RU55775U1

RU55775U1 - GAS GENERATOR

Info

Publication number: RU55775U1
Application number: RU2006109721/22U
Authority: RU
Inventors: Олег Николаевич Новиков; Максим Иванович Дюбенко
Original assignee: Иркутская Городская Общественная Организация "Экологическая Группа"
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Предполагаемая полезная модель относится к области переработки твердых, жидких, газообразных сред, в частности гидролизной переработки древесины - лигнинного сырья, отходов деревообработки, нефтешламов и полимерных отходов, попутного газа, торфа, бурого и каменного угля, сланцев, отходов рыбоперерабатывающей сахарной промышленности и бытового мусора. И может быть использовано для получения синтез газа, водяного газа, генераторного газа, смешенного газа, водорода, сероводорода и др. газов. Попутный продукт - концентраты металлов. Данные виды сырья используются в энергетики, химической промышленности, металлургии. Газогенератор состоит из корпуса разделенного на две части камеры горения и зольной части находящаяся в нижней части корпуса отделенной от камеры горения колосниковой решеткой. Корпус ограничен с двух сторон круглыми пластинами в которых вырезаны технологические отверстия: дверца камеры горения; дверца зольника. Также отверстия для крепления камеры газообразования, камеры образования пара, камеры очистки генераторного газа. Дымовые газы образующиеся при горении топлива в камере горения при «естественной» тяге улетучиваются в окружающую среду через дымовую трубу. Камера газообразования представляет собой емкость, в которую помещается непосредственно материал (опилки и другое сырье) из которого в технологическом процессе вырабатывается генераторный газ, также имеется загрузочное окно для загрузки опилок и другого сырья. Технический результат - утилизация твердых, жидких, газообразных сред, в частности гидролизной переработки древесины - лигнинного сырья, отходов деревообработки, нефтешламов и полимерных отходов, попутного газа, торфа, бурого и каменного угля, сланцев, отходов рыбоперерабатывающей сахарной промышленности и бытового мусора, которые до сих пор используются в несущественных объемах. Рациональное применение газогенератора может привести к весьма значительной экономии угля, электроэнергии, жидкого топлива, природного газа.The proposed utility model relates to the field of processing solid, liquid, gaseous media, in particular, hydrolysis processing of wood - lignin raw materials, wood processing waste, oil sludge and polymer waste, associated gas, peat, brown and hard coal, slates, fish processing sugar industry waste and household garbage . And it can be used to produce synthesis of gas, water gas, generator gas, mixed gas, hydrogen, hydrogen sulfide and other gases. A by-product is metal concentrates. These types of raw materials are used in energy, chemical industry, metallurgy. The gas generator consists of a housing divided into two parts of the combustion chamber and an ash part located in the lower part of the housing separated from the combustion chamber by a grate. The housing is bounded on both sides by round plates in which technological holes are cut: the door of the combustion chamber; ashpit door. There are also holes for mounting a gasification chamber, a steam generation chamber, and a generator gas purification chamber. The flue gases generated during the combustion of fuel in the combustion chamber during “natural” draft escape into the environment through a chimney. The gas chamber is a container in which directly the material is placed (sawdust and other raw materials) from which the generator gas is generated in the process, there is also a loading window for loading sawdust and other raw materials. EFFECT: utilization of solid, liquid, gaseous media, in particular, hydrolysis processing of wood — lignin raw materials, wood processing waste, oil sludge and polymer waste, associated gas, peat, brown and hard coal, slates, fish processing sugar industry waste and household garbage, which still used in insignificant volumes. The rational use of a gas generator can lead to very significant savings in coal, electricity, liquid fuel, and natural gas.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области переработки твердых, жидких, газообразных сред, в частности гидролизной переработки древесины - лигнинного сырья, отходов деревообработки, нефтешламов и полимерных отходов, попутного газа, торфа, бурого и каменного угля, сланцев, отходов рыбоперерабатывающей сахарной промышленности и бытового мусора. И может быть использовано для получения синтез газа, водяного газа, генераторного газа, смешенного газа, водорода, сероводорода и др. газов. Попутный продукт - концентраты металлов. Данные виды сырья используются в энергетики, химической промышленности, металлургии.The proposed utility model relates to the field of processing solid, liquid, gaseous media, in particular, hydrolysis processing of wood - lignin raw materials, wood processing waste, oil sludge and polymer waste, associated gas, peat, brown and hard coal, slates, fish processing sugar industry waste and household garbage . And it can be used to produce synthesis of gas, water gas, generator gas, mixed gas, hydrogen, hydrogen sulfide and other gases. A by-product is metal concentrates. These types of raw materials are used in energy, chemical industry, metallurgy.

