RU137552U1

RU137552U1 - GAS GENERATOR INSTALLATION

Info

Publication number: RU137552U1
Application number: RU2013134313/05U
Authority: RU
Inventors: Глеб Викторович Жарков
Original assignee: Глеб Викторович Жарков
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Газогенераторная энергетическая установка, содержащая последовательно соединенные загрузочную камеру, газогенератор и вихревой уловитель с установленной под ними емкостью для золы, теплообменники, скрубберы, связанные с блоками водообработки, фильтр тонкой очистки и промышленный двигатель, отличающаяся тем, что установка снабжена автоматическими устройствами подачи сыпучего топлива из загрузочной камеры в газогенератор и выгрузки из него отработанных продуктов горения, причем первое представляет собой шнековый транспортер, а второе выполнено в виде вращающегося в металлическом корпусе шнека с возможностью передачи поступательного движения отработанным продуктам горения газогенератора в емкость для золы, при этом установка снабжена устройством очистки аспирационных газовоздушных потоков от взрывоопасных пылей, установленным перед фильтром тонкой очистки и представляющим собой круглый рукавный фильтр, выполненный в виде цельносварных модулей - конического бункера и цилиндрического корпуса, внутри которого вертикально расположены рукава с фильтрополотном с возможностью их встряхивания при помощи системы регенерации.A gas generating power plant comprising a feed chamber, a gas generator and a vortex trap with an ash tank mounted beneath them, heat exchangers, scrubbers associated with water treatment units, a fine filter and an industrial engine, characterized in that the installation is equipped with automatic devices for supplying bulk fuel from loading chamber into the gas generator and unloading from it the exhaust products of combustion, the first being a screw conveyor, and the second The second one is made in the form of a screw rotating in a metal casing with the possibility of translating translational movement of the exhausted products of the gas generator into the ash tank, while the installation is equipped with a device for cleaning aspiration gas-air flows from explosive dusts, which is installed in front of the fine filter and is a round bag filter made in in the form of all-welded modules - a conical hopper and a cylindrical body, inside of which are vertically arranged hoses with a filter plate with the possibility of shaking them with a regeneration system.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к газогенераторным энергетическим установкам, предназначенным для получения горючего газа из сыпучего топлива (лузги) для питания двигателей внутреннего сгорания промышленного производства и может быть использована для выработки электрической и тепловой энергии в отсутствие или резервирования центрального энергоснабжения на сельхозпредприятиях.The utility model relates to the field of energy, namely, gas generating power plants designed to produce combustible gas from bulk fuel (husk) for powering internal combustion engines of industrial production and can be used to generate electric and thermal energy in the absence or reservation of central energy supply in agricultural enterprises .

Известны установки такого же назначения (патенты КЛ №2280820, 2443760), однако, наиболее близкой по технической сущности и назначению к заявляемой является газогенераторная энергетическая установка (патент RU) №2442817, Кл. C01J 3/20, 27.07.2006 г) состоящая из последовательно расположенных газогенератора, циклона, газоводяного теплообменника, скруббера и электрогенератора с газовым двигателем и котлом-утилизатором, причем котел-утилизатор и газоводяной теплообменник связаны последовательно контуром циркуляции теплоносителя, в выход воды из скруббера связан с входом посредством последовательно расположенных отстойника и воздухоподогревателя, при этом между воздухоподогревателем и входом воды в скруббер предусмотрен по крайней мере один анаэробный биофильтр, а также охладитель воды - испаритель теплового насоса, состоящего из компрессора с газовым двигателем, конденсатора-водонагревателя и терморегулирующего вентиля, при этом анаэробный биофильтр посредством газопровода связан с газовым двигателем компрессора теплового насоса, а конденсатор-водонагреватель гидравлически связан с последовательно расположенными котлом-утилизатором, газоводяным теплообменником, узлом теплофикации, газовыми двигателями электрогенератора и компрессора теплового насоса с образованием замкнутого контура циркуляции теплоносителя.Known installations of the same purpose (patents KL No. 2280820, 2443760), however, the closest in technical essence and purpose to the claimed is a gas power plant (patent RU) No. 2442817, Cl. C01J 3/20, 07/27/2006 g) consisting of a gas generator, a cyclone, a gas-water heat exchanger, a scrubber and an electric generator with a gas engine and a recovery boiler, arranged in series, the recovery boiler and gas-water heat exchanger being connected in series with the coolant circulation circuit, into the water outlet from the scrubber connected to the inlet by means of successively arranged sump and air heater, at least one anaerobic biofilter is provided between the air heater and the water inlet to the scrubber, also a water cooler is an evaporator of a heat pump, consisting of a compressor with a gas engine, a condenser-water heater and a thermostatic valve, while the anaerobic biofilter is connected via a gas line to the gas engine of the compressor of the heat pump, and the condenser-water heater is hydraulically connected to the successive boiler, gas-water heat exchanger, heating unit, gas engines of the electric generator and compressor of the heat pump with the formation of a closed loop coolant circulation.

