EA015640B1 - Газификационная установка - Google Patents

Газификационная установка Download PDF

Info

Publication number
EA015640B1
EA015640B1 EA200901072A EA200901072A EA015640B1 EA 015640 B1 EA015640 B1 EA 015640B1 EA 200901072 A EA200901072 A EA 200901072A EA 200901072 A EA200901072 A EA 200901072A EA 015640 B1 EA015640 B1 EA 015640B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gas
installation
tank
pipe
biomass
Prior art date
Application number
EA200901072A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200901072A1 (ru
Inventor
Джованни Каппелло
Original Assignee
А.Г.Т. Срл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by А.Г.Т. Срл filed Critical А.Г.Т. Срл
Publication of EA200901072A1 publication Critical patent/EA200901072A1/ru
Publication of EA015640B1 publication Critical patent/EA015640B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/22—Arrangements or dispositions of valves or flues
    • C10J3/24—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
    • C10J3/26—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/16—Plant or installations having external electricity supply wet type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/49—Collecting-electrodes tubular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/78—Cleaning the electrodes by washing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/36—Fixed grates
    • C10J3/38—Fixed grates with stirring beams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/40—Movable grates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02—Dust removal
    • C10K1/024—Dust removal by filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02—Dust removal
    • C10K1/028—Dust removal by electrostatic precipitation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/08—Ionising electrode being a rod
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к установке 100 для газификации биомассы, которая содержит газогенератор 10 и устройство 23 для фильтрации газа. Устройство 23 содержит скруббер 51, бак 41 и влажностный электростатический осадитель 51. Скруббер находится в жидкостной связи с газогенератором и с баком и предназначен для введения промывочной жидкости в поток газа. Бак имеет нижнюю зону для сбора жидкости и верхнюю зону для удержания газа, разделяемых силой тяжести. Влажностный электростатический осадитель находится в жидкостной связи с верхней зоной бака таким образом, чтобы получать только газ. Данное изобретение относится, кроме того, к газогенератору, имеющему газификационный реактор 12, решетку 125 для поддержки биомассы в реакторе и пробку 126 для закрывания срединной части решетки. Пробка подвижна в вертикальном направлении так, чтобы закрывать и/или открывать срединную часть решетки.