Известна установка для производства высококалорийных газов из твердого топлива /Патент РФ №2238961 C 10 J 3/48, С 10 В 47/06, 2004 г/, содержащая бункер для подачи топлива в обогреваемые снаружи реторты и реакционную камеру газогенератора, газовую горелку для низкокалорийного газа и камеру сгорания, используется газогенератор горизонтального типа, реторты содержат в нижней части дополнительный патрубок для подачи с помощью форсунок по отдельным трубопроводам дозированного количества перегретого водяного пара, диоксида углерода и жидкого топлива, причем в камере сгорания выполнен змеевик для ввода перегретого пара из водяной рубашки с помощью форсунок через дополнительный патрубок в нижнюю часть реторт, а реакционная камера газогенератора содержит отбойную решетку для подачи низкокалорийного газа через трубопровод в горелку низкокалорийного газа.A known installation for the production of high-calorie gases from solid fuels / RF Patent No. 2238961 C 10 J 3/48, C 10 B 47/06, 2004 /, containing a hopper for supplying fuel to the outside retorts and the reaction chamber of the gas generator, a gas burner for low-calorie gas and a combustion chamber, a horizontal type gas generator is used, the retorts in the lower part contain an additional nozzle for supplying, with the aid of nozzles through separate pipelines, a metered amount of superheated water vapor, carbon dioxide and liquid fuel, When in use in a combustion chamber configured for input coil superheated steam from the water jacket via nozzles through the additional nozzle to the bottom of the retort and the reaction chamber comprises a gas generator for feeding grate impingement lean gas to the burner through conduit lean gas.

Известен теплогазогенератор твердого топлива /Патент РФ №2248500 F 23 B 7/00, C 10 J 3/20, 2005 г, содержит газовую топку с каналом вывода дымовых газов, бункер твердого топлива, газогенератор на паровоздушном дутье с колосниковой решеткой и золоприемниками, коллектор отвода высококалорийных газов и трубы-реторты с внутренней полостью в каждой из них, которая со стороны входной части соответствующей трубы-реторты сообщена с бункером, со стороны выходной части - с полостью газогенератора, участок трубы-реторты, расположенный между указанными ее частями, размещен в полости газовой топки, внутренние полости труб-реторт со стороны их входных частей сообщены с указанным коллектором, а газогенератор соединен с газовой топкой через циклон очистки низкокалорийного газа, колосниковая решетка снабжена приводом вращения с регулятором скорости.Known heat-gas generator of solid fuel / Patent of the Russian Federation No. 2288500 F 23 B 7/00, C 10 J 3/20, 2005, contains a gas firebox with a flue gas outlet channel, a solid fuel hopper, a gas-fired steam generator with a grate and ash collectors, a collector removal of high-calorie gases and a retort pipe with an internal cavity in each of them, which is connected with the hopper from the input part of the corresponding retort pipe, with the gas generator cavity from the output part, a portion of the retort pipe located between its indicated parts, placed in the cavity of the gas furnace, the internal cavity of the retort pipe from the side of their inlet parts is in communication with the specified manifold, and the gas generator is connected to the gas furnace through a low-calorie gas treatment cyclone, the grate is equipped with a rotation drive with a speed controller.

Недостатками устройств является малая эффективность устройств, низкая надежность, сложность выполнения устройств.The disadvantages of the devices is the low efficiency of the devices, low reliability, the complexity of the devices.

Известен теплогазогенератор твердого топлива /А.С. SU №1333696, С 10 J 3/48 от 30.08.87 г./, содержащий газовую топку, канал вывода дымовых газов, бункер твердого топлива, газогенератор на паровоздушном дутье с колосниковой решеткой и золоприемниками, коллектор приема высококалорийных газов и трубы-реторты, входные части которых сообщены с бункером, выходные части - с полостью газогенератора, участки труб-реторт, расположенные между указанными их частями, размещены в полости газовой топки, внутренние полости труб-реторт со стороны их входных частей сообщены с коллектором, газогенератор сообщен с газовой топкой.Known heat and gas generator of solid fuel / A.C. SU No. 1333696, C 10 J 3/48 of 08/30/87, / containing a gas firebox, a flue gas outlet channel, a solid fuel hopper, a steam air blast gas generator with a grate and ash collectors, a high-calorie gas intake manifold and a retort pipe, the inlet parts of which are in communication with the hopper, the outlet parts - with the cavity of the gas generator, sections of the retort pipes located between their indicated parts are placed in the cavity of the gas furnace, the internal cavity of the retort pipes from the side of their inlet parts are connected to the manifold, the gas generator is connected to the gases oh firebox.

Недостатком данного устройства является ограничение использования для термохимического разложения твердых топлив в виде предварительно изготовленных и подсушенных гранул. Процесс термохимической переработки топлива в данной установке неэффективен вследствие низкой интенсивности процесса накопления вырабатываемого газа, т.к. в качестве этого полезного продукта используется только его часть, вырабатываемая при термическом разложении топлива в трубах-ретортах.The disadvantage of this device is the limitation of the use for thermochemical decomposition of solid fuels in the form of prefabricated and dried granules. The process of thermochemical processing of fuel in this installation is inefficient due to the low intensity of the process of accumulation of produced gas, because as this useful product, only its part is used, which is produced during thermal decomposition of fuel in retort pipes.

Ближайшим аналогом является газогенератор для газификации твердого топлива в псевдоожиженном слое /Патент SU №1806173 С 10 J 3/48, 1993 г/, включающий корпус, разделенный расположенной в нижней его части газораспределительной решеткой на верхнюю реакционную камеру и нижнее дутьевой устройство, расположенные в реакционной камере две вертикальные перегородки с переточными окнами, средство для подачи топлива в нижнюю часть реакционной камеры в псевдоожиженный слой, средство для отвода золы с решетки и средство для отвода генераторного газа, расположенное в верхней части корпуса за второй перегородкой. Корпус снабжен дверцей камеры горения; дверцей зольника, дымовой трубой, отводящей дымовые газыThe closest analogue is a gas generator for gasification of solid fuel in a fluidized bed / Patent SU No. 1806173 C 10 J 3/48, 1993 g /, comprising a housing separated by a gas distribution grid located in its lower part into an upper reaction chamber and a lower blasting device located in the reaction two vertical partitions with transfer windows, a means for supplying fuel to the lower part of the reaction chamber in a fluidized bed, a means for removing ash from the grate and a means for removing generator gas, a chamber wedge in the upper part of the body behind the second partition. The housing is equipped with a combustion chamber door; ash door, chimney flue

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность переработки сырья.The disadvantage of the closest analogue is the low efficiency of processing of raw materials.

Задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего повысить эффективность комплексной переработки сырья и генерации газа нужного качества.The objective of the proposed utility model is to create a device to improve the efficiency of integrated processing of raw materials and gas generation of the desired quality.

Поставленная задача достигается тем, что в газогенераторе для получения газов из различного углеродоводородсодержащего сырья состоящем из корпуса, разделенного горизонтально на две части, включающем камеру горения в верхней части корпуса и зольной части, находящейся в нижней части корпуса и отделенной от камеры горения газораспределительной решеткой, корпус снабжен дверцей камеры горения; дверцей зольника, дымовой трубой, отводящей дымовые газы, образующиеся при горении топлива в камере горения на «естественной» тяге, в камеру горения дополнительно помещены камера газообразования, The problem is achieved in that in a gas generator for producing gases from various carbon-hydrogen-containing raw materials consisting of a housing divided horizontally into two parts, including a combustion chamber in the upper part of the housing and an ash part located in the lower part of the housing and separated from the combustion chamber by a gas distribution grill, the housing equipped with a combustion chamber door; the ash pan door, a chimney that discharges the flue gases generated during the combustion of fuel in the combustion chamber on a “natural” draft, a gasification chamber is additionally placed in the combustion chamber,

представляющая собой емкость для сырья, из которого в технологическом процессе вырабатывается газ, камера парообразования, оснащенная обратным клапаном и задвижками, загрузочным люком для твердых веществ и патрубком для жидких и газообразных веществ, и соединенная подающим трубопроводом с камерой газообразования, камера очистки, соединенная отводящим трубопроводом с камерой газообразования.which is a container for raw materials from which gas is generated in the technological process, a vaporization chamber equipped with a check valve and valves, a loading hatch for solids and a nozzle for liquid and gaseous substances, and connected by a supply pipe to a gas generation chamber, a cleaning chamber connected by a discharge pipe with a gasification chamber.

Газогенератор дополнительно содержит охладитель, соединенный отводящим трубопроводом с камерой очистки и емкость - аккумулятор газа соединенный последовательно с охладителем.The gas generator further comprises a cooler connected by a discharge pipe to the purification chamber and a tank - a gas accumulator connected in series with the cooler.

В камеру горения помещена горелка, снабженная устройством для зажигания факела пламени.A burner is placed in the combustion chamber, equipped with a device for igniting the flame torch.

Камера газообразования снабжена электрическим нагревательным устройством.The gas chamber is equipped with an electric heating device.

Камера очистки снабжена твердым пористым катализатором, патрубком вывода жидких продуктов реакции и люком выгрузки твердых продуктов реакции и отработанного катализатора.The purification chamber is equipped with a solid porous catalyst, a branch pipe for the withdrawal of liquid reaction products, and a hatch for unloading the solid reaction products and spent catalyst.

Камера газообразования дополнительно снабжена загрузочным люком и патрубком ввода жидкого катализатора газообразования.The gasification chamber is additionally equipped with a loading hatch and a nozzle for introducing a liquid gasification catalyst.

Между камерой газообразования и камерой очистки помещен вентиль регуляции давления, обратный клапан и патрубок ввода дополнительных реагентов.Between the gasification chamber and the cleaning chamber, a pressure control valve, a check valve, and an additional reagent inlet pipe are placed.

Схематическое изображение конструкции газогенератора показано на Фиг.1.A schematic illustration of the design of a gas generator is shown in FIG.

Газогенератор состоит из корпуса 1, разделенного горизонтально на две части колосниковой решеткой 2, включающей камеру горения 3 в верхней части корпуса и зольную часть 4. В камеру горения 3 помещены камера газообразования 5, камера парообразования 6, камера очистки генераторного газа 7.The gas generator consists of a casing 1, horizontally divided into two parts by a grate 2, including a combustion chamber 3 in the upper part of the casing and an ash part 4. A gas chamber 5, a vaporization chamber 6, a generator gas purification chamber 7 are placed in the combustion chamber 3.