Однако известная установка не обладает достаточной эффективностью, поскольку не содержит средств для нейтрализации шлама, т.е. удаления грязевых частиц, кислот, смол, сернистых соединений без останова из газогенератора и не имеет средств тонкой очистки газа. Недостатком данного устройства, так же является отсутствие средств загрузки газогенератора для непрерывной работы продолжительное время.However, the known installation does not have sufficient efficiency, since it does not contain means to neutralize sludge, i.e. removal of mud particles, acids, resins, sulfur compounds without stopping from the gas generator and does not have the means of fine gas purification. The disadvantage of this device is also the lack of means of loading a gas generator for continuous operation for a long time.

Задачей полезной модели является создание газогенераторной установки, способной обеспечивать многочасовую работу без остановки и применения ручного труда, а также наличие эффективной системы очистки для получения генераторного газа с параметрами установленными изготовителями промышленных двигателей.The objective of the utility model is to create a gas generator set that can provide hours of operation without stopping and using manual labor, as well as an effective purification system for producing generator gas with parameters set by manufacturers of industrial engines.

Технический результат достигается тем, что установка, содержащая последовательно соединенные загрузочную камеру, газогенератор и вихревой уловитель с установленной под ними емкостью для золы, теплообменники, скрубберы, связанные с блоками водообработки, фильтр тонкой очистки и промышленный двигатель, снабжена автоматическими устройствами подачи сыпучего топлива из загрузочной камеры в газогенератор и выгрузки из него отработанных продуктов горения, причем первое представляет собой шнековый транспортер, а второе выполнено в виде вращающегося в металлическом корпусе шнека с возможностью передачи поступательного движения отработанным продуктам горения газогенератора в емкость для золы, при этом установка снабжена устройством очистки аспирационных газовоздушных потоков от взрывоопасных пылей, установленным перед фильтром тонкой очистки и представляющим собой круглый рукавный фильтр, выполненный в виде цельносварных модулей - конического бункера и цилиндрического корпуса, внутри которого вертикально расположены рукава с фильтрополотном с возможностью их встряхивания при помощи системы регенерации.The technical result is achieved by the fact that the installation, which contains a series-connected loading chamber, a gas generator and a vortex trap with an ash tank installed under them, heat exchangers, scrubbers associated with water treatment units, a fine filter and an industrial engine, is equipped with automatic devices for supplying bulk fuel from the loading the chamber into the gas generator and unloading from it the exhaust products of combustion, the first being a screw conveyor, and the second is made in the form of screw in the metal casing with the possibility of translating translational waste products of the combustion of the gas generator into the ash tank, while the installation is equipped with a device for cleaning aspiration gas-air flows from explosive dusts installed in front of the fine filter and representing a round bag filter made in the form of all-welded modules - conical hopper and cylindrical body, inside which are vertically arranged sleeves with filter plate with the possibility of their shaking hivaniya using a regeneration system.

