ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2012 года по МПК B01J7/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения газа из твердого топлива с последующим сжиганием в топках энергетических установок.

Известен газогенератор, содержащий реакционную камеру с кипящим слоем твердого топлива на газораспределительной решетке, расположенной с уклоном в сторону золоотводящей трубы (Авт. свид. №986480, МПК B01J 7/00, F23С 1102, F23J 1/00, опубликовано 07.01.83).

Недостатком такого газогенератора является возможность шлакования топлива на решетке, а также сложность конструкции и большая металлоемкость.

Наиболее близким аналогом предлагаемого газогенератора является газогенератор НАТИ-Г-21 поперечного процесса газификации, состоящий из реакционной камеры с люком в верхней части для загрузки топлива, в стенке камеры сделан люк для очистки газогенератора от остатков топлива и шлака, средства для подачи газа в виде фурмы, охлаждаемой водой, смонтированной на некотором расстоянии от днища. Отбор газа производится через решетку, расположенную напротив фурмы, со стороны газоотборного патрубка (Г.Г.Токарев «Газогенераторные автомобили», М., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1955 г., стр.48-60).

Недостатком такого газогенератора является необходимость останова газогенератора для пополнения запасов топлива и очистки от шлака, а также сложная в изготовлении фурма.

Технической задачей является: организация процесса газификации в непрерывном цикле.

Другая задача - упрощение конструкции и повышение ее надежности. Еще одна задача - получение водяного газа и разделение полученного водяного газа на составные части.

Техническая задача достигается тем, что в газогенераторе, содержащем реакционную камеру с газоотводной трубкой, отверстиями для подачи твердого топлива и отвода твердых продуктов реакции, средство для подачи газа, охлаждаемое водой, смонтированное в стенке реакционной камеры, средство для подачи газа выполнено в виде полого вала, на торце которого расположено сопло, с возможностью подачи воды в полость вала, при этом вал снабжен шнеком.

Реакционная камера снабжена перегородкой над зоной горения, перед соплом и снабжена дополнительной газоотводной трубкой, установленной за перегородкой реакционной камеры.

Выполнение средства подвода газифицирующей среды в виде полого вала, снабженного шнеком, существенно упрощает конструкцию газификатора, устраняя необходимость выполнения средства подвода газифицирующей среды в качестве отдельного элемента конструкции - фурмы. При этом решается проблема зависания твердого топлива у стенок газогенератора при центральном дутье: в предлагаемом устройстве все твердое топливо принудительно продвигается по реакционной камере за счет вращения шнека.

Кроме того, обеспечивается поступление газа максимально близко к зоне горения, а сопло, находящееся в торце полого вала, позволяет формировать зону горения определенной формы.

Подача воды в полость вала также упрощает конструкцию газогенератора, поскольку такой вариант охлаждения средства подвода газифицирующей среды проще охлаждения с помощью водяной рубашки, что реализовано в известном устройстве. Кроме того, подача воды на раскаленную поверхность полости вала позволяет без дополнительных устройств (парогенераторов) получить пар для его использования в составе газифицирующей среды.

Снабжение вала шнеком обеспечивает непрерывную подачу топлива и удаление твердых продуктов реакции, при этом экономится пространство. Кроме того, топливо, находящееся в непосредственной близости от сопла, активно участвует в процессе газообразования. Остальное топливо, лежащее на периферии, является изолятором, то есть уменьшает потери в окружающую среду и предохраняет стенки камеры от перегрева, позволяет также обеспечить непрерывное удаление твердых продуктов сгорания топлива из газогенератора без нарушения целостности раскаленного слоя восстановительной зоны, что характерно для известных устройств.

Подача воды в полость полого вала решает одновременно две задачи: охлаждение стенок полого вала и сопла, образование пара, необходимого для проведения реакции получения водяного газа. Более легкий водород, получаемый в результате реакции, уносимый дутьем дальше по направлению дутья, не может смешаться с остальными газообразными продуктами реакции благодаря установленной перегородке в верхней части реакционной камеры.

Расположение перегородки посередине активной зоны, перед устьем полости вала и размещение дополнительной газоотводной трубки перед перегородкой позволяет выделить из генерируемого газа водород

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг.1 схематично изображен общий вид газогенератора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Газогенератор содержит реакционную камеру 2 (фиг.1) с отверстием для загрузки твердого топлива 1 (фиг.2), отверстием для удаления твердых продуктов реакции 9, газоотводной трубкой 6. В стенке реакционной камеры смонтировано средство для подачи газа в виде полого вала 3, на торце которого расположено сопло 5, вал снабжен шнеком 4. На стенке реакционной камеры, со стороны входа полого вала, установлено средство для подачи воды. На верхней стенке реакционной камеры над зоной горения, перед соплом 5 установлена перегородка 7 для грубого разделения вырабатываемого газа и газоотводная трубка 8 за перегородкой реакционной камеры.

Газогенератор работает следующим образом.

Твердое топливо, поступая через загрузочное отверстие 1 в реакционную камеру 2 под действием вращающегося шнека 4, транспортируется к зоне горения, в которой расположена фурма в виде полого вала 3, на торце которого расположено сопло 5. Через полый вал 3 и сопло 5 поступает необходимый для горения газ. После прохождения реакции твердые продукты реакции перемещаются далее по корпусу реакционной камеры под действием свежей порции топлива. Твердые продукты реакции удаляются через отверстие 9. Газообразные продукты сгорания удаляются через газоотводную трубку 6. Для охлаждения полого вала 3 и сопла 5 в полый вал 3 подается вода. Вода, попадая на горячие стенки полого вала 3 и сопла 5, испаряется, охлаждая их. Полученный водяной пар, смешиваясь с проходящим по полости полого вала газом, попадает через сопло 5 в зону горения, где участвует в реакции получения водяного газа. Водород, выделившийся в результате прохождения реакции получения водяного газа, в силу своих физических свойств уносится дутьем за перегородку 7 и удаляется через дополнительную газоотводную трубку 8. Следовательно, через газоотводную трубку 8 будет удаляться газ с большей концентрацией водорода.

Таким образом, предлагаемая конструкция газогенератора позволяет организовать непрерывный процесс получения газа, заранее разделенного по составу.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для получения газа из твердого топлива с последующим сжиганием в топках энергетических установок. Газогенератор содержит реакционную камеру 2 с отверстием для загрузки твердого топлива 1, отверстием для удаления твердых продуктов реакции 9, газоотводной трубкой 6. В стенке реакционной камеры смонтировано средство для подачи газа и топлива, состоящее из полого вала 3, шнека 4 и сопла 5. На верхней стенке реакционной камеры находится перегородка 7 для грубого разделения вырабатываемого газа и газоотводная трубка 8. Такое выполнение газогенератора позволяет организовать непрерывный процесс получения газа, заранее разделенного по составу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газогенератор, содержащий реакционную камеру с газоотводной трубкой, отверстиями для подачи твердого топлива и отвода твердых продуктов реакции, средство для подачи газа, охлаждаемое водой, смонтированное в стенке реакционной камеры, отличающийся тем, что средство для подачи газа выполнено в виде полого вала, на торце которого расположено сопло, с возможностью подачи воды в полость вала, при этом вал снабжен шнеком.

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что реакционная камера снабжена перегородкой, расположенной над зоной горения перед соплом и снабжена дополнительной газоотводной трубкой, установленной перед перегородкой.