Блок охлаждения и очистки генераторного газа.

Загрузочное устройство.

Габариты загрузочного устройства (рама козлового типа, с перемещающимся вдоль оси тельфером), мм - 7400 х 2000 х 5300.

Реактор – газогенератор.

Исполнение рамное, степень автоматизации 1-я.

Газогенератор представляет собой многотопливный аппарат деструктивного автотермического адиабатического реактора газа для термопиролизной обработки с/х отходов и ТБО с получением топливного газа, основным горючим составляющим которого являются: водород (Н2 – 14-20%), оксид углерода (СО – 16-20%), метан (СН4 – 1-6%); негорючими элементами являются: азот (N2 – 48-54%), диоксид углерода (СO2 – 8-12%).

Принципиальное отличие от пиролизных установок:

Для получения качественного генераторного газа, необходимого для использования в поршневых двигателях, в газогенераторе реализуется обращенная схема газификации твердого топлива, при которой смолистые летучие соединения проходят через активную зону раскаленного углерода, разлагаются и газифицируются. Это уменьшает содержание смолистых и токсических веществ в топливном газе.

Теплотворная способность данного топливного газа составляет 1000-1350 Ккал/м³, что позволяет использовать его в поршневых двигателях электрогенераторов. Несмотря на невысокую калорийность самого газа, теплотворная способность смеси газа с необходимым для полного сгорания количеством воздуха находится на уровне теплотворной способности топливовоздушной смеси, образующейся в цилиндрах дизельного двигателя при впрыске жидкого топлива (дизельного топлива). Поэтому, при замещении дизельного топлива газом, а замещение составляет на стабильных режимах работы 95% - оставшиеся 5% это дизельное топливо, мощность газодизельного двигателя не меняется.

Газогенератор представляет собой герметичный аппарат, в котором все процессы идут под давлением близком к атмосферному, не превышающем 0,05 кг/см².

Реакционная камера аппарата футерована огнеупорными материалами. Внутренний профиль камеры рассчитан с учетом принудительного образования слоев завихрения.

Температура в реакционной зоне достигает 1500°С, при этом температура наружных поверхностей аппарата не превышает 50°С. Процессы деструкции происходят при недостатке кислорода в стационарном слое твердого топлива, что позволяет использовать широкий фракционный состав твердых топлив, начиная от частиц размером с частицы опилок до кусков длиною 3000мм и шириною 300мм. Отметим, что абсолютное извлечение металлических частей не требуется, сгорание ТБО произойдет и с ними, на работу генератора это никак не отразится, просто облегчится разгрузка зольных остатков обслуживающим персоналом.

Процесс деструкции идет за счет внутреннего тепла, выделяемого при окислительных реакциях, а процесс образования горючих газов - за счет поглощения тепла при восстановительных реакциях. Коэффициент полезного действия данного процесса составляет 85%.

Аппарат работает без выбросов в атмосферу. Входящим потоком являются: нагретый в теплообменнике от генераторного газа воздух, подаваемый в реакционную зону от воздуходувки, и твердое топливо, подаваемое в приемный бункер аппарата через шлюзовый питатель. Исходящим потоком является  генераторный газ, сгорающий в цилиндрах газодизельного двигателя, и зольный остаток, составляющий около 3% от объема ТБО, который подлежит периодическому удалению из камеры зольника.

Разжигается аппарат факелом пламени через люк розжига, как печь прямого горения, за счет естественной тяги трубы розжига. Время розжига составляет 15-20 минут. После розжига аппарат может непрерывно работать неограниченное время при наличии в нем топлива и подачи воздуха в реакционную зону. При прекращении подачи воздуха разогретый аппарат может находиться до 10 часов в горячем резерве, т.е. при возобновлении подачи воздуха процесс генерации газа возобновляется, не требуя повторного розжига.

Корпус газогенератора имеет разъем, который делит его на две части. Верхняя часть является бункером предварительного нагрева (сушки), которая имеет форму усеченной прямоугольной пирамиды, большее основание которой расположено в нижней части бункера. Такая форма препятствует зависанию топлива в бункере во время работы газогенератора. Верхняя часть бункера имеет герметично закрывающуюся крышку прямоугольной формы, для загрузки твердого топлива при помощи загрузочной кассеты, и два боковых технологических люка с круглыми фланцами, которые могут использоваться для присоединения к дымовой трубе на время розжига газогенератора и для подачи подготовленного топлива, в случае применения шнекового питателя.