Газогенераторная установка поясняется чертежами:The gas generator installation is illustrated by drawings:

на фиг. 1 изображена общая схема установки, вид в плане;in FIG. 1 shows a general installation diagram, a plan view;

на фиг. 2 изображена общая схема установки, вид сбоку;in FIG. 2 shows a general installation diagram, side view;

на фиг. 3 изображена схема круглого рукавного фильтра.in FIG. 3 shows a diagram of a round bag filter.

Предлагаемая газогенераторная установка предназначена для получения горючего газа из сыпучего топлива, рисовой лузги, для питания двигателей внутреннего сгорания промышленного производства. Она осуществляет генерацию, охлаждение, очистку и переработку генераторного газа в электроэнергию.The proposed gas generator is designed to produce combustible gas from bulk fuel, rice husk, to power internal combustion engines of industrial production. It carries out the generation, cooling, refining and processing of generator gas into electricity.

В установке применены автоматизированные процессы загрузки топлива и выгрузки отработанных продуктов горения, что обеспечивает многочасовую непрерывную работу установки для выработки электроэнергии необходимой для бесперебойной работы сельхозпредприятия.The installation employs automated processes for loading fuel and unloading spent combustion products, which ensures many hours of continuous operation of the installation to generate electricity necessary for the smooth operation of an agricultural enterprise.

Генераторная установка содержит последовательно соединенные загрузочную камеру 1, газогенератор 2, воздухоохлаждаемый переход 3, вихревой уловитель 4 с установленной под ними емкостью 5 для золы, первый и второй теплообменники 6, 7, два скруббера 8, связанных с блоками 9 водообработки, круглый рукавный фильтр 10, фильтр 11 тонкой очистки, и промышленный двигатель 12.The generator set includes a loading chamber 1 connected in series, a gas generator 2, an air-cooled transition 3, a vortex trap 4 with an ash tank 5 installed under them, the first and second heat exchangers 6, 7, two scrubbers 8 connected to the water treatment units 9, a round bag filter 10 , a fine filter 11, and an industrial engine 12.

Кроме того, установка снабжена системой подачи сыпучего топлива, бункером-накопителем 14 и наклонными транспортерами 15 для подачи топлива в загрузочную камеру 1, автоматическими устройствами 17, 18; подачи топлива из загрузочной камеры 1 в газогенератор 2 и выгрузки отработанных продуктов горения (угля) из газогенератора 2 в емкость 5 для золы, циклонной тонкой 19 и шкафом 20 синхронизации.In addition, the installation is equipped with a bulk fuel supply system, a storage hopper 14 and inclined conveyors 15 for supplying fuel to the loading chamber 1, automatic devices 17, 18; supplying fuel from the loading chamber 1 to the gas generator 2 and unloading the spent combustion products (coal) from the gas generator 2 into the ash container 5, thin cyclone 19 and a synchronization cabinet 20.

Загрузочная камера 1 предназначена дозировано загружать топливо из бункера-накопителя 14 в газогенератор 2 автоматическим устройством 17 подачи топлива, представляющим собой шнековый транспортер.The loading chamber 1 is designed to dose fuel from the storage hopper 14 into the gas generator 2 by an automatic fuel supply device 17, which is a screw conveyor.

Газогенератор 2 выполнен четырехкамерным и предназначен для получения силового газа, в котором реализована слоевая газификация с использованием обращенного процесса. Слоевая газификация характеризуется четким разделением топлива на слои, которые можно охарактеризовать протекающими в них процессами. В этих слоях последовательно происходят разогрев и подсушивание, горение, газификация. Конструкция газогенератора 2 позволяет использовать дешевые низкосортные, спекающие и шлакующие угли из рисовой лузги.The gas generator 2 is made four-chamber and is designed to produce power gas, which implements layer gasification using the inverse process. Layer gasification is characterized by a clear separation of the fuel into layers, which can be characterized by the processes occurring in them. In these layers, heating and drying, burning, and gasification occur successively. The design of the gas generator 2 allows the use of cheap low-grade, sintering and slag coals from rice husk.

