Газогенератор для твердого топлива

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГАЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Галинская Наталья Евгеньевна Мелещенко Борис Антонович Бохан Николай Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Газогенератор для твердого топлива, содержащий корпус с футеровкой и топочной дверцей, бункер для топлива с загрузочным люком, камеру для золы, установленный внутри сводчатый рассекатель, под которым в корпусе выполнено отверстие для отвода газов, соединенное с жаровой трубой, снабженной устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха, и колосниковую решетку, отличающийся тем, что внутренняя поверхность жаровой трубы и установленная внутри нее за устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха решетка с размером ячейки, равным 5 от внутреннего диаметра жаровой трубы, выполнены из жаропрочного материала и покрыты жаропрочной эмалью на основе диоксида титана.(56) 1. Рамбуш Н.Э. Газогенераторы / Пер. с англ. - ГОНТИ. - М.-Л., 1939. - С. 270. 2. Проспект фирмы, , 1985. 3. Патент 1732 1. Газогенератор для твердого топлива / Лиштван И.И., Нашкевич И.С., Терентьев А.А., Фалюшин П.Л., Буслов В.А., Кисель В.Г., Вакунов В.М., Коханский В.В., Данилевич 28442006.06.30 Полезная модель относится к устройствам для газификации твердых видов топлив и может быть использована для газификации торфа, торфяных брикетов, дров, древесных отходов, растительных остатков, бытового и промышленного мусора, в установках для отопления различных помещений, подогрева воды и воздуха, сушки влажных материалов. Известно устройство газогенератора фирмы 1, в основу которого заложен газогенератор конструкции Пинча 2. Газогенератор фирмысодержит корпус с внутренней футеровкой, подвижную, с возможностью подъема-опускания, колосниковую решетку с кулачковым механизмом подъема-опускания, топочную дверцу, шарнирно установленную за дверцей поворотную шторку, нижний кран, который опирается на колосниковую решетку. Внутри верхней части корпуса установлен сводчатый рассекатель, под которым расположено отверстие для отвода газа со вставленной в него жаровой трубой. Жаровая труба снабжена поворотной крышкой-клапаном для подачи вторичного воздуха. На корпусе газогенератора установлен бункер с загрузочным люком. Недостатком конструкции известного газогенератора является неполнота сгорания газов, которая снижает теплотворную способность генераторного газа. Известно также устройство газогенератора для твердого топлива, содержащего корпус с футеровкой и топочной дверцей, бункер для топлива с загрузочным люком, камеру для золы с дверцей для ее удаления и устройством для подачи и регулирования первичного воздуха, установленный внутри сводчатый рассекатель, под которым в корпусе выполнено отверстие для отвода газов, соединенное с жаровой трубой, снабженной устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха, и колосниковую решетку, установленную с возможностью подъема и опускания, который снабжен установленными внутри корпуса поворотными лопастями, оси которых расположены параллельно рассекателю, а рассекатель в верхней части снабжен вертикальной пластиной 3. Недостатком указанного устройства является неполное сгорание газов, которое снижает теплотворную способность топлива и степень загрязненности газов на выходе. Задачей полезной модели является повышение степени сгорания генераторных газов,их теплотворной способности и экологической безопасности. Постановленная задача достигается тем, что газогенератор для твердого топлива, содержащий корпус с футеровкой и топочной дверцей, бункер для топлива с загрузочным люком, камеру для золы, установленный внутри сводчатый рассекатель, жаровую трубу,снабженную устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха, и колосниковую решетку, причем внутренняя поверхность жаровой трубы и установленная внутри нее решетка за устройством для подачи и регулирования вторичного воздуха с размером ячейки, равным 5 от внутреннего диаметра жаровой трубы, выполнены из жаропрочного материала и покрыты жаропрочной эмалью на основе диоксида титана. Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного является наличие на внутренней поверхности жаровой трубы и на поверхности установленной внутри нее решетки с размером ячейки, равным 5 от внутреннего диаметра жаровой трубы, выполненных из жаропрочного материала и покрытых жаропрочной эмалью на основе диоксида титана. Разложение отдельных составляющих генераторного газа дополнительно осуществляется с помощью катализатора, эффективность работы которого определяется высокой температурой и наличием в спектре пламени полихроматического электромагнитного излучения. На фигуре показан общий вид газогенераторной установки. Устройство содержит корпус 1 с футеровкой, установленную с возможностью подъема-опускания колосниковую решетку 2 с кулачковым механизмом подъема-опускания 3,дверцу 4 для розжига газогенератора и очистки колосниковой решетки 2, сводчатый рассекатель 5. Жаровая труба 6 покрыта слоем теплоизоляционного материала 7 и снабжена устройством 8 для подачи и регулирования вторичного воздуха. Внутри жаровой трубы 6 2 28442006.06.30 установлена решетка 9 для увеличения площади контакта взаимодействия катализатора с генераторным газом. В верхней части газогенератора установлен бункер 10 для топлива с загрузочным люком 11. В нижней части газогенератора размещена камера 12 для золы и устройство 13 для подачи и регулирования первичного воздуха. Устройство работает следующим образом. Колосниковая решетка 2 посредством кулачкового механизма 3 устанавливается в верхнее положение. При этом полностью перекрываются прямоугольные каналы для подачи топлива на колосниковую решетку 2. Затем через люк 11 бункер 10 заполняется топливом и плотно закрывается. Розжиг газогенератора осуществляется через дверцу 4. Для розжига могут быть использованы различные горючие материалы, которые укладываются на колосниковую решетку 2. После загорания растопочного материала на решетке 2 дверца 4 потно закрывается. Первичный воздух под действием тяги подается под колосниковую решетку 2 и проходит через слой растопочного материала и основного топлива, обеспечивая их интенсивное горение, т.е. соединение кислорода (О 2), содержащегося в воздухе, с горючими частями топлива, главным образом с углеродом (С). В результате горения топлива получается диоксид углерода (СО 2 СО 2). В этой зоне, называемой зоной горения, кислород воздуха полностью расходуется. При этом происходит значительное выделение тепла. Температура в зоне горения достигает 1100-1300 С. В расположенном над зоной горения слое топлива происходит процесс сухой перегонки, в результате которого из топлива выделяются газообразные и парообразные продукты, а само топливо превращается в кокс. Пространство над зоной горения называется зоной сухой перегонки. Над ней находится зона подсушки, в которой топливо подвергается предварительному подсушиванию. Получающиеся продукты горения и пары проходят через слой кокса. Здесь под действием раскаленной поверхности негорючий 2 превращается в горючий - оксид углерода(СО) по реакции СО 2 С 2 СО. В этой зоне происходит и разложение водяных паров,в результате чего получается также водород (2 ) и оксид углерода по реакции Н 2 ОССОН 2 или, при недостаточной температуре, водород и диоксид углерода 2 Н 2 ОС 2 Н 2 СО 2. В состав горючего газа входит небольшое количество метана и других углеводородов. Зона горения и восстановления вместе образуют активную зону газификации или активный слой топлива. Из активной зоны газы поступают в жаровую трубу 6, где происходит их сжигание,для чего в жаровую трубу 6 через устройство 8 подается вторичный атмосферный воздух. Генераторный газ, нагретый до высокой температуры, проходит мимо устройства для подачи и регулирования вторичного воздуха и контактирует с внутренней поверхностью жаровой трубы и поверхностями решетки, где в условиях одновременного воздействия ряда физико-химических факторов (пониженное давление, воздействие на продукты пиролиза и на катализатор полихроматического электромагнитного излучения и высокой температуры) происходит дополнительное разложение углеводородных материалов, обеспечивающее более полное сгорание, позволяющее увеличить теплотворную способность исходного топлива. Образующиеся продукты сухой перегонки, проходя через активный слой топлива, частично сгорают, а частично подвергаются крекинг-процессу и не вызывают засмоления деталей установки, т.е. при этом обеспечивается получение бессмольного газа. Отдав тепло, газ выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. По мере сгорания столб топлива постепенно спускается вниз и после выгорания через определенный промежуток времени производится загрузка следующей порции топлива. Производительность газогенератора регулируется изменением количества топлива,участвующего в процессе. Это осуществляется путем подъема-опускания колосниковой решетки 2. Интенсивность процесса регулируется изменением подачи первичного воздуха посредством устройства 13, вторичного воздуха посредством устройства 8 и заслонки дымовой трубы. 3 28442006.06.30 Интенсивность газификации реализуется за счет дополнительной подсушки топлива и увеличения доли газа термического разложения, образующихся при контакте топлива с рассекателем и поворотными пластинами. При этом происходит снижение расхода топлива на 10-15 и повышение КПД процесса с 0,65 до 0,80. Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить полноту сгорания генераторных газов и общее КПД газогенераторной установки, увеличить теплотворную способность исходного топлива на 10-15 . Проведенная апробация газогенератора на Кличевском деревообрабатывающем предприятии показала увеличение эффективности работы установки на 10-15 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4