Охлаждение генераторного газа: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА ИЗ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА

Установка для получения генераторного газа

 

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для получения генераторного газа, преимущественно из твердого сырья, например, брикетированных или гранулированных обогащенных углешламов.

Установка для получения генераторного газа содержит газогенератор с устройствами загрузки в него сырья и выгрузки твердого остатка, устройство тонкой очистки генераторного газа, снабженное отстойником для фильтрата и имеющее возможность соединения с потребителями генераторного газа. Установка снабжена устройством охлаждения генераторного газа, вход которой соединен с газовым выходом газогенератора, а выход — со входом устройства тонкой очистки, причем в устройстве охлаждения смонтированы фильтры грубой очистки генераторного газа, при этом она дополнительно снабжена емкостью для сбора и хранения генераторного газа, соединенной с устройством тонкой очистки генераторного газа и имеющей возможность соединения с потребителями генераторного газа.

1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована для получения генераторного газа, преимущественно из твердого сырья, например, брикетированных или гранулированных обогащенных углешламов.

Известна установка для получения электрической и тепловой энергии из генераторного газа, получаемого из твердого топлива, содержащая бункер загрузки — дозирования сырья, установленный на входе реактора высокоскоростного пиролиза, в котором смонтирован генератор для возбуждения реактивной плазмы в реакторе, установленный на выходе из реактора приемник твердого остатка. Газовый выход реактора соединен с блоком очистки — циклоном — конденсатором, в котором осуществляется очистка полученного топливного (генераторного) газа от жидкой фракции, поступающей в приемник жидкого топлива, а газовая фракция поступает на газовый двигатель, приводящий в работу электрогенератор, вырабатывающий электрическую энергию. Отработавший газ с газового двигателя поступает в теплообменник — парогенератор для производства водяного пара из воды, поступающей в парогенератор из систем водоснабжения устройства. Водяной пар транспортируется к потребителям тепла и горячей воды. Жидкое топливо может быть использовано для обеспечения работы реактора или снабжения им потребителей.

(см. патент РФ, №2253070, кл. F 23 G 5/027, 2005 г.) — наиболее близкий аналог.

В результате анализа конструкции известной установки необходимо отметить, что принцип ее работы, как и заявленной установки, основан на сжигании твердого топлива в газогенераторе, получении генераторного газа, который очищают и подают потребителю, например, на энергетический блок, газовый двигатель которого соединен с генератором электрического тока.

Однако известная установка не обеспечивает достаточной степени очистки генераторного газа от примесей, что снижает КПД агрегатов, работающих на данном газе, вызывает необходимость использовать в них дополнительные системы очистки, а также снижает срок их срок их эксплуатации.

Задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции установки для получения генераторного газа, обеспечивающей получение генераторного газа высокой степени очистки.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в установке для получения генераторного газа, содержащей газогенератор с устройствами загрузки в него сырья и выгрузки твердого остатка, устройство тонкой очистки генераторного газа, снабженное отстойником для фильтрата и имеющее возможность соединения с потребителями генераторного газа, новым является то, что установка снабжена устройством охлаждения генераторного газа, вход которой соединен с газовым выходом газогенератора, а выход — со входом устройства тонкой очистки, причем в устройстве охлаждения смонтированы фильтры грубой очистки генераторного газа, при этом она снабжена емкостью для сбора и хранения генераторного газа, соединенной с устройством тонкой очистки генераторного газа и имеющей возможность соединения с потребителями генераторного газа.

При проведении патентных исследований в уровне техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию охраноспособности «новизна».

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки для получения генераторного газа.

Установка для получения генераторного газа содержит газогенератор 1 со средством 2 загрузки перерабатываемого сырья для получения генераторного газа. Снизу газогенератора 1 размещено средство 3 для отходов, образующихся в результате газификации сырья в газогенераторе 1.