Выгрузка отработанных продуктов горения осуществляется автоматическим устройством 18, выполненным в виде вращающегося в металлическом корпусе шнека, с возможностью передачи поступательного движения отработанным продуктам горения в горизонтальном направлении из газогенератора 2 в емкость 5 для приема золы. Достоинством автоматического устройства 18 является износостойкость, так как поверхности, соприкасающиеся с углем, выполнены из нержавеющей стали, безопасность и простота в использовании. Забор продуктов горения непосредственно из газогенератора делает этот процесс менее затратным.Unloading of the combustion products is carried out by an automatic device 18, made in the form of a screw rotating in a metal casing, with the possibility of translating the progress of the combustion products in the horizontal direction from the gas generator 2 into a container 5 for receiving ash. The advantage of the automatic device 18 is wear resistance, since the surfaces in contact with coal are made of stainless steel, safety and ease of use. The intake of combustion products directly from the gas generator makes this process less costly.

Вихревой уловитель 4 выполняет сухую инерционную очистку запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках.Vortex trap 4 performs dry inertial cleaning of dusty gas in entangled swirling gas flows.

Теплообменники 6, 7 предназначены для ступенчатого охлаждения полученного газа от температуры 1100°C до 90°C, при этом на выходе из теплообменника 6 осуществляется сброс избыточного газа в циклонную топку 19.Heat exchangers 6, 7 are designed for stepwise cooling of the obtained gas from a temperature of 1100 ° C to 90 ° C, while the excess gas is discharged to the cyclone furnace 19 at the outlet of the heat exchanger 6.

В циклонной топке 19 дожигаются избытки полученного генераторного газа.In the cyclone furnace 19, excesses of produced generator gas are burned up.

Скрубберы 8 очищают генераторный газ, поступивший из теплообменника 7 от сажи, окислов тяжелых металлов и других вредных примесей. Они связаны с блоком 9 водообработки.Scrubbers 8 clean the generator gas received from the heat exchanger 7 from soot, oxides of heavy metals and other harmful impurities. They are associated with block 9 of the water treatment.

Круглый рукавный фильтр 10 предназначен для очистки аспирационных газовоздушных потоков от взрывопожароопасных пылей и оснащен системой повышения давления генераторного газа и системой регенерации, самоочистки, в соответствии с потребностями двигателя. Рукавный фильтр 10 выполнен в виде цельносварных модулей, включающих конический бункер 21 и цилиндрический корпус 22. Внутри цилиндрического корпуса 22 вертикально размещены рукава 23 с фильтрополотном 24 для задержания пыли. Внутренние поверхности корпуса 22 и бункера 21 гладкие, не имеют заплечиков, что исключает слеживание пыли.The round bag filter 10 is designed to clean suction gas-air flows from explosive and flammable dusts and is equipped with a system for increasing the pressure of the generator gas and a system of regeneration, self-cleaning, in accordance with the needs of the engine. The bag filter 10 is made in the form of all-welded modules, including a conical hopper 21 and a cylindrical body 22. Inside the cylindrical body 22, sleeves 23 with a filter plate 24 are vertically placed to hold dust. The inner surfaces of the housing 22 and the hopper 21 are smooth, have no shoulders, which eliminates caking of dust.

Фильтр 11 тонкой очистки предназначен для улавливания с очень высокой эффективностью (>90%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной концентрацией (0,1 мкм).The fine filter 11 is designed to capture with very high efficiency (> 90%) mainly submicron particles from industrial gases with a low input concentration (0.1 μm).

Промышленный дигатель 12 - предназначен для обеспечения надежного электроснабжения.Industrial Digitator 12 - designed to provide reliable power supply.

