установка для производства высококалорийного пиролизного газа и угля из углеродсодержащих материалов

Формула изобретения

Установка для производства высококалорийного пиролизного газа и угля из углеродсодержащих материалов, включающая в своем составе несколько реторт, косвенно обогреваемых с помощью встроенного газогенератора и газовоздушных горелок, установленных в камере сгорания, охватывающих эти реторты, отличающаяся тем, что нижние части реторт изогнуты таким образом, что располагаются снаружи корпуса установки и имеют общий накопительный бункер для сбора твердого углеродистого остатка, а встроенный газогенератор установки снабжен отдельным от реторт бункером топлива, что позволяет одновременно использовать в установке различные углеродсодержащие материалы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для пирогенеза углеродсодержащих материалов с целью получения углеродистого остатка (угля) и высококалорийного пиролизного газа для энергоснабжения потребителей.

Известен теплогазогенератор газификации твердого топлива в пиролизный высококалорийный газ и уголь, содержащий газовую горелку, камеру сгорания, в которой размещены две трубы-реторты, свободные концы которых выведены в газогенератор с паро-воздушным дутьем, выработанный низкокалорийный газ сгорает в камере сгорания, косвенно нагревая трубы-реторты, разлагая находящийся в них углеродсодержащий материал на уголь и пиролизный высококалорийный газ, который после очистки и охлаждения подается потребителю, а уголь газифицируется для нагрева реторт (А.С. №1333696 от 30.08.87 г., Бюл. №32).

Недостатком этого устройства является предварительная грануляция перерабатываемого сырья в гранулы размером 5×10 мм, большое количество низкокалорийного газа, проникающего в реторты. Наиболее близкой к заявляемой установке является установка для производства «Ом-газа» немецкого изобретателя Отто Миш, в которой углеродсодержащее топливо опускается по двум обогреваемым снаружи ретортам и попадает в газификационную шахту газогенератора прямого процесса с паро-воздушным дутьем, образующийся низкокалорийный генераторный газ частью поднимается вверх по загруженным углеродсодержащим сырьем ретортам, а другая, пройдя пылеуловитель, проходит к газо-воздушной горелке и сгорает в камере сгорания, горячие газы горения омывают реторты снаружи по спиралеобразным каналам, что приводит к разложению углеродсодержащих материалов на высококалорийный пиролизный газ и твердый углеродистый остаток, газ после очистки и охлаждения подается потребителю, а твердый углеродистый остаток идет на газификацию в газогенератор (Г.Г. Тренклер «Газогенераторы» ОНТИ-ЭНЕРГОИЗДАТ, с.395-397, Москва, 1933 г.).

Недостатком прототипа является: проникновение низкокалорийного газа в реторты, что снижает калорийность пиролизного газа, затруднительный отбор твердого углеродистого остатка.

Целью изобретения является повышение калорийности вырабатываемого заявляемой установкой пиролизного газа, улучшение отбора твердого углеродистого остатка.

Цель изобретения достигается тем, что установка для производства высококалорийного пиролизного газа и угля из углеродсодержащих материалов, включающая в своем составе несколько реторт, косвенно обогреваемых с помощью встроенного газогенератора и газовоздушных горелок, установленных в камере сгорания, охватывающих эти реторты, отличается тем, что нижние части реторт изогнуты таким образом, что располагаются снаружи корпуса установки и имеют общий накопительный бункер для сбора твердого углеродистого остатка, а встроенный газогенератор установки снабжен отдельным от реторт бункером топлива, что позволяет одновременно использовать в установке различные углеродсодержащие материалы.

Установка, реализующая вышеуказанную цель изобретения, показана на чертеже и содержит: общий разъемный корпус 1, отделяющий встроенный газогенератор, паро-воздушный канал газогенератора 2, воздушную турбину, сблокированную с водяным насосом 3 и распылительным жиклером воды 30, водяной бак 4 для питания водяного насоса, воздушные фурмы газогенератора 5, камеру сгорания 6, выхлопную трубу 7, люк бункера реторт 8, патрубок отвода высококалорийного пиролизного газа 9, патрубок отвода генераторного газа, реторты 11, горелки генераторного газа 12, люк зольника газогенератора 13, шнек зольника газогенератора 14, форсунки перегретого водяного пара 15, форсунки двуокиси углерода 16, запальное устройство газогенератора 17, питающий шнек бункера реторт 18, трубопровод перегретого водяного пара 19, бункер реторт 20, реакционную камеру газогенератора 21, трубопровод генераторного газа 22, изогнутые нижние части реторт 23, камеру двуокиси углерода 24, водяную рубашку 25, люк бункера угля реторт 26, змеевик водяной рубашки 27, нагнетатель двуокиси углерода 28, бункер угля от реторт 29, бункер для топлива газогенератора с люком 31, зольник газогенератора 32, шибер реторт 33, газогенератор 34.

Установка работает следующим образом: питающим шнеком бункера реторт 18 производится загрузка реторт углеродсодержащим материалом при закрытых шиберах 33, открытием люка бункера реторт 8 проверяется при необходимости полнота загрузки этого бункера, через бункер топлива с люком 31 осуществляется загрузка газогенератора 34 возможно другим углеродсодержащим материалом, включается воздушная турбина 3, сблокированная с водяным насосом, для подачи воздуха в фурмы 5 через паро-воздушный канал 2, с одновременным распылом воды через жиклер 30, поступающей из водяного бака 4, включается запальное устройство 17 и начинается процесс газификации углеродсодержащих материалов, находящихся в газогенераторе, вырабатываемый генераторный газ по патрубку 10 и трубопроводу 22 поступает в горелку 12 и сжигается в камере сгорания 6, охватывающей реторты 11 с углеродсодержащими материалами, которые под воздействием высокой температуры разлагаются на высококалорийный пиролизный газ и твердый углеродистый остаток - уголь, который скапливается в бункере 29, а пиролизный высококалорийный газ по патрубку 9 уходит потребителю.

Установка работает в двух режимах: режим сухой перегонки углеродсодержащих материалов, описанный выше, и режим полной газификации содержимого, находящегося в ретортах.

В режиме полной газификации установка работает следующим образом: газогенератор 34 начинает работать в форсированном режиме, за счет увеличения количества задействованных воздушных фурм 5, что ведет к увеличению температуры в камере сгорания 6 более 1000°C и углеродсодержащие материалы превращаются в высококалорийный газ за исключением зольного остатка, иногда менее 1 %, поднятию калорийности пиролизного газа способствует наличие форсунки 15 - для подачи дозированного количества перегретого водяного пара и форсунки 16 - для дозированной подачи двуокиси углерода во все реторты, с помощью: патрубка 19 и змеевика 27 - для водяного пара, и камеры 24 и нагнетателя 28 - для двуокиси углерода.

Продукты пирогенеза из реторт - твердый углеродистый остаток (уголь) эвакуируются путем периодического открытия шиберов 33 и отбора угля из бункеров 29 с периодической их чисткой через люк 26, зола из газогенератора эвакуируется шнеком 14 или через люк 13 отходящие газы из камеры сгорания 6 уходят через патрубок выхлопной трубы 7.

Преимущество заявляемой установки перед аналогами: более высокая калорийность пиролизного газа, удобный отбор угля, возможность работы установки не только в режиме сухой перегонки, но и в режиме полной газификации углеродсодержащих материалов, одновременное использование разных перерабатываемых углеродсодержащих материалов.

Источники информации принятые во внимание:

1. А.С. №1333696 от 30.08.87 г., бюл. №32.

2. Т.Г.Тренклер «Газогенераторы» ОНТИ-Энергоиздат, с.395-397, 1933 г.