Спосіб шарової газифікації кускового твердого палива

1. Спосіб шарової газифікації кускового твердого палива в газогенераторах шахтного типу, що передбачає ворушіння палива шляхом подачі газової суміші знизу газогенератора і розпалювання 3 кції 5-50 мм, тому виникають зони з різним гідравлічним опором. У зонах з меншим гідравлічним опором газифікація вугілля відбувається швидше, ніж у зонах з більшим гідравлічним опором. Внаслідок цього процес газифікації відбувається лише частково і значна частина вуглецю залишається у твердому залишку. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу шарової газифікації кускового твердого палива шляхом вдування під кускове тверде паливо суміші повітря збагаченого киснем з наступним додаванням вуглекислого газу, а також ворушіння палива періодичними імпульсами хвиль вібрацій, що забезпечить виробництво генераторного газу з більшою теплотворною здатністю, підвищить ефективність і ККД процесу газифікації. Поставлена задача вирішується тим, що в способі шарової газифікації кускового твердого палива в газогенераторах шахтного типу, що передбачає ворушіння палива шляхом подачі газової суміші знизу газогенератора і розпалювання палива зверху газогенератора, згідно корисної моделі, на першій стадії під кускове тверде паливо вдувається суміш повітря, збагаченого киснем до 253 2 35% в кількості 130-400 м /(м ·год.) і водяної пари 2 в кількості 10-30 кг/(м ·год.), а на другій - до цієї суміші додається вуглекислий газ у кількості до 3 2 50м /(м ·год.), при цьому ворушіння палива виконується періодичними імпульсами хвиль вібрації. Крім того, згідно корисної моделі, в способі передбачене одночасне використання не менше трьох газогенераторів. Завдяки вдуванню повітряної суміші, збагаченої киснем, у генераторному газі зменшується вміст азоту, який є баластом, і таким чином підвищується теплотворна здатність генераторного газу. В результаті реакцій розпеченого коксу з водяною парою і вуглекислим газом виникають горючі гази СО і Н2, які також збільшують теплотворну здатність генераторного газу. Для вирівнювання гідравлічного опору шару палива використовується вібрація, яка виконує роль ворушіння палива не лише на його поверхні, а й по всьому об'єму палива в шахті газогенератора. При цьому фронт газифікації палива буде суцільним. Заявлений спосіб здійснюється таким чином. У вертикальний газогенератор шахтного типу на всю висоту завантажують кускове тверде паливо з розміром фракцій 10-50 мм. На першій стадії під шар палива вдувають повітряну суміш, збагачену киснем до 25-35 % в кількості 1303 2 400м /(м ·год.) і підпалюють паливо зверху газогенератора. Виникає фронт газифікації, який переміщується зверху вниз назустріч повітряній суміші. Температура в зоні газифікації контролюється за допомогою термопар, які встановлені на відстані 0,5 метра як по висоті газогенератора, так і по периметру кожного перерізу шахти. При досягненні температури вище точки розм'якшення золи (>1200 °C) до повітряного струменю додають во2 дяну пару в кількості 10-30 кг/(м ·год.). 61303 4 Шар палива, який знаходиться нижче фронту газифікації, нагрівається, сушиться. При цьому з палива виділяються леткі смолисті речовини, які повністю окислюються киснем повітря з утворенням окису вуглецю і водню. Якщо показники температури по периметру зони газифікації відрізняються між собою більш ніж на 100 °C, що свідчить про утворення окремих зон реагування, то включаються вібратори, які руйнують зависання палива і вирівнюють його гідравлічний опір. На другій стадії, після досягнення фронтом газифікації нижнього шару палива, який знаходиться на колосниковій решітці, до повітряно-парової суміші додається вуглекислий газ у кількості до 3 2 50м /(м ·год.). При цьому на колосниковій решітці відбувається повна газифікація вуглецю коксового залишку, який не прореагував на першій стадії. Кількість вуглекислого газу у повітряній суміші підбирається таким чином, щоб температура в зоні газифікації була не вище 1100-1200 °C. Після закінчення газифікації відбувається вивантаження золи знизу шахти газогенератора. Оскільки процес роботи газогенератора періодичний, то для вирівнювання складу генераторного газу використовується газгольдер, а для забезпечення безперервного виробництва генераторного газу необхідно використовувати не менше трьох газогенераторів. Приклад 1. Газогенератор виготовлений у вигляді вертикальної циліндричної шахти з внутрішнім діаметром 0,4 м і висотою 1,2 м. Паливо - вугілля марки Г, розмір фракції 10с p 30мм, вміст золи А =10 %, вміст вологи W =6 %, леткі смолисті речовини =35-40 %. На першій стадії подавали повітряну суміш із 3 2 вмістом кисню 30 % в кількості 190 м /(м ·год.). Після досягнення температури 1200 °C до повітряної суміші додали водяну пару у кількості 2 20кг/(м ·год.). На другій стадії до паро - повітряної суміші додали вуглекислий газ у кількості 3 2 35м /(м ·год.). Кількість включень вібратора - 5, тривалість одного включення 2-3 хв. Температура в зоні газифікації 1080-1160 °C. Теплотворна здатність генераторного газу Qр  1300  1500 ккал/нм . н Приклад 2. Газогенератор - той же. Паливо - деревинні пеллети діаметром 8 мм, с довжиною 10-12 мм, вміст золи А ≤2 %, вміст воp логи W =12 %, леткі смолисті речовини =60-70 %. На першій стадії подавали повітряну суміш із 3 2 вмістом кисню 35 % в кількості 180 м /(м ·год.). Після досягнення температури 1200 °C до повітряної суміші додали водяну пару у кількості 15 2 кг/(м ·год.). На другій стадії до паро - повітряної суміші додали вуглекислий газ у кількості 30 3 2 м /(м ·год.). Кількість включень вібратора - 2, тривалість одного включення 2-3 хв. Температура в зоні газифікації 1100-1180 °C. Теплотворна здатність генераторного газу 3 Qр  1380  1560 ккал/нм . н 3 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 61303 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601