RU144018U1 - Установка термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Установка термохимической генерации энергетических газов из твёрдого топлива, включающая вертикально установленный реактор, состоящий из трёх состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход для отвода золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для отвода золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, пропущенный через теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками, отличающаяся тем, что верхняя секция имеет форму цилиндра, сопряжённого торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усечённых конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора.2. Установка термохимической генерации энергетических газов из твёрдого топлива, включающая вертикально установленный реактор, состоящий из трёх состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для удаления золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, теплообменник, предназначенный для подогрева окислит�

Description

Группа полезных моделей относится к области энергетики и может быть использована для переработки твердого топлива и горючих отходов в горючий генераторный газ или топочный газ, которые могут быть использованы для получения тепла и электроэнергии в промышленности, сельском и коммунальном хозяйствах, кроме того, полученный генераторный газ может быть использован как сырье в химической промышленности для получения жидких моторных топлив, масел и других химических продуктов.

Известна установка для газификации горючих материалов, включающая газогенератор, устройство загрузки в газогенератор топлива, форсунки для подачи в газогенератор окислителя (воздуха), а также устройство удаления твердого остатка из газогенератора и установленный на корпусе газогенератора патрубок отвода полученного в газогенераторе горючего газа. Установка оснащена аппаратом очистки и охлаждения горючего газа, вход которого связан с патрубком отвода горючего газа из газогенератора. Корпус газогенератора состоит из цилиндрической обечайки с крышкой на верхней части и конической обечайки, присоединенной снизу к цилиндрической обечайке.

При работе установки топливо подают в полость газогенератора через верхнюю его часть, а окислитель подают через форсунки, расположенные на цилиндрической обечайке газогенератора в несколько рядов. Патрубок выдачи генераторного газа из газогенератора, расположен в нижней части цилиндрической обечайки газогенератора.

Аппарат очистки и охлаждения горючего газа, состоит из цилиндрической обечайки с крышкой и нижней конической части с затвором для выдачи твердого остатка. В цилиндрической части аппарата располагается теплообменник для охлаждения горючего газа и нагрева окислителя, кроме того, в аппарате установлены завихрители, через которые в полость аппарата подается горючий газ, проходя через завихрители, ему придается движение по спирали. Окислитель воздуходувкой продувается через теплообменник аппарата и после этого по воздухопроводу поступает на форсунки газогенератора (см. патент РФ №114685, U1, МПК C10 3/20, 2011 г.).

В результате анализа известной установки необходимо отметить, что в процессе ее работы движение топлива и окислителя внутри газогенератора, по направлению сверху вниз к патрубку отвода горючего газа обуславливает малое время контакта топлива с окислителем, что приводит к низкой производительности процесса газификации и повышенному недожогу топлива. Твердый остаток выдается через затворы газогенератора и аппарата очистки и охлаждения генераторного газа и, при большом его количестве, возможно возгорание, что может привести к остановке работы установки.

Кроме того, малое время контакта окислителя с топливом в газогенераторе приводит к образованию паров смолы в генераторном газе, которые снижают качество полученного горючего газа, а также конденсируются в аппарате очистки и охлаждения генераторного газа, что требует периодических длительных остановок работы установки для очистки ее агрегатов.

Известна установка для газификации твердого топлива, содержащая многосекционный газогенератор, выполненный в виде состыкованных друг с другом и образующих единый корпус верхней, средней и нижней секций. На верхней секции имеется вход для загрузки топлива, на средней секции установлены патрубки для отвода генераторного газа, к которым подсоединены отводящие газоходы, а к нижней секции пристыкован бункер для сбора золы с последующим ее отводом.

Установка оснащена устройством подачи окислителя в полость газогенератора, выполненным в виде воздуходувки с частотно-регулируемым приводом. Выход воздуходувки трубопроводом связан с теплообменником, выход которого подсоединен к коллектору, выходы коллектора через трубопроводы, оснащенные регулируемыми задвижками связаны с фурмами и завихрителями, обеспечивающими подачу окислителя в полость газогенератора.

Отходящий от патрубка выдачи генераторного газа газоход, пропущен через теплообменник.

Установка оснащена устройством загрузки топлива в газогенератор, которое выполненное в виде шнека с частотно-регулируемым приводом.

Установка оснащена устройством отвода золы из газогенератора, которое выполнено в виде шнека с частотно-регулируемым приводом.

На средней секции газогенератора имеется лючок, предназначенный для размещения розжиговой горелки.