Description

Объектом настоящего изобретения является установка для газификации биомассы, в частности ее газогенератор и устройство для фильтрации.
Газогенератор предназначен для выработки горючего газа из биомасс различного вида. Устройство для фильтрации предназначено для очистки горючего газа, вырабатываемого газогенератором.
Установки для газификации биомасс, т.е. установки, предназначенные для выработки горючего газа из биомасс, давно известны. Наиболее важная с этой точки зрения часть биомассы (80-98%) состоит из углерода (С), водорода (Н) и кислорода (ОГ), упакованных в молекулы различного рода. Остальная часть биомассы (2-20%) состоит из других молекул и других неорганических элементов, главным образом кремния (δί), калия (К), кальция (Са), магния (Мд).
В некоторой степени известными являются следующие реакции, происходящие во время газификации:
С + О2 СО2 (сгорание);
С + 1/2 О2 СО (частичное окисление);
С + Н2О(д) СО + Н2 (конверсия угля);
С + СО2 2СО (Воибоиатб реакция);
С + 2Н2 СН4 (метанизация);
СО + Н2О(д) СО2 + Н2 (реакция конверсии водяного газа).
В результате этих реакций в присутствии воздуха получают газ (называемый генераторным газом), который состоит из смеси приблизительно 50% Ν2, 20% СО, 15% Н2, 10% СО2 и 5% СН4. Если реакции происходят в отсутствие воздуха, конечная смесь не содержит Ν2 и получает наименование синтез-газ.
Известны различные типы установок для газификации, которые отличаются конструкцией реактора, траекторией, по которой газ проходит через реактор, типом применяемых устройств для фильтрации и т. д.
Установки для газификации известных типов, однако, не лишены недостатков.
Современные установки для газификации можно сгруппировать в две основные категории. Установки первой категории, создаваемые, главным образом, в экспериментальных целях, отличаются большими размерами (мощность обычно выше 1 МВт) и модернизированными технологиями. Эти размеры, а также то, что они строятся в единичных экземплярах, делают невозможной их коммерциализацию в большом масштабе.
Установки второй категории отличаются малыми размерами, в них применяются элементарные технологии и предназначены они, главным образом, для применения в сельских условиях развивающихся стран. Технологическая отсталость этих установок делает невозможным их использование на западном рынке энергоресурсов.
В 40-е гг. XX века были созданы крайне компактные установки для газификации. Они устанавливались, главным образом, на автомобилях, чтобы компенсировать отсутствие нефтепродуктов. Фактически, они позволяли осуществлять питание двигателей внутреннего сгорания древесиной или древесным углем. Эти установки отличались небольшими размерами, но они обладали низкой эффективностью и вырабатывали газ неприемлемого качества, исходя из современных стандартов.
Кроме того, растительная биомасса, которая обычно подается в газогенераторы, часто бывает загрязнена инородными теплостойкими неорганическими телами, такими как камни, металлический лом и т.п. Накопление таких инородных тел вызывает в установках для газификации известного типа засорение решетки, через которую отсасывается газ. Операции по удалению инородных тел и разборке решеток в газогенераторах известного типа вызывают вынужденные простои.
Следовательно, целью данного изобретения является создание установки для газификации, в которой исключены, по крайней мере частично, недостатки, свойственные установкам предшествующей техники.
В частности, задачей данного изобретения является создание установки для газификации с ограниченными габаритными размерами, способной вырабатывать горючий газ со степенью фильтрации, достаточной для использования в современных и усовершенствованных двигателях внутреннего сгорания.
Кроме того, задачей данного изобретения является создание установки для газификации, способной обеспечить непрерывную работу при наличии инородных тел в подаваемой биомассе.
Указанная цель достигается, и задачи выполняются с помощью установки для газификации в соответствии с п.1 формулы изобретения.
Для более глубокого понимания изобретения и оценки его преимуществ ниже описаны со ссылками на прилагаемые чертежи некоторые из образцовых неограничительных примеров осуществления изобретения. На чертежах:
фиг. 1 - схематический вид установки в соответствии с изобретением в целом;
фиг. 2.1 - схематический вид в разрезе газогенератора с нисходящим потоком известного типа;
фиг. 2.2 - вид в разрезе газогенератора в соответствии с изобретением;
фиг. 3 - вертикальная боковая проекция устройства для фильтрации, подобного показанному на фиг. 1 под цифрой III;
- 1 015640 фиг. 4 - вид в плане устройства для фильтрации на фиг. 3;
фиг. 5 - вид в разрезе по линии У-У на фиг. 4;
фиг. 6 - вид в разрезе по линии У1-У1 на фиг. 4;
фиг. 7 - вид детали изображения, показанной цифрой У11 на фиг. 5;
фиг. 8 - подробный вид в разрезе по линии УШ-УШ на фиг. 4;
фиг. 9 - подробный вид узла, показанного на фиг. 7 под цифрой IX;
фиг. 10 - вертикальная боковая проекция части установки в соответствии с изобретением в целом;
фиг. 11 - перспективный вид части установки на фиг. 10;
фиг. 12 - подробный вид узла, показанного на фиг. 2.2 под цифрой XII;
фиг. 13 - боковой вид с частичным разрезом устройства для фильтрации, подобного показанному на фиг. 3;
фиг. 14 - вид в плане устройства для фильтрации на фиг. 13;
фиг. 15 - вид в разрезе по линии ХУ-ХУ на фиг. 14;
фиг. 16 - подробный вид узла, показанного на фиг. 15 под цифрой ХУ1;
фиг. 17 - вертикальная боковая проекция части установки в соответствии с изобретением в целом.
В последующем описании авторы часто обращаются к понятиям верхний, наивысший (ΐορ, иррег) и т.п. и соответственно к понятиям нижний, низший (Ьойот, 1о\\'ег) и т.п. Эти понятия однозначно относятся к установке, правильно смонтированной в рабочем положении и, следовательно, определенным образом подверженной воздействию силы тяжести.
В описании траектории движения газа встречаются понятия расположенный выше по потоку (ирйтеат) и расположенный ниже по потоку (бо\\'П51геат). Понятие выше по потоку означает положение, относительно близкое к загрузочному отверстию газификатора, в то же время ниже по потоку означает положение, относительно удаленное от загрузочного отверстия.
На прилагаемых чертежах выносной цифрой 100 обозначена установка для газификации в соответствии с данным изобретением.
Установка 100 содержит газогенератор 10 и устройство 23 для фильтрации газа.
Устройство 23 для фильтрации газа, в свою очередь, содержит систему 31 для промывки и охлаждения газа (эта система 31 также называется скруббер), бак 41 и фильтр или влажностный электростатический осадитель 51.
Скруббер 31 находится в жидкостной связи с газогенератором 10 и располагается ниже его по потоку. Скруббер 31 находится в жидкостной связи также с баком 41 и располагается выше его по потоку. Скруббер 31 предназначен для ввода промывочной жидкости в поток газа, выпускаемого газогенератором 10. В вариантах осуществления, описанных ниже, предполагается, что промывочная жидкость является водой, но в других возможных вариантах осуществления она может быть также известковым молоком, газовым маслом и т.п.
Бак 41 имеет нижнюю зону 414, предназначенную для сбора промывочной жидкости или воды, и верхнюю зону 415, закрытую крышкой 45 и предназначенную для удержания газа. Бак, следовательно, предназначен для получения газа и воды с помощью скруббера 31 и разделения их под действием силы тяжести.
Влажностный электростатический осадитель 51 (также называемый \¥Е8Р или влажностный электростатический фильтр) находится в жидкостной связи с баком и располагается ниже его по потоку. Более подробно, влажностный электростатический осадитель 51 находится в жидкостной связи с верхней зоной 415 бака, чтобы получать только газ, удерживаемый в ней.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения газогенератор 10 имеет реактор 12 типа устройства с нисходящим потоком, т. е. биомасса подается в реактор 12 сверху, а газ выводится из нижней части.
На фиг. 2.1 схематически показан известный реактор с нисходящим потоком. Реактор 12, который работает в вертикальном положении, имеет на верхней стороне отверстие 11 для биомассы (В) и при некоторых условиях для воздуха (А). На всем протяжении реактора происходит накопление биомассы и располагаются последовательно: секция (Р), в которой происходит пиролиз; секция высокотемпературного окисления (О), в которой происходит частичное сгорание биомассы с помощью воздуха горения (АК), и секция восстановления (В), в которой имеют место действительные реакции газификации.
Воздух горения (АК) можно вводить в реактор 12 посредством соответствующих сопел, входящих в корпус реактора, или в конструкциях с открытой сердцевиной непосредственно с помощью отверстия 11.
Решетка 125 предназначена для поддержки биомассы в реакторе 12. Во время работы реактора 12 газы, получаемые в процессе газификации, зола и угольная пыль выходят через решетку 125 в зону 13 накопления в нижней части корпуса реактора 12.
Горючий газ (С) подается в устройство 23 для фильтрации, расположенное ниже газогенератора по потоку; в этом устройстве происходит пылеулавливание, охлаждение и удаление смол.
Остаточная зола и древесный уголь собираются в соответствующей зоне 13 накопления в нижней части реактора 12 и последовательно удаляются.
- 2 015640
Относительно прилагаемой фиг. 2.2: ниже описывается вариант осуществления газогенераторной установки в соответствии с данным изобретением.
Газогенератор имеет приемное отверстие 11, через которое возможно осуществлять загрузку биомассы; реактор 12 с нисходящим потоком для газификации; зону 13 накопления под реактором 12, где древесный уголь разделяется с горячим газом; и шнек 14 для удаления древесного угля (показан на фиг. 1, 10 и 11).