Шкаф синхронизации 20 позволяет синхронизировать полученное электричество и генерировать его в сеть, осуществляет контроль состояния сети и учет получаемой электроэнергии в ручном и автоматическом режимах.The synchronization cabinet 20 allows you to synchronize the received electricity and generate it in the network, monitors the status of the network and metering the received electricity in manual and automatic modes.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Топливо по наклонным транспортерам поступает со склада 13 в бункер-накопитель 14, а затем в загрузочную камеру 1, откуда автоматическим устройством 17 подается в четырехкамерный газогенератор 2. Газогенераторный газ из генератора 2 поступает в воздухоохлаждаемый переход 3 и далее в вихревой уловитель4, в котором выполняется сухая инерционная очистка запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках. Очищенный газ поступает в теплообменники 6, 7 для охлаждения с последующим понижением температуры от 1100°C до 90°C. При этом на выходе из первого осуществляется сброс избыточного газа в циклонную топку 19 для его дожигания. Затем газ из теплообменника 7 поступает в скруббер 8 для дальнейшего очищения. Вода в скруббере 8, циркулирующая между скруббером 8 и блоком водообработки 9 с помощью циркуляционного насоса распыляется внутри герметичной камеры навстречу восходящим потокам газа, удаляя из них сажу, окислы тяжелых металлов и другие вредные примеси.Fuel is fed through inclined conveyors from warehouse 13 to storage hopper 14, and then to loading chamber 1, from where it is automatically fed into a four-chamber gas generator 2. Gas generator gas from generator 2 enters the air-cooled passage 3 and then to the vortex collector 4, in which dry inertial cleaning of dusty gas in entangled swirling gas flows. The purified gas enters the heat exchangers 6, 7 for cooling, followed by a decrease in temperature from 1100 ° C to 90 ° C. In this case, at the exit from the first, excess gas is discharged into the cyclone furnace 19 for its afterburning. Then the gas from the heat exchanger 7 enters the scrubber 8 for further purification. Water in the scrubber 8, circulating between the scrubber 8 and the water treatment unit 9, is sprayed using a circulation pump inside the sealed chamber towards the rising gas flows, removing soot, oxides of heavy metals and other harmful impurities from them.

Очищенный до 30 мг/м³ газ поступает в корпус 22 круглого рукавного фильтра 10, где проходя через рукава 23 с фильтрополотном 24 пыль задерживается в них и осыпается вниз.The gas purified up to 30 mg / m ³ enters the housing 22 of the round bag filter 10, where, passing through the sleeves 23 with the filter plate 24, the dust is delayed in them and crumbles down.

При достижении определенного гидродинамического сопротивления срабатывает система регенерации, самоочистки рукавов. Происходит импульсная регенерация (встряхивание) рукавов сжатым воздухом.Upon reaching a certain hydrodynamic resistance, the system of regeneration, self-cleaning of the sleeves is activated. Pulse regeneration (shaking) of the hoses by compressed air occurs.

Очи щенные аспирационные газовоздушные потоки от взрывопожароопасных пылей поступают в фильтр 11 тонкой очистки, где улавливаются в основном субмикронные частицы из промышленных газов с низкой входной концентрацией (менее 0,1 мкм).Purified suction gas-air flows from explosive and flammable dusts enter the fine filter 11, where submicron particles are mainly captured from industrial gases with a low inlet concentration (less than 0.1 μm).

Полученный охлажденный и очищенный генераторный газ попадает в промышленный двигатель 12 большой мощности с 4-тактным компрессионным воспламенением, укомплектованный всем необходимым для обеспечения надежного электроснабжения (системой автоматики Хайсман).The resulting cooled and purified generator gas enters the high-power industrial engine 12 with 4-stroke compression ignition, equipped with everything necessary to ensure reliable power supply (Heisman automation system).

Claims

A gas generating power plant comprising a feed chamber, a gas generator and a vortex trap with an ash tank mounted beneath them, heat exchangers, scrubbers associated with water treatment units, a fine filter and an industrial engine, characterized in that the installation is equipped with automatic devices for supplying bulk fuel from loading chamber into the gas generator and unloading from it the exhaust products of combustion, the first being a screw conveyor, and the second The second one is made in the form of a screw rotating in a metal casing with the possibility of translating translational movement of the exhausted products of the gas generator into the ash tank, while the installation is equipped with a device for cleaning aspiration gas-air flows from explosive dusts, which is installed in front of the fine filter and is a round bag filter made in in the form of all-welded modules - a conical hopper and a cylindrical body, inside of which are vertically arranged hoses with a filter plate with the possibility of shaking them with a regeneration system.