Установка оснащена системой автоматического управления процессом газификации топлива, включающей блок управления, связанный с частотно-регулируемыми приводами и с датчиками (уровнемеры, термопары, манометры и расходомеры - не показаны).

Для работы установки загружают топливо в газогенератор до уровня лючка, после чего подачу топлива приостанавливают. Через лючок топливо поджигается горелкой и, как только топливо разгорается, горелку убирают, лючок плотно закрывают, после этого возобновляют подачу топлива в газогенератор. Увеличивают подачу окислителя (воздуха) и топлива и, при достижении заданной температуры в газогенераторе, открывают задвижки и подают окислитель в фурмы и в завихрители газогенератора. Установка запущена в работу.

В процессе работы установки газогенератор постепенно нагревается, растет температура выходящего генераторного газа, который направляется потребителям, проходя по газоходу, через теплообменник, нагревает окислитель подаваемый в коллектор. По мере нагревания окислителя, система автоматического управления увеличивает подачу топлива и окислителя по заранее заданной программе. Это увеличение подачи топлива и окислителя производится до заданных программой величин и далее работа установки осуществляется в стабильном, автоматическом режиме. Зольный остаток накапливается в нижней секции газогенератора, где установлены уровнемеры, на двух уровнях по высоте. При достижении зольным остатком верхнего уровня, система управления автоматически включает устройство отвода золы.

В процессе работы газогенератора в верхней его секции осуществляется процесс вихревой газификации наиболее легких частиц топлива, в нижней части газогенератора осуществляется процесс газификации наиболее тяжелых частиц топлива (см. патент РФ №125305 кл. F23G 5/027, U1, 2008 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа известной установки необходимо отметить, что в процессе ее работы, топливо в верхней реакционной зоне находится недостаточное время для полной деструкции топлива, особенно крупных частиц топлива (размером более 1 мм). Это приводит к значительному недожогу топлива и низкому качеству газа, который содержит много вредных компонентов. Подготовка топлива для данной установки требует высокой степени его измельчения, что, в свою очередь, увеличивает затраты на газификацию.

Техническим результатом настоящей группы полезных моделей является разработка установок, обеспечивающих в процессе работы более полную термическую деструкцию топлива со снижением его недожога, снижение количества образуемых паров смол и вредных компонентов в энергетических газах, а также повышение производительности установки за счет оптимизации конструкции реактора, а также расширение функциональных возможностей за счет реализации в процессе работы установки как режима газификации топлива с получением горючего генераторного газа, так и режима полного его сжигания с получением горячего топочного газа.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в установке термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива, включающей вертикально установленный реактор, состоящий из трех состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для удаления золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, пропущенный через теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками, новым является то, что верхняя секция имеет форму цилиндра сопряженного торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усеченных конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора.

Расположение патрубка отвода газа в верхней части верхней секции и ввода топлива в нижней части средней секции дает возможность использовать для генерации энергетических газов практически весь объем средней и верхней секции, что увеличивает время пребывания топлива в реакторе. Все это способствует получению газов высокой степени очистки, чему, несомненно, способствует возможность подачи в полость секции жидких реагентов (растворы мочевины, аммиака и др.).

Увеличение времени пребывания топлива в реакционных зонах, которое реализуется в результате действия противоположно направленных сил приложенных к частицам топлива, а именно, гравитационные силы стремятся направить частицы топлива вниз, а вихревое движение с общим направлением окислителя и газа вверх, образуют подъемную силу частиц топлива, направленную вверх. Тангенциальная подача окислителя через завихрители в верхнюю реакционную зону корпуса реактора позволяет поднять температуру в этой части реактора и, тем самым, повысить скорость процесса деструкции топлива и уменьшить образование смол. При этом, в зависимости от количества подаваемого в верхнюю часть реактора окислителя, возможна реализация либо процесса газификации, с получением горючего генераторного газа, либо процесса полного сжигания топлива, с получением большого количества и с высокой температурой топочного газа.

Возможность подачи твердых реагентов (известняк, доломит и др.) в бункер топлива позволяет оптимизировать состав газа.

В установке термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива (по второму варианту), включающей вертикально установленный реактор, состоящий из трех состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для удаления золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками, новым является то, что верхняя секция имеет форму цилиндра сопряженного торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усеченных конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора, при этом установка оснащена третьим коллектором, а также состыкованными друг с другом дополнительной реакционной секцией и циклоном, полости которых сообщены друг с другом, вход циклона связан с газоходом реактора, а выходной газоход дополнительной реакционной камеры пропущен через теплообменник, причем нижняя часть циклона имеет коническую форму, и выход, состыкованный с устройством отвода золы от циклона, а третий коллектор подсоединен к дополнительной реакционной секции, а на дополнительной реакционной секции может быть размещен патрубок, предназначенный для ввода реагентных добавок.

Наличие по второму варианту установки циклона, очищающего энергетический газ, связанного газоходом с реактором и с дополнительной реакционной секцией, позволяет поднять температуру энергетического газа подачей дополнительного окислителя в реакционную секцию, без образования гарнисажа и спеков золы и, тем самым, увеличить производительность установки.

Патентуемые решения относятся к устройствам одного вида, одинакового назначения, обеспечивают при использовании получение одного и того же технического результата, а, следовательно, являются вариантами.

Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:

- на фиг. 1 - установка термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива, вариант 1;

- на фиг. 2 - установка, вариант 2.

Установка термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива (вариант 1) включает вертикально установленный трехсекционный реактор, выполненный в виде состыкованных друг с другом верхней 1, средней 2, и нижней 3 секций, представляющих единый корпус.

Верхняя секция 1 реактора образована полым цилиндром, сопряженным торцами с большими основаниями верхней и нижней ее частей, имеющих форму усеченных конусов. Верхняя секция имеет наибольший объем по сравнению со средней и нижней секциями. На верхней части секции 1 имеется патрубок (позицией не обозначен), предназначенный для отвода из реактора полученного энергетического газа. Данный патрубок состыкован с газоходом 4, который проложен внутри теплообменника 5. Вход теплообменника 5 связан с воздуходувкой 6 посредством воздуховода 7, а его выход посредством воздуховода 7 связан с первым и вторым коллекторами 8, на выходе которых установлены завихрители 9. Расход окислителя, поступающий в коллекторы 8 от воздуховода 7, регулируется задвижками 10, смонтированными в воздуховоде 7. Первый коллектор 8 подведен к нижней части верхней секции 1 реактора.

Средняя секция 2 реактора имеет цилиндрическую форму, к нижней ее части подведено устройство 11 подачи топлива и твердых реагентных добавок, выполненное, например, в виде шнека, на входе которого установлен шлюзовой загрузчик 12.

Нижняя секция 3 реактора выполнена конической формы и имеет выход для удаления золы из полости реактора. Данный выход может быть конструктивно реализован в виде шлюзового затвора. К выходу нижней секции реактора пристыковано устройство 13 удаления из реактора золы, образующейся в результате термохимической переработки загружаемого в реактор посредством устройства 11 сырья и подаваемых через установленный на верхней секции патрубок 14 жидких реагентных добавок.

В секции 3 корпуса реактора имеется лючок 15, к которому пристыковывается розжиговая горелка (не показана). К секции 3 подведен второй коллектор 8 подачи окислителя.

На нижней секции 3 реактора установлены нижний 16 и верхний 17 измерители уровня золы, а также датчик температуры (например, термопара) 18. На средней и верхней секциях реактора установлены датчики температуры (например, термопары), соответственно 19 и 20.

Приводы воздуходувки 6, устройства подачи топлива и устройства удаления золы имеют частотные регуляторы числа оборотов двигателей.

Работа установки может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. При работе установке в автоматическом режиме она оснащается системой управления, выполнение которой не является предметом патентной охраны.

Установка термохимической генерации энергетических газов (вариант 1) из твердого топлива работает следующим образом.

Для запуска установки в работу включают на малых режимах воздуходувку 6. От воздуходувки окислитель (воздух) первоначально подают только на второй (нижний) коллектор 8. Верхняя задвижка 10 при этом перекрыта и окислитель в первый (верхний) коллектор 8 не поступает. К лючку 15 подсоединяют розжиговую горелку и включают ее в работу. Розжиговая горелка работает до достижения в реакторе температуры, необходимой для термохимической деструкции твердого топлива. Температура в секциях реактора контролируется датчиками 18, 19, 20. После достижения в реакторе заданной температуры горелку отключают, снимают с лючка 15 и устанавливают на него заглушку. Включают устройство 11 подачи топлива и загружают топливо в реактор. Открывают задвижку 10 верхнего коллектора 8 и устанавливают рабочую подачу окислителя воздуходувкой 6 через трубопроводы 7 задвижки 10 коллекторы 8 и завихрители 9, через патрубок 14 осуществляют подачу жидких реагентных добавок.

В зависимости от свойств топлива и необходимости осуществления либо процесса газификации, либо процесса сжигания топлива, определяют порядок подачи и количество окислителя посредством с регулирования числа оборотов двигателя воздуходувки 6 частотным регулятором и положения задвижек 10.

Для процесса газификации твердого топлива основное количество окислителя подают через нижний коллектор 8 и частично - через верхний коллектор.

Для процесса сжигания твердого топлива окислитель подают через верхний и нижний коллекторы 8 примерно в равных пропорциях.

Собственно процесс газификации топлива детально известен специалистам, широко описан в технической литературе и нет смысла повторять его в данной заявке.

Полученный в результате термохимической генерации топлива продукт-энергетический газ через газоход 4 отводится либо на дальнейшую переработку, либо потребителям. Проходя через теплообменник 5, энергетический газ подогревает пропускаемый по теплообменнику 5 окислитель. При увеличении температуры окислителя регулируют (автоматически или вручную - в зависимости от режима работы установки) режимы подачи топлива и окислителя.

В процессе подачи топлива в реактор в устройстве 11 автоматически формируется постоянно обновляемая герметизирующая пробка топлива 21, которая совместно со шлюзовым устройством 12 обеспечивают газоплотность загрузки топлива. Пробка, например, может быть сформирована за счет уменьшения шага витков подающего шнека, на определенном участке или другим известным способом.

По мере работы установки в нижней секции 3 реактора накапливается зола, уровень которой контролируется датчиками 16 и 17. При достижении золой верхнего уровня, включается устройство 13 отвода золы, в котором формируется постоянно обновляемая герметизирующая пробка золы 21, которая обеспечивает газоплотность отвода золы. Наличие пробок 21 обеспечивает надежную герметизацию полости реактора.

Прекращение работы установки осуществляется прекращением подачи топлива в реактор и, после начала падения температуры в реакторе, прекращением подачи в реактор окислителя.

Апробация работы установки по первому варианту осуществлялась на различных видах твердого топлива, как в режиме газификации, так и в режиме сжигания и показала высокую производительность, низкую долю недожога топлива, низкие значения в генерируемых газах смол, полностью были исключены случаи прорыва в производственное помещение газа из реактора и циклона. При использовании топлива с высоким содержанием серы и хлорсодержащих веществ проводились добавки в топливо реагентов, например, сухой извести - пушонки, в результате в генерируем газе наблюдались низкие значения окислов серы и хлорсодержащих компонентов. При использовании топлива содержащего азот в значительных количествах при добавке через входной патрубок 14 раствора мочевины в генерируемых газах отмечалось низкое содержание вредных окислов азота.

Установка термохимической генерации энергетических газов из твердого топлива (вариант 2) включает вертикально установленный трехсекционный реактор, выполненный в виде состыкованных друг с другом верхней 1, средней 2, и нижней 3 секций, образующих единый корпус.

Верхняя секция 1, реактора выполнена в виде полого цилиндра, сопряженного торцами с большими основаниями верхней и нижней ее частей, имеющих форму усеченных конусов. На верхней части этой секции имеется патрубок (позицией не обозначен), предназначенный для отвода из реактора полученного энергетического газа. Данный патрубок состыкован с газоходом 4. Установка оснащена теплообменником 5. Вход теплообменника 5 связан с воздуходувкой 6 посредством воздуховода 7, а ее выход посредством воздуховода 7 связан с двумя коллекторами 8, на выходе которых установлены завихрители 9. Расход окислителя, поступающий в коллекторы 8 от воздуховода 7, регулируется задвижками 10, смонтированными в воздуховоде 7. Первый коллектор 8 подведен к нижней части верхней секции реактора.

Средняя секция 2 реактора имеет цилиндрическую форму, к нижней ее части подведено устройство 11 подачи топлива и твердых реагентных добавок, выполненное, например, в виде шнека, на входе которого установлен шлюзовой загрузчик 12.

Нижняя секция 3 реактора выполнена конической формы и имеет выход для удаления золы, которая отводится состыкованным с выходом устройством 13 отвода золы, образующейся в результате термохимической переработки загружаемого в реактор посредством устройства 11 сырья и подаваемых через установленный на верхней секции патрубок 14 жидких реагентных добавок. Для удаления золы на выходе устанавливается, как правило, шлюзовой затвор.

В секции 3 корпуса реактора имеется лючок 15 к которому пристыковывается розжиговая горелка (не показана). К секции 3 подведен второй коллектор 8 подачи окислителя.

На нижней секции 3 реактора установлены нижний 16 и верхний 17 измерители уровня золы, а также датчик температуры (например, термопара) 18. На средней и верхней секциях реактора установлены датчики температуры (например, термопары), соответственно 19 и 20.

Газоход 4 реактора состыкован с тангенциальным входом 23 циклона 24, который имеет внутри своего корпуса трубу 25 отвода газа, проходящую сквозь перегородку 27, разделяющую циклон 24 и состыкованную с ним дополнительную реакционную секцию 26. Нижняя часть циклона 24 выполнена конической формы и имеет выход для выгрузки золы на устройство 22 отвода золы. В конической части циклона установлены датчики 16 нижнего и 17 верхнего уровня золы. К полости дополнительной реакционной секции 26 подведен третий коллектор 8, на выходе которого установлены завихрители 9. Третий коллектор 8 связан с воздуховодом 7 через свою регулируемую задвижку 10. Дополнительная реакционная секция 26 имеет патрубок 14 для ввода жидких реагентных добавок, а также датчик температуры (например, термопару) 28 для измерения температуры в полости секции. В верхней части дополнительной реакционной секции 26 имеется патрубок выхода энергетического газа, который связан с газоходом 4, проходящим внутри теплообменника 5, вход которого через воздуховод 7 связан с воздуходувкой 6, а выход через воздуховод 7 связан со всеми коллекторами 8.

Приводы воздуходувки 6, устройства подачи топлива и устройств удаления золы имеют частотные регуляторы числа оборотов двигателей.

Работа установки может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. При работе установки в автоматическом режиме она оснащается системой управления, выполнение которой не является предметом патентной охраны.

Установка термохимической генерации энергетических газов (вариант 2) из твердого топлива работает следующим образом.

Для запуска в работу установки включают на малые режимы воздуходувку 6, подачу окислителя осуществляют только на нижний коллектор 8, подсоединенный к полости третьей секции реактора. На лючок 15 устанавливают розжиговую горелку, которую включают в работу до достижения температуры в реакторе и дополнительной реакционной секции до уровня необходимого для термической деструкции твердого топлива, которая контролируется датчиками 18, 19, 20, 28. После этого горелку отключают и снимают с лючка 15 и на лючок устанавливают заглушку. Практически одновременно с выключением розжиговой горелки включают подачу топлива в реактор устройством 11 из бункера через шлюзовое устройство 12 и увеличивают подачу окислителя воздуходувкой 6 через трубопроводы 7 задвижки 10 коллекторы 8 и завихрители 9.

В зависимости от свойств топлива и необходимости осуществления либо процесса газификации, либо процесса сжигания топлива выбирается место подачи и количество подаваемого окислителя, которые регулируются посредством изменения числа оборотов двигателя воздуходувки 6 частотным регулятором и положения регулирующих задвижек 10. Для процесса газификации твердого топлива основное количество окислителя подается в полость реактора через нижний коллектор 8. При процессе сжигания твердого топлива окислитель подается в реактор через верхний и нижний коллекторы 8 и через третий коллектор 8 в дополнительную реакционную секцию 26.

С увеличением времени работы установки окислитель подогревается в теплообменнике 5 и его температура увеличивается до расчетной и режим подачи топлива и окислителя корректируется до оптимальных величин. При подаче топлива в реактор в устройстве 11 автоматически формируется постоянно обновляемая герметизирующая пробка топлива 21, которая совместно со шлюзовым устройством 12 обеспечивают газоплотность устройства загрузки топлива. Пробка, например, может быть сформирована за счет уменьшения шага витков подающего шнека, на определенном участке или иным образом. По мере работы установки в секции 3 реактора и конусной части циклона 24 накапливается зола, уровень которой контролируется датчиками 16 и 17. При достижении золой в реакторе и/или циклоне верхнего уровня, включаются устройства 13 и 22 отвода золы, в которых формируются постоянно обновляемые герметизирующие пробки золы 21, которые обеспечивают газоплотность устройств отвода золы.