Нижняя часть газогенератора футурована огнеупорным кирпичом. В ней располагается активная зона реактора, колосниковая решетка и зольник. Активная зона имеет два ряда воздухоподводящих фурм.

Колосниковая решетка качающегося типа предназначена для удержания слоя раскаленного углерода в реакционной зоне, а также для предотвращения спекаемости золы и для удаления золы и угольной мелочи из реакционного блока.

Ниже колосниковой решетки располагается зольник, который имеет боковой герметичный люк для периодического удаления золы.

Нижняя часть газогенератора также имеет технологический боковой люк с каналом, выходящим в зону верхнего ряда фурм, который может использоваться для визуального контроля, шуровки и для розжига газогенератора.

Генераторный газ из газогенератора отбирается с двух сторон зоны восстановления - над колосниковой решеткой и через коллектор, являющийся одновременно подогревателем дутьевого воздуха. Газ поступает в циклонные очистители, поверхность которых используется в качестве теплообменника для охлаждения генераторного газа и для нагрева воздуха, подаваемого в сушилку подготовленного топлива.

 

Блок управления.

Административно бытовой корпус исполнен в виде теплоизолированного 40-ка футового ж/д контейнера в исполнении для северных районов. В нем предусмотрено место оператора, который с панели визуализации получает всю информацию о параметрах работы комплекса. Рядом расположено помещение автоматики и шкафы управления АСУТП, например, на базе программного контроллера Siemens серии S7-300.

В соседнем помещении расположена комната отдыха персонала, склад с запасным оборудованием и мастерская.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

 

 

Загрузочное устройство.

Габариты загрузочного устройства (рама козлового типа, с перемещающимся вдоль оси тельфером), мм - 7400 х 2000 х 5300.

Реактор – газогенератор.

Исполнение рамное, степень автоматизации 1-я.

Газогенератор представляет собой многотопливный аппарат деструктивного автотермического адиабатического реактора газа для термопиролизной обработки с/х отходов и ТБО с получением топливного газа, основным горючим составляющим которого являются: водород (Н2 – 14-20%), оксид углерода (СО – 16-20%), метан (СН4 – 1-6%); негорючими элементами являются: азот (N2 – 48-54%), диоксид углерода (СO2 – 8-12%).

Принципиальное отличие от пиролизных установок:

Для получения качественного генераторного газа, необходимого для использования в поршневых двигателях, в газогенераторе реализуется обращенная схема газификации твердого топлива, при которой смолистые летучие соединения проходят через активную зону раскаленного углерода, разлагаются и газифицируются. Это уменьшает содержание смолистых и токсических веществ в топливном газе.

Теплотворная способность данного топливного газа составляет 1000-1350 Ккал/м³, что позволяет использовать его в поршневых двигателях электрогенераторов. Несмотря на невысокую калорийность самого газа, теплотворная способность смеси газа с необходимым для полного сгорания количеством воздуха находится на уровне теплотворной способности топливовоздушной смеси, образующейся в цилиндрах дизельного двигателя при впрыске жидкого топлива (дизельного топлива). Поэтому, при замещении дизельного топлива газом, а замещение составляет на стабильных режимах работы 95% - оставшиеся 5% это дизельное топливо, мощность газодизельного двигателя не меняется.

Газогенератор представляет собой герметичный аппарат, в котором все процессы идут под давлением близком к атмосферному, не превышающем 0,05 кг/см².

Реакционная камера аппарата футерована огнеупорными материалами. Внутренний профиль камеры рассчитан с учетом принудительного образования слоев завихрения.

Температура в реакционной зоне достигает 1500°С, при этом температура наружных поверхностей аппарата не превышает 50°С. Процессы деструкции происходят при недостатке кислорода в стационарном слое твердого топлива, что позволяет использовать широкий фракционный состав твердых топлив, начиная от частиц размером с частицы опилок до кусков длиною 3000мм и шириною 300мм. Отметим, что абсолютное извлечение металлических частей не требуется, сгорание ТБО произойдет и с ними, на работу генератора это никак не отразится, просто облегчится разгрузка зольных остатков обслуживающим персоналом.

Процесс деструкции идет за счет внутреннего тепла, выделяемого при окислительных реакциях, а процесс образования горючих газов - за счет поглощения тепла при восстановительных реакциях. Коэффициент полезного действия данного процесса составляет 85%.

Аппарат работает без выбросов в атмосферу. Входящим потоком являются: нагретый в теплообменнике от генераторного газа воздух, подаваемый в реакционную зону от воздуходувки, и твердое топливо, подаваемое в приемный бункер аппарата через шлюзовый питатель. Исходящим потоком является  генераторный газ, сгорающий в цилиндрах газодизельного двигателя, и зольный остаток, составляющий около 3% от объема ТБО, который подлежит периодическому удалению из камеры зольника.

Разжигается аппарат факелом пламени через люк розжига, как печь прямого горения, за счет естественной тяги трубы розжига. Время розжига составляет 15-20 минут. После розжига аппарат может непрерывно работать неограниченное время при наличии в нем топлива и подачи воздуха в реакционную зону. При прекращении подачи воздуха разогретый аппарат может находиться до 10 часов в горячем резерве, т.е. при возобновлении подачи воздуха процесс генерации газа возобновляется, не требуя повторного розжига.

Корпус газогенератора имеет разъем, который делит его на две части. Верхняя часть является бункером предварительного нагрева (сушки), которая имеет форму усеченной прямоугольной пирамиды, большее основание которой расположено в нижней части бункера. Такая форма препятствует зависанию топлива в бункере во время работы газогенератора. Верхняя часть бункера имеет герметично закрывающуюся крышку прямоугольной формы, для загрузки твердого топлива при помощи загрузочной кассеты, и два боковых технологических люка с круглыми фланцами, которые могут использоваться для присоединения к дымовой трубе на время розжига газогенератора и для подачи подготовленного топлива, в случае применения шнекового питателя.

Нижняя часть газогенератора футурована огнеупорным кирпичом. В ней располагается активная зона реактора, колосниковая решетка и зольник. Активная зона имеет два ряда воздухоподводящих фурм.

Колосниковая решетка качающегося типа предназначена для удержания слоя раскаленного углерода в реакционной зоне, а также для предотвращения спекаемости золы и для удаления золы и угольной мелочи из реакционного блока.

Ниже колосниковой решетки располагается зольник, который имеет боковой герметичный люк для периодического удаления золы.

Нижняя часть газогенератора также имеет технологический боковой люк с каналом, выходящим в зону верхнего ряда фурм, который может использоваться для визуального контроля, шуровки и для розжига газогенератора.

Генераторный газ из газогенератора отбирается с двух сторон зоны восстановления - над колосниковой решеткой и через коллектор, являющийся одновременно подогревателем дутьевого воздуха. Газ поступает в циклонные очистители, поверхность которых используется в качестве теплообменника для охлаждения генераторного газа и для нагрева воздуха, подаваемого в сушилку подготовленного топлива.

 

Блок охлаждения и очистки генераторного газа.

Температура генераторного газа на выходе из газогенератора может достигать 600˚С. Для нормального протекания процесса наполнения поршневого двигателя температура гене-раторного газа снижается до 40˚С. А так как использование в газогенераторе топлива с относительной влажностью более 25% приводит к резкому снижению калорийности газогенераторного газа, то физическое тепло от охлаждения генераторного газа в виде горячего воздуха направляется на сушку исходного топлива. Исходным топливом наполняется специальная загрузочная кассета, имеющая форму параллелепида с размерами, соответствующими размерам бункера газогенератора.

Загрузочная кассета при помощи кранбалки или другого манипулятора (например, гидравлического) опускается в сушильную камеру, где продувается нагретым до 200 - 300˚С горячим воздухом.

Сдувка паров и отработанного воздуха производится в атмосферу или используется на технологические нужды.

После сушки кассета с топливом опускается в бункер газогенератора через открытую верхнюю крышку и содержимое кассеты заполняет бункер газогенератора.

Пустая кассета направляется на загрузку.

После охлаждения генераторный газ направляется в двухступенчатый фильтр, в котором используется кассета, аналогичная загрузочной. В качестве фильтрующего элемента фильтра грубой очистки применяется топливная щепа или опилки. После загрязнения фильтрующая кассета также помещается в сушилку для удаления лишней влаги, затем содержимое кассеты сжигается в газогенераторе.

Из фильтра грубой очистки генераторный газ, пройдя фильтр тонкой очистки и каплеуловитель, направляется в смесительное устройство дизельгенератора.

12Следующая ⇒

Поделиться: