Автотермические процессы

Газогенератор с «кипящим» слоем топлива. Газификацию твердого мелкозернистого топлива в «кипящем» слое (газогенератор типа Винклера) начали исследовать с 1922г (рис.1). В этом процессе используют молодые высокореакционные бурые угли (размер частиц - до 9 мм).

Газогенератор представляет собой вертикальный цилиндрический (шахтный) аппарат, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Газогенератор рассматриваемого типа работает при атмосферном давлении. Дробленый и подсушенный уголь из бункера 1 шнеком 4 подают на распределительную решетку 6. С помощью первичного паровоздушного дутья, подаваемого под решетку, топливо переводится в псевдоожиженное состояние и газифицируется в шахте 2. Вторичное дутье через фурмы 3 вводят непосредственно в псевдоожиженный слой, чтобы повысить степень использования углерода топлива и газифицировать смолистые вещества, выделяющиеся в нижних слоях реакционной зоны.

Рис.1 Газогенератор типа Винклера

Твердый остаток – зола - удаляется в сухом виде, поэтому температуру в

аппарате поддерживают не выше 1100°С (ниже температуры плавления золы).

Часть золы (~70%) уносится из аппарата газовым потоком и затем выделяется в выносном циклоне, а оставшееся количество через отверстия распределительной решетки 6 ссыпается в нижнюю часть газогенератора, откуда шнеком 7 транспортируется в бункер 9. Для ускорения эвакуации частиц золы с поверхности решетки служит водоохлаждаемый вращающийся скребок 5, работающий от привода 8.

Чтобы повысить температуру в газогенераторном процессе и избежать расплавления золы топлива, в уголь, поступающий в газогенератор, добавляют кальцинированную (обожженную) известь.

Газогенератор с аэрозольным потоком топлива. Газификация в аэрозольном потоке топлива (газогенератор типа Копперса - Тотцека) разрабатывается с 1938г. Газогенераторы подобного типа - это первая попытка создать универсальный газогенераторный процесс для газификации твердого топлива любого типа, от молодых бурых углей до каменных углей и антрацитовой пыли. В таком газогенераторе можно газифицировать также тяжелые нефтяные остатки - нефтяной кокс. Подготовка угля к процессу заключается в его измельчении до пылевидного состояния (размер частиц - до 0,1 мм) и сушке (до 8% влажности).

Схема газогенератора этого типа приведена на рис. 2. Из бункеров 1 подсушенное пылевидное топливо шнеками 2 подают через специальные форсунки 3 («горелочные головки») в горизонтальную реакционную камеру 4. В ней находятся две (а в последних конструкциях газогенераторов Koppers — Totzek — четыре) форсунки, расположенные друг против друга. В форсунках топливо смешивается с кислородом и водяным паром, причем подача последнего организована таким образом, что он обволакивает снаружи пылеугольный (точнее, угольно-кислородный) факел, тем самым предохраняя футеровку реакционной камеры от шлакования, эрозии и действия высоких

Рис. 2 Газогенератор Koppers – Totzek: 1-бункеры, 2- шнеки, 3-горелочные головки, 4-реакционная камера, 5-камера охлаждения и гранулирования шлака, 6-газослив.

температур. Особенность рассматриваемого процесса заключается в том, что зола в жидком виде выводится из нижней части реакционной камеры, охлаждается и удаляется в виде гранулированного шлака.