Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ РИСОВОЙ ЛУЗГИ

Изобретение относится к устройствам для газификации рисовой лузги с целью получения газа, пригодного для использования в газопоршневых генераторах.

Синтез-газ является газовоздушной смесью, которая содержит комплекс горючих газов.

Китайская патентная заявка №200510043836 раскрывает устройство для газификации биомассы с низким содержанием смолы. Газификатор представляет собой газификатор с неподвижным слоем; так как реакция восстановления поглощает тепло, разница температур между верхней и нижней частями слоя является огромной (температура в верхней части около 1000°C, а в нижней части около 500°C), что является характерным недостатком газификатора с неподвижным слоем.

Известно устройство для получения синтез-газа с низким содержанием смол из биомассы, содержащее по меньшей мере один первый реактор кипящего слоя и по меньшей мере один следующий реактор кипящего слоя, который содержит сопловое днище, причем реакторы кипящего слоя выполнены таким образом, что (а) в первом реакторе кипящего слоя образуется по меньшей мере один газ, который подается в следующий реактор в качестве газа для образования в нем кипящего слоя, и (b) в первом реакторе кипящего слоя образуется пиролизный кокс, который в виде мелких частиц выводится вместе с газом и подается в следующий реактор кипящего слоя через сопловое днище, при этом устройство содержит средство для нагрева газа перед подачей в следующий реактор кипящего слоя, перед первым реактором кипящего слоя расположено сушильное устройство для сушки биомассы, содержащее контур для циркуляции выпара с теплообменником, а перед сушильным устройством расположено устройство подогрева биомассы, которое содержит контур для циркуляции газа с теплообменником (пат. №2516533, опубл. 20.045.2014 г.).

Недостатком данного устройства является использование влажной биомассы с содержанием воды свыше 40%, что может привести к снижению температуры процесса газификации, так как водяной пар в количестве свыше необходимого для образования кипящего слоя оказывается балластом, снижающим тепловой баланс. Просушивание биомассы производят при температуре не выше 280°C, так как в противном случае начинается экзотермическое разложение биомассы, а прогрев биомассы осуществляют до температуры 80-150°C. Данный способ трудоемок и направлен на использование сырья различной влажности, что приводит к нестабильности процесса газификации и повышает взрывоопасность установки. Весь процесс является сложным и отличается высоким энергопотреблением.

Вышеупомянутые устройства газификации биомассы не могут устранить такие недостатки, как нестабильность температурных параметров газификации, ее низкая эффективность, большие капиталовложения, что не позволяет производить синтез-газ с высокой эффективностью и низкой стоимостью.

Задачей изобретения является разработка установки для газификации рисовой лузги, позволяющей стабилизировать процесс газификации, обеспечивающей безопасность работы, а также повышение устойчивости работы установки к перепадам температуры окружающей среды.

Техническим результатом изобретения является снижение концентрации водорода и кислорода в газовоздушной смеси в процессе газификации рисовой лузги, стабилизация температурных параметров атмосферного воздуха, подаваемого на протекание процесса газификации.

Технический результат достигается тем, что установка для газификации рисовой лузги содержит реактор для газификации, сообщенный с узлом подготовки сырья, узлом подачи воздуха и узлом очистки газовоздушной смеси, при этом узел подготовки сырья включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор и калорифер, который соединен с силосом с активной вентиляцией, который также сообщен с транспортером для подачи сырья в норию, соединенную с оперативной емкостью, а также подающий шнек, сообщенный с патрубком для подачи сырья реактора для газификации, узел очистки выполнен в виде патрубка для удаления золы, расположенного в днище реактора для газификации, и циклона-разгрузителя, который сообщен с патрубком для отвода газовоздушной смеси реактора для газификации, узел подачи воздуха установлен в нижней части реактора для газификации и включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор, калорифер, осушитель воздуха, сообщенный через патрубок подвода воздуха с реактором для газификации.

При этом силос выполнен с конусным дном с углом наклона 60 градусов или с плоским дном, а его разгрузочное устройство имеет встроенный обратный конус.

Воронкообразное истечение сырья из силоса способствует слеживанию, неравномерному просушиванию сырья возле стенок силоса, поэтому установка силоса с плоским или конусным дном с активным вентилированием, разгрузочное устройство которого имеет встроенный обратный конус, позволит обеспечить столбовое истечение лузги и равномерное просушивание сырья с целью удаления свободносвязанной влаги. Просушивание сырья до 20% влажности позволит стабилизировать температуру процесса газификации путем снижения содержания водорода и кислорода в газовоздушной смеси, что позволит повысить безопасность работы установки, а также получить газовоздушную смесь кондиционного состава, пригодную после дополнительной обработки для использования в газопоршневых генераторах.

При газификации рисовой лузги на влажность газовоздушной смеси оказывает влияние температура подаваемого атмосферно воздуха. Поэтому с целью стабилизации процесса газификации необходимо обеспечить постоянные показатели влажности и температуры подаваемого атмосферного воздуха. Для этого в установке для газификации рисовой лузги установлен узел подготовки воздуха, сообщенный с реактором для газификации. Узел подготовки воздуха включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор, калорифер и осушитель воздуха. Калорифер позволяет подогреть воздух до необходимой температуры, а осушитель - снизить влажность до нижнего предела. Просушивание рисовой лузги в силосе активным вентилированием, а также подготовка воздуха, подаваемого в реактор для газификации, позволит максимально снизить температурный скачок газовоздушной смеси, что позволит уменьшить в ней концентрацию водорода и кислорода.

Перепады температуры окружающей среды влияют на влажность и температуру подаваемого атмосферного воздуха в реактор для газификации. Установка калорифера жидкостного позволит при низких температурах окружающей среды повысить температуру воздуха, а при высоких - снизить, обеспечив тем самым стабильность температуры подаваемого воздуха. Все вышеизложенное позволит стабилизировать процесс газификации и даст возможность использования установки при различных климатических условиях.

На фиг. 1 представлена установка для газификации рисовой лузги, которая содержит реактор для газификации 1, сообщенный с узлом подготовки сырья и узлом очистки газовоздушной смеси, при этом узел подготовки сырья включает последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор 3 и калорифер 2, который соединен с силосом 4 с активной вентиляцией, который также сообщен с транспортером 5 для подачи сырья в норию 6, соединенную с оперативной емкостью 7, а также подающий шнек 8, сообщенный с патрубком 9 для подачи сырья. Также в нижней части реактора для газификации 1 установлен узел подачи воздуха, включающий последовательно установленные и сообщенные между собой вентилятор 10, калорифер 11, осушитель воздуха 12, сообщенные с реактором для газификации 1 через патрубок подачи воздуха 13, узел очистки выполнен в виде циклона-разгрузителя 14, сообщенного с патрубком 15 для отвода газовоздушной смеси, и патрубка 16 для удаления золы, расположенного в днище реактора для газификации 1. При этом силос 4 выполнен с конусным дном с углом наклона 60 градусов или с плоским дном, а его разгрузочное устройство имеет встроенный обратный конус.

Установка для газификации рисовой лузги работает следующим образом. В силосе 4 рисовую лузгу подвергают просушиванию до влажности 20% путем активного вентилирования посредством подачи теплового воздуха из калорифера 2, нагнетаемого вентилятором 3. После чего рисовая лузга по транспортеру 5 поступает на норию 6, посредством которой попадает в оперативную емкость 7, откуда подающий шнек 8 через патрубок 9 для подачи сырья транспортирует подготовленную рисовую лузгу в реактор для газификации 1. Атмосферный воздух через вентилятор 10 подают на калорифер 11, где происходит его нагрев до необходимой температуры, после чего нагретый воздух пропускают через осушитель воздуха 12 с целью снижения его влажности. Затем через патрубок 13 подачи воздуха он поступает в реактор для газификации 1, где происходит газификация рисовой лузги при температуре 650-700°С. В связи с тем, что рисовая лузга поступила подсушенной до влажности 20%, не происходит резкого образования газовоздушной смеси, так как свободносвязанная влага уже удалена и воздух был стабилизирован по температуре и влажности, повышение содержания водорода и кислорода не происходит, т.е. процесс газификации рисовой лузги стабилизирован. В процессе газификации образовавшаяся газовоздушная смесь через патрубок 15 для отвода газовоздушной смеси поступает на очистку в циклон-разгрузитель 14. Образовавшуюся в процессе газификации рисовой лузги золу удаляют из реактора для газификации 1 через патрубок 16 для удаления золы.

Таким образом, совокупность признаков, указанных в формуле изобретения, позволит достичь желаемый технический результат.