В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения газификатор содержит также автоматическую систему удаления инородных тел. В биомассе, предназначенной для загрузки в газогенератор 10, почти всегда присутствуют инородные тела, например камни, металлический лом и т.п. Для того чтобы избежать накопления таких инородных тел в реакторе 12, предусмотрена автоматическая система удаления таких инородных тел.
Газогенератор 10, имеющий систему удаления инородных тел, описан ниже со ссылками на прилагаемые чертежи 2.2 и 12. Газогенератор 10 содержит загрузочный канал 121 для подачи биомассы в реактор газификации 12; стенки 122 реактора газификации, выполненные из огнеупорного материала; множество слоев 123 изоляционного материала; вал 124, снабженный горизонтальными лопастями 133 для плоскостного перемешивания (р1апаг ш1хшд) биомассы в реакторе; решетку 125, предпочтительно в форме усеченного конуса, для поддержки биомассы в реакторе и пробку 126, предпочтительно коническую, для закрывания нижней части решетки 125.
Специфическая горизонтальная конфигурация лопастей 133 позволяет эффективное перемешивание биомассы в пределах одиночного слоя без смешивания соседних слоев между собой.
Форма усеченного конуса решетки 125 с уклоном в нижнем направлении облегчает соскальзывание и накопление любых инородных тел в срединной части решетки.
Коническая пробка 126 способна перемещаться в вертикальном направлении, таким образом закрывая и/или открывая отверстие в срединной части решетки 125. При нормальной работе реактора 12 коническая пробка 126 находится в закрытом положении, а в заданные интервалы времени она перемещается в открытое положение, позволяя удаление накопленных в срединной части решетки инородных тел.
Вертикальное перемещение сообщается конической пробке 126 рычагом 128, в свою очередь перемещаемым соответствующим сервомотором, который периодически приводится в действие для выполнения циклов очистки.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, представленным здесь, газогенератор 10 дополнительно содержит очистные ножи 127 для очистки решетки 125.
Органы управления позволяют устанавливать декремент давления в реакторе 12, когда решетка 125 в форме усеченного конуса начинает забиваться ввиду чрезмерного накопления угля и золы. В этом случае вал 129 начинает вращаться, будучи приводимым редукторным двигателем 130 и заставляя очистные ножи 127 скоблить решетку 125. При своем вращательном перемещении ножи 127 сбрасывают в нижележащую зону частицы золы и угля, забивающие решетку, в то же время содействуя скольжению в направлении срединной части любых инородных тел, которые могут находиться в реакторе 12.
В соответствии с вариантом осуществления газогенератора 10 он содержит дополнительные лопасти 131, расположенные в зоне 13 накопления. Эти лопасти 131 предназначены для переноса угля, золы и инородных тел, упавших во время цикла очистки решетки 125 ножами 127 и во время удаления инородных тел вследствие открывания пробки 126. Лопасти 131 составляют одно целое с валом 129 и вращаются вместе с ним, перенося уголь, золу и инородные тела к трубопроводу 132 для их последующего удаления.
Выходной поток газа из реактора 12 имеет температуру около 700°С и несет взвешенные частицы угля и золы, а также пары смол. Чтобы сделать этот газ пригодным для использования (например, для подачи в двигатель внутреннего сгорания), предпочтительно охладить его до температуры ниже 50/60°С, отделяя пыль и устраняя смолистую фракцию, которая во время охлаждения конденсируется, образуя аэрозоли.
В установке 100 в соответствии с данным изобретением ниже газогенератора 10 по потоку предусмотрено устройство 23 для фильтрации, содержащее скруббер 21, бак 41 и влажностный электростатический осадитель 51.
В соответствии с вариантом осуществления, представленным на прилагаемых чертежах, устройство 23 фильтрации газа предназначено для вовлечения газа в процесс влажностной обработки, в котором газ охлаждается с помощью скруббера 31 с водяным орошением (в некоторых случаях скруббера Вентури) и затем подвергается отфильтровыванию от смоляного тумана и частичек, которые остаются взвешенными, с помощью влажностных электростатических осадителей (влажностного Е8Р или ^Е8Р).
В соответствии с вариантом осуществления устройство 23 для фильтрации газа, выходящего из реактора 12, содержит также циклон 21, расположенный выше скруббера 31 по потоку и предназначенный для выполнения первого этапа обеспыливания газа.
- 3 015640
Циклон 21 служит для выполнения первого этапа обеспыливания газа перед последующей влажностной очисткой последнего. Циклон, следовательно, служит для того, чтобы уменьшить количество твердых включений, увлекаемых газом, и таким способом устранить проблемы последующей очистки и накопления пыли в расположенных ниже по потоку частях установки. Пылеобразное порошковое вещество, улавливаемое циклоном 21, выгружается и удаляется посредством соответствующего шнека 22.
В скруббере Вентури 31 вода используется в качестве очистительной жидкости и в качестве движущей жидкости для газа. Это значит, что введение воды под давлением в поток газа создает избыточное давление, предназначенное для перемещения того же самого газа по установке. Вода подается в скруббер 31 по специальному трубопроводу 32, находящемуся под давлением, а затем вводится в поток газа.
В скруббере Вентури 31 горячий содержащий пыль газ, выходящий из реактора 12 или из циклона 21 (при наличии последнего) по специальному трубопроводу 33, входит в тесный контакт с движущей жидкостью. Таким образом, газ охлаждается, частично лишается смол, которые конденсируются во время процесса охлаждения, и затем обеспыливается.
На выходе скруббера 31 предусмотрен своеобразный бак 41, на котором устанавливается электростатический осадитель, описанный ниже. Бак может быть выполнен, например, из стали, полимерного материала или другого материала, устойчивого против коррозии загрязненной водой.
Вода и газовая струя, выходящие из скруббера Вентури 31, разделяются в баке 41 силой тяжести. Вода поступает в нижнюю зону 414 бака 41, а газ и смоляной туман занимают верхнюю зону 415 бака 41.
Газ, который отделяется от воды при входе в бак 41 из скруббера Вентури 31, может свободно занимать верхнюю зону 415 бака 41 между поверхностью воды и крышкой 45. Максимальный уровень воды в баке 41 определяется сливным устройством 43, а минимальный уровень - впускным отверстием 44 для воды, регулируемым соответствующим щупом или поплавком.
На верхней стороне бака 41, например на крышке 45, закрепляется по меньшей мере один электростатический осадитель 51, так что ввод газа в электростатический осадитель происходит на верхней стороне бака.
Электростатический осадитель 51 является влажностным электростатическим осадителем (влажностный ЕБР); он содержит по крайней мере одну трубу 511 кругового поперечного сечения, установленную на баке 41 в вертикальном положении.
В трубе 511 находится электрод 52. Он располагается в центральном положении вдоль оси трубы и удерживается пробкой 53, выполненной из соответствующего электроизоляционного материала.
В соответствии с вариантом осуществления предусматриваются как автоматизированная система очистки внутренней стенки трубы 511, так и система очистки срединного электрода 52.
В частности, верхний участок каждой трубы снабжен соплами 54, которые позволяют впрыскивание воды в тангенциальном направлении относительно внутренней окружности трубы 511 с последующим образованием ровной пленки воды на внутренней поверхности трубы. Частицы смолы и пыли, которые, будучи притягиваемыми электрическим полем внутри осадителя, направляются к стенке трубы 511, непрерывно смываются водяной пленкой и падают вниз в бак 41.
Кроме того, в нижней части трубы предусматривается сопло 55, расположенное соосно со срединным электродом 52 осадителя. Сопло 55 служит для создания сильной струи воды, которая, охватывая наружную поверхность электрода 52 по всей его длине снизу доверху, очищает его от частиц смолы и пыли, осевших на него.
Газ, находящийся в верхней зоне 415 бака 41, может свободно втекать в трубу 511. Затем газ проходит по трубе 511 снизу доверху и благодаря эффекту, вызываемому электронной эмиссией (эффект короны) электрода 52, очищается от смоляного тумана и остаточных твердых частиц, взвешенных в газе.
Размеры трубы 511 определяют активную поверхность осадителя 51, воздействию которого газ подвергается во время прохождения. Вместе с напряженностью электрического поля, прилагаемого в пределах осадителя 51, размеры трубы 511 определяют, следовательно, производительность фильтрации осадителя 51. При фиксированной скорости потока газа, подвергаемого обработке, производительность фильтрации осадителя 51 определяет конечное качество обрабатываемого газа.
Что касается длины трубы 511, то она должна отвечать как необходимости, связанной с производительностью фильтрации осадителя 51, так и логической необходимости ограничения габаритов. Ввиду этого длина трубы 511 предпочтительно должна находиться в пределах от 1 до 3 м. В соответствии с вариантом осуществления, представленным на чертежах, труба 511 имеет длину около 1,5 м.
Поскольку внутренний диаметр трубы 511 также подвергается логической необходимости уменьшения габаритов, он предпочтительно составляет менее 30 см, еще более предпочтительно менее 20 см. Ниже приведены некоторые дополнительные рассуждения относительно напряженности электрического поля.
- 4 015640
В соответствии с вариантом осуществления бак 41 содержит отдельный затвор (Пообда1е) 42. Затвор 42 соединяется с крышкой 45 и со стенками бака 41, но не соединяется с его дном. Благодаря этому затвор 42 разделяет только верхнюю зону 415, занятую газом, на две изолированные части 411 и 412, а вода внизу может свободно протекать через бак 41. Газ, который отделяется от водяной струи, поступающей в бак 41 из скруббера 31, может свободно занимать верхнюю зону первой части 411 бака 41, которая создается между поверхностью воды и крышкой 45 бака 41, до затвора 42.
В таком варианте осуществления доступ газа в электростатический осадитель происходит в первой части 411 бака 41, а выход того же газа из электростатического осадителя происходит во второй части 412 бака, которая изолируется с помощью затвора 42.
На фиг. 5 можно видеть устройство для фильтрации газа, содержащее бак 41, скруббер Вентури 31, затвор 42, электростатические осадители 51, впускное устройство 44 для воды и слив 43.
В варианте осуществления, показанном на прилагаемых чертежах, каждый влажностный электростатический осадитель 51 выполнен в форме перевернутой буквы И. Одиночный осадитель 51 состоит из двух труб 511 и 512 кругового сечения, соединенных друг с другом в верхней части горизонтальной трубой 513. Трубы 511 и 512 вертикально установлены на баке 41 таким образом, что труба 511 непосредственно соединяется с верхней зоной 415 первой части 411 бака, а труба 512 соединяется с верхней зоной 415 второй части 412 бака.
Как указывалось выше, внутри каждой трубы в центральной ее части вдоль оси располагается электрод 52, удерживаемый пробкой 53. Кроме того, предусматривается очистительная система для внутренней стенки трубы и срединного электрода.
Газ, присутствующий в первой части 411 бака 41, может свободно перетекать в трубу 511. Затем газ течет по трубе 511 снизу вверх и благодаря эффекту, вызываемому электронной эмиссией (эффект короны) электрода 52, очищается от смоляного тумана и остаточных твердых частиц, взвешенных в газе.
После достижения верхней зоны трубы 511 газ проходит в горизонтальную соединительную трубу 513, которая соединяет трубу 511 с трубой 512, и, в конечном итоге, втекает во вторую часть 412 бака 41.
На фиг. 5 и 7 можно увидеть с большими подробностями часть варианта осуществления электростатического осадителя 51.
Специфическая форма электростатического осадителя 51, перевернутое И, позволяет удвоить эффективную длину осадителя, сохраняя в то же время габаритные размеры ограниченными. В частности, в показанном варианте осуществления, в котором каждая труба 511 и 512 имеет длину около 1,5 м, форма перевернутого И позволяет обеспечить эффективную длину осадителя, равную 3 м.
В соответствии с таким вариантом осуществления можно видеть следующие детали, в частности трубы 511 и 512; высоковольтный срединный электрод 52; пробку 53 для удерживания электрода 52; сопла 54 для вливания воды, очищающей внутреннюю стенку трубы; фланец 413 для закрепления осадителя 51 к баку 41; сопло 55 для очистки срединного электрода 52 и трубку 552 подачи воды под давлением к соплу 55.
Для достижения необходимого фильтрационного эффекта как функции расхода обрабатываемого газа напряженность электрического поля между трубами 511, 512 и электродом 52 должна составлять от 1 до 8 В/см, в рассматриваемом случае наиболее предпочтительна напряженность 5 В/см.
В варианте осуществления, представленном на прилагаемых чертежах, зазор между срединным электродом 52 и внутренней стенкой трубы 511 составляет около 6 см (разность между внутренним радиусом трубы и радиусом электрода). Следовательно, для достижения в таком варианте осуществления необходимого фильтрационного эффекта между трубами 511 и 512 и электродом 52 должна создаваться разность потенциалов от 6 до 48 В, наиболее предпочтительно 30 В.
Такие характеристики одиночного осадителя 51 в форме перевернутого И позволяют обеспечить эффективную обработку газа при расходе 75 м3/ч. Пара осадителей 51, показанная на фиг. 3, 5, 10 и 11, способна, следовательно, обработать 150 м3/ч. При больших величинах расхода газа можно добавить необходимое количество осадителей в соответствии с модульным принципом построения системы.
Вода, распыляемая соплами 54 для создания пленки в трубах 511 и 512, после стекания вниз по внутренней стенке трубы и сбора загрязнений стекает в бак 41.
На фиг. 8 можно увидеть с большими подробностями исполнение сопла 55 для очистки срединного электрода 52.
В соответствии с таким вариантом осуществления можно видеть следующие детали, в частности срединный электрод 52; фланец 413 для закрепления к баку 41; стенку трубы 511 осадителя 51; отверстия 561 и 562 соответственно для прохода газа и воды из бака 41 в трубу 511 и обратно; трубу 552 подачи воды под давлением к соплу 55 и сопло 55.
В этом частном исполнении сопло 55 составляется из гильзы 553 и цилиндра 554, закрепленного внутри гильзы 553. Верхний конец цилиндра 554 имеет наружный диаметр, равный диаметру электрода 52, подлежащего очистке. Внутренний цилиндр 554 и гильза 553, следовательно, образуют кольцевое венцеобразное сопло, из которого может исходить кольцевая полая струя воды, охватывающая наружную поверхность электрода 52 во время очистки.
- 5 015640
Периодическое обмывание электрода 52 вызывает кратковременное прерывание действия электростатического осадителя 51.
Вода, выбрасываемая соплом 55 для очистки электрода 52, после собирания загрязнений стекает в бак 41.
На фиг. 9 показана в подробностях конструкция пробки 53.
В соответствии с таким вариантом осуществления можно видеть следующие детали, в частности срединный электрод 52, стенку трубы 512; крепежный фланец 531; первую часть 532 пробки, закрепленную к фланцу 531; вторую часть 533 пробки, предназначенную для удержания и центрирования срединного электрода; третью часть 535 пробки, неподвижно закрепленную к второй части 533 пробки, которая закрывает и изолирует от электричества наружную часть электрода 52.
Более подробно, первая часть пробки 532 выполнена из материала, который изолирует и противостоит температуре свыше 100°С. Она закреплена к фланцу 531 винтами 537.
В первой части 532 пробки имеют место гнезда для нагревателей. Такие нагреватели служат для доведения нижней поверхности пробки, которая находится в контакте с водосодержащим газом, протекающим через осадитель, до температуры выше 100°С, так что вышеупомянутая поверхность все время поддерживается в сухом состоянии. Сухая поверхность и применение электроизоляционных материалов обеспечивают долговременную электрическую изоляцию между срединным электродом 52 и стенкой 512 осадителя, несмотря на высокую разность потенциалов.
Срединный электрод 52 прочно удерживается на месте гайкой 539. Во второй части 533 пробки предусмотрен специальный радиальный канал 538, который позволяет соединение электрода 52 с наружным высоковольтным кабелем для питания электрода.
Кроме того, во второй части 533 пробки предусмотрены гнезда для винтов 536 крепления третьей части 535 пробки, так что, по соображениям безопасности, исключается возможность начинать разборку непосредственно с наружной стороны, но следует снимать цельный узел вместе со второй частью 533 пробки.
На фиг. 13-15 изображен другой вариант осуществления устройства 23 фильтрации газа, а на фиг. 17 - сборка реактора 12 и устройства 23 фильтрации газа того типа, который показан на фиг. 13-15.
В соответствии с этим вариантом осуществления бак 41, который располагается непосредственно ниже по потоку за скруббером 31, не продолжается ниже электростатического осадителя 51, в то же время находясь в жидкостной связи с ним. Как и в варианте, описанном выше со ссылками на фиг. 1, 3-6 и 10, 11, бак собирает промывочную воду и газ, выходящие из скруббера 31, и разделяет их с помощью силы тяжести. Промывочная вода собирается в нижней зоне 414, а газ собирается в верхней зоне 415. Жидкостная связь между верхней зоной 415 бака 41 и электростатическим осадителем 51 позволяет подачу газа в электростатический осадитель 51. Наоборот, не так, как в варианте, описанном выше, бак 41 на фиг. 13, 14 не собирает промывочную воду, стекающую из труб 511-512 и с электродов 52 электростатических осадителей 51. В соответствии с этим вариантом осуществления под электростатическими осадителями 51 располагается резервуар 410. Резервуар 410 соединен с верхней зоной 415 бака 41 посредством электростатических осадителей 51, но не соединен с нижней зоной 414 бака 41. Вследствие этого вода, собираемая в нижней зоне 414 бака 41, и вода, собираемая в резервуаре 410, не смешиваются одна с другой.
В соответствии с вариантом осуществления, изображенным на фиг. 13-17, электростатический осадитель 51 не содержит никаких сопел ни для очистки внутренних стенок труб 511, 512 (подобных соплам 54, описанным выше), ни для очистки срединного электрода 52 (подобного соплу 55, описанному выше). Это отсутствие сопел 54 и 55 особенно хорошо видно при сравнении фиг. 15 с фиг. 7, описанной выше.
В электростатическом осадителе 51, изображенном на фиг. 13-17, создается и автономно самоподпитывается водяная пленка на внутренней поверхности трубы (которая существует на базе загрязнений, удаляемых в осадителях). Действительно, газ, пропускаемый через электростатический осадитель 51, содержит большое количество воды, которая выделяется из биомассы в виде пара и микроскопических капелек, взвешенных в газе, или аэрозоля. Вместе с частицами смолы и пыли, которые притягиваются электрическим полем, водяной аэрозоль также переносится к стенкам труб 511, 512. Вода, накапливающаяся на стенке трубы, образует пленку, достаточную для захвата смолы и пыли и переноса последних вниз, в резервуар 410.
Этот вариант осуществления, в котором отсутствуют сопла и очистные системы для внутренних стенок труб 511, 512 и срединного электрода 52, является более легким для исполнения и более экономически выгодным, чем варианты, описанные выше.
Кроме того, в варианте на фиг. 13-17 используется количество водопроводной воды значительно меньшее, чем в вариантах, описанных выше, со значительной выгодой для окружающей среды и экологии. Фактически, водопроводная вода используется только в скруббере 31.
В соответствии с вариантом осуществления после выхода из скруббера 31 вода отбирается из бака 41, охлаждается теплообменником 62 и рециркулирует в скруббер 31.
- 6 015640
При этом варианте осуществления электростатического осадителя 51 на выходе из резервуара 410 образуются густые смолистые вещества, которые смешиваются с небольшим количеством воды. Промывочная вода фактически не собирается в резервуаре 410, как в случае, описанном выше, когда отработавшая вода используется для промывки стенок 511 и электрода 52 осадителя 51. В этом варианте резервуар 410 собирает только часть воды, выделяющейся из биомассы.
Смолистые вещества, собираемые в резервуаре 410, когда они не перехватываются и не отправляются для других целей использования (придания непроницаемости, мульчирования, смоления корпусов лодок, обработки древесины против увлажнения и т.д.), могут повторно подаваться в реактор 12. Количество воды, которое эти вещества приносят с собой, фактически совсем невелико для изменения равновесия реакции. Поскольку смола, выходящая из устройства 23 фильтрации, может быть повторно подана в реактор 12, можно добиться полного использования биомассы, и проблема обработки отходов установки 100 может быть заметно уменьшена.
Можно заметить, что в варианте осуществления, изображенном на фиг. 13 и 14, устройство 23 фильтрации содержит большее количество И-образных осадителей 51 по сравнению с вариантами, описанными выше, в то время как скруббер 31 располагается горизонтально, а не вертикально.
Благодаря большему количеству элементов 51, как показано на фиг. 13, 14 и 17, может быть обработано большее количество газа, получаемого из реактора 12 (см. фиг. 17). Этот реактор имеет большие размеры, чем реактор 12, описанный выше со ссылками на фиг. 10 и 11.
В соответствии с модульным принципом построения системы, как указывалось выше, 16 осадителей в форме перевернутой И могут обеспечить эффективную обработку при максимальном расходе 1200 м3/ч против производительности 150 м3/ч, на которую рассчитано устройство фильтрации на фиг. 1, 3-6 и 10, 11.
С точки зрения функционирования горизонтальное расположение скруббера 31 (как показано на фиг. 13, 14) полностью эквивалентно вертикальному (показанному на фиг. 1, 3-5, 10, 11). Такая конфигурация в некоторых вариантах осуществления может внести большое количество преимуществ. Например, она может повлечь за собой уменьшение габаритных размеров установки и/или обеспечение траектории обрабатываемого газа, более близкой к линейной.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления установки 100 (например, показанным на фиг. 1, 10 и 11) газ перемещается внутри установки (от выхода реактора 12 до устройства 71 утилизации газа) только за счет повышенного давления, создаваемого скруббером Вентури 31, как описано выше.
В соответствии с другими более сложными вариантами осуществления (например, изображенными на фиг. 13 и 14) перемещение газа по установке происходит при помощи соответствующих газодувок 34, которые могут регулироваться таким образом, чтобы обеспечивать оптимальное действие установки 100 и отвечать требованиям устройства 71 утилизации газа.
На фиг. 16 можно видеть конструкцию пробки 53, которая отличается от пробки, описанной выше со ссылками на фиг. 9.
В соответствии с этим вариантом осуществления можно видеть следующие детали: срединный электрод 52; трубчатую оболочку 520, покрывающую верхнюю часть срединного электрода 52; стенку 512 трубы; крепежный фланец 531, составляющий одно целое со стенкой 512 трубы; первую часть 532 пробки, закрепленную к фланцу 531; уплотнение 570, расположенное между крепежным фланцем 531 и первой частью 532 пробки для достижения соответствующей теплоизоляции; вторую часть 533 пробки для поддержки и центрирования срединного электрода 532 и третью часть 535 пробки, прочно закрепленную к второй части 533 для ограждения и электрической изоляции электрода 52 с наружной стороны.
Уплотнение 570 выполнено из теплоизоляционного материала, выдерживающего температуру выше 200°С. От материала, из которого выполняется уплотнение 570, также требуются такие механические характеристики, которые обеспечивали бы герметичность конструкции между стенкой 512 трубы и пробкой 53. Принимая во внимание сказанное выше, уплотнение 570 может выполняться, например, из миканита (многослойный материал на основе слюды) или керамического материала.
Первая часть 532 пробки выполняется из стали и содержит деталь, подобную трубе 512, снабженную на обоих концах фланцами крепления. Первая часть 532 пробки крепится к фланцу 531 с помощью винтов 537 и таким образом приобретает электрический контакт со стенкой трубы 512.
Вокруг первой части 532 пробки располагаются обогреватели 571, которые содержат, например, электрические сопротивления. Эти нагреватели, используя принцип излучения, нагревают внутреннюю поверхность пробки 53, которая находится в контакте с насыщенным водой газом, проходящим через осадитель, до температуры выше 100°С, так что упомянутая поверхность все время остается сухой.
Срединный электрод 52 прочно удерживается в своем положении гайкой 539 и соответствующей пластиной 579 и изолируется на своем верхнем отрезке трубчатой оболочкой 520. Трубчатая оболочка 520 выполняется из электроизолирующего материала, устойчивого к высокой рабочей температуре пробки 53. Трубчатая оболочка 520 может быть выполнена, например, из керамического или слоистого слюдяного материала.
- 7 015640
Сухая поверхность внутри пробки 53, использование электроизолирующих материалов (керамического или слюдяного) и покрытие верхнего участка электрода 52 обеспечивают электрическую изоляцию между срединным электродом 52 и стенкой осадителя 512 и/или первой частью 532 пробки, несмотря на высокую разность потенциалов.
Вторая часть 533 пробки и третья часть 535 пробки скреплены друг с другом и с первой частью 532 пробки с помощью винтов 536. Вторая часть 533 пробки и третья часть 535 пробки также выполнены из изоляционного материала, как электроизоляционного, так и теплоизоляционного. Они преимущественно могут выполняться из керамического или слоистого слюдяного материала.
В третьей части 535 пробки предусмотрен соответствующий радиальный канал 538, который позволяет соединение электрода 52 с наружным проводом высокого напряжения, чтобы подвести питание к электроду.
Между второй и третьей частями пробки располагается плоский уплотнительный элемент 572, позволяющий избежать образования просветов, которые могли бы способствовать появлению электрической дуги между компонентами, подключенными к источнику питания (гайкой 539 и пластиной 579) и наружной стороной.
В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления установка 100 содержит контур 61 охлаждения воды, которая постепенно собирается в баке 41.
В соответствии с данным вариантом осуществления установки 100, представленным на фиг. 1, контур 61 охлаждения содержит теплообменник 62 и охлаждающую камеру 63.
В соответствии с некоторыми возможными вариантами осуществления установка 100 в конце содержит устройство 71 для утилизации газа.
В соответствии с данным вариантом осуществления установки 100, представленным на фиг. 1, устройство 71 для утилизации газа содержит двигатель внутреннего сгорания 72 и генератор 73 для выработки электрической энергии. В частности, экспериментально определено, что превосходное качество газа, выходящего из установки 100 в соответствии с данным изобретением, позволяет осуществлять питание современных поршневых двигателей (как с циклом Отто, так и с циклом Дизеля) и/или газотурбинных двигателей.
В соответствии с другими возможными вариантами осуществления устройство 71 для утилизации газа может содержать: горелки и/или котлы для подогрева и/или получения горячей воды для хозяйственных нужд; трубопроводы для транспортировки газа в распределительную систему; нагнетатели для хранения газа в цилиндрах или баках; устройства фильтрации газа с помощью молекулярных мембран или фильтров для фракционирования генераторного газа на отдельные составляющие его газы (Н2, СО, Ν2 и т.д.); оборудование для производства жидкого топлива с помощью каталитических процессов, например процесса Фишера-Тропша; и любое другое устройство для утилизации газа, известное в настоящее время.
Из сказанного выше всем специалистам в данной области должно быть понятно, каким образом в установке 100 и газогенераторе 10 в соответствии с данным изобретением преодолеваются недостатки, имеющие место в предшествующей технике.
В частности, всем специалистам в данной области должно быть понятно, каким образом достигаются крайняя компактность и эффективность устройства 23 для фильтрации газа и за счет чего удешевляется его осуществление.
Кроме того, всем специалистам в данной области должно быть понятно, что газогенератор 10 способен действовать непрерывно, без остановок для извлечения инородных тел.
Понятно, что характерные особенности различных вариантов осуществления установки 100 описаны с целью иллюстрирования, но не ограничения.
Понятно, что в установку 100 и газогенератор 10, предлагаемые в данном изобретении, специалисты в данной области, с целью соответствия определенным обстоятельствам и специальным требованиям, смогут внести дополнительные усовершенствования и изменения, попадающие в пределы объема данного изобретения, определяемого следующей формулой.

