Тема 8. Газогенератори

План

1. Класифікація газогенераторів і їх конструкції

2. Технологічні схеми газогенераторних установок

3. Високоефективні способи газифікації твердого палива

1. Класифікація газогенераторів і їх конструкції

Газогенератори класифікуються: за родом процесу - газогенератори для отримання повітряного газу, водяного газу, змішаного газу; за характером шару - газогенератори з щільним шаром, зі зваженим шаром, «киплячим» шаром; по тиску, при якому протікає газогенераторний процес, - атмосферні газогенератори, газогенератори високого тиску; за ступенем механізації процесу - немеханізовані газогенератори, напівмеханізовані і механізовані.

Зважений шар палива організується в газогенераторах, призначених для газифікації дрібнозернистого палива. Такий шар розташовується в конічній частині газогенератора, причому великі частинки повинні витати у вузькій частині конуса, а дрібні - у широкій. Таким чином, частки сепаруються в шарі. В насправді спостерігається поступально-зворотний рух частинок, тобто відбувається деяке перемішування шару.

«Киплячий» шар спостерігається при швидкостях потоку, що виходять за межі стійкості щільного шару. «Кипіння» пов'язане з розсуненням частинок палива, що збільшує обсяг шару в 1,5-3,0 рази. Рух частинок палива (зазвичай дрібних - від 2 до 12 мм) нагадує рух киплячої рідини, чому такий шар і отримав назву «киплячого».

Рис.1. Напівмеханізованиий газогенератор.

У напівмеханізованих газогенераторах обертаються колосникові решітки здійснюють рівномірне і безперервне видалення шлаків без порушення процесу газоутворення. Зважаючи на це, питома продуктивність і загальна теплова потужність газогенераторів з механізованим видаленням шлаків практично в 1,5-2,5 рази більше газогенераторів з ручним обслуговуванням (при інших рівних умовах). Якість газу і к. к. д. таких газогенераторів також значно вище.

Рис.2. Механізований газогенератор. 1- шахта; 2-сталеві лопатки; 3- гідравлічний затвор; 4-завнтажувальний пристрій; 5-газопровід; 6. Шуровочний пристрій; 7-чаша

Газогенератор з механізованим золовидаленням характеризується наявністю чавунної колосникових грат, укріплених на чавунній чаші (піддоні), яка приводиться в обертання черв'ячним механізмом. Прикладом такої конструкції може служити газогенератор Діпромеза (рис. 1). Піддон II обертається на опорних роликах 10 (в інших газогенераторах обертання піддону іноді здійснюється на. сталевих кулях). Повільне обертання колосникових грат I (0,2-2 об/год) забезпечує автоматичну ломку шлаку і його видалення з чаші через гідравлічний затвор , для чого служить шлакосбрасыватель. Газогенератор забезпечений пароводяною сорочкою 4, що виключає налипання шлаків до внутрішньої поверхні шахти.

Пароводяна сорочка з'єднана трубопроводами з парозбірником. Вода кипить в сорочці, і утворюються пухирці пари, що піднімаються вгору і сепаруються в парозбірнику. Таким чином, пароводяна сорочка, зв'язана з парозбірником, по суті являє собою паровий котел з природною циркуляцією, вбудований в газогенератор.

Пар тиском 1,2-1,6 атм., виробляється в сорочці, використовується для зволоження дуттєвого повітря газогенератора.

Пароводяна сорочка живиться зм'якшеною водою від загальнозаводської хімічної водоочистки, призначеної для підготовки живильної води парових котлів. Пароводяна сорочка забезпечена контрольними лючками 5. Завантаження палива, його шуровка і пиковка виконуються вручну, внаслідок чого, незважаючи на механізоване шлаковидалення, генератор називається напівмеханізованим.

Шахта газогенератора, виготовлена за допомогою зварювання з сталевих аркушів 1, спирається на лапи 2, встановлені на фундаменті 3. Верхня частина шихти і кришка футеровані вогнетривкою цеглою. Відвід газу здійснюється через патрубок 6 в кришці. Завантаження палива здійснюється за допомогою завантажувальної коробки 7, забезпеченою подвійним затвором. Пароповітряна суміш подається під колосникові грати за допомогою центральної труби 8 з гідравлічним затвором 9.

Механізовані генератори. У конструкції Діпромеза механізовано тільки шлакоудаление. Однак при обслуговуванні газогенераторів необхідно виробляти та інші трудомісткі роботи - шуровку, розпушування і вирівнювання верхнього шару палива. Є газогенератори, в яких ці операції механізовані. На рис. 2 зображений такий газогенератор.

Паливо в нього завантажується безперервно механічним живильником 4. Для розрівнювання і розпушування верхнього шару палива є хитний механічний лом 6, підкорює своїм кінцем поверхню шару. Так як при цьому відбувається також і обертання шахти, то кінець лому, хитаючись, розпушує всю поверхню шару. Внизу газогенератора є обертовий піддон 7 з колосниковими гратами. Він може обертатися разом із шахтою, однак можна обертати шахту і загальмувати піддон. Крім описаного газогенератора, є механізовані газогенератори з механічними граблями для шуровки і розрівнювання шару палива та ін.

Газогенератори для палив з високою вологістю. Деревину і торф з вологістю, більшою ніж 30 - 35%, газифікувати в описаних раніше газогенераторах не можна. Внаслідок недостатньої висоти шахти дуже вологе паливо не встигає достатньо добре підготуватися ,у верхній частині газогенератора і опускається в зону газифікації, маючи велику кількість летких речовин і навіть вологи. Від цього температура в зоні відновлення знижується, що порушує правильний режим роботи газогенератора. Якість газу виявляється низьким також і за рахунок того, що леткі речовини, потрапляючи в зону газифікації, розкладаються. Смола з легкої перетворюється на важку, в'язку, забруднену сажею.

Для збільшення тривалості перебування вологого палива в зонах підсушування і сухої перегонки влаштовують-газогенератори з високою шахтою (рис. 3). Верхня, більш вузька частина шахти називається швель-шахтою. Загальна висота шару палива становить близько 7 м. У таких газогенераторах можна газифікувати паливо з вологістю до 45-50%. Газ при цьому виходить хорошої якості, первинна смола не розкладається, і з неї можна отримувати ряд цінних речовин (мастило, легке пальне, феноли та ін).

Рис.3. Газогенератор для палива з високою вологістю.

1-пароводяна сорочка; 2- шахта; 3- швель-шахта; 4-газопровід; 5-завантажувальний пристрій