ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2000 года по МПК C10J3/20 

Изобретение относится к лесной промышленности, а более конкретно, к конструкции компактных газогенераторов для газификации древесины, преимущественно опилок и стружки.

Известна конструкция газогенератора, содержащая основание, корпус, футерованный огнеупорным материалом, колосниковую решетку, зольную чашу, загрузочное, дутьевое и газовыпускное устройства. (В.А.Лямин. Газификация древесины. Изд. Лесная промышленность. М., 1967, с. 145-148, рис. 29)
Недостатком известного газогенератора является сложность конструкции, неустойчивый процесс газификации, засорение вырабатываемого газа продуктами уноса.

Известна конструкция газогенератора, содержащая рубашку с газоотводящим патрубком и патрубком отвода конденсата, бункер с радиальными отверстиями и крышкой, подвижную колосниковую решетку, камеру горения, зольную чашу, полость с отверстием для подачи дутья. (С.Г.Коссов. Автотракторые и газогенераторные установки. Изд. Машиностроительной литературы. М. - Л., 1941, с. 79-85, рис. 33)
Недостатком этого газогенератора является низкая степень очистки газа, так как конденсат удаляется из малорасходуемой части объема бункера, что требует дополнительных устройств очистки. Другой недостаток - сложность конструкции из-за двух отсеков рубашки, футеровки камеры горения, дутьевой трубы, механизма вращения колосниковой решетки с шуровочными стержнями, а также малая долговечность камеры горения из-за теплонапряженного и недостаточно стабильного режима газификации.

Техническим эффектом изобретения является повышение качества газа при упрощении конструкции и увеличении долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции газогенератора, содержащей рубашку с газоотводящим патрубком и патрубком отвода конденсата, бункер с радиальными отверстиями и крышкой, колосниковую решетку, камеру горения, зольную чашу, полость с отверстием для подачи дутья, согласно изобретению в полости между бункером и рубашкой на изоляторах вблизи рубашки подвешены электроды, камера горения касается поверхности бункера и закреплена на колосниковой решетке с подпружиненными стойками, между которыми размещена зольная чаша с возможностью вертикального перемещения, а перфорированный бункер, стойки и чаша установлены на подпружиненном основании с ванной. На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого газогенератора. Он состоит из рубашки (2) с патрубками (1) и (7), бункера (3) с отверстием (14) для дутья и радиальными отверстиями (4), крышки (5), камеры горения (9), колосниковой решетки (10), подпружиненных стоек (11), подпружиненного основания с ванной (13), зольной чаши (12). В полости между бункером (3) и рубашкой (2) на изоляторах (6) подвешены электроды (8). Особенностью предложенной конструкции является размещение в полости между бункером и рубашкой вблизи последней электродов на изоляторах, установка камеры горения с колосниковой решеткой на подпружиненных стойках с возможностью скольжения ее по внутренней поверхности бункера, который в свою очередь поставлен на подпружиненное основание с ванной, снабженной отдельной зольной чашей.

Газогенератор работает следующим образом. К патрубку вывода конденсата (1) герметично подсоединяют емкость для сбора жидких продуктов, к газоотводящему патрубку (7) - всасывающий, например центробежный, вентилятор и подают высокое напряжение на электроды (8). Опилки (стружки) засыпают в бункер (3) и закрывают крышкой (5). Через дутьевое отверстие (14) внизу бункера, например газовой горелкой, сквозь колосниковую решетку (10) разжигают опилки при включенном вентиляторе. После розжига ванна основания (13) заполняется водой, которая поднимает зольную чашу (12) с перекрытием дутьевого отверстия, образуя кольцевое пространство для подвода воздуха к колосниковой решетке. При горении древесного сырья, горячие газы проходят толщу опилок с образованием аэрозоля в результате газификации и пиролиза. Аэрозоль из бункера с повышением давление через радиальные отверстия малой площади сечения (4) поступает в полость пониженного давления между бункером и рубашкой (2), где охлаждается из-за дросселирования и подвергается действию коронного разряда благодаря электродам (8), подвешенным на изоляторах (6).

В результате коронного разряда на стенках рубашки из-за близкого расположения к ней электродов происходит осаждение жидких фракций аэрозоля, включая смолу. Очищенный от конденсата и смолы газ поступает в газоотводящий патрубок.

Воздух из дутьевого отверстия проходит кольцевой канал между бункером и зольной чашей, захватывает пары воды и поступает через колосниковую решетку в реакционную зону. В результате камера горения охлаждается, а пары воды в реакционной зоне снижают несколько температуру и способствуют выделению водорода за счет реакции паров воды с раскаленным углем. Горячая зола, попадающая в зольную чашу, способствует нагреву воды и интенсификации процесса испарения, что оказывает стабилизирующее влияние на температурный режим газификации, т. к. чем выше температура, тем больше объем поступающих водяных паров.

При работе вентилятора возникают вибрации, которые благодаря упругим элементам (пружинам) передаются на бункер и камеру горения. Это способствует повышению "текучести" опилок и золы, уменьшает время контакта отдельных частиц со стенками, что снижает теплонапряженность камеры горения и колосниковой решетки, исключает "обвалы" и "вспышки", стабилизирует потоки газа через толщу опилок.

Таким образом, особенности конструкции предложенного газогенератора обеспечивают повышение качества выходящего газа путем очистки аэрозоля от конденсата и смолы, а также наполнения его водородом, упрощают конструкцию из-за исключения и модификации составляющих элементов, увеличивают долговечность за счет охлаждения камеры горения и колосниковой решетки паровоздушной смесью, а также непрерывно-равномерного движения частиц опилок и потоков аэрозоля посредством вибрации.

Ванна с водой и разряжение в газогенераторе обеспечивают высокую пожаробезопаность, а тройные стенки локализуют высокотемпературную зону. Высокое напряжение (около 10 кВ) надежно изолируется, например с помощью полиэтиленовой трубки, которая защищает выводы электродов.

Газогенератор предложенной конструкции с объемом бункера около 200 л в настоящее время изготовляется для получения из опилок и стружек топливного газа и жидких фракций для нужд деревообрабатывающих предприятий.

Указанные особенности изобретения представляет его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения. Эти отличия являются существенным, поскольку именно они обеспечивают создание положительного эффекта, отраженного в цели предложения, и отсутствуют известные технические решения с тем же эффектом.

Данное изобретение относится к конструкции компактных газогенераторов для газификации древесины, которая может быть использована в лесной промышленности. Газогенератор содержит рубашку с газоотводящим патрубком и патрубком отвода конденсата, бункер с радиальным отверстиями и крышкой, колосниковую решетку, камеру горения, зольную чашу, полость с отверстием для подачи дутья. Между бункером и рубашкой на изоляторах вблизи рубашки размещены электроды, камера горения касается поверхности бункера и закреплена на колосниковой решетке с подпружиненными стойками, между которыми расположена зольная чаша, причем бункер, стойки и чаша установлены на подпружиненном основании с ванной. Данное изобретение позволяет повысить качество газа при упрощении конструкции и увеличить долговечность. 1 ил.

Газогенератор, содержащий рубашку с газоотводящим патрубком и патрубком отвода конденсата, бункер с радиальными отверстиями и крышкой, колосниковую решетку, камеру горения, зольную чашу, полость с отверстием для подачи дутья, отличающийся тем, что между бункером и рубашкой на изоляторах вблизи рубашки размещены электроды, камера горения касается поверхности бункера и закреплена на колосниковой решетке с подпружиненными стойками, между которыми расположена зольная чаша, причем бункер, стойки и чаша установлена на подпружиненном основании с ванной.