Claims (30)

1. Установка (100) для газификации биомассы, содержащая газогенератор (10) и устройство (23) фильтрации газа, имеющее скруббер (31), бак (41) и влажностный электростатический осадитель (51), в которой газогенератор (10) содержит газификационный реактор (12) типа реактора с нисходящим потоком и с открытой сердцевиной, т.е. в котором отверстие (11) для загрузки биомассы (В) предназначено также для подачи воздуха (А);
скруббер (31) находится в жидкостной связи с газогенератором (10) и с баком (41) и предназначен для ввода промывочной жидкости в поток газа, исходящий из упомянутого газогенератора (10);
бак (41) содержит нижнюю зону (414), предназначенную для сбора промывочной жидкости, и верхнюю зону (415), предназначенную для удержания газа, таким образом, бак предназначен для получения газа и промывочной жидкости и разделения их с помощью силы тяжести;
влажностный электростатический осадитель (51) находится в жидкостной связи с верхней зоной (415) упомянутого бака таким образом, чтобы принимать только упомянутый газ.
2. Установка (100) по п.1, в которой упомянутая промывочная жидкость представляет собой воду.
3. Установка (100) по любому из пп.1, 2, в которой упомянутый реактор (12) последовательно содержит секцию (Р), в которой происходит процесс пиролиза биомассы; секцию (О) высокотемпературного окисления, в которой происходит частичное сгорание биомассы с помощью воздуха горения (АВ); и секцию (В) восстановления, в которой происходят реакции газификации биомассы.
4. Установка (100) по любому из пп.1-3, в которой упомянутый реактор (12) содержит решетку (125) для поддержания биомассы.
5. Установка (100) по п.4, в которой упомянутый реактор (12) содержит в нижней части зону (13) для накопления летучей золы и древесно-угольной пыли, выходящих через решетку (125) вместе с горячим газом.
6. Установка (100) по п.5, дополнительно содержащая шнек (14) для удаления древесного угля из зоны (13) накопления.
7. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый газогенератор содержит вал (124), снабженный горизонтальными лопастями (133) для плоскостного перемешивания биомассы.
8. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство (23) для фильтрации содержит также циклон (21) выше по потоку упомянутого скруббера (31).
9. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство (23) для фильтрации обеспечивает возможность охлаждения газа от 700 до 50-60°С.
10. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый бак (41) содержит сливное устройство (43) и впускное устройство (44) для наружной воды, регулируемое соответствующим щупом или поплавком, которые предназначены для поддержания уровня воды в баке (41).
11. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой упомянутый влажностный электростатический осадитель (51) содержит по крайней мере одну трубу (511, 512) кругового поперечного сечения и электрод (52), расположенный в центральном положении по оси трубы (511, 512).
12. Установка (100) по п.11, в которой упомянутая труба (511, 512) имеет длину между 1 и 3 м, предпочтительно около 1,5 м.
13. Установка (100) по п.12, в которой упомянутая труба (511, 512) имеет внутренний диаметр менее 30 см, предпочтительно менее 20 см.
14. Установка (100) по любому из пп.11-13, в которой упомянутый срединный электрод (52) удерживается пробкой (53), выполненной из изоляционного материала.
15. Установка (100) по п.14, в которой упомянутая пробка (53) содержит первую часть (532), выполненную из изоляционного материала, стойкого к температуре свыше 100°С.
16. Установка (100) по п.15, в которой упомянутая первая часть (532) упомянутой пробки (53) содержит нагреватели, предназначенные для доведения нижней поверхности пробки (53), которая находится в контакте с газом, насыщенным водой, до температуры свыше 100°С, так что вышеупомянутая поверхность остается сухой.
17. Установка (100) по любому из пп.11-16, в которой электрическое поле, создаваемое между упомянутой трубой (511, 512) и упомянутым срединным электродом (52), имеет напряженность между 1 и 8 В/см.
18. Установка (100) по любому из пп.11-16, в которой разность потенциалов между упомянутой трубой (511, 512) и упомянутым срединным электродом (52) находится между 6 и 48 В.
19. Установка (100) по п.18, в которой упомянутый бак (41) содержит затвор (42), соединенный с крышкой (45) и стенками, но не соединенный с дном бака (41), чтобы разделять верхнюю зону (415) в первой части (411) и во второй части (412), причем упомянутые части (411, 412) разделяются и герметизируются, а нижняя зона (414) бака (41) остается неразделенной.
- 9 015640
20. Установка (100) по п.19, в которой скруббер (31) находится в жидкостной связи с первой частью (411) бака (41).
21. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой электростатический осадитель (51) имеет форму перевернутой буквы и и содержит по крайней мере одну первую вертикальную трубу (511) и по крайней мере одну вторую вертикальную трубу (512), которые соединяются друг с другом на верхней стороне горизонтальной трубой (513).
22. Установка (100) по п.21, в которой первая труба (511) соединена непосредственно с верхней зоной (415) первой части (411) бака (41) так, чтобы иметь возможность получать газ из нее; а вторая труба (512) соединена непосредственно с верхней зоной (415) второй части (412) бака (41) так, чтобы иметь возможность подавать газ в нее.
23. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая ниже по потоку упомянутого устройства (23) для фильтрации газа устройство (71) для утилизации газа, включающее двигатель внутреннего сгорания (72), выбираемый из группы, содержащей поршневые двигатели с циклом Отто, поршневые двигатели с циклом Дизеля и газотурбинные двигатели.
24. Установка (100) по п.23, дополнительно содержащая генератор (73) для выработки электрической энергии, механически соединенный с упомянутым двигателем внутреннего сгорания (72).
25. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая устройство (71) для утилизации газа, выбираемое из группы, включающей горелки и/или котлы для подогрева и/или получения горячей воды для хозяйственных нужд; трубопроводы для транспортировки газа в распределительную систему; нагнетатели для хранения газа в цилиндрах или баках; мембранные фильтровальные устройства и/или молекулярные фильтры для фракционирования генераторного газа и оборудование для производства жидкого топлива.
26. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая контур (61) для охлаждения воды, собираемой в баке (41).
27. Установка (100) по п.26, в которой упомянутый охлаждающий контур (61) содержит теплообменник (62) и охлаждающую камеру (63).
28. Установка (100) по п.1, дополнительно содержащая резервуар (410), располагаемый ниже электростатического фильтра (51), причем резервуар (410) соединяется с верхней зоной (415) бака (41) посредством электростатического фильтра (51), но не соединяется с нижней зоной (414) бака (41), так что жидкость, собираемая в нижней зоне (51) бака (41), и жидкость, собираемая в резервуаре (410), не смешиваются одна с другой.
29. Установка (100) по п.1, в которой после выхода из скруббера (31) промывочная жидкость забирается из бака (41), охлаждается теплообменником (62) и рециркулирует в скруббер (31).
30. Установка (100) по п.1, содержащая по крайней мере один нагнетатель (34), пригодный для перемещения газа по установке, причем нагнетатель (34) способен регулироваться таким образом, чтобы обеспечивать оптимальное действие установки (100).
EA200901072A 2007-02-07 2008-02-06 Газификационная установка EA015640B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IT2007/000078 WO2008096379A1 (en) 2007-02-07 2007-02-07 Gasification plant
PCT/IT2008/000073 WO2008096387A2 (en) 2007-02-07 2008-02-06 Gasification plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200901072A1 EA200901072A1 (ru) 2010-04-30
EA015640B1 true EA015640B1 (ru) 2011-10-31

