RU2473669C1 - Method to gasify solid fuel - Google Patents
Method to gasify solid fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473669C1 RU2473669C1 RU2011132778/05A RU2011132778A RU2473669C1 RU 2473669 C1 RU2473669 C1 RU 2473669C1 RU 2011132778/05 A RU2011132778/05 A RU 2011132778/05A RU 2011132778 A RU2011132778 A RU 2011132778A RU 2473669 C1 RU2473669 C1 RU 2473669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas generator
- emitter
- generator
- gas
- solid fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, химической и топливной промышленности, может быть использовано при газификации твердого топлива или смесей органических веществ.The invention relates to a power system, chemical and fuel industry, can be used for gasification of solid fuel or mixtures of organic substances.
В последние годы характерно повышение роли местного топлива и горючих отходов в энергообеспечении страны. Это связано с тем, что в структуре себестоимости производства продукции энергетическая составляющая имеет преобладающее значение. Поэтому с учетом резкого удорожания и дефицита высококалорийных энергоносителей на основе нефти и природного газа, возникла необходимость создания технологий и оборудования для получения тепловой и электрической энергии на основе возобновляемых и местных видов топлива (отходы деревообработки, с/х производства, промышленные отходы и т.д.), стоимость которых в настоящее время примерно в 10-12 раз ниже стоимости нефтепродуктов [1].In recent years, an increasing role of local fuel and combustible waste in the country's energy supply has been characteristic. This is due to the fact that in the structure of the cost of production, the energy component is predominant. Therefore, taking into account the sharp rise in price and the shortage of high-calorie energy sources based on oil and natural gas, the need arose to create technologies and equipment for generating heat and electricity based on renewable and local fuels (wood processing waste, agricultural production, industrial waste, etc. .), the cost of which is currently about 10-12 times lower than the cost of petroleum products [1].
Одним из эффективных направлений использования в энергетике твердого топлива и горючих отходов промышленного и сельскохозяйственного производств является, кроме прямого сжигания в топках, их предварительная переработка в горючие газы различного назначения при помощи газогенераторов. Получаемый в газогенераторах газ может быть использован как топливо в энергетических установках, технологических процессах, транспортных и стационарных силовых машинах.One of the effective directions of using solid fuels and combustible wastes in industrial and agricultural production in the energy sector is, in addition to direct burning in furnaces, their preliminary processing into combustible gases for various purposes using gas generators. The gas obtained in gas generators can be used as fuel in power plants, technological processes, transport and stationary power machines.
К настоящему времени разработано большое количество разнообразных способов газификации твердого топлива (в зависимости от назначения получаемого газа, качества исходного топлива, вида дутья, давления и т.д.) и реализующих их конструкций газогенераторов [2].To date, a large number of different methods of gasification of solid fuel have been developed (depending on the purpose of the gas obtained, the quality of the initial fuel, the type of blast, pressure, etc.) and the designs of gas generators that implement them [2].
Преимуществами генераторного газа являются возможность поддержания высокотемпературных процессов, лучшие условия сжигания и управления технологическим процессом, а также возможность его получения из низкосортных и недефицитных видов твердого топлива, в том числе твердых промышленных или бытовых отходов.The advantages of generator gas are the ability to maintain high-temperature processes, the best combustion conditions and process control, as well as the possibility of its production from low-grade and non-deficient types of solid fuel, including solid industrial or household waste.
К сожалению, одним из основных недостатков существующих способов газификации твердых топлив является значительное содержание смолы, влаги и сажи в получаемом горючем газе. Это делает получаемый газ непригодным для перекачки по трубопроводам, применения в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (например, электрогенераторов).Unfortunately, one of the main disadvantages of existing methods of gasification of solid fuels is the significant content of tar, moisture and soot in the resulting combustible gas. This makes the resulting gas unsuitable for pumping through pipelines, as a fuel for internal combustion engines (for example, electric generators).
Известны способы газификации, направленные на устранение указанного недостатка путем выбора оптимального вида топлива (дающего относительно чистый газ) в виде кокса или древесного угля. Такой способ газификации значительно удорожает стоимость произведенного газа и делает процесс его получения экономически невыгодным.Known methods of gasification aimed at eliminating this drawback by choosing the optimal type of fuel (giving a relatively clean gas) in the form of coke or charcoal. This method of gasification significantly increases the cost of the produced gas and makes the process of its production economically disadvantageous.
