11-12 | 2019-08-20 | 华北电力大学 | A kind of supercritical carbon dioxide zero-emission electricity generation system of Driven by Solar Energy coal gasification |
| RU2772512C1 (en) * | 2021-08-05 | 2022-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Solar power plant |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU119861U1 (en) * | 2011-09-02 | 2012-08-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | HELIO INSTALLATION FOR HEATING SUPPLY |
| CN209278007U (en) * | 2018-11-12 | 2019-08-20 | 华北电力大学 | A kind of supercritical carbon dioxide zero-emission electricity generation system of Driven by Solar Energy coal gasification |
| RU2772512C1 (en) * | 2021-08-05 | 2022-05-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Solar power plant |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Meriche I.E., Baghidja A., BoukeliaT.E. Design and Performance Evaluation of Solar Gas Turbine Power Plant in South Western Algeria // International journal of renewable energy research / Imadeddinemeriche et al. 2014.V. 4. No.1. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Indrawan et al. | Distributed power generation via gasification of biomass and municipal solid waste: A review | |
| US6510695B1 (en) | Method of and apparatus for producing power | |
| CN106762143B (en) | Solar energy chemical recuperation cycle system | |
| EP0684367A1 (en) | Coal burner combined power plant having a fuel reformer | |
| RU2011141417A (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR PROCESSING BIOGENIC MASS, AND HEAT ELECTROCENTRAL | |
| BR112012011891B1 (en) | thermal and chemical use of carbonaceous materials in particular for emission free energy generation | |
| US20110165526A1 (en) | External preheating of fresh air in solid material furnaces | |
| CN109337715B (en) | Biomass gasification power generation system and method | |
| US4369624A (en) | High temperature gas turbine systems | |
| Hosseini et al. | Hybrid solar flameless combustion system: Modeling and thermodynamic analysis | |
| Tosun | 5MW hybrid power generation with agriculture and forestry biomass waste co-incineration in stoker and subsequent solar panel (CSP) ORC station | |
| RU2812312C1 (en) | Method for processing solid fuel using solar energy | |
| Paisley et al. | A Promising Power Option: The FERCO SilvaGas™ Biomass Gasification Process—Operating Experience at the Burlington Gasifier | |
| CN105154138A (en) | Solar energy gasification and power generation hybrid system | |
| US4387561A (en) | Utilization of coal powering a gas turbine engine | |
| RU2737833C1 (en) | Autonomous electric generation method and device - small solid fuel power plant for its implementation | |
| KR102188155B1 (en) | Hybrid heat supply apparatus using solid fuel direct combustion method and gasification combustion method, and cogeneration system using the same | |
| CN213807780U (en) | Afterburning type Brayton cycle power generation system | |
| Gergelizhiu et al. | Mathematical simulation of low-temperature conversion cogeneration system in power engineering | |
| RU2232903C2 (en) | Catalytic thermal power station, catalytic reactor | |
| LT5861B (en) | Integrated system, composed of a thermal power plant, electric power plant, and modules of pyrolisis - based production line, improvement of this system's modules, and method of usage of such system | |
| TW202144553A (en) | Composite fixed-bed combustion and gasification assembly | |
| Preto et al. | Realization of a biomass power plant feeded by animal by-products | |
| RU2362637C2 (en) | Thermophotoelectrocatalytic cogeneration plant for utilising dumping site biogas | |
| EP1231433A2 (en) | Generation of energy from pyrolysis gas produced by reactors heated with their own flue gases |