Газовый выход газогенератора соединен с устройством 4 охлаждения поступающего из газогенератора 1 генераторного газа. В устройстве 4 охлаждения

установлен как минимум, один фильтр 5 грубой очистки генераторного газа. Одним выходом устройство 4 связано со сборником 6 фильтрата, а другим — с устройством 7 тонкой очистки и обезвоживания генераторного газа, один выход которого связан с отстойником 8, а другой — с емкостью 9 сбора охлажденного и очищенного генераторного газа. На емкости имеется средство 10 для выдачи генераторного газа. Выход устройства 7 может быть связан непосредственно с потребителем (потребителями) генераторного газа. В данном случае необходимость в емкости 9 отпадает.

Все агрегаты установки, поименованные выше, являются известными и их конструктивное выполнение не требует детального раскрытия. Так, в качестве газогенератора может быть использован газогенератор обращенного типа. В качестве средства загрузки сырья в газогенератор — обычное бункерное устройство с дозатором, например, шиберного типа.

Устройство для охлаждения газогенераторного газа представляют собой камеру, в которой установлены теплообменники, подсоединенные к системе циркуляции охлаждающего агента. В качестве фильтров грубой очистки — обычные сетчатые фильтры. Устройство тонкой очистки и обезвоживания генераторного газа также может быть выполнено различным образом, например, в виде циклона. Емкость для хранения и подачи генераторного газа может быть выполнена в виде газгольдера.

Для обеспечения функционирования установки, к ней подведены системы электропитания, водоснабжения и другие, необходимые для обеспечения ее работы. Все транспортирующие системы установки, обеспечивающие связь ее агрегатов, выполнены известным образом и поэтому в материалах заявки не раскрыты. Для обеспечения транспортировки генераторного газа по агрегатам установки используются насосы (не показаны).

Установка может иметь стационарное и мобильное (установлена на транспортном средстве) исполнение.

Установка для получения генераторного газа работает следующим образом.

Для обеспечения функционирования установки сырье (например, брикетированные или гранулированные углешламы, прошедшие предварительную

обработку) загружают в бункер 2, откуда оно через дозирующее устройство подается в реактор газогенератора 1. Процесс получения генераторного газа в газогенераторе широко известен и нет необходимости в его подробном описании.

Негорючие остатки, образовавшиеся в результате работы генератора подаются на средство 3 (бункер или транспортер), а генераторный газ, полученный в газогенераторе 1 через газовый выход подается в устройство для его охлаждения. В устройстве охлаждения, «омывая» теплообменники, генераторный газ отдает часть тепла прокачиваемому по теплообменникам охлаждающему агенту и в результате этого осуществляется его охлаждение.

Проходя через установленные в устройстве охлаждения фильтры, генераторный газ очищается от крупных (более 60 микрон) включений, которые направляются в сборник 6 фильтрата. После охлаждения и грубой очистки генераторный газ поступает в устройство 7 его тонкой очистки и обезвоживания. Учитывая, что 92-95% загрязнений генераторного газа составляют именно мелкоразмерные включения (менее 60 микрон) и кроме того, генераторный газ содержит водную фракцию, устройство то очистки должно отделять от генераторного газа как твердые фрагменты, так и жидкую составляющую. Для очистки и обезвоживания генераторного газа можно использовать, например, фильтры тонкой очистки с набивкой из древесной соломки. Однако данные фильтры снижают скорость перемещения по ним генераторного газа, что создает повышенное давление в газовых магистралях, а необходимость периодической замены фильтрующих элементов приводит к периодической остановке агрегатов установки. Поэтому наиболее целесообразными для использования в установке являются устройства очистки, принцип работы которых основан на разделении компонентов в зависимости от их массы. В качестве таких устройств могут быть использованы очистители циклонного типа.

После прохождения тонкой очистки генераторный газ готов к применению.

Он может направляться либо в газгольдер 9, либо на сжигание, например, в котельные, для обеспечения горячего водоснабжения и обогрева помещений. Газ может также направляться на электрогенераторы для получения электрической энергии или на дальнейшую переработку, например, для получения синтез-газа.

Наиболее целесообразно раздачу полученного генераторного газа осуществлять из емкости для хранения полученного газа, соединенной с выходом устройства тонкой очистки. В данном выполнении установки обеспечивается постоянный расход генераторного газа при подаче его потребителям вне зависимости от их количества.

Исполнение установки позволяет осуществлять получение генераторного газа высокой степени очистки, установка может иметь стационарное и мобильное (установлена на транспортном средстве) исполнение. Установка легко встраивается в существующие комплексы для получения электроэнергии, обеспечения теплом и горячей водой жилых и/или производственных помещений.

1. Установка для получения генераторного газа, содержащая газогенератор с устройствами загрузки в него сырья и выгрузки твердого остатка, устройство тонкой очистки генераторного газа, снабженное отстойником для фильтрата и имеющее возможность соединения с потребителями генераторного газа, отличающаяся тем, что установка снабжена устройством охлаждения генераторного газа, вход которой соединен с газовым выходом газогенератора, а выход — со входом устройства тонкой очистки, причем в устройстве охлаждения смонтированы фильтры грубой очистки генераторного газа.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью для сбора и хранения генераторного газа, соединенной с устройством тонкой очистки генераторного газа и имеющей возможность соединения с потребителями генераторного газа.

2442817 — Газогенераторная установка — PatentDB.

ru

Газогенераторная установка

Изобретение может быть использовано для выработки электрической и тепловой энергии на сельхозпредприятиях, лесозаготовках и коммунальных объектах. Газогенераторная установка состоит из последовательно расположенных газогенератора 1, циклона 2, газоводяного теплообменника 3, скруббера 4 и электрогенератора 18 с газовыми двигателями 10, 11 и котлом-утилизатором 12. Котел-утилизатор 12 и газоводяной теплообменник 3 связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, а выход воды из скруббера 4 связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника 5 и воздухоподогревателя 8. Между воздухоподогревателем 8 и входом воды в скруббер 4 расположены анаэробные биофильтры 6, 7, а также охладитель воды — испаритель теплового насоса 9, состоящий из компрессора 14 с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя 13 и терморегулирующего вентиля 15. Изобретение позволяет улучшить качество генераторного газа, а также снизить уровень техногенного загрязнения окружающей среды. 1 ил.

Реферат

Изобретение относится к автономным источникам энергии, работающим на возобновляемых видах топлива.

Более конкретно, изобретение относится к установкам газификации биомассы, в основном древесных и других растительных отходов, твердых фракций осадков и илов процессов очистки сточных вод, не подлежащего агротехнической утилизации навоза (при отсутствии доступных сельхозугодий, инвазиях) и других органосодержащих субстратов, образующихся в процессе хозяйственной деятельности человека.

Предлагаемое изобретение может быть использовано, в первую очередь, для выработки электрической и тепловой энергии в отсутствие или в целях резервирования централизованного энергоснабжения на сельхозпредприятиях, лесозаготовках, коммунальных объектах.

Известно устройство такого назначения. Газогенераторная установка состоит из газогенератора — источника генераторного газа, аппарата мокрой очистки и охлаждения генераторного газа (скруббера), аппаратов тонкой очитки генераторного газа перед его подачей в двигатели внутреннего сгорания (Теплоэнергетические установки малой и средней мощности. Справочное руководство. Киев-Москва, Машгиз, 1952, стр.453).

Недостатками данного устройства являются: значительные тепловые потери в скруббере с промывными водами и двигателе внутреннего сгорания с продуктами сгорания генераторного газа и охлаждающей водой, что приводит к значительному снижению энергетической эффективности всей установки в целом.

Другими недостатками являются использование разомкнутой схемы водоснабжения, что приводит к дополнительным материальным затратам и загрязнению гидросферы; неполное использование биоэнергетического потенциала биомассы, связанное с потерями летучих веществ при обработке генераторного газа в скруббере.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является мини-ТЭЦ на основе газогенератора, работающего на биомассе. Отводимая в процессе промывки и сжигания генераторного газа тепловая энергия утилизируется в специальном теплообменнике, установленном между аппаратом механической очистки (циклоном) и скруббером, и котле-утилизаторе физического тепла продуктов сгорания генераторного газа, соответственно (кн. авт. Сергеева В.В., Калютика А.А., Моршина В.Н., Стешенкова Л.П. «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Проектирование и расчет газогенераторных установок при использовании биомассы». СПб.: Издательство Политехнического университета, 2004 г., стр.37-39).

Промывные воды из скруббера подвергаются локальной очистке в отстойнике и повторно используются для промывки генераторного газа. Тепловая энергия промывных вод используется для нагревания воздуха перед его подачей в газогенератор. Таким образом, потери охлаждающей воды сведены к минимуму, а явное тепло генераторного газа используется достаточно полно.

Основным недостатком устройства-прототипа является потеря части биоэнергетического потенциала биомассы с промывными водами, образующимися в скруббере. Данные потери происходят в основном с летучими веществами, которые выделяются из биомассы в процессе прохождение образовавшегося в реакционной зоне генераторного газа через зону подсушивания биомассы (швельшахту), в результате чего их концентрация в промывных водах достигает 20-30 г/л. Другим недостатком является неполная промывка (очистка) генераторного газа в скруббере из-за сравнительно низкой степени очистки рециркуляционных вод при использовании только одной (механической) ступени очистки, а также значительный расход воды из-за недостаточной степени ее охлаждения в оборотном цикле.

Задачей настоящего изобретения является увеличение энергетического к.п.д. газогенераторной установки в целом, улучшение качества генераторного газа и, как следствие, эксплуатационных характеристик газового двигателя.

В результате использования предлагаемого изобретения более полно используется биоэнергетический потенциал промывных вод, достигаются более глубокая очистка, а также увеличение степени охлаждения и тем самым снижение расхода рециркуляционных промывных вод.

Применение предлагаемого устройства способствует снижению уровня техногенного загрязнения окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что газогенераторная установка состоит из последовательно расположенных газогенератора, циклона, газоводяного теплообменника, скруббера и электрогенератора с газовым двигателем и котлом-утилизатором. Котел-утилизатор и газоводяной теплообменник связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, а выход воды из скруббера связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника и водоподогревателя. Между воздухоподогревателем и входом воды в скруббер предусмотрен по крайней мере один анаэробный биофильтр, а также охладитель воды — испаритель теплового насоса, состоящего из компрессора с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя и терморегулирующего вентиля. Анаэробный биофильтр посредством газопровода связан с газовым двигателем компрессора теплового насоса. 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.

На чертеже показана газогенераторная установка.

Устройство содержит газогенератор 1 для переработки биомассы в генераторный газ, последовательно расположенные аппараты очистки и охлаждения генераторного газа — циклон 2, газоводяной теплообменник 3, скруббер 4. Очистка промывных вод из скруббера 4 осуществляется в отстойнике 5 и анаэробных биофильтрах 6 и 7. Охлаждение промывных вод перед их подачей на биофильтры 6 и 7 производится в воздухоподогревателе 8, перед подачей в скруббер 4 — в охладителе воды — испарителе 9 теплового насоса. Контур циркуляции теплоносителя состоит из гидравлически связанных друг с другом газовых двигателей теплового насоса и электрогенератора 10 и 11, соответственно, конденсатора-водонагревателя 13 теплового насоса, котла-утилизатора 12, газоводяного теплообменника 3. Контур циркуляции теплоносителя служит для охлаждения газовых двигателей 10 и 11, а также утилизации явной тепловой энергии генераторного газа, промывных вод и продуктов сгорания газов. Тепловой насос состоит из охладителя воды — испарителя воды 9, конденсатора-водонагревателя 13, компрессора 14 и терморегулирующего вентиля 15 и используется как двухцелевой термодинамический контур, обеспечивающий окончательное охлаждение очищенных промывных вод и нагрев теплоносителя до относительно высоких температур. Потребителям теплоноситель подается посредством распределительной сети 16. Накопление и распределение теплоносителя осуществляется посредством узла теплофикации 17. Электроэнергия вырабатывается в электрогенераторе 18. Биогаз из анаэробных биофильтров 6 и 7 накапливается в хранилище биогаза 19; генераторный газ накапливается в хранилище генераторного газа 20 с возможностью подачи в газовые двигатели 10 и 11 и в газовые сети 21 и 22 потребителя.