Частично проблема устранения высокого содержания примесей в генераторном газе решается в способе газификации твердого топлива, принятом за прототип [3].Partially, the problem of eliminating the high content of impurities in the generator gas is solved in the method of gasification of solid fuel, adopted as a prototype [3].
Способ газификации принятый за прототип заключается в подаче топлива в объем газогенератора, его пиролизе и газификации с последующей очисткой образовавшегося генераторного газа от влаги, смолы и негазифицированнных остатков твердого топлива. Очистка газа осуществляется вне объема газогенератора при помощи сепаратора (например, циклон или скруббер).The method of gasification adopted as a prototype consists in supplying fuel to the gas generator, its pyrolysis and gasification, followed by purification of the generated generator gas from moisture, resin and non-gasified solid fuel residues. Gas purification is carried out outside the gas generator using a separator (for example, a cyclone or scrubber).
Способ, принятый за прототип, позволяет осуществлять процесс выработки генераторных газов и обеспечивает снижение содержания в них инородных примесей, однако характеризуется рядом существенных недостатков:The method adopted for the prototype, allows the process of generating generator gases and reduces the content of foreign impurities in them, however, it is characterized by a number of significant disadvantages:
- низкая эффективность очистки генераторного газа, обусловленная присутствующей в генераторном газе смолой, которая совместно с сажей налипает на стенки оборудования, и вызывает засорение газоочистительных модулей;- low cleaning efficiency of the generator gas, due to the resin present in the generator gas, which together with soot adheres to the walls of the equipment, and causes clogging of the gas cleaning modules;
- коррозией газопроводов из-за высокой влажности получаемого газа;- corrosion of gas pipelines due to the high humidity of the produced gas;
- невозможностью использовать самые дешевые виды твердого топлива - отходы растительного происхождения (солома, энергетические культуры) или твердые бытовые отходы, характеризующиеся значительным выносом золы из газогенератора;- the inability to use the cheapest types of solid fuel - waste of plant origin (straw, energy crops) or municipal solid waste, characterized by a significant removal of ash from the gas generator;
- необходимостью периодического обслуживания газоочистных модулей;- the need for periodic maintenance of gas cleaning modules;
- увеличенные массогабаритные характеристики оборудования, обусловленные применение внешних газоочистных модулей.- increased weight and size characteristics of the equipment due to the use of external gas cleaning modules.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков прототипа и создание нового способа газификации твердого топлива, обладающего повышенной эффективностью за счет практически полного исключения выноса смолы, водяных паров и негазифицированнных остатков твердого топлива из активной части газогенератора.The proposed technical solution is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype and creating a new method of gasification of solid fuel, which has increased efficiency due to the almost complete elimination of the removal of resin, water vapor and non-gasified residues of solid fuel from the active part of the gas generator.
Предлагаемый способ газификации твердого топлива заключается в подаче топлива в объем газогенератора, его пиролизе и газификации с последующей очисткой образовавшегося генераторного газа от влаги, смолы и негазифицированнных остатков твердого топлива.The proposed method of gasification of solid fuel consists in supplying fuel to the volume of the gas generator, its pyrolysis and gasification, followed by purification of the generated generator gas from moisture, resin and non-gasified solid fuel residues.
При этом очистка генераторного газа осуществляется во внутреннем объеме газогенератора воздействием ультразвуковых колебаний с частотой более 20 кГц и интенсивностью в диапазоне 130-145 дБ. Колебания создаются плоским излучателем круглой или прямоугольной формы, изгибно-колеблющимся на частоте кратной основной и возбуждаемым, размещенным вне газогенератора, акустически связанным с ним продольно колеблющимся пьезоэлектрическим преобразователем, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты [4].In this case, the purification of the generator gas is carried out in the internal volume of the gas generator by the action of ultrasonic vibrations with a frequency of more than 20 kHz and an intensity in the range of 130-145 dB. Oscillations are created by a flat emitter of round or rectangular shape, flexurally oscillating at a frequency multiple of the main one and excited, placed outside the gas generator, acoustically connected to it by a longitudinally oscillating piezoelectric transducer fed by an ultrasonic frequency electronic generator [4].
Воздействие осуществляют одновременно колебаниями, создаваемые обеими сторонами плоского излучателя, причем колебания, создаваемые обратной к внутреннему объему газогенератора стороной излучателя, направляют в объем газогенератора после отражения и прохождения расстояния, превосходящего продольный размер излучателя на величину, кратную половине длины волны излучаемых ультразвуковых колебаний в воздухе.The exposure is carried out simultaneously by oscillations created by both sides of the flat emitter, and the oscillations created by the emitter side opposite to the internal volume of the gas generator are sent to the gas generator volume after reflection and passage of a distance exceeding the longitudinal size of the emitter by an amount multiple of half the wavelength of the emitted ultrasonic vibrations in air.
В предлагаемом способе газификации твердого топлива задача повышения эффективности получения генераторного газа решается за счет:In the proposed method of gasification of solid fuel, the task of increasing the efficiency of generating gas is solved by:
- очистки полученных газов от дисперсных примесей (сажа, смола), путем их коагуляции [5] и осаждения ультразвуковыми колебаниями, непосредственно в газогенераторе;- purification of the obtained gases from dispersed impurities (carbon black, resin) by coagulation [5] and precipitation by ultrasonic vibrations directly in the gas generator;
- возврата коагулированных примесей под действием сил гравитации в активную зону газогенератора для дальнейшей газификации, вплоть до полного разложения;- return of coagulated impurities under the action of gravity to the active zone of the gas generator for further gasification, up to complete decomposition;
- акустической интенсификации химических процессов окисления и восстановления, протекающих в активной зоне газогенератора.- Acoustic intensification of the chemical processes of oxidation and reduction occurring in the active zone of the gas generator.
Дополнительным преимуществом использования акустической коагуляции является возможность построения газогенератора по самой простой прямоточной схеме.An additional advantage of using acoustic coagulation is the ability to build a gas generator according to the simplest direct-flow scheme.
Сущность технического решения поясняется фиг.1, на которой схематично представлена конструкция газогенератора, реализующего предложенный способ. Газогенератор состоит из бункера-дозатора 1, подающего твердое топливо в активную зону газогенератора 2, патрубка для отвода генераторного газа 3. В верхней части газогенератора установлен акустический излучатель 4 в виде плоской пластины круглой или прямоугольной формы, изгибно-колеблющейся на частоте, кратной основной. Колебания излучателя возбуждаются размещенным вне газогенератора, но акустически связанным с ним продольно колеблющимся пьезоэлектрическим преобразователем 5, питаемым электронным генератором ультразвуковой частоты (на фиг.1 не показан).The essence of the technical solution is illustrated in figure 1, which schematically shows the design of a gas generator that implements the proposed method. The gas generator consists of a metering hopper 1, which supplies solid fuel to the active zone of the gas generator 2, a nozzle for exhausting the
Верхней крышкой газогенератора служит отражатель 6, установленный таким образом, что ультразвуковые колебания, создаваемые обратной к внутреннему объему газогенератора стороной излучателя, направляются в объем газогенератора после отражения и прохождения расстояния, превосходящего продольный размер излучателя на величину, кратную половине длины волны излучаемых ультразвуковых колебаний в воздухе.The top cover of the gas generator is a
Параметры акустического воздействия (частота более 20 кГц, интенсивность в диапазоне 130-145 дБ) были выбраны исходя из условия обеспечения максимальной эффективности коагуляции (при больших интенсивностях возможно кавитационное разрушение объединенных твердых и жидких частиц) и реализации безопасных условий реализации процесса для обслуживающего персонала.The acoustic impact parameters (frequency of more than 20 kHz, intensity in the range of 130-145 dB) were selected based on the condition of ensuring maximum coagulation efficiency (cavitation destruction of the combined solid and liquid particles is possible at high intensities) and the implementation of safe process conditions for service personnel.
На фиг.2 показаны фотографии, иллюстрирующие (подтверждающие) уменьшение выноса смол и дисперсных частиц из газогенератора при воздействии ультразвуковых колебаний при помощи ультразвукового излучателя диаметром 190 мм (установлен внутри газогенератора), возбуждаемого прьезоэлектрическим преобразователем (размещен вне корпуса газогенератора). Фото фиг.2а соответствует процессу газификации без ультразвукового воздействия, фиг.2б - ультразвуковому воздействию с уровнем звукового давления 130 дБ, фиг.2в - ультразвуковому воздействию 145 дБ. Проведенные эксперименты показали высокую эффективность применения предлагаемого способа газификации твердого топлива (снижение содержания смолы в 9 раз, дисперсных примесей - негазифицированных остатков твердого топлива в 26 раз, водяного пара в 7 раз).Figure 2 shows photographs illustrating (confirming) a decrease in the removal of resins and dispersed particles from the gas generator when exposed to ultrasonic vibrations using an ultrasonic emitter with a diameter of 190 mm (installed inside the gas generator), excited by a piezoelectric transducer (placed outside the gas generator housing). The photo of FIG. 2a corresponds to the gasification process without ultrasonic exposure, FIG. 2b - to ultrasonic exposure with a sound pressure level of 130 dB, FIG. 2b - to ultrasonic exposure of 145 dB. The experiments showed high efficiency of the proposed method of gasification of solid fuel (reduction of tar by 9 times, dispersed impurities - non-gasified residues of solid fuel by 26 times, water vapor by 7 times).
Практическая реализация предлагаемого технического решения запланирована к реализации ООО «Центр ультразвуковых технологий» в 2012 году.The practical implementation of the proposed technical solution is planned for implementation by the Center for Ultrasonic Technologies LLC in 2012.
Список литературы, использованной при составлении заявкиList of literature used in the preparation of the application
1. А.В.Кейко, Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива [Текст] Кейко А.В., Ширкалин И.А., Свищев Д.А. // Перспективные режимы газификации низкосортного твердого топлива. Известия Российской академии наук. Энергетика. 2006. №3. С.55-63.1. A.V. Keiko, Prospective gasification regimes for low-grade solid fuel [Text] Keiko A.V., Shirkalin I.A., Svishchev D.A. // Promising modes of gasification of low-grade solid fuel. Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Energy 2006. No3. S.55-63.
2. В.В.Афанасьев, Анализ технологий газификации твердого топлива [Текст] Афанасьев В.В., Ковалев В.Г., Тарасов В.А. // Вестник Чувашского университета. 2010. №3. С.194-205.2. VVAfanasyev, Analysis of solid fuel gasification technologies [Text] Afanasyev VV, Kovalev VG, Tarasov VA // Bulletin of the Chuvash University. 2010. No3. S.194-205.
3. Патент РФ 1496246 - прототип3. RF patent 1496246 - prototype
4. V.N.Khmelev, Development of piezoelectric ultrasonic oscillatory systems for intensification of processes in gases [Text] V.N.Khmelev, S.N.Tsyganok, A.V.Shalunov, A.N.Lebedev, S.S.Khmelev, A.N.Galakhov // Proceedings of the Tula State University, vol.1: Tula State University, pp.10, 2010.4. VNKhmelev, Development of piezoelectric ultrasonic oscillatory systems for intensification of processes in gases [Text] VNKhmelev, SNTsyganok, AVShalunov, ANLebedev, SSKhmelev, ANGalakhov // Proceedings of the Tula State University, vol. 1: Tula State University, pp. 10, 2010.
5. V.N.Khmelev, ultrasonic coagulation of aerosols [Text] / V.N.Khmelev, A.V.Shalunov, K.V.Shalunova, S.N.Tsyganok, R.V.Barsukov, A.N.Sleveen // Alt. state, tech. University, BTI. - Biysk Univ Alt. state, tech. Press, 2010. - 241.5. V.N. Khmelev, ultrasonic coagulation of aerosols [Text] / V.N. Khmelev, A.V. Shalunov, K.V.Shalunova, S.N. Tsyganok, R.V. Barsukov, A.N.Sleveen // Alt. state, tech. University, BTI. - Biysk Univ Alt. state, tech. Press, 2010 .-- 241.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132778/05A RU2473669C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method to gasify solid fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132778/05A RU2473669C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method to gasify solid fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2473669C1 true RU2473669C1 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=48806978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011132778/05A RU2473669C1 (en) | 2011-08-03 | 2011-08-03 | Method to gasify solid fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2473669C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU959632A3 (en) * | 1976-09-07 | 1982-09-15 | Проектирунг Хемише Ферфаренстехник Гмбх (Фирма) | Method and apparatus for gasifying solid fuel with varying grain size |
RU1496246C (en) * | 1986-06-16 | 1995-07-25 | Д.С. Калинин | Method of solid fuel gasification |
JP2901282B2 (en) * | 1988-10-04 | 1999-06-07 | デルファイ リサーチ インコーポレイティッド | Method for treating organic waste and oxidation catalyst / cocatalyst composition useful therefor |
EP1207192A2 (en) * | 1994-12-01 | 2002-05-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fixed-bed gasification furnaces and methods for gasifying organic waste |
RU2307864C1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-10-10 | Лурий Валерий Григорьевич | Installation for gasification of the solid fuel |
RU2342599C1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-12-27 | Анатолий Павлович Кузнецов | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling |
RU2451715C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-27 | Николай Васильевич Столбов | Method and plant for plasma thermal processing of carbon-containing industrial and agricultural wastes for production of plasmagas |
-
2011
- 2011-08-03 RU RU2011132778/05A patent/RU2473669C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU959632A3 (en) * | 1976-09-07 | 1982-09-15 | Проектирунг Хемише Ферфаренстехник Гмбх (Фирма) | Method and apparatus for gasifying solid fuel with varying grain size |
RU1496246C (en) * | 1986-06-16 | 1995-07-25 | Д.С. Калинин | Method of solid fuel gasification |
JP2901282B2 (en) * | 1988-10-04 | 1999-06-07 | デルファイ リサーチ インコーポレイティッド | Method for treating organic waste and oxidation catalyst / cocatalyst composition useful therefor |
EP1207192A2 (en) * | 1994-12-01 | 2002-05-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fixed-bed gasification furnaces and methods for gasifying organic waste |
RU2307864C1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-10-10 | Лурий Валерий Григорьевич | Installation for gasification of the solid fuel |
RU2342599C1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-12-27 | Анатолий Павлович Кузнецов | Gasifier for thermal recycling of carbon-bearing wastes and method of their recycling |
RU2451715C1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-05-27 | Николай Васильевич Столбов | Method and plant for plasma thermal processing of carbon-containing industrial and agricultural wastes for production of plasmagas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chanthakett et al. | Performance assessment of gasification reactors for sustainable management of municipal solid waste | |
RU2380615C1 (en) | Method of recycling domestic waste by using pyrolysis reactor, system for implementation thereof and pyrolysis reactor | |
KR101251103B1 (en) | System and method for carbonization and gasification of biomass | |
Bhatt et al. | A critical review on solid waste treatment using plasma pyrolysis technology | |
RU2408649C2 (en) | Processing method of organic wastes and device for its implementation | |
CN100381352C (en) | Method and device for plasma producing hydrogen by using garbage biomass and water as raw material | |
FR2998440B1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TREATMENT OF FRAGMENTED MATERIAL BY FLOW OF REACTIVE PLASMA AT ATMOSPHERIC PRESSURE | |
RU2562112C2 (en) | Device for thermochemical harmonisation and gasification of wet biomass and its application | |
RU2616196C2 (en) | Structural scheme and environmentally safe method of processing wastes and biomass to increase efficiency of generating electric power and heat | |
EA018009B1 (en) | Process for recycling of waste material | |
CN110295063B (en) | Biomass external heating method heat and carbon co-production system and method | |
CN105710114B (en) | Domestic garbage and agricultural and forestry waste carbonization cycle comprehensive treatment system and method | |
RU2473669C1 (en) | Method to gasify solid fuel | |
KR101187581B1 (en) | Apparatus for generating electric power by biomass | |
KR20110003093U (en) | Methods of Employing Dry Food Garbage and Other Biomasses for Gasfication Power Generation | |
KR101713804B1 (en) | Externally Oscillated Plasma Equipment for Tar Destruction in Producer Gas from Waste Pyrolysis/Gasification and in Exhaust Gas from Biomass Combustion | |
KR20130084585A (en) | Resource recovery apparatus for waste by use of plasma | |
KR20200067700A (en) | A torch system that generates thermal energy by generating plasma gas by thermally decomposing and thermally dissociating two or more types of mixed organic materials | |
Kobyłecki et al. | Carbonization of biomass–an efficient tool to decrease the emission of CO 2 | |
RU2671742C1 (en) | Assembly for processing of sewage drain sediments | |
CN2525379Y (en) | City life refuse treating device | |
KR20210124285A (en) | Plasma Shutter with Gasification Device and Microwave Plasma Delay System of Gasification Device | |
CN1426855A (en) | City house refuse treatment method and its treatment device | |
KR200427758Y1 (en) | Apparatus for generating electricity using insulating oil used in waste transformer | |
KR20200067699A (en) | A system that generates thermal energy by generating plasma gas by thermally decomposing and thermally dissociating two or more types of mixed organic materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180804 |