Family

ID=38727503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200901072A EA015640B1 (ru) 2007-02-07 2008-02-06 Газификационная установка

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8695323B2 (ru)
EP (1) EP2137282A2 (ru)
CN (1) CN101715478A (ru)
BR (1) BRPI0807103A2 (ru)
CA (1) CA2677267A1 (ru)
EA (1) EA015640B1 (ru)
MX (1) MX2009008414A (ru)
PE (1) PE20081415A1 (ru)
WO (2) WO2008096379A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013109166A2 (ru) * 2011-12-26 2013-07-25 Velitsko Vladislav Vladimirovich Способ и устройство по переработке низкокалорийных горючих в синтетический метан и/или иные углеводородные продукты с применением газогидратной сепарации целевых продуктов
RU204703U1 (ru) * 2021-04-09 2021-06-07 Общество с ограниченной ответственностью "ФИНГО-Комплекс" Электрофильтр

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4379473B2 (ja) * 2004-04-23 2009-12-09 パナソニック電工株式会社 静電霧化器を備えた加熱送風装置
US8667706B2 (en) * 2008-08-25 2014-03-11 David N. Smith Rotary biomass dryer
DE102009023457B4 (de) * 2009-06-02 2011-05-19 Lurgi Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Vergasen von backender Steinkohle
IT1396596B1 (it) * 2009-11-05 2012-12-14 T Srl Ag Apparato di pulizia di gas prodotto da gassificatori.
EP2496665B1 (en) * 2009-11-06 2015-06-17 Meva Energy AB System and process for gasifying biomass
IT1398957B1 (it) * 2010-03-23 2013-03-28 Agt Srl Apparato di pulizia di gas prodotto da gassificatori.
CA2798537C (en) * 2010-07-07 2016-11-22 Megtec Systems, Inc. Reduced fossil fuel in an oxidizer downstream of a biomass furnace
CN102453565B (zh) * 2010-10-29 2013-12-11 徐平 生物能源转化天然气装置
IT1403250B1 (it) 2010-11-23 2013-10-17 T S R L Ag Macroapparato per la produzione e il trattamento di gas
US8100990B2 (en) * 2011-05-15 2012-01-24 Avello Bioenery, Inc. Methods for integrated fast pyrolysis processing of biomass
CN104955921B (zh) * 2013-01-09 2017-09-15 C2O技术发展公司 处理煤以改进可冷凝的煤衍生液体的回收的方法
EP3036312A4 (en) * 2013-08-20 2017-07-12 V-grid Energy Systems Micro-gasifier array networking
US10266780B2 (en) 2013-08-20 2019-04-23 V-GRID Energy Systems Micro-gasifier array networking
CN107321500A (zh) * 2017-06-29 2017-11-07 苏州艾特斯环保设备有限公司 静电喷雾除尘器
US10577550B2 (en) 2017-09-26 2020-03-03 Catherine J. Chagnot Continuously operable mechanical or electrical power source fueled by gas or solid fuel including gas from improved biomass downdraft gasifier
KR102233961B1 (ko) * 2020-11-25 2021-03-30 (주)이씨티 바이오매스 가스화 시스템의 타르 제거 장치

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB177236A (en) * 1920-12-20 1922-03-20 Thomas Hugh Parker Improvements relating to gas producers and carbonizers
GB258348A (en) * 1925-06-17 1926-09-17 Frank Walter Steere Improvements in gas producer or generator
GB326246A (en) * 1928-12-10 1930-03-10 Everard Heneage Improvements in or relating to gas producers suitable for use with motor vehicles
FR904352A (fr) * 1943-07-23 1945-11-05 Gazogène dont la grille comporte au milieu un orifice fermé par une pièce mobile
FR2075023A5 (en) * 1970-01-16 1971-10-08 Koppers Gmbh Heinrich Carbon monoxide from incandescent coke,oxyge
US3702039A (en) * 1970-08-31 1972-11-07 Torrax Systems Production of usable products from waste material
FR2317965A1 (fr) * 1975-07-18 1977-02-11 Tissmetal Lionel Dupont Procede et appareil de traitement d'un gaz ou d'une vapeur, en vue notamment de son epuration
US4052173A (en) * 1974-07-29 1977-10-04 Dynecology Incorporated Simultaneous gasification of coal and pyrolysis of organic solid waste materials
US4154582A (en) * 1977-08-01 1979-05-15 General Electric Company Method of solids discharge from coal gasifier grate
US4291636A (en) * 1980-05-29 1981-09-29 Union Carbide Corporation Solid refuse disposal process
DE20000661U1 (de) * 1999-01-23 2000-04-06 Meurer, Franz-Josef, 49584 Fürstenau Anlage zur Reinigung von Reaktionsgasen aus einem Vergasungsreaktor sowie Elektrokondensator hierzu
DE19916931A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-12 Deponie Wirtschaft Umweltschut Vergaser zur Erzeugung von Brenngas
WO2005047435A2 (en) * 2003-11-04 2005-05-26 Iti Limited Catalytic gasification
WO2006021017A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-02 Erwin Schiefer Reaktor zur vergasung von biomasse
WO2009020442A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Detes Maden Enerji Ve Cevre Teknoloji Sistemleri Limited Sirketi Solid fuel gasification and gas cleaning system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5375408A (en) * 1993-07-06 1994-12-27 Foster Wheeler Development Corporation Combined-cycle power generation system using a coal-fired gasifier
US6221136B1 (en) * 1998-11-25 2001-04-24 Msp Corporation Compact electrostatic precipitator for droplet aerosol collection
US6647903B2 (en) * 2000-09-14 2003-11-18 Charles W. Aguadas Ellis Method and apparatus for generating and utilizing combustible gas
US6596780B2 (en) * 2001-10-23 2003-07-22 Texaco Inc. Making fischer-tropsch liquids and power
US20030182944A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-02 Hoffman John S. Highly supercharged gas-turbine generating system
CN1190476C (zh) * 2002-09-28 2005-02-23 中国科学院广州能源研究所 生物质气化产生的可燃气裂解净化方法
CN2680671Y (zh) 2004-02-20 2005-02-23 云南电力建设工程服务有限公司 一种经济适用的热解生物质燃气的净化及冷却设备

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB177236A (en) * 1920-12-20 1922-03-20 Thomas Hugh Parker Improvements relating to gas producers and carbonizers
GB258348A (en) * 1925-06-17 1926-09-17 Frank Walter Steere Improvements in gas producer or generator
GB326246A (en) * 1928-12-10 1930-03-10 Everard Heneage Improvements in or relating to gas producers suitable for use with motor vehicles
FR904352A (fr) * 1943-07-23 1945-11-05 Gazogène dont la grille comporte au milieu un orifice fermé par une pièce mobile
FR2075023A5 (en) * 1970-01-16 1971-10-08 Koppers Gmbh Heinrich Carbon monoxide from incandescent coke,oxyge
US3702039A (en) * 1970-08-31 1972-11-07 Torrax Systems Production of usable products from waste material
US4052173A (en) * 1974-07-29 1977-10-04 Dynecology Incorporated Simultaneous gasification of coal and pyrolysis of organic solid waste materials
FR2317965A1 (fr) * 1975-07-18 1977-02-11 Tissmetal Lionel Dupont Procede et appareil de traitement d'un gaz ou d'une vapeur, en vue notamment de son epuration
US4154582A (en) * 1977-08-01 1979-05-15 General Electric Company Method of solids discharge from coal gasifier grate
US4291636A (en) * 1980-05-29 1981-09-29 Union Carbide Corporation Solid refuse disposal process
DE20000661U1 (de) * 1999-01-23 2000-04-06 Meurer, Franz-Josef, 49584 Fürstenau Anlage zur Reinigung von Reaktionsgasen aus einem Vergasungsreaktor sowie Elektrokondensator hierzu
DE19916931A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-12 Deponie Wirtschaft Umweltschut Vergaser zur Erzeugung von Brenngas
WO2005047435A2 (en) * 2003-11-04 2005-05-26 Iti Limited Catalytic gasification
WO2006021017A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-02 Erwin Schiefer Reaktor zur vergasung von biomasse
WO2009020442A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Detes Maden Enerji Ve Cevre Teknoloji Sistemleri Limited Sirketi Solid fuel gasification and gas cleaning system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013109166A2 (ru) * 2011-12-26 2013-07-25 Velitsko Vladislav Vladimirovich Способ и устройство по переработке низкокалорийных горючих в синтетический метан и/или иные углеводородные продукты с применением газогидратной сепарации целевых продуктов
WO2013109166A3 (ru) * 2011-12-26 2013-11-28 Velitsko Vladislav Vladimirovich Способ получения синтетического метана из органического сырья
RU204703U1 (ru) * 2021-04-09 2021-06-07 Общество с ограниченной ответственностью "ФИНГО-Комплекс" Электрофильтр

Also Published As

Publication number Publication date
CA2677267A1 (en) 2008-08-14
WO2008096387A3 (en) 2009-09-24
PE20081415A1 (es) 2008-10-16
CN101715478A (zh) 2010-05-26
EP2137282A2 (en) 2009-12-30
WO2008096387A2 (en) 2008-08-14
US8695323B2 (en) 2014-04-15
BRPI0807103A2 (pt) 2014-04-29
WO2008096379A1 (en) 2008-08-14
EA200901072A1 (ru) 2010-04-30
US20100000224A1 (en) 2010-01-07
MX2009008414A (es) 2009-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA015640B1 (ru) Газификационная установка
US4929254A (en) Down-draft fixed bed gasifier system
US5028241A (en) Down-draft fixed bed gasifier system
RU2544663C2 (ru) Установка для сепарирования кислых компонентов пыли и смолы из горячих газов установок газификации
US20120304540A1 (en) System and process for gasifying biomass
RU2325943C2 (ru) Способ и установка для ультраочистки дымов или газов с полным извлечением загрязняющих примесей
KR101528759B1 (ko) 고정층 가스화기를 이용한 석탄가스화 발전설비
CN2791048Y (zh) 秸秆气化燃气装置
JPH08512335A (ja) 底部供給−上部抜出しガス化装置
RU2408819C1 (ru) Установка для переработки твердых органических отходов
CN201756540U (zh) 活性炭静电过滤装置
CN105505478A (zh) 一种电旋风流光电晕生物质气化粗燃气净化装置与方法
DE102007002895A1 (de) Vorrichtung zur Holzvergasung
CN211079053U (zh) 一种生物质气化炉
TW201437352A (zh) 自除焦油式生物質固定床氣化爐系統
CN110437883B (zh) 一种集成化下吸式生物质气化装置及方法
CN207552268U (zh) 一种生物质热解气净化装置
KR101386254B1 (ko) 가스화기
EP3505602A1 (en) Gasification system
RU158631U1 (ru) Газогенератор
US20130247846A1 (en) Macroapparatus for the production and treatment of gas obtained from mineral coal
CN110295064B (zh) 一种生物质气化发电***的振动器控制方法
CN110295065B (zh) 一种集成化下吸式生物质气化发电***及方法
CN217746347U (zh) 烟气收集净化装置
KR20170004198A (ko) 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU