Газогенератор для газификации водоугольной суспензии и твердого топлива Советский патент 1992 года по МПК C10J3/54 

Изобретение относится к энергетике, в частности к котельной технике, и может быть использовано в металлургической и химической промышленностях для получения низкокалорийного газа вторичных энергоресурсов.

Известен газогенератор, включающий вертикальную реакционную камеру с кипящим слоем твердого топлива, газораспределительную решетку, выполненную с окном в центральной части, емкость для водоугольной суспензии, трубы для подачи водоугольной суспензии и окислительной среды.

Процесс газификации в реакционной камере протекает при пониженных коэлфи- циентах избытка воздуха, так как в качестве

окислителя используется вода. Однако для этого необходимо подводить дополнительную теплоту. Поэтому из-за неполноты химических эндотермических реакций газификации газ получается низкого качества.

Целью изобретения является улучшение качества газа.

Цель достигается тем, что газогенератор, включающий вертикальную реакционную камеру с кипящим слоем твердого топлива, газораспределительную решетку, выполненную с окном в центральной части, средство для подачи твердого топлива, расположенное над газораспределительной решеткой, средство для отвода газа, емкость для водоугольной суспензии, трубы для подачи водоугольной суспензии, и окислительной среды, расположенные в нижней части камеры под распределительной решеткой, золоотводящее устройство, соглас- но изобретению, он снабжен размещенной в реакционной камере вертикальной перегородкой, делящей ее на отсеки газификации и сжигания топлива, укрепленными на перегородке наклонными тепловыми труба- ми, размещенными верхними конденсационными частями в отсеке газификации, а нижними, испарительными - в отсеке сжигания топлива, расположенными в окне газораспределительной решетки колош- никовыми подпружиненными пластинами, каждая из которых шарнирно укреплена к нижнему торцу решетки, газоплотными экранами, расположенными в отсеках и выполненными в виде вертикальных тепловых труб. соединенных с коллекторами, при этом коллектор вертикальных тепловых труб, расположенных в отсеке газификации, сообщен одним концом с емкостью для водоугольной суспензии, другим - с трубой для подачи во- доугольной суспензии.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый газогенератор отличается тем, что реакционная камера снабжена вертикальной перегород- кой, разделяющей ее на отсеки газификации и сжигания твердого топлива и несущей наклонно установленные тепловые трубы, размещенные верхними конденсационными частями в отсеке газификации, а нижни- ми, испарительными - в отсеке сжигания. Газораспределительная решетка новой конструкции состоит из подпружиненных колошниковых пластин, каждая из которых шарнирно укреплена к нижнему торцу кар- каса решетки. Кроме того, новая конструкция газогенератора от прототипа отличается еще тем, что газоплотные экраны выполнены в виде вертикальных тепловых труб, соединенных с коллекторами, при этом коллектор вертикальных тепловых труб, размещенных в отсеке газификации, сообщен одним концом с емкостью для водоугольной суспензии, другим - с трубой для подачи водоугольной суспензии.

На чертеже изображен разрез газогенератора.

Газогенератор содержит реакционную камеру 1, разделенные на отсеки сжигания топлива 2 и газификации 3 вертикальной перегородкой 4, на которой укреплены наклонные тепловые трубы. Конденсационные части 5 наклонных тепловых труб расположены в отсеке газификации 3. а испарительные части 6 - в отсеке сжигания

топлива 2. Боковые стены реакционной камеры 1 содержат газоплотные экраны в виде вертикальных тепловых труб 7, соединенных с коллекторами 8, 9. Коллектор 8 сообщен с магистралью для отвода тепла (не показан на чертеже), а коллектор 9 - одним концом с емкостью для водоугольной суспензии (не показана на чертеже), а другим концом - с сопловой решеткой 10 посредством трубы 11 для подачи водоугольной суспензии. Сопловая решетка 10 является составной наклонной частью газораспределительной решетки. К наклонным частям присоединены посредством шарниров 12 горизонтальные колошниковые пластины 13, подпружиненные снизу с помощью плоских пружин 14. На боковой стенке отсека 2 размещен патрубок 15 загрузки твердого топлива, сообщенный со средствами для подачи твердого топлива (не показано на чертеже), расположенными над газораспределительной решеткой. Газогенератор содержит в отсеках 2, 3 средства для отвода газов, включающие газоходы 16,17 для удаления продуктов сгорания и газификации, в которых размещены змеевиковые, конвективные поверхности 18. Наклонная газораспределительная решетка отсека 2 сообщена с трубой 19 для подачи окислительной среды. Под горизонтальными колошниковыми пластинами размещено золоотводящее устройство 20. Подвод водоугольной суспензии от емкости к коллектору осуществляется по трубопроводу 21, например, с помощью насоса или эжектора (не показаны на чертеже). Газогенератор имеет обмуровку 22.

Газогенератор работает следующим образом.

