2. Технологічні схеми газогенераторних установок

Схема отримання гарячого газу. Найпростіша технологічна схема отримання гарячого генераторного газу представлена на рис. 4; в ній здійснюється сухе очищення газу лише від виносу і пилу в пылеуловителях, що обумовлює невелику початкову вартість будівництва і меншу витрату матеріалів для виготовлення обладнання

Рис.4. Промислова схема отримання горючого газу.

1-газогенератор; 2-циклон; 3-газопровід; 4-повітрядувка; 5- паропровід; 6-змішувач; 7-пароводяна суміш; 8-свічка в атмосферу.

В тепловому відношенні гарячий газ вигідніше холодного, так як при його споживанні є можливість використовувати фізичне тепло газу. Крім того, гарячий газ несе з собою велику кількість конденсующихся горючих речовин (смоли, скипидару, фенолів тощо), які збільшують теплову цінність газу.

Недоліком схеми гарячого газу є обмеженість радіусу подачі газу споживачеві, так як при великій довжині газопроводів можливість використання фізичного тепла газу практично відсутня.

Крім того, гарячий газ подається в мережу при невеликому тиску (20 - 50 мм вод. ст.), а отже, і з невеликими швидкостями (4-8 м/с); тому газопроводи виходять громіздкими, і для їх виготовлення потрібно велику кількість металу.

Газопроводи забруднюються смолою і пилом через конденсації різних складових газу при його охолодженні. Газогенераторні станції гарячого газу працюють раціонально при розташуванні їх у безпосередній близькості « споживачеві.

На рис. 5 показана принципова схема установки газогенераторної станції гарячого газу з газодувкою, що служить для підвищення тиску газу в газопроводі. В цілях забезпечення надійності роботи газодувки температуру газу перед нею слід знижувати до 300° С (шляхом установки трубчастого котла-утилізатора, пар якого може бути використаний для газифікації або на боці). Цю схему можливо здійснити лише при паливах, що не виділяють смолу, до яких відносяться донецькі антрацити і деякі сорти пісного вугілля, так як при смолистих вологих паливі (дрова, торф, буре вугілля) газопроводи і поверхня котла-утилізатора будуть забруднюватися смолою.

Схема отримання холодного газу з бесзмольных палив. Як сказано вище, практично безсмольный газ може бути отриманий при газифікації антрациту і коксика або палив, дають смолу при газифікації їх у звернених або двухзонных газогенераторах. Якщо в газі міститься дуже мало смоли, то завдання обробки газу найчастіше зводиться до очищення його від пилу, охолодження в цілях звільнення від вологи і компресії до необхідного тиску. Найбільш раціональною є схема: газогенератор - пыловідокремлювач - котел-утилізатор - скрубер - газодувки - каплеуловлювач. Ця схема виходить шляхом додавання в схему, зображену на рис. 5, скрубера між котлом-утилізатором і газодувкою і краплевловлювача після газодувки.

Рис.5. Схема отримання гарячого газу з газодувкою

1-газогенератор; 2-циклон; 3-котел-утилізатор; 4._газодувка; 5-газопровід; 6-повітрядувка;7-змішувач; 8-пароводяна суміш; 9-свічка в атмосферу.

Рис.6. Схема отримання холодного газу із безсмольних палив

1-газогенератор;2-стояк-охолоджувач;3-скруббер; 4-краплевловлювач; 5-газодувка; 6-вентилятор; 7-градирня; 8-фільтр-відстійник; 9-насоси для води

Схема без використання фізичного тепла газу показана на рис. 6. Газ з газогенератора надходить до стояка-охолоджувача (грубого очисника), в якому промиванням водою з газу видаляється віднесення і пил. Далі газ надходить в скрубер, де остаточно охолоджується і звільняється від вологи. Зазвичай газ охолоджують до температури 25-45° С. З скрубера газ проходить через каплеуловлювач, вловлює зважені крапельки води, засмоктується газодувкой і нагнітається в газопровід, що йде до споживача. При необхідності тонкого очищення газу від пилу після газодувки встановлюється електрофільтр.

Вода, необхідна для охолодження, подається в стояки-охолоджувачі і скрубери насосами. Брудна вода освітлюється і відводиться у водойми або в каналізацію. У тих випадках, коли витрата води велика, а подача свіжої води обмежена, влаштовується оборотний (замкнутий) цикл води, як це показано на рис.5. Відпрацьована брудна вода збирається у відстійниках, де освітлюється і частково охолоджується. Освітлена вода забирається насосами і подається для охолодження в градирню або в басейн з разбрызгивающими соплами, після чого за допомогою насоса вона знову подається в стояки і скрубери. Внаслідок втрат води з циклу з-за її випаровування в атмосферу і витоку необхідна добавка в систему свіжої води. Шлам, що утворюється у відстійниках і інших збірниках брудної води, періодично видаляється. Якщо газ повинен бути очищений від сірководню, споруджується спеціальна установка для сіркоочистки.

Схема отримання холодного газу при смолистих паливах. Рис. 7

Якщо газ по виході з газогенераторів містить значну кількість смоли, то попередня технологічна схема нераціональна, оскільки провести в ній досить повне уловлювання великої кількості смоли і відокремити її від води досить важко.

Тому при газифікації палив, дають смолу, застосовується схема, зображена на рис. 6-10. Відмінною особливістю її є наявність спеціальної апаратури очищення газу від смоли, а саме електрофільтрів або дезінтеграторів.

Для найбільш ефективної роботи, смолоочистителей температура газу перед ними повинна бути на 10-15° С вище точки роси для газу, щоб запобігти конденсації на них вологи і все ж забезпечити достатню конденсації смоли і малий обсяг газу.

Газ з газогенераторів направляється в стояки-охолоджувачі, у яких при промиванні водою температура його знижується до 80-90°С.

Рис. 7. Схема отримання холодного газу при смолистих паливах. Рис. 7

1-газогенератор;2-стояк-охолоджувач; 3-колектор вологого газу;4- газопровід до електричних фільтрів; 5-електрофільтр; 6-газопровід до скрубберів; 7- трьохступінчастий скруббер; 8-колектор очищеного газу; газодувка; 9-газодувка; 19-краплевловлювач; 11-газопровід до споживачів;12-повітряний вентилятор;13-повітряпровід до газогенераторів; 14- парова магістраль низького тиску; 15 - парозбірник; 16 - змішувач пари та повітря

Одночасно в стояках відбувається осадження частини смоли і пилу. Потім газ надходить в смоловідокремлювач і далі в скрубер (найчастіше триступеневий), де остаточно охолоджується і звільняється від вологи та летких фракцій смоли; після цього він всмоктується газодувкой, яка стискає його до потрібного тиску і нагнітає в мережу. Для уловлювання крапель води після газодувки встановлюються краплевловлювачі. У нижній частині трьохступеневого скрубера проводиться насичення дуттєвого повітря водяними парами шляхом зрошення повітря гарячою водою, що надходить з верхньої (газової) частини скрубера.

Описана схема раціональна при застосуванні газогенераторів з швель-шахтами для торфу або деревної тріски, в яких смола не виходить розкладеної, маловязкой, а винесення пилу відносно мале. У разі газифікації кам'яного вугілля в газогенераторах без швель-шахти з-за порівняно високих температур в зоні сухої перегонки (500-700° С) має місце значна ступінь розкладання смоли. Віднесення і пил, змішуючись в смоловідокремлювачі з в'язкою смолою, сильно ускладнюють роботу останніх. Тому найбільш раціональним є установка відразу ж після газогенераторів циклонів для уловлювання пилу і винесення.