Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Водяной газогенераторГазогенератор - водяной газ - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Газогенератор - водяной газCтраница 1 Газогенераторы водяного газа чаще всего строятся в виде аппаратов периодического действия. Устройство их аналогично описанному выше, но работают они в два цикла. [2] Газогенераторы водяного газа могут быть переведены на непрерывную работу при применении парокислородного дутья. [3] В газогенераторах водяного газа широкое применение имеет решетка типа Лимн-Рамбуша. [4] В газогенераторах водяного газа чередуются циклы воздушного дутья ( горячего) для разогрева сжигания и парового ( холодного) для получения водяного газа, состоящего из смеси водорода и окиси углерода. Между циклами горячего и холодного дутья осуществляют продувку генератора паром для уда-дения остатков газовых смесей. [6] В газогенераторах водяного газа газифицируют бессмольное топливо - антрацит и кокс. Продукты воздушного дутья в малых установках отводят через продувочную трубу в атмосферу, а продукты парового дутья промывают в скруббере и далее направляют в газгольдер. [7] В газогенераторах водяного газа в период воздушного дутья стремятся к получению газа горячего дутья с минимальным содержанием СО и максимальным СОа. Здесь решается задача, обратная той, которая осуществляется в обычных газогенераторах смешанного газа, поскольку газ горячего дутья не поступает к потребителям, а обычно используется на самой газогенераторной станции для производства и перегрева водяного пара, необходимого для фазы холодного дутья, или выпускается в атмосферу. [8] В современных мощных газогенераторах водяного газа ( с внутренним диаметром шахты от 3 до 3 6 м) скорость воздушного дутья при работе на антраците обычно составляет 0 7 - 0 8 м / сек, а на высококачественном коксе интенсивность воздушного дутья значительно больше и достигает 1 5 м / сек. Скорость парового дутья обычно равна 0 2 - 0 25 м / сек, а иногда бывает 0 3 м / сек. [9] В современных мощных газогенераторах водяного газа один полный цикл работы состоит из шести фаз; общая продолжительность цикла 3 - 4 мин. Наиболее распространен четырехминутный цикл работы. [10] Шуровочные затворы газогенераторов водяного газа имеют меньший диаметр ( 25 мм) и не имеют парового отбоя, так как действие его ненадежно при высоком давлении водяного газа. Шуровку ведут при выключенном дутье. [11] Воздушное дутье в газогенераторах водяного газа подается снизу, а газ горячего дутья отводится сверху. После подачи воздушного дутья пространство под колосниковой решеткой, во избежание образования гремучей смеси из воздуха и поступившего сверху-вниз водяного газа, необходимо продувать снизу паром. Подача пара в одном направлении сверху вниз приводит к сильному перегреву колосниковой решетки. В газогенераторах водяного газа новых систем применяется указанный в табл. 82 цикл из 4 фаз и 2 продувок. [13] Воздушное дутье в газогенераторах водяного газа подается снизу, а газ горячего дутья отводится сверху. После подачи воздушного дутья пространство под колосни - ковой решеткой во избежание образования гремучей смеси из воздуха и постушвшего сверху вниз водяного газ а необходимо продувать снизу паром Шдач а пара в одной направлении сверху вниз приводит клеильному перегреву колосниковой решетки. [14] В обычных условиях работы газогенераторов водяного газа сопротивление химической реакции разложения водяного пара значительно. Для увеличения производительности и разложения водяного пара нужно повышать температуру. Обычно в первый период в газогенератор вдувают воздух ( горячее дутье), и за счет окисления углерода топлива в СО2 и СО температура слоя повышается. В следующий период в газогенератор подают пар ( газование) и получают водяной газ. Температура слоя топлива постепенно падает, количество разлагаемого пара и получаемого водяного газа уменьшается. [15] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Газогенератор водяного газа - Справочник химика 21
Показатели работы промышленных газогенераторов водяного газа, перерабатывающих кокс и антрацит, приведены ниже [c.115]
Взрывчатые газовые смеси могут образоваться в нижней части газогенератора водяного газа вначале первой стадии газификации, если газогенератор предварительно плохо продут паром в угольном бункере, если в него попадает воздух в смесителе природного газа с кислородом перед конвертором метана, если скорость газов мала и происходит проскок пламени в обратном направлении во всасывающей линии газодувок при подсосе в нее воздуха и т. д. [c.85] При понижении температуры слоя топлива состав водяного газа ухудшается, с другой стороны, излишнее повышение температуры во время фазы горячего дутья усиливает восстановление СОг в СО и соответственно уменьшает количество аккумулированного тепла в слое. Следовательно, существуют оптимальные температурные условия работы газогенератора водяного газа, которые [c.139] Общий коэффициент использования тепла в газогенераторе водяного газа будет [c.140] Для более полного использования тепла, аккумулированного в шахте газогенератора, фаза парового дутья обычно разбивается на 1) паровое дутье снизу 2) паровое дутье сверху и 3) паровое дутье снизу. При паровом дутье снизу быстро охлаждается нижняя часть слоя топлива. Для более полного использования теила в верхней части слоя водяной пар затем подается сверху, а газ-отбирается снизу. Прежде чем начать подачу воздушного дутья, чтобы предотвратить взрыв смеси водяного газа с воздухом,, необходимо опять подать водяной пар снизу (хотя слой топлива уже значительно охлажден). Водяной пар вытеснит из-под колосниковой решетки и из дутьевой коробки газогенератора водяной газ, полученный при паровом дутье сверху. [c.142] При частых и быстрых переключениях большого числа клапанов на газо-, паро- и воздухопроводах с обязательной взаимной блокировкой ряда клапанов, чтобы предотвратить взрыв, требуется полная механизация и автоматизация работы газогенераторов водяного газа. [c.143] В табл. 39 приведены данные о работе газогенераторов водяного газа на каменноугольном коксе и антраците. Производи- [c.143] Характеристика работы газогенераторов водяного газа [c.144] Интенсивность воздушного дутья в газогенераторах двойного водяного газа из-за менее качественного топлива примерно в полтора раза меньше, чем в газогенераторах водяного газа, работающих на коксе. Вследствие этого продолжительность воздушного дутья больше, чем парового. В газогенераторах, работающих на коксе, продолжительность воздушного дутья обычно составляет всего около /4 от общего цикла в газогенераторах двойного водяного газа она часто равна /з и более от общего цикла. [c.146] В табл. 40 приведены некоторые опытные данные но получению двойного водяного газа из подмосковного угля и торфа в газогенераторе водяного газа с надстроенной шахтой полукоксования. [c.146] Если в качестве дутья применяют смесь водяного пара с воздухом, обогащенным кислородом, то при непрерывном способе можно получить синтез-газ для производства аммиака. В табл. 41 приведены результаты опытов непрерывного процесса газификации кокса на обогащенном кислородом дутье. Газификация проведена в промышленном газогенераторе водяного газа. Из табл. 41 видно, что с увеличением концентрации кислорода в сухом дутье отношение (СО -1- Нг) Кг в газе возрастает и достигает требуемой величины при концентрации О г в сухом дутье около 45—50%. [c.152] Процесс в зоне газификации протекает периодически, как и в обычном газогенераторе водяного газа, поэтому и метод расчета процесса в зоне газификации газогенератора двойного водяного газа не отличается от расчета процесса получения водяного газа, приведенного выше. [c.208] Газификация топлива. Газогенераторы. Водяной газ [c.327] При работе на парокислородном дутье газогенератор таких размеров дает до 40 ООО ж газа типа водяного, что соответствует производительности 10 газогенераторов водяного газа с диаметром шахты 3,6 м, работающих на кусковом коксе или антраците. [c.153] При дутье паром сверху пар посредством трехходового парового клапана 5 направляется в камеру сжигания 2, где он дополнительно перегревается за счет тепла, заключенного в кирпичной насадке и футеровке камеры. Из камеры сжигания пар направляется в газогенератор. Водяной газ отводится через нижний газоход 7, проходит пыльник 6. В пыльнике от газа отделяется часть увлеченной им пыли. После этого газ промывается в скруббере 8 и эксгаустером 9 подается в общую магистраль. [c.53] Частая смена фаз в газогенераторе водяного газа требует частого открывания и закрывания задвижек или клапанов, установленных на трубопроводах и газоходах в различных точках агрегата. Для того чтобы эти операции протекали быстро и без применения ручного труда, т. е. автоматически, на агрегатах водяного газа применена система гидравлического управления — система управления клапанами с помощью воды или масла, сжатых до давления в десятки атмосфер. В систему гидравлического управления входит центральное распределительное устройство (щит управления или контроллер) и [c.53] Следует отметить быстроходный расходомер-самописец, примененный институтом ВНИИ НП при испытаниях газогенераторов водяного газа в последние годы. По картограмме быстроходного расходомера можно точно учесть выход водяного газа, а также судить о ходе процесса. [c.85] В газогенераторах водяного газа чередуются циклы воздушного дутья (горячего) для разогрева сжигания и парового (холодного) для получения водяного газа, состоящего из смеси водорода и окиси углерода. Между циклами горячего и холодного дутья осуществляют продувку генератора паром для уда- ления остатков газовых смесей. При одновременной подаче водяного пара и воздуха в газогенераторе и соединенных с ним газоходах, рекуператоре, котле-утилизаторе и последующей аппаратуре образуется взрывная смесь газов, которая легко [c.302] Из указанного ясно, что в газогенераторах водяного газа в период воздушного дутья стремятся к получению газа горячего дутья с минимальным содержанием СО и максимальным СО,, т. е. здесь решается задача, обратная той, которая осуществляется в обычных газогенераторах смешанного газа, Поскольку газ горячего дутья не поступает к потребителям, а обычно используется на самой газогенераторной станции для (производства и перегрева водяного пара, необходимого для фазы холодного дутья, или выпускается в атмосферу. [c.280] Непрерывные способы получения водяного и полуводяного газов с применением паро-кислородного и обогащенного кислородом наро-воздушного ДУТья. Любая из действующих газогенераторных станций для получения водяного или паро-воздушного газов может быть переведена на паро-кислородное и обогащенное кислородом паровоздушное дутье без внесения больших изменений в технологическую схему агрегата. Переход на кислородное дутье газогенераторов водяного газа, работающих циклическим способом, значительно упрощает их работу процесс газификации становится непрерывным исключается нео(5ходимость автоматического переключения работающих газогенераторов с одной стадии на другую отпадает надобность в установке регенератора при котле-утилизаторе упрощаются и сокращаются коммуникации. В результате агрегат водяного газа приобретает сходство с простым агрегатом для паро-воздушного газа. [c.181] При применении парокислородйого дутья в обычных газогенераторах водяного газа с плотным слоем топлива и сухим уда--лением золы процесс из периодического превращается в непрерывный, что приводит к упрощению обслуживания газогенератора, увеличению его производительности н повышению к. п. д. газификации. [c.90] В современных мощных газогенераторах водяного газа один полный цикл работы состоит из шести фаз общая продолжительность цикла 3—4 мин. Наиболее распространен четырехминутный цикл работы. [c.142] В газогенераторах водяного газа широкое применение имеет решетка типа Лимн-Рамбуша. [c.183] Существенным мероприятием для повышения производительности газогенераторов водяного газа является переход с ныне применяемого четырехминутного рабочего цикла иа трех- и двухминутный. Имеющийся опыт работы на укороченных рабочих циклах и теоретические исследования по этому вопросу показывают, что применение таких циклов позволяет увеличить производительность генераторов водяного газа на 15—20%. [c.294] Производительность слоевых газогенераторов на паро-кислородном дутье значительно превышает таковую для газогенераторов водяного газа. При работе на коксе с напряжением порядка 500 кг/см -час она достигает 15 000 м /час. Ивсе же для современных масштабов производства такая производительность одного агрегата не может быть признана достаточной. Тем более, что при работе на буром угле достижение и указанной производительности является затруднительным. [c.294] В прилагаемой таблице представлены данные опытных работ по испытаниям газогенераторов водяного газа, работавших на антрацитах марок АГ и АК Чистяковского и Несветаевского месторождений. [c.386] Показатели Газогенераторы [c.153] При газификации слишком больших кусков топлива уменьшается реакционная поверхность его, вследствие чего снижается скорость газификации. Каждая партия топлива должна состоять изнаи-боле равномерных кусков 25—35 мм, 50—75 мм и т. д. Кусков, несоответствующих принятым размерам, должно быть не более 15—20%. При газификации в газогенераторах водяного газа содержание мелочи в топливе должно быть не более 5%. В противном случае значительно возрастает унос частиц топлива с газом и возможны прогары в слое топлива. [c.14] В табл. 81 приведены результаты опытов Штрахе по определению содержания СО. в газе горячего дутья в зависимости от средней температуры в шахте газогенератора. С повышением температуры содержание СОз в газе быстро уменьшается отсюда можно сделать вывод, что выгодно работать при низких температурах. Однако работа газогенератора водяного газа определяется не только фазой горячего дутья, но еще и фазой холодного (парового) дутья, во время которой происходит образование водяного газа. Во время холодного дутья с повышением температуры количество углекислоты в водяном газе и количество неразложенного (неиспользованного) водяного пара уменьшаются, т. е. повышение температуры является благоприятным фактором. [c.279] chem21.info Водяной газ газогенераторы для получения егоОдним из наиболее эффективных современных способов газификации твердых топлив является метод Копперса-Тотцека, заключающийся в проведении процесса в потоке пылевидного топлива. Схема газогенератора этого типа приведена на рис, 9,7, Он представляет собой горизонтальную реакционную камеру, футерованную изнутри термостойким материалом, охлаждаемую снаружи водой с получением пара низкого давл ния. Форсунки ("горелочные головки") ддя подачи исходных веществ размещены в расположенных друг против друга реакционных камерах. Пылевидный уголь (с размером частиц 0,1 мм) потоком азота подается в расходные бункера 1, откуда шнеком направляется в форсунки 3, захватывается потоком кислорода и водяного пара и расгылястся в камеру 2. Соотношение потоков на 1 О, 0,05 — 0,5 кг пара. Зола отво дится в жидком виде. Поэтому температура в камере 2 составляет 1500-1600 С, В реак ционной камере достигается высокая степень превращения органической части угля с об))азованием смеси гаэов СО,, СО, Н,, Н, 0 и H,S с составом, близким к равновесному. При охлаждении генераторного газа не в [оделяются органические вещества, поэтому упрощается очистка газа и воды. Зола в жидком виде выводится иэ нижней части реакционной камеры, охлаждается и удаляеггся в виде гранулированного шлака. [c.173] Реальный состав водяного газа и скорость процессов в газогенераторах зависят от температуры, времени соприкосновения реагентов (скорости дутья) и свойств применяемого топлива. В качестве примера ниже приведен практический состав водяного газа, полученного при газификации кокса [c.120]Процессы в расплаве являются вариантом газификации угля в режиме уноса. В них уголь и газифицирующий агент подаются на поверхность расплавов металлов, шлаков или солей, которые играют роль теплоносителей. Наиболее перспективен процесс с расплавом железа, поскольку можно использовать имеющиеся в ряде стран свободные мощности кислородных конвертеров в черной металлургии [97]. В данном процессе газогенератором служит полый, футерованный огнеупорным материалом аппарат-конвертер с ванной расплавленного (температура 1400—1600°С) железа. Угольная пыль в смеси с кислородом и водяным паром подается с верха аппарата перпендикулярно поверхности расплава с высокой скоростью. Этот поток как бы сдувает образовавшийся на поверхности расплава шлам и перемешивает расплав, увеличивая поверхность его контакта с углем. Благодаря высокой температуре газификация проходит очень быстро. Степень конверсии углерода достигает 98%, а термический к. п. д. составляет 75— 80%. Предполагается, что железо играет также роль катализатора газификации. При добавлении в расплав извести последняя взаимодействует с серой угля, образуя сульфид кальция, который непрерывно выводится вместе со шлаком. В результате удается освободить синтез-газ от серы, содержащейся в угле, на 95%. Синтез-газ, полученный в процессе с расплавом, содержит 677о (об.) СО и 28% (об.) Нг. Потери железа, которые должны восполняться, составляют 5—15 г/м газа. [c.97] Свойства газифицирующего реагента. Газифицирующий реагент, в соответствии с реакциями взаимодействия углерода с кислородом и водяным паром, определяет состав и свойства полученных генераторных газов, а также равновесие и кинетику реакций, протекающих в газогенераторе. [c.445] Газифицируемое топливо подают в газогенератор периодически сверху через загрузочную коробку 8 при опущенном конусе затвора 9 и закрытой крышке коробки. В процессе работы газогенератора топливо в шахте постепенно опускается вниз. Получаемая при газификации зола гасится водой в чаше 3, откуда зола и частично образовавшийся шлак удаляются из газогенератора. В газогенераторе различают зону шлака и золы 4, зону газификации 5, зону сухой перегонки 6 и зону сушки 7. В газогенераторе топливо и воздух движутся противотоком. Воздух, подаваемый через колосниковую решетку, в зоне 4 нагревается, охлаждая шлак и золу, затем в зоне газификации 5 кислород воздуха образует с углеродом двуокись углерода СОа, которая взаимодействует с углеродом, образуя окись углерода. Из зоны газификации 5 горячие газы поступают в зону 6, где они нагревают топливо, при этом происходит сухая его перегонка, т. е. удаление из него летучих продуктов. В зоне 7 идет подсушка топлива. Генераторный газ выходит через отверстие, расположенное вверху стенки шахты. Чтобы температура в зоне газификации была 1000—1100°, т. е. ниже температуры плавления золы, в газогенератор подают вместе с воздухом небольшое количество водяного пара, кроме того, в шахту поступает водяной пар, полученный в чаше 3 при гашении золы и шлака. Поэтому при подаче пара для снижения температуры фактически получают паровоздушный генераторный газ. [c.191] Газификация нефтяных остатков на паро-кислородном дутье протекает при 1300—1400 °С. Газ, содержащий в основном водород и окись углерода, подвергается конверсии окиси углерода с водяным паром нри 430—450 °С и далее из него удаляется образовавшаяся двуокись углерода. Простейшим способом подготовки горячего газа к конверсии может явиться его охлаждение после газогенератора за счет испарения воды. Принцип закалки газа водой определяет и оформление почти всех последующих операций преобразования полученного газа в водород. Схема паро-кислородной газификации [c.154] Для более полного использования тепла, аккумулированного в шахте газогенератора, фаза парового дутья обычно разбивается на 1) паровое дутье снизу 2) паровое дутье сверху и 3) паровое дутье снизу. При паровом дутье снизу быстро охлаждается нижняя часть слоя топлива. Для более полного использования теила в верхней части слоя водяной пар затем подается сверху, а газ-отбирается снизу. Прежде чем начать подачу воздушного дутья, чтобы предотвратить взрыв смеси водяного газа с воздухом,, необходимо опять подать водяной пар снизу (хотя слой топлива уже значительно охлажден). Водяной пар вытеснит из-под колосниковой решетки и из дутьевой коробки газогенератора водяной газ, полученный при паровом дутье сверху. [c.142] При подаче в генератор воздушного дутья протекают экзо термические реакции получения воздушного газа, при которых развивается высокая температура и тепло аккумулируется в слое топлива. Затем в генератор подается паровое дутье и получают водяной газ. По мере подачи пара благодаря эндотермическим реакциям угольная загрузка охлаждается и процесс производства водяного газа замедляется. Тогда подачу водяного пара прекращают и начинают вновь продувать газогенератор воздухом и т.д. Время, в течение которого производится подача воздуха и пара, называется циклом. [c.450] Топливо (крупностью о—6 мм) по трубопроводу 1 поступает в газогенератор 2, где приводится в псевдоожиженное состояние потоком нагретого газообразного теплоносителя и водяного пара. Полученный газ уходит через пылеотделитель 3 в систему, а частично использованное топливо из переточной камеры 4 подается потоком воздуха или кислорода в циклонную топку 5, где полностью сгорает. Шлак из топки удаляется в жидком виде, а дымовые газы направляются в качестве теплоносителя в газогенератор. [c.53] Газогенератор двойного действия для иол учения водяного газа представлен на рис. У-15. Горение происходит при вдувании воздуха, затем вводится пар для получения водяного газа и цикл повторяется снова. Таким газогенератором управляют автоматически. [c.199] По назначению — для получения воздушного, водяного или смешанного газа. Так как для топливных целей получают почти исключительно смешанный газ, ограничимся рассмотрением газогенераторов последнего типа. [c.108] Циклический способ получения водяного газа отличается следующими характерными особенностями высокими требованиями к классу крупности топлива, его механической прочности, термостойкости, а также к плавкости золы относительно низким (60%) коэффициентом полезного действия процесса газификации значительным количеством отходов топлива, образующихся при его дроблении и последующем грохочении (перед поступлением в газогенератор). [c.172] Для получения водяного газа по этому способу используют каменноугольный кокс, антрацит, каменноугольный полукокс. Твердые топлива с высоким выходом летучих веществ и смолы непригодны для получения водяного газа, так как в образующемся из таких топлив газе содержится метан в количестве, превышающем допустимые нормы. Цикл получения водяного газа слагается из двух периодов воздушного дутья и парового дутья (газования). В современных газогенераторах полный цикл составляет обычно 3 или 4 мин и состоит из шести фаз различной длительности. [c.172] Жидкое (или газообразное) исходное сырье под давлением 25 ат проходит подогреватель 1, откуда при температуре 300 °С направляется в газогенератор 3. Сюда под давлением 25 ат поступают водяной пар и кислород, нагретый до 300 °С в подогревателе 2. В результате процесса газификации, протекающего в газогенераторе, образуется газ для химических синтезов и бытового потребления. Полученный газ охлаждается до 200 °С в котле-утилизаторе 4 специальной конструкции, при этом в котле образуется водяной пар (давление до 40 ат). В газе обычно содержится сажа в количестве, не допустимом для непосредственного использования его для химических синтезов или бытовых нужд. Поэтому в аппаратах, следующих за котлом-утилизатором газ очищается от сажи и охлаждается до требуемых температур. [c.190] В настоящее время еще не создан практически выгодный способ непрерывного получения водяного газа в одном и том же газогенераторе. Объясняется это тем. что при разложении водяного пара на кислород и водород расходуется больше тепла, чем выделяется при соединении углерода с кислородом. Приходится вести процесс периодически сначала при помощи воздушного дутья топливо нагревают до раскаленного состояния, затем через тот же генератор продувают пар до тех пор, пока температура не снизится настолько, что получается недоброкачественный газ. Эти периоды процесса (называют первый — периодом горячего (воздушного) дутья и второй — периодом водяного газа. [c.25] Схематически работа газогенератора представлена на рис. 23. Твердое топливо, загруженное до определенного постоянно поддерживаемого уровня, постепенно опускается навстречу горячему газовому потоку. Поступающие через колосниковую решетку воздух и водяной пар проходят шлаковую подушку, нагреваются в слое раскаленного топлива, реагируя с углеродом. Образующиеся продукты в верхней части газогенератора вступают во вторичные реакции и смешиваются с газами пиролиза топлива. Полученная сложная смесь называется генераторным газом. [c.72] ГАЗ ГОРЮЧИЙ. Существует несколько промышленных процессов получения Г. г. из различных видов твердого топлива. Эти процессы ведутся в особых аппаратах — газогенераторах. Получаемые газы делятся на типы в зависимости от того, какой газ подается в газогенератор на реакцию. Существуют четыре типа Г. г. Воздушный газ. Получается при воздушном дутье. Теплота сгорания около 1000 ккал/м . Смешанный газ (полуводяной). Получается при подаче в газогенератор смеси воздуха с водяным паром. Теплота сгорания в зависимости от сорта твердого топлива 1230— 1660 ккал1м . Водяной газ. Получается при подаче в газогенератор водяного пара. Теплота сгорания в зависимости от сорта твердого топлива 2500— [c.134] Кожух газогенератора снабжен водяной охлаждающей рубашкой, которая одновременно служит источником получения перегретой воды, поступающей в специальный котел. Получающийся пар под давлением 0,5 ат используется для нужд ГГС. [c.74] При получении горючих газов в газогенераторах взрывоопасные соотношения горючих газов с воздухом могут образоваться в очистных камерах в результате вытеснения воздуха из очистной системы газом, предназначенным для очистки. Взрывоопасная смесь может образоваться также при отключении одного или нескольких элементов (коробок, ящиков и т. п.) от всей системы. Вследствие быстрого охлаждения газа и конденсации водяных паров внутри коробки образуется вакуум, и воздух подсасывается через неплотности соединений. [c.14] Для получения чистого водяного газа, используемого, например, для синтезов (стр. 162), в генератор надо подавать водяной пар без воздуха. В этом случае тепло, необходимое для разложения пара, подводят в зону газификации путем внешнего обогрева шахты газогенератора, или сильно перегревают подаваемый в газогенератор водяной пар, или же накаливают газифицируемое топливо, продувая его воздухом. Наиболее распространен последний способ, по которому процесс газификации осуществляется как периодический, циклами. Сначала в слой топлива вдувают воздух (период горячего или воздушного дутья)—происходит образование воздушного газа с выделением тепла, слой топлива при этом накаляется. Когда топливо достаточно накалится, прекращают воздушное дутье и начинают подачу водяного пара (период холодного дутья или газования). Реакция образования водяного газа протекает с поглощением тепла, вследствие чего слой топлива охлаждается. Когда топливо охладится до определенного предела, цикл начинается снова. [c.111] Газогенераторы для получения водяного газа снизу закрыты, потому что при больших скоростях дутья для герметичности необходимо было бы создавать гидрозатвор большой высоты. Зола периодически удаляется через специальный бункер. [c.61] На рис. 41 представлена схема газогенератора Копперс-Точека. Процесс газификации пылевидного топлива по этому способу протекает в пылегазовом потоке. Угольная пыль пз загрузочных бункеров подается в поток кислорода и перегретого водяного пара полученная смесь направляется в пылеугольные газификационные горелки, расположенные в газогенераторе, где угольная пыль реагирует с кислородом и водяным паром. Образовавшийся в газогенераторе газ уходит из газогенератора по экранированному газоходу в котел-утилизатор и далее па очистку. Очищенный газ используют для синтеза аммиака. По пути к потребителю к нему добавляют азот до отношения [c.174] Двойной водяной газ получается при газификации битуминозных топлив, выделяющих большое количество летучих, и представляет собой смесь водяного газа, полученого из коксового остатка данного топлива, и газообразных продуктов его сухой перегонки, обогащающих водяной газ. Во избежание больших потерь продуктов сухой перегонки газогенераторы двойного водяного газа снабжаются специальной швелькамерой, помещаемой внутри основной шахты газогенератора. Газ горячего дутья в первом случае омывает снаружи швелькамеру [c.178] Реакторы для газификации угля (газогенераторы). Реакторы со взвешенным слоем для получения водяного газа, в которых используется полукоксовая пыль и смесь пара с кислородом, имеют довольно простую конструкцию и безопасны в эксплуатацип. [c.211] Использование офаботавшего пара для технологических целей чрезвычайно разнообразно и определяется в каждом отдельном случае характером технологического процесса. Например, пропарка бетона,подача пара в газогенератор при получении смешанного или водяного газа, нафев аммиака на заводах азотной промышленности, разофев вязкого мазута, увлажнения доменного дутья и т.п. [c.233] См шан ный газ. При подаче в газогенератор и воз-душлого и парового дутья получается газ, состав и свойства которого зависят от протекания реакций, ха рактерных для процесса получения и воздушного и водяного газа. [c.305] Иногда газогенераторы сна1бжаютоя водяной рубашкой, в которую гюдаетоя вода, нагреваемая получаемыми горячими газами до превращения ее в пар. На рис. 162 показана схема такого газогенератора с получением пара. [c.309] Водяной газ. При получении водяного газа в газогенератор попеременно. подается то воз Душное, то ларовое дутье. Период продувки газогенератора воздухом носит название [c.317] Для стабильного получения горючего газа под землей необходимо учитывать особенности как самого пласта топлива, так и вмещающих его пород (напр., состав и степень метаморфизма угля, прочность пород и т.д.). П.г.у. осуществляется под действием высокой т-ры (1000-2000 °С) и подаваемого под давлением дутья-разл. окислителей (как правило, воздуха, Oj и водяного пара, реже-СОз). Для подвода дутья и отвода газа газификацию проводят в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих т. наз. подземный генератор. В нем идут те же хим. р-ции, что и в обычных газогенераторах (см. Газификация твердых топлив). Однако условия подземной газификации специфичны. Вмещающие пласт топлива горные породы представляют собой своеобразные стенки реактора и одновременно материал, заполняющий выгазованное пространство. В газификации участвуют подземные воды, а также влага угля и горных пород. В отличие от наземной газификации, где топливо по мере расходования поступает в газогенератор, в случае подземной газификации при вы-газовывании одного участка пласта топлива требуется переход к другому. Возникает необходимость параллельно с газификацией одних участков пласта подготавливать к газификации иные его участки. [c.453] Одним из наиболее эффективных современных способов газификации твердых топлив является метод Копперса-Тотцека, заключающийся в проведении процесса в потоке пылевидного топлива. Схема газогенератора этого типа приведена на рис. 9.7. Он представляет собой горизонтальную реакционную камеру, футерованную изнутри термостойким материалом, охлаждаемую снаружи водой с получением пара низкого давления. Форсунки ( горелочньге головки ) для подачи исходных веществ размещены в расположенных друг против друга реакционных камерах. Пылевидный уголь (с размером частиц 0,1 мм) потоком азота подается в расходные бункера 1, откуда шнеком направляется в форсунки 3, захватывается потоком кислорода и водяного пара и распыляется в камеру 2. Соотношение по- [c.523] Ниже приведены характеристика топлива и показатели газификации каменноугольного кокса в газогенераторах системы Газогенераторстрой при получении полуводяного газа смешением водяного и паро-воздушного газов [c.181] Непрерывные способы получения водяного и полуводяного газов с применением паро-кислородного и обогащенного кислородом наро-воздушного ДУТья. Любая из действующих газогенераторных станций для получения водяного или паро-воздушного газов может быть переведена на паро-кислородное и обогащенное кислородом паровоздушное дутье без внесения больших изменений в технологическую схему агрегата. Переход на кислородное дутье газогенераторов водяного газа, работающих циклическим способом, значительно упрощает их работу процесс газификации становится непрерывным исключается нео(5ходимость автоматического переключения работающих газогенераторов с одной стадии на другую отпадает надобность в установке регенератора при котле-утилизаторе упрощаются и сокращаются коммуникации. В результате агрегат водяного газа приобретает сходство с простым агрегатом для паро-воздушного газа. [c.181] Наряду с упрощением схемы агрегата при переходе на кислородное дутье снижаются требования к классу крупности тоилива, его механической прочности и термостойкости, упрощается обслуживание агрегата сокращается объем ремонтных работ и повышается производительноцть газогенераторов. Можно считать, что топливо с размерами кусков 25—АО мм и даже 10—25 мм вполне пригодно для газификации с кислородным дутьем, а проиаводительность газогенераторов (или интенсивность процесса газификации) при од1циклического способа получения водяного газа. [c.181] Мазут из подземного хранилища 1 шестеренчатыми насосами подают в расходный бак 2, откуда он ноступает к форсункам газогенератора 3, расположенным горизонтально одна против другой. Аппараты 1 Т1 2 — с паровыми подогревателями. В качестве газифицирующих реагентов применяются кислород и водяной пар. Процесс протекает в свободном реакционном объеме газогенератора нри 1350—1400 °С. Полученный газ поступает в расположенный над газогенератором радиантный котел-утилизатор 4 и далее через газотрубный котел-утилизатор 5 направляется в циклон 6. Здесь газ частично освобождается от содержащейся в нем сажи, затем ноступает в скруббер 7, где охлаждается и промывается от остатков сажи. Далее газ передается в дезинтегратор 8 для тонкой очистки от сажи и, пройдя каплеуловитель 9, подается газодувкой 10 на очистку от сероводорода. [c.188] Подаваемй в газогенераторы пар выполняет двоякую функцию -он участвует в реакциях (реакция получения водяного газа и конвер- сия СО) и регулирует (снижает) температуру газификации до допус- -ТИМОЙ в газогенераторе данного типа и для данного сорта угля. [c.6] Процессы газификации непрерывно совершенствуются. Для получения смешанного газа в газогенераторах стали применять паро-кислородное дутье вместо паро-воздутногп. Это позволило увеличить подачу пара в генератор (и, следовательно, повысить долю водяного газа в получаемом смешанном газе) и исключить из состава получаемого газа азот—балластную примесь, неизбежную при паро-воздушном дутье. Переход на паро-кислородное дутье дал также возможность резко повысить теплотворную способность генераторного газа (см. табл. 12), увеличить на 5—8% к. п. д. газогенераторной установки и проводить газификацию как непрерывный процесс благодаря одновременному протеканию эндотермических реакций, требующих подвода тепла, и экзотермических реакций, компенсирующих его расход. [c.113] До середины XX в. большое распространение имел процесс получения водяного газа в аппаратах периодического действия. Водяной газ, представляющий собой в основном смесь СО и Нг с небольшой примесью других компонентов, широко использовали для энергетических целей, как сырье для синтеза аммиака и искусственного жидкого топлива, для бытовых нужд, а также для таких высокотемпературных процессов, как резка и сварка металлов. Основная особенность используемых для этой цели газогенераторов — отсутствие водяного затвора (вместо него установлен сухой шлакоудалитель). Зольная чаша была заменена герметичным кожухом с одним или двумя бункерами, из которых шлак периодически удаляли. Необходимое тепло получали, продувая через слой топлива воздух (фаза горячего дутья), благодаря чему развивались высокие температуры (850—900°С). Затем в газогенератор подавали перегретый до 600—700 °С водяной пар, который, взаимодействуя с раскаленным топливом, образовывал целевой продукт — водяной газ (фаза холодного дутья). После снижения температуры до [c.114] Продукт из коксовой печи из верти-ка. ьной газовой реторты из горизонтальной газовой реторты из газогенератора для получения карбк рпро-ванного водяного газа [c.589] Для синтеза над кобальтовым катализатором водяной газ должен быть обогащен водородом до концентрации, обеспечивающей отношение СО На = 1 2. Для этого часть водяного газа должна быть подвергнута конверсии с водяным паром (см. 82). Конвертированный газ (технический водород) смешивается с исходным водяным газом в пропорции, необходимой для получения заданного отношения СО Па. Существует также способ прямого получения синтез-газа из твердого топлива в одну стадию. Этот процесс проводится в специальных печах, где сочетаются процессы сухой перегонки топлива с реакциями получения водяного газа. В отличие от безостаточн(>й переработки, в этом случае часть горючего превращается в кокс, который может быть направлен в газогенераторы для газификации. По такому методу производят водяной [c.494] М. А. Поляцкин и С. П. Михеев на четырех различных газогенераторах выяснили возможность получения генераторного и водяного газов из кускового шунгита. Несмотря на плохую приспособленность опробованных газогенераторов к работе с высокозольным сырьем, были получены удовлетворительные результаты по составу газа [1]. [c.14] chem21.info Газогенератор с водяным котломИзобретение предназначено для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего генераторного газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Газогенератор содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками. Газогенератор содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха. Также газогенератор содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения. Между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами - зона отбора генераторного газа с патрубком отвода. Камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. Изобретение обеспечивает создание газогенератора с водяным котлом, вырабатывающего, кроме горячей воды, пар и генераторный газ для работы газопоршневой электростанции. 1 ил.
Газогенератор с водяным котлом относится к области энергетического машиностроения, а именно к устройствам для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего генераторного газа из битуминозных (смолистых) топлив, древесных чурок, торфа, различных марок угля, горючих сланцев, органических отходов различных производств, в том числе животноводческих комплексов, брикетированных осадков очистных сооружений, твердых бытовых отходов, медицинских отходов и других. Известна «Установка для получения генераторного газа из вторичного древесного или растительного сырья», по патенту RU 2081894, C10J 3/20, от 1993.05.26, опубл. 1997.06.20, предназначенная для получения генераторного газа путем газификации вторичного древесного или растительного сырья. Для достижении указанного технического результата установка для получения генераторного газа из вторичного древесного или растительного сырья, содержащая газогенератор, включающий камеру газификации из огнеупорного кирпича, отходящий от нее вверх металлический бункер с люком для загрузки сырья, люк для розжига сырья, отделенный от камеры газификации колосниковой решеткой зольник с люком для удаления шлака и теплоизоляцию вокруг камеры газификации и бункера из огнеупорного кирпича с газоходами, центробежный вентилятор для подачи атмосферного воздуха, воздухоподводящие и газоотводящие трубы, связанный с последними воздушный теплообменник и циклон, снабжена расположенными в бункере и закрепленными нижними концами в стенке камеры газификации вертикальными трубами для отвода паров воды из бункера в камеру газификации и для подачи по ним воды для удаления шлака, расположенными между теплообменником и циклоном водяным холодильником и смолосборником, и расположенной над бункером водопроводной трубой, имеющей отводы для подачи воды и вертикальные трубы и связанной с рубашкой водяного холодильника, а теплоизоляция вокруг камеры газификации и бункера выполнена с двойными металлическими стенками и дополнительными газопроходами между ними для прохода воздуха из рубашки воздушного теплообменника в камеру газификации. Данная установка работает в периодическом режиме по циклу «загрузка порции топлива-переработка-получение порции генераторного газа-выгрузка зольного остатка». Периодичность работы установки и ее производительность зависит от площади поперечного сечения в зоне горения и объема топливной камеры. В данной установке наддув воздуха производят принудительно вентилятором, что приводит к расширению зоны горения и увеличению объема выработки генераторного газа, что приводит к повышению давления в газогенераторе и взрыво-пожарной опасности, выбросу генераторного газа в атмосферу, что ухудшает санитарно-экологические нормы. Очистка газа водой и твердыми фильтрующими элементами увеличивает газодинамические потери, это препятствует выходу всего выработанного генераторного газа, снижает производительность установки, повышает взрыво-пожароопасность установки и препятствует применению выработанного газа даже в газовых горелках, из-за недостаточной степени очистки от твердых и смолистых веществ. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является техническое решение по а.с. SU 821863, F24Н 1/28, от 29.06.79 г. «Водонагреватель», который содержит вертикальный корпус, газогенератор, полость для нагреваемой воды, топку с горелкой, подключенной газопроводом к газогенератору. Полость для нагреваемой воды разделена на емкость для горячего водоснабжения и емкость для отопления, в которой расположены дымогарные трубы. Газогенератор состоит из загрузочного бункера и шахты с колосниковой решеткой, под которой расположены воздуховод с воздуходувкой и зольник. На газопроводе установлен фильтр. Патрубки предназначены соответственно для подвода холодной и отвода горячей воды. Данная установка работает в периодическом режиме по циклу «загрузка порции топлива-переработка-получение порции горячей воды-выгрузка зольного остатка». Задачей предлагаемого технического решения является создание газогенератора с водяным котлом, вырабатывающего, кроме горячей воды, пар и генераторный газ для работы газопоршневой электростанции. Поставленная задача решена за счет того, что газогенератор с водяным котлом, который содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками и с патрубками отвода и подвода, при этом он содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха, а также содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения, при этом между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами - зона отбора генераторного газа с патрубком отвода; при этом камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. Выполнение корпуса в виде двух, внешнего и внутреннего, кожухов позволяет расположить между ними водяной котел, с газоходами, закрепленными в трубных досках, и межтрубное пространство, и выработать горячую воду 90°С за счет физического тепла генераторного газа в водяном котле. Размещение непосредственно под водяным котлом дополнительной зоны очистки генераторного газа позволяет очищать поступающий из зоны регенерации газ до подачи в газоходы водяного котла, что продляет межремонтный период работы котла. Расположение водяного котла, газоходов с межтрубным пространством между дополнительной зоной очистки генераторного газа и зоной отбора генераторного газа и подача холодной воды в межтрубное пространство позволяет, с одной стороны, остудить генераторный газ до необходимой температуры перед подачей потребителю, с другой стороны, нагреть воду до 90°С за счет утилизации тепла остужаемого генераторного газа и подать потребителю, не отбирая, как в аналогах, тепловую мощность камеры сгорания, что значительно повышает КПД установки. Выбор соотношения сужения футеровки, то есть зоны сгорания смол, к площади камеры горения имеет строгую зависимость F зоны сгорания смол/F зоны горения =0,118 и позволяет создать оптимальный скоростной и температурный режимы для наибольшего сгорания смол в этой зоне, что обеспечивает основную очистку генераторного газа от смол перед подачей его в зону регенерации, куда газ поступает с минимальным остаточным содержанием смол, и в газоходы водяного котла, что тоже продлевает межремонтный период работы котла. В этом случае отпадает необходимость сооружения мощных металлоемких очистительных сооружений для доочистки генераторного газа от смол перед подачей потребителю. Расположение шайбы между внутренним кожухом и сужением футеровки, делящей зафутеровочное пространство на камеры, позволяет во внутреннем кожухе разместить в нижней части зафутеровочного пространства, примыкающего к зоне регенерации, находящейся внутри футеровки, камеру парогенерации с фурами подачи пара в зону регенерации, что приводит к получению пара в камере парогенерации за счет физического тепла генераторного газа, поднимающегося к водяному котлу через камеру очистки, расположенную рядом, между внутренним и внешним кожухами. Расположение этой же шайбы также позволяет разместить над шайбой в верхней части зафутеровочного пространства камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами и расположенную выше камеру подогрева генераторного газа, с вводом обратно заводимого в камеру горения генераторного газа, и обеспечить подогрев воздуха, подаваемых в камеру горения, за счет физического тепла генераторного газа, проходящего через камеру очистки, расположенную между внутренним и внешним кожухами, к водяному котлу. Расположение камеры подогрева атмосферного воздуха в зафутеровочном пространстве, фактически через стену внутреннего кожуха, где проходит горячий генераторный газ, а также прохождение патрубка подачи атмосферного воздуха через зону очистки генераторного газа дает возможность подавать подогретый воздух в камеру горения за счет утилизации физического тепла генераторного газа и не тратить дополнительной тепловой энергии в камере горения. Подача обратного генераторного газа в зону горения для поддержания в автоматическом режиме температуры горения, его подогрев в камере подогрева генераторного газа дает возможность поддерживать оптимальную температуру в зоне горения и позволяет получать генераторный газ однородным по химическому составу с максимальным коэффициентом газификации, т.е. получать максимальное КПД газификации. На чертеже представлен газогенератор с водяным котлом, где корпус 1, внешний кожух 2 корпуса, внутренний кожух 3 корпуса, зона 4 сушки и пирогенетического разложения, камера 5 горения, футеровка 6, фурма 7 подачи обратного генераторного газа в камеру горения, фурма 8 подачи воздуха в камеру горения, шайба 9, зона 10 сгорания смол, зона 11 регенерации, камера 12 парогенерации, фурма 13 подачи пара в зону регенерации, камера 14 подогрева атмосферного воздуха, патрубок 15 отбора горячей воды, ввод 16 генераторного газа, камера 17 подогрева генераторного газа, зона 18 очистки генераторного газа от механических примесей, патрубок 19 подачи атмосферного воздуха, водяной котел 20, газоходы 21, межтрубное пространство 22, трубные доски 23, зона 24 отбора генераторного газа, патрубок 25 отвода генераторного газа, патрубок 26 подачи холодной воды. Газогенератор с водяным котлом выполнен следующим образом. Корпус 1 выполнен в виде двух, расположенных один в другом, внешнего 2 и внутреннего 3, кожухов, между которыми расположены зона 18 очистки генераторного газа, газоходы 21 водяного котла 20, закрепленные в трубных досках 23, и межтрубное пространство 22 водяного котла 20, оснащенное в верхней части патрубком подачи холодной воды 26, а в нижней части - патрубком отбора горячей воды 15. Во внутреннем кожухе 3 сверху вниз расположены: зона 4 сушки и пирогенетического разложения, камера 5 горения с зонами 10 сгорания смол и 11 регенерации, ограниченными футеровкой 6, выполненной в виде двух воронкообразных фигур, обращенных друг к другу и соединенных зауженными сторонами, отношение сужения футеровки, где расположена зона сгорания смол, к площади, ограниченной футеровкой, где расположена камера горения, имеет зависимость F зоны горения/F зоны сгорания =0,118. К камере 5 горения проложены фурмы 7 подачи обратного генераторного газа, соединенные с камерой 17 подогрева генераторного газа, а также фурмы 8 ввода атмосферного воздуха в камеру горения из камеры подогрева атмосферного воздуха. Между внутренним кожухом 3 и сужением футеровки 6 расположена шайба 9, делящая зафутеровочное пространство на камеру парогенерации 12 с фурмами 13 подачи пара в зону 11 регенерации и камеру 14 подогрева атмосферного воздуха проходящим через нее патрубком 15 отбора горячей воды и расположенную выше камеру 17 подогрева генераторного газа с вводом 16 генераторного газа. В месте сужения футеровки расположена зона сгорания смол 10, под которой размещена зона 11 регенерации, с фурмами 13 подачи пара в зону регенерации. Газогенератор с водяным котлом работает следующим образом. Топливо попадает в зону сушки и пирогенетического разложения 4, постепенно передвигаясь в камеру горения 5, где и происходит химико-термическое разложение топлива на газовые составляющие при недостаточном окислении кислородом воздуха, который дозировано подается в зону горения через зону подогрева воздуха 14 и воздушные фурмы 8. Топливо, не вступившее в реакцию с кислородом воздуха, и топливо, перешедшее в газовую инертную составляющую, проходят через зону сгорания смол 10 и попадают в зону регенерации 11, где топливо выступает в роли реагента, вступающего в химическую реакцию с инертным газом, и превращается в горючую газовую составляющую. Далее горючий газ попадается в зону очистки генераторного газа 18, где очищается от механических примесей и в зоне парогенерации 12, расположенной в зафутеровочном пространстве, нагревает воду до образования пара, который подается в зону регенерации 11 через фурмы подачи пара 13 для протекании реакции водяного пара, что позволяет повысить теплотворную способность генераторного газа, а также нагревает воздух, поступающий через патрубок подачи атмосферного воздуха 19 в зоне подогрева атмосферного воздуха 14, который через фурмы подачи атмосферного воздуха 8 подается в камеру горения 5. Затем газ попадает в водяной котел 20 и, отдавая свое физическое тепло, нагревает воду до 90°С. Также он подогревает в камере подогрева 17 заводимый обратно через ввод 16 излишне вырабатываемый генераторный газ, подаваемый в камеру горения 5 через фурмы 7 для поддержания заданной температуры горения. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в предложенной компоновке газогенератора с водяным котлом, где все камеры и зоны взаиморасположены таким образом, чтобы утилизировать все тепло, вырабатываемое при сжигании топлива, превратить его в энергоносители в виде генераторного газа, пара и горячей воды. Газогенератор с водяным котлом, который содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками и с патрубками отвода и подвода, отличающийся тем, что он содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха, а также содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения, при этом между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами зона отбора генераторного газа с патрубком отвода, при этом камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. www.findpatent.ru Газогенератор непрерывного производства водяного газа
Класс 24е, 1в1 J% 68142 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГАЗОГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА ВОДЯНОГО ГАЗА Заявлено 22 мая 1945 г. за Из 2288/338267 Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 5 за 1947 г. Изобретение относится к конструкциям газогенераторов непрерывного производства водяного газа. Отличительная особенность описываемого газогенератора заключается в том, что вращающаяся кольцевого сечения шахта газогенератора разделена перегородками на отдельные отсеки, в которых последовательно проводят все фазы периодического процесса получения водяного i аза путем последовательной установки отсеков против соответствующих подводов дутья и топлива и отводов золы и газов. Для осуществления периодического процесса пиролиза жидкого топлива в описываемом газогенераторе применяют насадку. На фиг. 1 и 2 изображена схема устройства описываемого газогенератора в продольном разрезе (фиг. 1) и в плане (фиг. 2). Газогенератор состоит из вращающейся кольцевого сечения шахты 1, которая разделена перегородками 2 на отдельные отсеки, опрокидного колосника 8, неподвижной крышки 4 и неподвижного днища 5. Между шахтой 1, крышкой 4 и днищем 5 устроено уплотнение б. В крышке и днище расположены отверстия для подвода топлива, воздуха и пара и для отвода шлака, воздушного газа и водяного газа. Шахта заполнена топливом. При вращении шахты все отсеки последовательно устанавливаются против соответствующих подводов и отводов так, что в каждом из них в данный момент протекает одна из фаз выработки водяного газа (разогрев слоя, выработка водяного газа, загрузка топлива, выдача шлака), при этом одновременно часть шахты работает па разогрев топлива, а часть — на выработку водяного пара. На чертеже изображена шахта с пятнадцатью отсеками, с расположеHHblivlH друг против друга по вертикали подводом воздуха и отводом газа воздушного дутья, подводом пара и отводом водяного газа, загрузкой топлива и выдачей шлака. № 68142 В отсеках 7 и 8 происходит разогрев топлива, с отводом газов воздушного дутья; в отсеках 9, 10, 11 вырабатывается водяной газ при подаче пара снизу; в отсеках 12 и 18 вырабатывается водяной газ при подаче пара снизу. В отсеке 14 вырабатывается водяной газ при подаче пара снизу. В отсеке 15 производится загрузка топлива и удаление шлака. Отсеки 1б, 17, 18, 19, 20 и 21 являются изолирующими. При непрерывном вращении шахты в каждом отсеке последовательно протекают все фазы процесса выработки водяного газа: продувка воздухом, продувка паром снизу, сверху и снова снизу и затем опять воздухом. Газогенератор непрерывно выдает водяной газ. Приведенный режим работы не является единственным. Возможна работа с пропуском воздуха и пара через ряд отсеков с изменением направления в соседних отсеках:.,в одном — снизу вверх, в соседнем — сверху вниз. При замене в шахте топлива насадкой газогенератор может служить для осуществления периодического процесса пиролиза жидкого топлива. В этом случае в часть шахты подается жидкое топливо для пиролиза на разогретой насадке, а в другую часть — воздух для разогрева насадки. При вращении шахты газогенератор непрерывно выдает продукты пиролиза. Предмет изобретения 1. Газогенератор непрерывного производства водяного газа, о т л ич а ю шийся тем, что вращающаяся кольцевого сечения шахта газогенератора разделена перегородками на отдельные отсеки, в которых последовательно проводят все фазы периодического процесса получения водяного газа путем последовательной установки отсеков против соответствующих подводов дутья и топлива и отводов золы и газов. 2. В газогенераторе по п. 1 применение насадки для осуществления периодического процесса пиролиза жидкого топлива. № 68142 — 3 Опйод даздошного газо Оидаддадяиого газо йз4л Фаг / /4 Фаг. 2 Редактор P. Сухарева Техред А. А. Кудрявицкая Корректор Т. Д. Хромцева Подп. к печ. 17/III — 64 г. Формат бум. 70 Х 108>/16 Объем 0,26 изд. л. Заказ 572/4 Тираж 200 Цена 5 коп. ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 www.findpatent.ru Генератор водяного газа
Класс 24 е, !., -. 13 я" ПАТЕНТ Н ОПИСЯНИЕ генератора водяного газа. К патенту ин-ца Макса Гелдера (Мах НеПег), в r. Берлине-Шарлоттенбурге, Германия, заявленному 30 марта 1929 года (заяв. свид.,уча 43934). 0 выдаче патента опубликовано 30 апреля 1934 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 апреля 1934 года. РР9) Изобретение касается генераторов водяного газа из пылевидного топлива, в которых цилиндрические камеры газообразсвания и нагревания, размещенные поочередно, соединены в батареи с подводом горючего и пара в тангенциальном к стенкам камер направлении, с целью создания кругового движения газа. В предлагаемом генераторе водяного газа в центральной части цилиндрических камер имеется общий коллектор. разделенный продольной перегородкой на две части, по одной из которых производится отвод образовавшегося газа, а по другой, соединенной с камерами нагревания, — газообразных продуктов сгорания. На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез газогенераторной батареи, фиг. 2 — разрез по линии АВ фиг. 1, и фиг. 3 — разрез по линии CD фиг. 1. Представленная на фиг. 1 — 3 газоге. нераторная батарея составлена из отдельных поставленных рядом камер 1 газосбргзсвания с промежуточными нагревательными камерами 2. Каждая камера газообразования 1 состоит из цилиндрического кожуха 3 из огнеупорного материала и из торцевых стенок 4, служащих в то же время и торцевыми стенками цилиндрических нагревательных камер 2. К кожухам 3 камер газообразования примыкают цилиндрические кожуха 5 нагревательных камер 2. В нижнюю часть цилиндрического кожуха 3 камеры 1 тангенцчально входят сопла б, к которым подводится смесь из пылевидного угля и водяного пара. Кожух 5 нагревательной камеры 2 покрыт нагревательным кожухом 7, полость которого разделена на две полуцилиндриче;кие части 8 и 9. Полость 8 сос.=.щается с нагревательной камерой 2 К полости 9 примыкает подводящий воздух канал !2; кроме того, эта полость сообщается с камерой 2 соплом 13, имеющим тс же направление. Через середину торцевых стенок 4 обеих камер и 2 проходит общий коллектор 14, разделенный горизонтальной перегородкой на две части 15 и 16. Первая сообщается отверстиями 17 с камерой газообразования 1, а вторая †посредств несколько наискось направленных отверстий 18 с нагревательной камерой 2. Нагревательный кожух 7 может покрывать также кожух 3 камеры газообразования 1. Смесь угольной пыли с водяным 11apoN вдувается в камеры 1 газообразования с большой скоростью и, всгедствие тангенциального положения вводящих смесь сопел 6, получает в камере круговое движение. В нагревательные камеры 2 горючие газы вводятса — 2 =юерез сопло 11, а воздух также танген циально входит через сопло 13; образу:ющееся круговое пламя нагревает камеры газообразования извне. Вращагющаяся смесь из угольной пыли и водяного пара проходит в камерах 1> причем -частицы пыли отбрасываются центробежной силой к кожуху 3 камеры. Зола вместе с образовавшимся водяным газом увлекается через отверстия 17 в часть коллектора 15. Скопление угольной пы.ли на дне цилиндрического кожуха 3 -устраняется соплами б, так что осевшая угольная пыль снова увлекается воздушной струей в кругооборот. Отходя щие газы увлекаются тягой через отверстия 18 в часть 1б коллектора. Горючие газы и воздух при проходе через полости 8 и 9 подогреваются, причем одновременно уменьшаются и потери тепла, вследствие лучеиспускания. Коллектор 14, проходящий через все камеры 1 и 2 (фиг. 1), примыкает к трубопроводу 19, ведущему к перегревателю пара 20, откуда газ поступает в скруббер 21, где он освобождается от эолы, и направляется к месту потребления или в газохранилище. Часть 16 коллектора для отходящих из нагревательных камер 2 газов сообщается с тепло"обменным устройством 22, где горючие -.газы и воздух подогреваются. Горючие газы поступают по трубопроводу 23 в распределительную систему 10 (фиг. 3), а воздух для горения — по трубопроводу 24 в канал 12. Отходящие газы направляются из теплообменного устройства Z2 в котел 25, генерирующий пар, необходимый для получения водяного газа. Этот пар поступает по трубопроводу 26 в перегреватель ZO и по трубе 27 подводится к соплам б камер газообразования 1. Угольную пыль можно вдувать в камеры газообразования и отдельно от водяного пара. Предмет патента. Генератор водяного газа из пылевидного горючего, состоящий- из соединенных в батареи цилиндрических nooseредно расположенных камер газообразования и камер нагревания, отличающийся тем, что вся батарея имеет общий коллектор 14, проходящий через середины камер и разделенный горизонтальной перегородкой на две части, из которых одна 15, сообщающаяся только с камерами газообразования 1 посредством отверстий 17, предназначена для отвода из газогенератора образовавшегося газа, а другая 1á, сообщающаяся только с камерами нагревания 2 посредством отверстий 18, предназначена для отвода газообразных продуктов сгорания. патенту ин-ца Макса Галера ¹ 36322 Фиг,5 Зксперт Ф. Ф. Ркбкин Редактор П. Л. Петров Ленпремпечатьсоюз. Тпп „Печ. Труд Зак. 5474 — 4f www.findpatent.ru газогенератор с водяным котлом - патент РФ 2303203Изобретение предназначено для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего генераторного газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Газогенератор содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками. Газогенератор содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха. Также газогенератор содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения. Между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами - зона отбора генераторного газа с патрубком отвода. Камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. Изобретение обеспечивает создание газогенератора с водяным котлом, вырабатывающего, кроме горячей воды, пар и генераторный газ для работы газопоршневой электростанции. 1 ил. Рисунки к патенту РФ 2303203Газогенератор с водяным котлом относится к области энергетического машиностроения, а именно к устройствам для производства энергоносителей в виде горячей воды, пара и горючего генераторного газа из битуминозных (смолистых) топлив, древесных чурок, торфа, различных марок угля, горючих сланцев, органических отходов различных производств, в том числе животноводческих комплексов, брикетированных осадков очистных сооружений, твердых бытовых отходов, медицинских отходов и других. Известна «Установка для получения генераторного газа из вторичного древесного или растительного сырья», по патенту RU 2081894, C10J 3/20, от 1993.05.26, опубл. 1997.06.20, предназначенная для получения генераторного газа путем газификации вторичного древесного или растительного сырья. Для достижении указанного технического результата установка для получения генераторного газа из вторичного древесного или растительного сырья, содержащая газогенератор, включающий камеру газификации из огнеупорного кирпича, отходящий от нее вверх металлический бункер с люком для загрузки сырья, люк для розжига сырья, отделенный от камеры газификации колосниковой решеткой зольник с люком для удаления шлака и теплоизоляцию вокруг камеры газификации и бункера из огнеупорного кирпича с газоходами, центробежный вентилятор для подачи атмосферного воздуха, воздухоподводящие и газоотводящие трубы, связанный с последними воздушный теплообменник и циклон, снабжена расположенными в бункере и закрепленными нижними концами в стенке камеры газификации вертикальными трубами для отвода паров воды из бункера в камеру газификации и для подачи по ним воды для удаления шлака, расположенными между теплообменником и циклоном водяным холодильником и смолосборником, и расположенной над бункером водопроводной трубой, имеющей отводы для подачи воды и вертикальные трубы и связанной с рубашкой водяного холодильника, а теплоизоляция вокруг камеры газификации и бункера выполнена с двойными металлическими стенками и дополнительными газопроходами между ними для прохода воздуха из рубашки воздушного теплообменника в камеру газификации. Данная установка работает в периодическом режиме по циклу «загрузка порции топлива-переработка-получение порции генераторного газа-выгрузка зольного остатка». Периодичность работы установки и ее производительность зависит от площади поперечного сечения в зоне горения и объема топливной камеры. В данной установке наддув воздуха производят принудительно вентилятором, что приводит к расширению зоны горения и увеличению объема выработки генераторного газа, что приводит к повышению давления в газогенераторе и взрыво-пожарной опасности, выбросу генераторного газа в атмосферу, что ухудшает санитарно-экологические нормы. Очистка газа водой и твердыми фильтрующими элементами увеличивает газодинамические потери, это препятствует выходу всего выработанного генераторного газа, снижает производительность установки, повышает взрыво-пожароопасность установки и препятствует применению выработанного газа даже в газовых горелках, из-за недостаточной степени очистки от твердых и смолистых веществ. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является техническое решение по а.с. SU 821863, F24Н 1/28, от 29.06.79 г. «Водонагреватель», который содержит вертикальный корпус, газогенератор, полость для нагреваемой воды, топку с горелкой, подключенной газопроводом к газогенератору. Полость для нагреваемой воды разделена на емкость для горячего водоснабжения и емкость для отопления, в которой расположены дымогарные трубы. Газогенератор состоит из загрузочного бункера и шахты с колосниковой решеткой, под которой расположены воздуховод с воздуходувкой и зольник. На газопроводе установлен фильтр. Патрубки предназначены соответственно для подвода холодной и отвода горячей воды. Данная установка работает в периодическом режиме по циклу «загрузка порции топлива-переработка-получение порции горячей воды-выгрузка зольного остатка». Задачей предлагаемого технического решения является создание газогенератора с водяным котлом, вырабатывающего, кроме горячей воды, пар и генераторный газ для работы газопоршневой электростанции. Поставленная задача решена за счет того, что газогенератор с водяным котлом, который содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками и с патрубками отвода и подвода, при этом он содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха, а также содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения, при этом между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами - зона отбора генераторного газа с патрубком отвода; при этом камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. Выполнение корпуса в виде двух, внешнего и внутреннего, кожухов позволяет расположить между ними водяной котел, с газоходами, закрепленными в трубных досках, и межтрубное пространство, и выработать горячую воду 90°С за счет физического тепла генераторного газа в водяном котле. Размещение непосредственно под водяным котлом дополнительной зоны очистки генераторного газа позволяет очищать поступающий из зоны регенерации газ до подачи в газоходы водяного котла, что продляет межремонтный период работы котла. Расположение водяного котла, газоходов с межтрубным пространством между дополнительной зоной очистки генераторного газа и зоной отбора генераторного газа и подача холодной воды в межтрубное пространство позволяет, с одной стороны, остудить генераторный газ до необходимой температуры перед подачей потребителю, с другой стороны, нагреть воду до 90°С за счет утилизации тепла остужаемого генераторного газа и подать потребителю, не отбирая, как в аналогах, тепловую мощность камеры сгорания, что значительно повышает КПД установки. Выбор соотношения сужения футеровки, то есть зоны сгорания смол, к площади камеры горения имеет строгую зависимость F зоны сгорания смол/F зоны горения =0,118 и позволяет создать оптимальный скоростной и температурный режимы для наибольшего сгорания смол в этой зоне, что обеспечивает основную очистку генераторного газа от смол перед подачей его в зону регенерации, куда газ поступает с минимальным остаточным содержанием смол, и в газоходы водяного котла, что тоже продлевает межремонтный период работы котла. В этом случае отпадает необходимость сооружения мощных металлоемких очистительных сооружений для доочистки генераторного газа от смол перед подачей потребителю. Расположение шайбы между внутренним кожухом и сужением футеровки, делящей зафутеровочное пространство на камеры, позволяет во внутреннем кожухе разместить в нижней части зафутеровочного пространства, примыкающего к зоне регенерации, находящейся внутри футеровки, камеру парогенерации с фурами подачи пара в зону регенерации, что приводит к получению пара в камере парогенерации за счет физического тепла генераторного газа, поднимающегося к водяному котлу через камеру очистки, расположенную рядом, между внутренним и внешним кожухами. Расположение этой же шайбы также позволяет разместить над шайбой в верхней части зафутеровочного пространства камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами и расположенную выше камеру подогрева генераторного газа, с вводом обратно заводимого в камеру горения генераторного газа, и обеспечить подогрев воздуха, подаваемых в камеру горения, за счет физического тепла генераторного газа, проходящего через камеру очистки, расположенную между внутренним и внешним кожухами, к водяному котлу. Расположение камеры подогрева атмосферного воздуха в зафутеровочном пространстве, фактически через стену внутреннего кожуха, где проходит горячий генераторный газ, а также прохождение патрубка подачи атмосферного воздуха через зону очистки генераторного газа дает возможность подавать подогретый воздух в камеру горения за счет утилизации физического тепла генераторного газа и не тратить дополнительной тепловой энергии в камере горения. Подача обратного генераторного газа в зону горения для поддержания в автоматическом режиме температуры горения, его подогрев в камере подогрева генераторного газа дает возможность поддерживать оптимальную температуру в зоне горения и позволяет получать генераторный газ однородным по химическому составу с максимальным коэффициентом газификации, т.е. получать максимальное КПД газификации. На чертеже представлен газогенератор с водяным котлом, где корпус 1, внешний кожух 2 корпуса, внутренний кожух 3 корпуса, зона 4 сушки и пирогенетического разложения, камера 5 горения, футеровка 6, фурма 7 подачи обратного генераторного газа в камеру горения, фурма 8 подачи воздуха в камеру горения, шайба 9, зона 10 сгорания смол, зона 11 регенерации, камера 12 парогенерации, фурма 13 подачи пара в зону регенерации, камера 14 подогрева атмосферного воздуха, патрубок 15 отбора горячей воды, ввод 16 генераторного газа, камера 17 подогрева генераторного газа, зона 18 очистки генераторного газа от механических примесей, патрубок 19 подачи атмосферного воздуха, водяной котел 20, газоходы 21, межтрубное пространство 22, трубные доски 23, зона 24 отбора генераторного газа, патрубок 25 отвода генераторного газа, патрубок 26 подачи холодной воды. Газогенератор с водяным котлом выполнен следующим образом. Корпус 1 выполнен в виде двух, расположенных один в другом, внешнего 2 и внутреннего 3, кожухов, между которыми расположены зона 18 очистки генераторного газа, газоходы 21 водяного котла 20, закрепленные в трубных досках 23, и межтрубное пространство 22 водяного котла 20, оснащенное в верхней части патрубком подачи холодной воды 26, а в нижней части - патрубком отбора горячей воды 15. Во внутреннем кожухе 3 сверху вниз расположены: зона 4 сушки и пирогенетического разложения, камера 5 горения с зонами 10 сгорания смол и 11 регенерации, ограниченными футеровкой 6, выполненной в виде двух воронкообразных фигур, обращенных друг к другу и соединенных зауженными сторонами, отношение сужения футеровки, где расположена зона сгорания смол, к площади, ограниченной футеровкой, где расположена камера горения, имеет зависимость F зоны горения/F зоны сгорания =0,118. К камере 5 горения проложены фурмы 7 подачи обратного генераторного газа, соединенные с камерой 17 подогрева генераторного газа, а также фурмы 8 ввода атмосферного воздуха в камеру горения из камеры подогрева атмосферного воздуха. Между внутренним кожухом 3 и сужением футеровки 6 расположена шайба 9, делящая зафутеровочное пространство на камеру парогенерации 12 с фурмами 13 подачи пара в зону 11 регенерации и камеру 14 подогрева атмосферного воздуха проходящим через нее патрубком 15 отбора горячей воды и расположенную выше камеру 17 подогрева генераторного газа с вводом 16 генераторного газа. В месте сужения футеровки расположена зона сгорания смол 10, под которой размещена зона 11 регенерации, с фурмами 13 подачи пара в зону регенерации. Газогенератор с водяным котлом работает следующим образом. Топливо попадает в зону сушки и пирогенетического разложения 4, постепенно передвигаясь в камеру горения 5, где и происходит химико-термическое разложение топлива на газовые составляющие при недостаточном окислении кислородом воздуха, который дозировано подается в зону горения через зону подогрева воздуха 14 и воздушные фурмы 8. Топливо, не вступившее в реакцию с кислородом воздуха, и топливо, перешедшее в газовую инертную составляющую, проходят через зону сгорания смол 10 и попадают в зону регенерации 11, где топливо выступает в роли реагента, вступающего в химическую реакцию с инертным газом, и превращается в горючую газовую составляющую. Далее горючий газ попадается в зону очистки генераторного газа 18, где очищается от механических примесей и в зоне парогенерации 12, расположенной в зафутеровочном пространстве, нагревает воду до образования пара, который подается в зону регенерации 11 через фурмы подачи пара 13 для протекании реакции водяного пара, что позволяет повысить теплотворную способность генераторного газа, а также нагревает воздух, поступающий через патрубок подачи атмосферного воздуха 19 в зоне подогрева атмосферного воздуха 14, который через фурмы подачи атмосферного воздуха 8 подается в камеру горения 5. Затем газ попадает в водяной котел 20 и, отдавая свое физическое тепло, нагревает воду до 90°С. Также он подогревает в камере подогрева 17 заводимый обратно через ввод 16 излишне вырабатываемый генераторный газ, подаваемый в камеру горения 5 через фурмы 7 для поддержания заданной температуры горения. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в предложенной компоновке газогенератора с водяным котлом, где все камеры и зоны взаиморасположены таким образом, чтобы утилизировать все тепло, вырабатываемое при сжигании топлива, превратить его в энергоносители в виде генераторного газа, пара и горячей воды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯГазогенератор с водяным котлом, который содержит корпус с внешним и внутренним кожухами, между которыми расположен водяной котел с газоходами, межтрубным пространством, трубными досками и с патрубками отвода и подвода, отличающийся тем, что он содержит зону сушки и пирогенетического разложения, ограниченные футеровкой камеру горения и зоны сгорания смол и регенерации, шайбу, делящую зафутеровочное пространство на камеру парогенерации с фурмой подачи пара в зону регенерации и камеру подогрева атмосферного воздуха с фурмами подачи воздуха в камеру горения и патрубком подачи воздуха, а также содержит камеру подогрева генераторного газа с фурмой подачи генераторного газа в камеру горения, при этом между внешним и внутренним кожухами под водяным котлом с газоходами расположена зона очистки генераторного газа, а над водяным котлом с газоходами зона отбора генераторного газа с патрубком отвода, при этом камеры подогрева генераторного газа и атмосферного воздуха и камера парогенерации расположены в пространстве между футеровкой и внутренним кожухом. www.freepatent.ru |