Способ газификации твердых видов топлива в газогенераторе и устройство реактора для осуществления способа

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа преимущественно из пеллет, бурого угля, щепы.

Известен способ газификации твердых видов топлива, заключающийся в перемещении топлива для газификации в вертикально ориентированном полом реакторе, в направлении снизу вверх, формировании очага горения в реакторе за счет окислительной реакции соединения кислорода (O₂) воздуха с углеродом (C) топлива, при котором выделяется двуокись углерода (CO₂), проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (С) топлива по формуле CO₂+C=2CO в слое топлива, при котором получают монооксид углерода (CO) - горючий газ. Известно устройство реактора, состоящее из вертикально ориентированного полого корпуса, горелки, узла подачи топлива в горелку, узла подачи воздуха в горелку, конвейера, установленного в полом корпусе и перемещающего топливо снизу вверх из горелки (1).

При газификации пеллетов, когда они подаются в реактор, через горловину сверху, входящий в состав связующего лигнин расплавляется от тепловой энергии, выделяющейся снизу из очага горения, образуется вязкотекучая жидкость, которая обволакивает пеллеты и препятствует восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (C) топлива.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в создании эффективных условий для протекания окислительно-восстановительных реакций с топливом.

В способе газификации твердых видов топлива за очагом горения перемещают вверх, в вертикально ориентированном полом реакторе угли и золу, по ходу движения через угли и золу пропускают двуокись углерода (CO₂) для проведения восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (C) топлива и получения горючего газа - монооксида углерода (CO), горючий газ выводят вверх реактора, за ее пределы. Перемещение углей и золы в корпусе вертикально ориентированного полого реактора осуществляют по спирали, перемещение ограничивают до определенного уровня, не выходящего за границы канала вывода горючих газов, располагаемого на завершающей стадии восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (C) топлива, при этом уголь перемешивают для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса реактора, в зону горения, а золу выводят из реактора через отверстия на боковой поверхности полого корпуса. В устройстве реактора полый корпус примыкает торцевой поверхностью к краю чаши горелки, за горелкой, на боковой поверхности полого корпуса выполнены отверстия для вывода золы, в полом корпусе установлен ленточный винтовой конвейер, перемещающий вверх уголь и золу, при этом золу ленточный винтовой конвейер проталкивает в отверстия, располагаемые на боковой поверхности полого корпуса, а уголь перемешивает для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса, в зону горения.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема газогенератора.

На фиг. 2 – разрез по А- А на фиг. 1.

На фиг. 3 – разрез по Б - Б на фиг. 1.

На фиг. 4 изображена технологическая схема газогенератора.

На фиг. 5 – разрез по С – С на фиг. 4.

Газогенератор состоит из бункера 1 для топлива, теплообменника 2 и реактора 3, где осуществляется процесс газификации топлива. Реактор 3 состоит из вертикально ориентированного полого корпуса 4, горелки 5, узла 6 подачи топлива в горелку 5, узла 7 подачи воздуха в горелку 5, ленточного винтового конвейера 8, установленного в полом корпусе 4 и перемещающего топливо, уголь и золу из горелки 5 вверх. Полый корпус 4 примыкает торцевой поверхностью к краю чаши горелки 5. За горелкой 5, на боковой поверхности полого корпуса 4 выполнены отверстия 9 для вывода золы, а за отверстиями 9, на поверхности полого корпуса - канал 10 для вывода горючих газов из реактора.

Газогенератор работает следующим образом.

Топливо из бункера 1 подается посредством узла 6 подачи топлива в горелку 5. Здесь оно сжигается в потоке кислорода воздуха, который подается в горелку 5 посредством узла 7 подачи воздуха. Создается очаг горения в реакторе 3 за счет окислительной реакции соединения кислорода (O₂) воздуха с углеродом (C) топлива. В очаге горения выделяется двуокись углерода (CO₂). Выше, за очагом горения, по ходу движения угля и золы через них пропускают двуокись углерода (CO₂) для осуществляется восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (C) топлива по формуле CO₂+C=2CO в слое угля и золы и получения монооксида углерода (CO) - горючего газа. Горючий газ выводят вверх реактора 3 и за его пределы по каналу 10 вывода горючих газов в теплообменник 2. Перемещение угля и золы в корпусе 4 вертикально ориентированного полого реактора 3 осуществляют по спирали вверх ленточным винтовым конвейером 8. Перемещение ограничивают до определенного уровня, не выходящего за границы канала 10 вывода горючих газов, располагаемого на завершающей стадии восстановительной реакции соединения двуокиси углерода (CO₂) с углеродом (C) топлива. Ленточный винтовой конвейер 8 проталкивает золу в отверстия 9, располагаемые на боковой поверхности полого корпуса 4 реактора 3, а уголь перемешивает для активизации восстановительной реакции и сбрасывает вновь в середину полого корпуса 4, в зону горения.

Источники информации

1. Патент на изобретение RU 2307864, приоритет от 14.03.2006 г.