Водная суспензия твердого топлива подается по трубопроводу 21 в коллектор 9, где нагревается за счет теплоты конденсации промежуточного теплоносителя, например воды, вертикальных тепловых труб. Нагретая суспензия из коллектора 9 подается по трубе 11 к сопловой решетке 10, откуда на газораспределительную наклонную решетку и в топочный объем. Окисление (сгорание) горючих компонентов топлива происходит с образованием окиси углерода и водорода, которые, проходя газоход 17. отдают теплоту и поступают либо в аккумуляторные емкости для последующего сжигания в отсеке 2 при дефиците теплоты в часы пик, либо в устройства для сжигания и обогащения низкокалорийных газов типа СО. Эндотермические химические реакции протекают с подводом теплоты от конденсационных частей 5 наклонных тепловых труб. Наклонные тепловые трубы размещены в шахматном порядке. Часть

теплового потока от торцевых частей наклонных тепловых труб направлена на экранные вертикальные тепловые трубы для нагрева водоугольной суспензии. Подвод теплоты к испарительным частям 6 осущест- вляется из отсека 2. Зола и шлак попадают на горизонтальные колошниковые пластины 13, откуда сбрасываются в золоотводящее устройство 20. Под колошниковые горизонтальные пластины 13 подается дополнительно окислительная среда по трубе 19.

Теплота в отсеке 2 генерируется за счет сгорания твердого топлива в кипящем слое на газораспределительной решетке при коэффициентах избытка воздуха больше едини- цы. С этой целью твердое топливо подается через патрубок 15 с помощью средств для подачи твердого топлива на газораспределительную наклонную решетку, а снизу под нее подается окислительная среда. Возможно сжигание в отсеке 2 и водоугольной суспензии, подаваемой также из коллектора 9 воздушной среды в трубу 19. Образовавшиеся зола и шлак сбрасываются в золоотводящее устройство 20 за счет поворота гори- зонтальных колошниковых пластин 13 на шарнире 12. Возврат их в исходное положение осуществляется за счет плоских пружин 14.

Продукты сгорания из отсека 2 поступают в газоход 16, где отдают теплоту змееви- ковой поверхности 18 и выбрасываются в окружающую среду, проходя систему очистки.

Наличие перегородки позволяет отделить реакционную камеру от теплогенератора и получить лучшее количество получаемого газа. Избытки теплоты утилизируются экранными и конвективными поверхностями,размещенны- ми в отсеке сжигания твердого топлива. Конструкция газогенератора объединена одним корпусом с теплогенератором, что делает устройство в целом компактным.

Кроме специального назначения газогенератора для генерирования окиси углерода и водорода, он может применятся в котельной технике для аккумулирования тепловой энергии в виде горючих газов (водород, окись углерода и т. д.) в часы недогрузки теплогенератора и использования ее в часы дефицита. В этом случае теплогенератор работает в течение всего года в номинальном режиме, что повышает экономичность теплогенератора. Формула изобретения Газогенератор для газификации водоугольной суспензии и твердого топлива, включающий вертикальную реакционную камеру с кипящим слоем твердого топлива, газораспределительную решетку, выполненную с окном в центральной части, средство для подачи твердого топлива, расположенное в нижней части камеры под газораспределительной решеткой, золоотводящее устройство, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества газа, газогенератор снабжен размещенной в реакционной камере вертикальной перегородкой, делящей ее на отсеки газификации и сжигания топлива, укрепленными на перегородке наклонными тепловыми трубами, размещенными верхними конденсационными частями вотсеке

газификации, а нижними, испарительными - в отсеке сжигания топлива, расположенными в окне газораспределительной решетки колошниковыми подпружиненными пластинами, каждая из которых шарнирно укреплена к нижнему торцу решетки: газоплотными экранами, расположенными в отсеках и выполненными в виде вертикальных тепловых труб, оединенных с коллекторами, при этом коллекор вертикальных тепловых труб, расположенных в отсеке газификации, сообщен одним концом с емкостью для водоугольной суспензии, другим - с трубой для подачи водоугольной суспензии.

Д

Сущность изобретения: газогенератор содержит реакционную камеру с вертикальной перегородкой, газораспределительную решетку с окном в центральной части, средство для подачи твердого топлива, средства для отвода газа, емкость для водоугольной суспензии, трубу для подачи водоугольной суспензии, трубу для подачи окислительной 2 среды, золоотводящее устройство. Вертикальная перегородка делит реакционную камеру на отсек газификации и отсек сжигания топлива. На перегородке укреплены наклонные тепловые трубы, размещенные верхними конденсационными частями в отсеке газификации, а нижними, испарительными - в отсеке сжигания топлива. В окне газораспределитепьной решетки расположены колошниковые подпружиненные пластины, шарнирно прикрепленные к нижнему торцу решетки. В отсеках расположены газоплотные экраны, выполненные в виде вертикальных тепловых труб, соединенных с коллекторами. Коллектор вертикальных тепловых труб отсека газификации сообщен с емкостью для водоугольной суспензии и с трубой для подачи водоугольной суспензии. 1 ил. аиктя