Камера горения 3 представляет собой металлический корпус, с загрузочным окном 8 в которое подается топливо (дрова, мусор, газ, опилки, нефть, торф, угль) для создания высокой температуры, необходимой для получения генераторного газа в камере газообразования и задвижкой 9, Розжиг топлива осуществляется с помощью газовой горелки подключаемой к задвижке 9. Горелка снабжена встроенной свечей зажигания. Зола из зольника 4 удаляется в автоматизированном и ручном режиме. Также для розжига и нормального горения топлива в зольной части находится дверца 10, через которую подается воздух. Загрузку топлива проводят периодически, в форме брикетов, в ручную или подачей через шнек также если сырье в жидком состоянии оно подается с помощью насоса через специально отведенную для этого задвижку 11. Дымовые газы образующиеся при горении топлива в камере горения при «естественной» тяге улетучиваются в окружающую среду через дымовую трубу 12. При нагреве камеры парообразования 6 до температуры выделения Combustion chamber 3 is a metal case, with a loading window 8 into which fuel is supplied (firewood, garbage, gas, sawdust, oil, peat, coal) to create the high temperature necessary for generating gas in the gas chamber and the valve 9, Ignition of fuel carried out using a gas burner connected to the valve 9. The burner is equipped with a built-in spark plug. Ash from ashpit 4 is removed in an automated and manual mode. Also for ignition and normal combustion of fuel in the ash part there is a door 10 through which air is supplied. Fuel loading is carried out periodically, in the form of briquettes, manually or by feeding through the auger also if the raw material is in a liquid state it is pumped through a specially designed valve 11. The flue gases generated during the combustion of fuel in the combustion chamber under "natural" draft are volatilized the environment through the chimney 12. When the steam chamber 6 is heated to a temperature of emission

пара из материала, помещенного в данную камеру пар поступает в камеру газообразования 5 по газопроводу 13 с водяным обратным клапаном, где вступает в реакцию с веществом находящемся в ней. В случае увеличения давления в камере парообразовании выше нормы в качестве безопасности предусмотрено сброс давления и уменьшение излишка пара через спускной клапан 14. В камере газообразовании сырье помещенное в камеру взаимодействует с поступающими в нее паром, поступающем из камеры парообразования и воздухом предварительно подогретым в зольной части камеры горения через задвижку 15. Для безопасности в камере также предусмотрен спускной клапан 16. Выработанный генераторный газ проходит очистку в камере очистки генераторного газа 7, в которую поступает по трубе через трубопровод 17 с обратный клапаном к фильтру, после очистки газ поступает по трубе через трубопровод 18 с газовой задвижкой в охладитель или непосредственно в теплогенератор, электрогенератор, принудительно, с помощью насоса.steam from the material placed in this chamber steam enters the gasification chamber 5 through the gas line 13 with a water check valve, where it reacts with the substance in it. If the pressure in the vaporization chamber is higher than the norm, safety is provided for depressurization and reduction of excess steam through the drain valve 14. In the gasification chamber, the raw materials placed in the chamber interact with the steam coming into it from the vaporization chamber and with air preheated in the ash part of the chamber combustion through the valve 15. For safety, a drain valve 16 is also provided in the chamber. The generated generator gas is cleaned in the generator gas purification chamber 7, in which enters through a pipe through a pipe 17 with a non-return valve to the filter, after cleaning, the gas enters through a pipe through a pipe 18 with a gas valve to the cooler or directly to the heat generator, electric generator, forcibly, using a pump.

Газогенератор работает следующим образом:The gas generator operates as follows:

В камере газообразования 5 при температуре реакции (от 200 до 800°С) происходит процесс взаимодействия с паром и др. компонентами парогазовой смеси с образованием целевого продукта. В качестве побочного продукта образуются смолы, зола и высококипящие вещества. Газ поступает с примесями в камеру очистки генераторного газа 7 в которой находится твердый пористый катализатор, нагретый до температуру 300-900°С. В камере происходит реакция между компонентами смеси, при этом газ отчищается и образуется дополнительное количество продукта. После очистки генераторный газ поступает в охладитель или в теплогенератор, электрогенератор, также может поступать в камеру горения в качестве дополнительного топлива.In the gas chamber 5 at a reaction temperature (from 200 to 800 ° C), the process of interaction with steam and other components of the gas-vapor mixture occurs with the formation of the target product. Resin, ash and high boiling substances are formed as a by-product. The gas enters with impurities into the purification chamber of the generator gas 7 in which there is a solid porous catalyst heated to a temperature of 300-900 ° C. In the chamber, a reaction occurs between the components of the mixture, while the gas is purified and an additional amount of product is formed. After cleaning, the generator gas enters the cooler or the heat generator, the electric generator can also enter the combustion chamber as additional fuel.

В настоящее время для энерго- и теплоснабжения зданий и сооружений, получения горячей воды для технологических нужд, пара и горячего воздуха для различных технологических процессов применяются водогрейные котлы, паровые котлы и теплогенераторы, в основном использующие дорогостоящие электроэнергию, каменный уголь, нефтепродукты и природный газ.At present, for the energy and heat supply of buildings and structures, for obtaining hot water for technological needs, steam and hot air for various technological processes, hot water boilers, steam boilers and heat generators are used, mainly using expensive electricity, coal, oil products and natural gas.

Для увеличения продолжительности работы могут быть последовательно соединены два и более газогенератора, причем перед вторым газогенератором дополнительно вводят газовый реагент, в газогенераторе осуществляют химический синтез газа из газа, генерированного в первом газогенераторе.To increase the duration of operation, two or more gas generators can be connected in series, moreover, a gas reagent is added in front of the second gas generator, and chemical synthesis of gas from the gas generated in the first gas generator is carried out in the gas generator.

В то же время имеются значительные запасы топливо содержащих бросовых материалов и низкокачественного топлива (отходы лесозаготовительного, деревообрабатывающего, гидролизного, сельскохозяйственного и других производств, торф, сланцы, бытовые отходы).At the same time, there are significant reserves of fuel containing waste materials and low-quality fuel (waste from logging, woodworking, hydrolysis, agricultural and other industries, peat, shale, household waste).

Предлагаемая газогенераторная установка позволяет утилизировать многие из указанных материалов, которые до сих пор используются в несущественных объемах. Их рациональное применение может привести к весьма значительной экономии угля, электроэнергии, жидкого топлива, природного газа.The proposed gas generator allows you to dispose of many of these materials, which are still used in insignificant volumes. Their rational use can lead to very significant savings in coal, electricity, liquid fuel, and natural gas.

Широкое внедрение газогенераторных технологий позволяет одновременно содействовать разрешению и не менее важной задачи экологического плана - очистке значительной территорий от указанных отходов.The widespread introduction of gas-generating technologies allows us to simultaneously contribute to the resolution of the equally important task of the environmental plan - the cleaning of large areas of these wastes.

Claims

1. A gas generator for producing gases from various carbon-hydrogen-containing raw materials consisting of a casing divided horizontally into two parts, including a combustion chamber in the upper part of the casing and an ash part located in the lower part of the casing and separated from the combustion chamber by a gas distribution grill, the casing is equipped with a combustion chamber door; an ash pan door, a chimney that discharges the flue gases generated during fuel combustion in the combustion chamber on a “natural” draft, characterized in that a gasification chamber is additionally placed in the combustion chamber, which is a container for raw materials from which gas is generated in the process, chamber vaporization, equipped with a check valve and valves, a loading hatch for solids and a nozzle for liquid and gaseous substances, and connected by a supply pipe to the gasification chamber, chambers cleaning, a discharge line connected with the gassing chamber.

2. The gas generator according to claim 1, characterized in that it further comprises a cooler connected by a discharge pipe to the purification chamber and a gas storage tank connected in series with the cooler.

3. The gas generator according to claim 1, characterized in that a burner is placed in the combustion chamber, equipped with a device for igniting a flame torch.

4. The gas generator according to claim 1, characterized in that the gasification chamber is equipped with an electric heating device.

5. The gas generator according to claim 1, characterized in that the purification chamber is equipped with a solid porous catalyst, a pipe for outputting liquid reaction products and a manhole for unloading solid reaction products and spent catalyst.

6. The gas generator according to claim 1, characterized in that the gasification chamber is additionally equipped with a loading hatch and a pipe for introducing a liquid gasification catalyst.

7. The gas generator according to claim 1, characterized in that between the gasification chamber and the cleaning chamber is placed a pressure control valve, a check valve and a pipe for introducing additional reagents.