Устройство работает следующим образом. Исходная биомасса, содержащая определенное количество летучих составляющих, поступает в газогенератор 1 и подвергается газификации при подаче некоторого количества нагретого воздуха из воздухоподогревателя 8. Образовавшийся генераторный газ подвергается грубой механической очистке в циклоне 2 и далее охлаждается в газоводяном теплообменнике 3 до температур, обеспечивающих приемлемый уровень испарения воды при последующей промывке в скруббере 4. Очищенный и охлажденный до рабочей температуры генераторный газ направляется для последующей утилизации сначала в хранилище генераторного газа 20, затем — в газовый двигатель 11 привода электрогенератора 18, а также, по мере необходимости, в газовые сети 21. При охлаждении генераторного газа путем промывки летучие вещества из генераторного газа переносятся в промывные воды. Горячие и загрязненные промывные воды из скруббера 4 подвергаются сначала механической очистке в отстойнике 5, затем предварительному охлаждению в воздухонагревателе 8, биохимической очистке в анаэробных биофильрах 6, 7 и окончательному охлаждению в охладителе воды — испарителе 9 теплового насоса.

Предварительное охлаждение промывных вод в воздухонагревателе 8 позволяет обеспечить необходимый температурный уровень анаэробного процесса в биофильтрах 6,7 (33°С для мезофильного и 57°С для термофильного процессов). Летучие биоразлагаемые фракции загрязнений, содержащиеся в промывных водах, в процессе анаэробной обработки распадаются с образованием биогаза. Реализация анаэробной конверсии с использованием прикрепленной биомассы обеспечивает, в сравнении с использованием процесса со взвешенной микрофлорой, более глубокую, устойчивую к колебаниям расхода и состава сточных вод очистку. Биогаз отводится в газохранилище и далее — в газовый двигатель 10 теплового насоса. Часть биогаза из хранилища 19 поступает в газовые сети потребителя 22. Так как температура очищенных промывных вод на выходе из биофильтров 6, 7 существенно выше расчетного температурного уровня охлаждения в скруббере 4, окончательное охлаждение производится в охладителе воды — испарителе 9, предпочтительно с возможностью регулирования степени охлаждения. Тепловая энергия промывных вод передается легкокипящему агенту, циркулирующему в контуре теплового насоса. Пары агента отсасываются компрессором 14, сжимаются и подаются в конденсатор-водонагреватель 13, в котором происходит охлаждение и конденсация паров агента одновременно с нагревом теплоносителя. Таким образом, реализуется последовательное использование (утилизация) скрытой (биохимической) энергии и избыточной тепловой энергии промывных вод, а также их подготовка к повторному использованию. Предварительный нагрев теплоносителя, поступающего из узла теплофикации 18, осуществляется в рубашках газовых двигателей 10 и 11. Окончательный нагрев теплоносителя производится в котле-утилизаторе 12 за счет охлаждения продуктов сгорания газа и далее в газоводяном теплообменнике 3 за счет охлаждения генераторного газа. Из узла теплофикации 17 теплоноситель направляется через распределительную сеть 16 потребителям товарной тепловой энергии.

Газогенераторная установка, 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 скруббер предусмотрен 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.

2.6 Очистка и охлаждение газа

2.6 Очистка и охлаждение газа

2.6.1 Очистка от пыли
газ
2.6.2 Газовое охлаждение

Для бесперебойной работы двигателя внутреннего сгорания, использующего генераторный газ в качестве топлива, требуется достаточно чистый газ (см. раздел 2.1.3).

Как уже упоминалось в разделах 2.3 и 2.5, хорошо спроектированные газификаторы с нисходящим потоком способны соответствовать критериям чистоты, по крайней мере, в довольно широком диапазоне производительности (т.е. от 20% до 100% полной нагрузки). Газификаторы с восходящей тягой в двигателях должны быть оснащены громоздким и дорогим оборудованием для отделения смолы. Однако возможно получить газ из газификаторов с верхней тягой в соответствии со спецификацией, как сообщает Leuchs (26). Разрабатываются методы риформинга газа в высокотемпературной зоне (вторичная газификация) для либо сжигания, либо расщепления смол.

Когда используются подходящие виды топлива, газогенератор и очиститель хорошо сконструированы, а газогенератор работает на мощности выше минимальной, загрязнение газа смолами не представляет серьезной проблемы.

Охлаждение газа в основном служит цели увеличения плотности газа, чтобы максимально увеличить количество горючего газа, поступающего в цилиндр двигателя при каждом такте. Снижение температуры газа на десять процентов увеличивает максимальную мощность двигателя почти на два процента. Охлаждение также способствует очистке газов и позволяет избежать конденсации влаги в газе после его смешения с воздухом перед подачей в двигатель.

Основной проблемой при производстве газа, пригодного для двигателей, является удаление пыли.

Количество пыли, присутствующей в генераторном газе на выходе из газификатора, зависит от конструкции оборудования, нагрузки газификатора и вида используемого топлива.

В большинстве газификаторов направление газового потока уже изменено более чем на 180° внутри аппарата, и эта простая мера удаляет самую крупную пыль.

Количество пыли, присутствующей в газе на м³, обычно увеличивается с нагрузкой на газификатор по той простой причине, что более высокие нагрузки вызывают более высокие скорости газа и большее унос пыли.

Более мелкие частицы топлива обычно вызывают более высокую концентрацию пыли в газе, чем более крупные топливные блоки. Тип топлива также имеет значение: древесина твердых пород обычно образует меньше пыли, чем древесина хвойных пород. Газификация початков кукурузы приводит к сильному загрязнению пылью, как сообщает Zijp et al. (48).

Для газификаторов с нисходящей тягой обычного типа «Imbert» утечка пыли при использовании деревянных блоков размером примерно 4 x 4 x 4 см составляет от 0,5 до 5 г/м³ газа (34).

Исследования размера и распределения пыли генераторного газа были проведены Nordström (33), и результаты воспроизведены в Таблице 2.8. Можно отделить около 60-70% этой пыли от газового пара с помощью хорошо спроектированного циклона.

Остатки (частицы пыли меньшего диаметра) необходимо удалить другими способами.

Таблица 2.8 Гранулометрический состав пыли генераторного газа (33)

Размер частиц пыли m.10 -6

Процент в газе %

свыше 1000

1,7

1000 — 250

24,7

250 — 102

23,7

102 — 75

7. 1

75 — 60

8,3

до 60 лет

30,3

потери

4.2

Во время Второй мировой войны для удаления мелкой пыли использовалось множество сухих фильтров, содержащих древесную вату, сизаль, стекловату, пропитанную маслом древесную стружку и другие виды волокнистых или гранулированных материалов ( средний размер частиц менее 60 микрон), но успех был очень ограниченным.

Мокрые очистители, такие как водо- и масляные скрубберы и барботеры, также эффективны, но только в определенных пределах.

Наилучший эффект очистки достигается при использовании тканевых фильтров. Однако обычные тканевые фильтры очень чувствительны к температуре газа. В случае газификации древесных или сельскохозяйственных отходов точка росы газа будет около 70°С. Ниже этой температуры вода будет конденсироваться в фильтрах, вызывая препятствие потоку газа и неприемлемый перепад давления на фильтрующей секции установки. система газификации.

При более высоких температурах обычные тканевые фильтры могут обугливаться и разлагаться в потоке горячего газа. Еще один их недостаток заключается в том, что они подвержены быстрому накоплению пыли и поэтому нуждаются в частой очистке, если они не используются в сочетании со стадией предварительной фильтрации.

Недостатки тканевых фильтров можно частично компенсировать, используя фильтрующие мешки из плетеной стекловаты, предложенные Nordstrom (33). Этот материал можно использовать при температурах до 300°C. Обогревая (изолированный) корпус фильтра потоком горячего газа, поступающего из газификатора, можно поддерживать в фильтре температуру выше 100°С, что позволяет избежать образования конденсата и увеличения перепада давления. Если используется стадия предварительной фильтрации, состоящая из циклона и/или импинджмент-фильтра. Можно удерживать интервалы сервисного и технического обслуживания в разумных пределах, т.е. чистить каждые 100-150 часов. Эта комбинация, вероятно, является наиболее подходящей для малых и средних систем (электрическая мощность до 150 кВт), и опыт показал, что износ двигателя не больше, чем при жидком топливе (33).

Также известно, что электростатические фильтры обладают очень хорошими свойствами отделения частиц, и, скорее всего, их также можно использовать для получения газа приемлемого качества. Однако такие фильтры дороги, и именно по этой причине их применение предусмотрено только в более крупных установках, т. е. в оборудовании, производящем электрическую мощность 500 кВт и более.

Отличное представление теории охлаждения генераторного газа можно найти в (43). Основными факторами, которые необходимо учитывать, являются тепловыделение газа, содержание водяного пара в газе и его теплота конденсации, а также влияние загрязнения охладителя.

Газоохладители для генераторов делятся на три большие категории: охладители с естественной конвекцией, охладители с принудительной конвекцией и водяные охладители.

Охладители с естественной конвекцией состоят из простой трубы. Они просты в использовании и чистке и не требуют дополнительных затрат энергии. Они могут быть довольно громоздкими, хотя эта проблема может быть частично решена за счет использования оребренной трубы для увеличения проводящей поверхности. Охладители с принудительной конвекцией оснащены вентилятором, который заставляет охлаждающий воздух обтекать газовые трубы. Этот тип охладителя может быть намного меньше, чем охладители с естественной конвекцией. Его недостатками являются дополнительные энергозатраты на вентилятор и необходимость использования трубок охлаждения газа малых диаметров, что может привести к проблемам с засорением. Первое в некоторых случаях можно компенсировать за счет использования охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором двигателя.

Водоохладители бывают двух типов: скруббер и теплообменник; при использовании водяного скруббера или барботера цель обычно состоит в том, чтобы охладить и очистить газ за одну и ту же операцию.

Существуют скрубберы различных типов, но принцип всегда один и тот же: газ приводится в непосредственный контакт с текучей средой (обычно водой), которая впрыскивается в поток газа с помощью подходящего распылительного устройства. Преимуществом этой системы является ее небольшой размер. Недостатками являются потребность в пресной воде, повышенная сложность обслуживания и некоторое энергопотребление в результате использования водяного насоса.

Очистка охлаждающей воды от фенолов и других смолистых компонентов, по всей вероятности, также является необходимой и трудоемкой операцией. Но пока имеется очень мало опыта или расчетов затрат на очистку сточных вод.

Также возможно охлаждение газа с помощью теплообменника с водяным охлаждением. Это подходящий метод, если источник пресной воды постоянно доступен и дополнительные инвестиции и энергопотребление подходящего водяного насоса могут быть оправданы.

Рабочие характеристики и характеристики выбросов газового двухтопливного дизельного двигателя производителя с системой очистки охлаждения К. М. Акколи, П. Б. Гангавати, Н. Р. Банапумах, В. С. Яливал :: SSRN

Скачать эту статью

Открыть PDF в браузере


Добавить бумагу в мою библиотеку

Делиться: