- •3. Експлуатаційні властивості та використання палив для двигунів з примусовим запалюванням
- •3.1. Умови застосування і основні вимоги до бензинів
- •3.2. Сумішоутворювальні властивості бензинів
- •3.3. Нормальне і детонаційне згоряння бензину
- •3.4. Вплив конструктивних і експлуатаційних факторів та хімічного складу палива на процес згоряння
- •3.5. Оцінка детонаційної стійкості палива і антидетонатори
- •Стабільність і схильність бензинів до відкладень
- •Корозійні властивості бензинів
- •3.8. Асортимент бензинів і область їх використання
- •3.9. Закордонні класифікації автомобільних бензинів
- •4. Палива для дизельних двигунів
- •4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
- •4.2. Умови згоряння палива та забезпечення м’якої роботи двигуна
- •4.3. Прокачувальна здатність і сумішоутворювальні властивості дизельних палив
- •4.4. Оцінка самозаймистості та цетанове число палива
- •4.5. Нагароутворювальні та корозійні властивості палива
- •4.6. Асортимент палив для дизельних двигунів та область їх застосування
- •4.7. Закордонні класифікації дизельних палив
- •5. Газоподібне паливо
- •5.1. Загальні відомості. Класифікація
- •5.2. Характеристика і асортимент газоподібного палива
- •5.3. Застосування газоподібного палива у двз
- •5.4. Суть процесу газифікації. Використання генераторного газу
- •5.5. Особливості одержання і використання біогазу
- •5.6. Особливості застосування газоподібного палива в сільському господарстві
- •5.7. Закордонні класифікації газоподібних палив
5.4. Суть процесу газифікації. Використання генераторного газу
Газифікація – високотемпературний процес взаємодії вуглецю палива з окислювачами, який проводиться з метою одержання горючих газів Н2, СО, СН4. Окислювачами, які іноді називають газифікуючими агентами, можуть бути кисень (або збагачене ним повітря), водяні пари, діоксид вуглецю або суміш вказаних речовин. Залежно від співвідношення вихідних реагентів, температури, тривалості реакцій та інших факторів можна одержати газові суміші найрізноманітнішого складу.
Газифікація відбувається у газогенераторах, шляхом пропускання повітря через розжарений шар твердого палива, яке знаходиться в газогенераторі. Розрізняють три процеси газифікації: прямий, обернений і горизонтальний. Схематично весь шар палива в газогенераторах може бути розділений на чотири зони: горіння, відновлення, сухої перегонки та підсушку (рис. 1.40).
а б в
Рис. 1.40. Газогенератори з різними процесами газифікації палива:
а – з прямим; б – з оберненим; в – з горизонтальним;
І – зона горіння; ІІ – зона відновлення; ІІІ – зона сухої перегонки; ІV – зона підсушки
У зоні горіння кисень з повітря вступає в реакцію з вуглецем та воднем палива, внаслідок їх окислення утворюються СО2 та Н2О, а часто і СО. Температура у зоні горіння підвищується в цьому разі до 1200-1500°С. Продукти горіння, піднімаючись через зону відновлення (газифікації) і стискаючись з розжареним вуглецем, відновлюються до оксиду вуглецю та водню, при цьому температура знижується до 900-1100°С. Якщо температура знизиться нижче 900°С, процес газифікації палива припиниться. У зоні відновлення відбувається також розкладання водяної пари, що міститься у паливі.
У зоні сухої перегонки гарячі газоподібні компоненти діють на тверде паливо. Оскільки кисню в зоні горіння немає, відбувається процес сухої перегонки з виділенням газо- і пароподібних продуктів, смолистих речовин. Паливо перетворюється спочатку в напівкокс, потім у кокс. Генераторний газ, який утворюється в другій зоні, піднімається догори, змішується з продуктами сухої перегонки і ця суміш, прямуючи до вихідного отвору, нагріває вищі шари палива до 150-200°С.
Недоліком прямого процесу газифікації є те, що генераторний газ знач-но забруднюється продуктами сухої перегонки (смолистими речовинами, органічними сполуками, вугільним пилом тощо). Перед використанням такого газу в ДВЗ, його попередньо обов’язково очищують.
Ці недоліки усунено в газогенераторах з оберненим і горизонтальним процесами. В них генераторний газ відводиться знизу газогенератора відразу ж після зони газифікації, а продукти зон сухої перегонки і підсушки, проходячи через зону горіння згорають і не засмічують газ. Це дозволяє значно спростити установку очищення газу, що має велике значення для транспортних машин.
Склад генераторного газу залежить від палива, яке газифікується за умов у яких проходить процес (табл. 1.27).
Таблиця. 1.27
Склад генераторного газу, % за об’ємом
Паливо |
Склад генераторного газу, % за об’ємом |
Теплота згорання Qн, кДж/м3 |
|||||
СО |
Н2 |
СН4 |
СО2 |
О2 |
N2 |
||
Дрова Деревне вугілля Формований торф Донецький антрацит |
28,5 30,5 28,0 27,5 |
14,0 12,0 15,0 13,5 |
3,5 2,3 3,0 0,5 |
8,0 5,0 8,0 5,5 |
0,5 0,2 0,4 0,2 |
45,5 50,5 45,6 52,8 |
5861 5778 6280 5024 |
Генераторний газ, одержаний із різних видів твердого палива, може бути використаний для роботи ДВЗ. Для роботи газогенераторів з метою одержання генераторного газу можна використовувати дрова, торф, деревне, буре та кам’яне вугілля, кокс і напівкокс, брикети з різних сільськогоспо-дарських відходів (тирса, лузга тощо).