Газифікатор

Газифікатор, що містить вертикальний корпус, розміщені в ньому камеру газифікації, фурми для подачі повітря і колосникову решітку, який відрізняється тим, що камера газифікації складається з 32759 дачі повітря і колосникову решітку, згідно з винаходом, камера газифікації складається з конусної і циліндричної камер, причому висота циліндричної камери складає не менше двох діаметрів горла конусної камери, на боковій поверхні циліндричної камери нижче горла конусної камери виконано не менше двох рядів фурм з отворами, рівномірно розташованими по її периметру, причому ряди фурм встановлені з кроком не менше одного діаметра горла конусної камери, а між стінками газифікатора і циліндричною камерою встановлено трубчастий теплообмінник, при цьому по осі газифікатора виконано центральний повітряний трубопровід з насадкою, розміщеною в конусній камері газифікації. Установка камери газифікації, яка складається з конусної та циліндричної камер при висоті останньої не менше двох діаметрів горла та розміщення на її боковій поверхні не менш як двох рядів фурм з отворами з кроком не менше одного діаметра горла, центрального повітряного трубопроводу з насадкою і трубчастого теплообмінника забезпечує тривале перебування продуктів газифікації у зоні високих температур 800-1100°С, що дає змогу з високою ефективністю провести процес крекінгу важких смол, а, отже, нема необхідності додатково очищати від смол продукти газифікації перед їх подальшим застосуванням в енергетичному обладнанні. Введення трубчастого теплообмінника дозволяє за рахунок підігріву дуттьового повітря продуктами газифікації повернути це тепло в процес газифікації, що приведе до підвищення ККД газифікатора. Підведення повітря, як по центральному повітряному трубопроводу з насадкою, так і через бокові фурми, дозволяє організувати рівномірне підведення повітря до частинок біомаси, підвищити якість газу та зменшити кількість вуглецю, що виноситься з попелом. На фігурі показано поздовжній розріз циліндричного газифікатора, Dг- діаметр горла, а стрілками зображено напрямок руху дуттьового повітря і продуктів газифікації. Газифікатор 1 включає сталевий корпус 2 з футеровкою 3, камеру 4 сушіння і піролізу деревини, конусну камеру 5 з першою зоною 6 газифікації, циліндричну камеру 7 з зонами 8, 9 та 10 газифікації, відновлення та крекінга важких смол. На циліндричній камері 7 розміщені фурми 11 та 12 з отворами для підведення дуттьового повітря, газозбірник 13, в якому установлений трубчастий теплообмінник 14 для підігрівання дуттьового повітря, патрубок 15 для підведення дуттьового повітря, патрубок 16 для відведення продуктів газифікації (газу), кришка 17 з конусом 18 для рівномірного завантаження сировиною циліндричної камери 7, конусна камера 5 та камери 4 сушіння та піролізу, бункер 19 із заслінкою 20, центральний повітряний трубопровід 21 з насадкою 22, трубопровід 23 з регулюючим краном 24 для підведення дуттьового повітря до центрального повітряного трубопроводу 21 та до насадки 22 і далі в конусну камеру 5 із зоною 6 газифікації, трубопровід 25 з регулюючими кранами 26 та 27 для підведення дуттьового повітря до фурм 11 та 12 з отворами, колосниковою решіткою 28, зольник 29 та шнек 30 для виведення попелу з зольника 29. Газифікатор 1, на відміну від прототипу, у поперечному розрізі має форму кола. Газифікатор працює наступним чином. Перед запуском газифікатора 1 із сталевим корпусом 2 та футеровкою 3, в якому розміщені циліндрична камера 7, конусна камера 5, камера 4 сушіння та піролізу завантажуються із бункера 19 при відкритій заслінці 20 деревинними відходами, при цьому конус 18 служить для рівномірного завантаження камер 4, 5, 7. Після завантаження камер 4, 5, 7 заслінка 20 зачиняється. Початковий запуск газифікатора може здійснюватися за допомогою деревинного вугілля, яке розміщується на колосниковій решітці 28, чи факелом полум'я знизу колосникової решітки 28, після цього газифікатор 21 через деякий час виходить на режим газифікації. Дуттьове повітря через патрубок 15 подається у трубчастий теплообмінник 14, де воно підігрівається продуктами газифікації до температури 300400°С і далі, через регулюючий кран 24, по трубопроводу 23 надходить до центрального повітряного трубопроводу 21 та насадки 22 у кількості 5070% від необхідного для газифікації повітря в конусну камеру 5 та першу зону газифікації 6. В камері 4 при цьому відбувається сушіння деревних відходів та їх піроліз, внаслідок чого із деревних відходів виділяються смоли. Одночасно гаряче повітря із трубчастого теплообмінника 14 по трубопроводу 25 через регулюючі крани 26 і 27 та фурми 11 і 12 з отворами потрапляє у циліндричну камеру 7. На бокові поверхні камери 4 сушіння та піролізу, конусної камери 5 і циліндричної камери 7 нанесено футеровку 3. В конусній камері 5 першої зони 6 відбувається процес газифікації і далі продукти газифікації та смоли потрапляють у зону 8 циліндричної камери 7, де відбувається процес відновлення продуктів газифікації та починається крекінг важких смол. На виході із зони 8 до продуктів газифікації, що містять смоли, через отвори фурм 11 підводиться гаряче дуттьове повітря у кількості 15-25% від загально необхідного для газифікації, при цьому температура продуктів газифікації та смол підвищується до 800-1100°С і далі вони потрапляють у зони 9 циліндричної камери 7, де відбувається подальше відновлення продуктів газифікації та крекінг смол. Після проходження зони 9 до продуктів газифікації через отвори фурм 12 підводиться дуттьове гаряче повітря у кількості 15-25% від загально необхідного для газифікації, де також температура підвищується до 800-1100°С, і вони рухаються в зону 10 циліндричної камери 7, де завершується процес відновлення продуктів газифікації та крекінг смол. По ходу процесу газифікації деревні відходи осідають вниз до повного вигоряння, водночас у верхній частині газифікатора відбувається процес завантаження сировинними деревними відходами. Продукти газифікації за рахунок багаторазового крекінга та тривалого перебування в області високих температур на виході із зони 10 практично повністю звільняються від важких смол (важкі смоли розкладаються на більш легкі фракції та гази), далі проходять колосникову решітку 28, разом з попелом потрапляють у зольник 29. У зольнику 29 попіл осідає в область шнека 30, а продук 2 32759 ти газифікації піднімаються нагору у газозбірник 13, де віддають своє тепло дуттьовому повітрю, яке рухається через трубчастий теплообмінник 14 і далі, через патрубок 16, подається до споживача (споживач на фіг. 1 не поазаний). Попіл із зольника 29 по необхідності виводиться шнеком 30 із газифікатора 1. Таким чином, за рахунок тривалого перебування продуктів газифікації в зоні високих температур забезпечується глибокий крекінг важких смол і підвищення ККД газифікатора в цілому. 3 32759 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4