Полученный в реакторе газ по газоходу 4 реактора поступает на тангенциальный вход 23 циклона 24. В циклоне энергетический газ очищается от пыли, которая оседает в его нижней конической части с последующим удалением, после чего подается в дополнительную реакционную секцию, где происходит полная деструкция остающихся в газе мелких органических частиц, некоторые из которых не были осаждены в циклоне и, при необходимости получения топочного газа, происходит полная деструкция оставшихся в газе после реактора горючих газовых компонентов, до негорючих компонентов, при этом в объеме дополнительной реакционной секции поднимается температура и наличие в окислителе и топливе азота может при этом может вызвать появление в топочном газе вредных окислов азота, а введение в дополнительную реакционную секцию таких добавок как раствор мочевины или аммиака приводит к восстановлению окислов азота до безопасного азота. Поэтому при использовании жидких добавок в топочном газе исключается или значительно снижается появление вредных окислов азота. Наличие циклона, в котором происходит очистка газа в первую очередь от зольных частиц, которые при высокой температуре в дополнительной реакционной секции могли бы расплавляться и образовывать на ее стенках гарнисаж, исключает такие условия.

Остановка работы установки осуществляется прекращением подачи топлива в реактор и, после начала падения температуры в реакторе, прекращением подачи в реактор и реакционную секцию окислителя.

Во втором варианте установки по сравнению с первым, энергетический газ очищается от пыли в циклоне и после этого дожигается в дополнительной реакционной секции с использованием дополнительных реагентных добавок, при этом в качестве дополнительной реакционной секции может быть использован стандартный котел-утилизатор тепла.

Реакционная секция необходима в случае, когда, например, реактор работает в режиме газификации топлива с температурой ниже температуры плавления золы топлива, а потребителю требуется энергетический газ с более высокой температурой. В данной ситуации очищенный в циклоне генераторный можно в дополнительной реакционной секции дожечь и значительно поднять его температуру без опасения аварийной остановки установки из-за появления гарнисажа и спекшихся образований золы. Кроме того наличие дополнительной реакционной секции практически позволяет ступенчато сжигать топливо с выходом высокотемпературного газа, что также обеспечивает значительное снижение в выходящем газе вредных окислов азота.

Апробация работы установки на различных видах твердого топлива как в режиме газификации, так и в режиме сжигания показала высокую производительность, низкую долю недожога топлива, низкие значения в генерируемых газах смол, отсутствие прорывов газа на вводе топлива в реактор и на выводе золы из реактора и циклона. При использовании топлива с высоким содержанием серы и хлорсодержащих веществ и добавки в топливо твердых реагентов в виде извести или доломита, в энергетическом газе значительно снижалась концентрация вредных окислов серы и хлора, а при значительном содержании в топливе и окислителе азота и добавке в верхнюю секцию реактора и дополнительную реакционную секцию раствора аммиака или раствора мочевины, в энергетическом газе значительно снижалась концентрация вредных окислов азота.

Claims (3)

1. Установка термохимической генерации энергетических газов из твёрдого топлива, включающая вертикально установленный реактор, состоящий из трёх состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход для отвода золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для отвода золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, пропущенный через теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками, отличающаяся тем, что верхняя секция имеет форму цилиндра, сопряжённого торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усечённых конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора.

2. Установка термохимической генерации энергетических газов из твёрдого топлива, включающая вертикально установленный реактор, состоящий из трёх состыкованных секций - верхней, средней и нижней, при этом нижняя секция выполнена конической формы и имеет выход золы из реактора, к выходу пристыковано устройство для удаления золы от реактора, устройство для загрузки топлива в реактор, газоход, предназначенный для отвода из реактора энергетического газа, теплообменник, предназначенный для подогрева окислителя, подаваемого через воздуховоды в первый и второй коллекторы, оснащенные завихрителями и регулируемыми задвижками, отличающаяся тем, что верхняя секция имеет форму цилиндра сопряжённого торцами с большими основаниями частей, имеющих форму усечённых конусов, к нижней части верхней секции подведен первый коллектор, а газоход пристыкован к верхней части верхней секции, на верхней секции также имеется патрубок для ввода реагентных добавок, устройство для загрузки топлива в реактор подведено к нижней части средней секции, а второй коллектор подсоединен к нижней секции реактора, при этом установка оснащена третьим коллектором, а также состыкованными друг с другом дополнительной реакционной секцией и циклоном, полости которых сообщены друг с другом, вход циклона связан с газоходом реактора, а выходной газоход дополнительной реакционной камеры пропущен через теплообменник, причем нижняя часть циклона имеет коническую форму, и выход, состыкованный с устройством отвода золы от циклона, а третий коллектор подсоединен к дополнительной реакционной секции.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что на дополнительной реакционной секции размещен патрубок, предназначенный для ввода реагентных добавок.