1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 45
Текст из файла (страница 45)
4. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГАЗИФИКАТОРА Конструкция газификатора зависит от назначения топливного газа и типа сырья (биомассы), Так, если топливный газ используется для генерирования водяного пара в котельной или для сушки запасов биомассы (твердых городских отходов или древесной щепы), то газификатор может представлять спаренную, замкнутую вертикальную установку. Газ, получаемый из газификатора с псевдоожиженным слоем, можно использовать для котельных.
Однако если этот же газ предназначается для сушки биомассы, то его надо разбавить воздухом, чтобы исключить воспламенение биомассы. Если топливный газ будет использоваться в двигателях с воспламенением от сжатия, то необходимо позаботиться, чтобы ои не содержал паров смолы и летучей золы. Газификаторы, работающие на древесном угле, отличаются от газификаторов, сырьем для которых служат древесина, твердые городские отходы или сельскохозяйственные отходы.
При газификации древесины с целью получения пиротоплива и углистого вещества или газа для последующей его метаиизации требуются установки для очистки и охлаждения получаемого топлива, а также для удаления коцценсиирующихся жидкостей. В случае системы газификации с неподвижным слоем сырья важиое значение имеют следующие факторы: — оборудование для подготовки топлива (устройства для измельчения, сушки и подачи сырья); — установка для охлаждения, устройство для перемещения золы и углистого вещества; — наличие огнеупорной стенки или стенки, охлаждаемой водой. (В первом случае возникают трудности, связанные с техническим обслуживанием газификатора; во втором случае наблюдаются значительные потери тепла, Для переработки твердых отходов без их предварительной подготовки предпочтительнее газификатор со стенкой, охлаждаемой водой, поскольку износ или порча огнеупорной стенки газификатора может привести к зависанию подаваемого сырья.); — шлакообразование и температура плавления золы; — оборудование для отвода газов; — устройство для нагнетания кислорода, водяного пара или воздуха; — отношение диаметра газификатора к высоте (при слишком большом диаметре возникают проблемы, связанные с распределениием потока сырья, а при слишком большой высоте возникают проблемы, связанные с качеством топливного газа); — устройство для очистки и охлаждения газа; — общие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды и обеспечению безопасности; — обеспечение биомассовым сырьем.
Ниже перечислены иаиболее важные характеристики газификаторов с перемещающимся слоем сырья: — компактность и небольшой вес; — относительная простота технического обслуживания и замены деталей, монтажа и демонтажа; — устойчивость против пожаров, предотвращение токсичного отравления окружающей среды и воспламенения от горячей поверхности; — надежность устройств для охлаждения и очистки газов; — наличие устройств для приема и удаления золы; — наличие соответствующих конструктивных материалов, способных выдерживать механические вибрации и напряжения.
вызываемые работающим оборудованием. При проектировании газификаторов необходимо учитывать влияние переменных параметров процесса на характеристики реактора. Переменные параметры процесса газификации включают тип окислителя (воздух или кислород), вид и состав биомассы, величину давления и температуры, при которых должен эксплуатироваться газификатор. Кроме того, для некоторых типов биомассы важное значение имеет время пребывания сырья в реакционной зоне. Чтобы процесс газификации биомассы получил широкое промышленное внедрение, требуется продолжение работ в области совершенствования оборудования, применяемого в процессе ее переработки.
Пока еше полностью не решена проблема ввода сырья в газификатор с повышенным давлением, так же как до сих пор не установлена экономическая эффективность эксплуатации установки с применением брикетов. 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТАНОВКИ ПО ГАЗИФИКАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ При проектировании установки по газификации древесины для производства углистого вещества и пиротоплива (3) учитывались следующие факторы: — производительность установки, равная 1814 т/сут влажного сырья; — сырье- влажная древесная шепа; — элементный состав сухой древесины в'масс5," 52,3 углерода, б0 водорода, 41,2 кислорода, незначительные количества серы и азота, 0,5 золы; — содержание влаги в древесной щепе принято равным 5(УУ,'; — теплота сгорания сухой древесной щепы принята равной 20,7 кДж/кг; — снижение содержания влаги в древесной щепе до 7',У,' путем сушки в горизонтальной вращающейся сушилке; — в реакторе с непрерывным потоком имеется уцлотиеиный (непо- Часть П движный) слой древесной щепы, поддерживаемый решеткой и движущимся вверх газом; — в газификатор поступают древесная щепа с 7% влаги и остаток с фильтров после очистки пиротоплива; — очистка, охлаждение и освобождение пирогаза от взвешенной воды; — охлаждение и очистка газа осущестляются рециркулирующим ннротопливом; — использованная для охлаждения вода поступает в реактор вместе с сырьем; — для обеспечения эксплуатации установки производительностью 1814 т/сут необходимо четыре газификатора, каждый диаметром 381 см и высотой 305 см.
Схема газификационной установки производительностью 18!4 т/сут для производства углистого вещества и пиротоплива приведена на рис. 11, На установку поступает древесная щепа, содержащая 50~', влаги. После сушки во вращающейся сушилке содержание влаги уменьшается до 7%. Сушка обеспечивается энергией за счет сжигания газа пиролиза В начале процесса для сушки используется природный газ. Для получения продуктов сгорания с температурой ниже температуры воспламенения древесной щепы сжигают рабочую смесь, в которой отношение воздуха к топливу порядка 15;1.
Предполагается, что необходимая температура на впуске продуктов сгорания в сушилку находится в интервале! 77 — 204"С, Отходящие газы из сушилки направляются в систему мешочных фильтров. Высушенная щепа подается в газификатор. Воздух в газификатор нагнетается под донную решетку.
Газификатор оснащен системой подачи водяного пара В процессе эксплуатации установки получается углистое вещее~во, которое выгружается с помощью винтового конвейера при температуре 427-538'С и охлаждается во вращающемся охладителе водой до температуры 66'С. Согласно расчетам, производительность установки по углистому веществу должна быть равной 265,8 т/сут, или 11,07 !О' кг7ч. Отходящие из газификатора газы, представляющие собой топливный газ пиролиза, загрязнены парами смолы и ненасыщенных углеводородов.
Топливный газ пропускается через очистительный скруббер типа Вентурн при температуре 149 †2'С. Очистка и охлаждение его осуществляются топливной жидкостью, а не водой. На начальной стадии эксплуатации в качестве очистительной жидкости можно использовать дизельное топливо № 2. Поскольку топливный газ содержит мелкие твердые частицы, скруббер типа Вентури можно проектировать с перепадом давления в горловине, равным 0,03 — 0,04 кг(см'. Для охлаждения топливного газа обычно требуется большое количество топливной жидкости. При охлаждении топливной жидкостью компоненты, загрязняющие газ, конденсируются в результате понижения температуры газа до 66 — 93'С. 230 Часть П кглг Кг'ч Постуененнс 9 !62,7 11 067,8 425 204,6 75 615 12565 367098 !3018 Пиротопливо Углистое вещество Отходящий газ нз сушилки Отхоляший газ из котельной Твердые вещества из злектроосадвтеля Всего Влажная древесина Воздух в газификатор Воздух в сушилку Воздух в котельную 22 543,9 371,0 468296 468 296 Феия древесвая игера 4Л$Л7 7Х 97 Таблица 4.
Состав и теплота сгорания топливной жилкбсти н углистого вещества Углмсгое ееонстео, масс.% тонлненан ннаммтм масс. % Комнонентм д879 ! Углерод Водород Кислород Азот НО Зола Всего Максимальная теплота сгорания /л,99 Укоислтое веиеееляиг Гпг99 Горячие Гдн!ч 783 49,5 225 14,2 351 22,2 92 5,8 12 08 47 3,0 34 2,2 36 2,3 797 100 В еилицэияиляс)Р г,рт Органический конденса~ собирается в резурвуар, а топливный гаэ пропускается через электростатический осадитель для отделения увлеченных капель жидкости. Очищенный топливный газ может быть использован для котельной и для работы вращающейся сушилки. Охлажденная топливная жидкость содержит летучую золу и шлак и поэтому пропускается через вращающийся вакуумный фильтр.
Фильтрат (пиротопливо) откачивается, и большая часть его используется для скруббера типа Веитури. Избыток, в котором может содержаться 0,4 — 0,5 масс.% Рнс. 12. Материальный баланс газнфнканнонной установки производительностью 18!4 т/сут. (Все данные приводятся в т/ч) Способы получения энергии нз биомассы Таблица 3. Общий материальный баланс системы 52,7 5,9 25,2 Следы 16,2 0,04 100,0 24,58 МДж/кг Таблици 5. Общий энергетический баланс Поступление Влажная древесина 75615 кггаг при 1035 МДж/кг Вас!од Топливная жилкость 9163 кг/ч при 24591 кДж/кг Углистое вещество 11068 кг/ч при 31 664 кДж/кг Отходящие газы из сушилки Отходящие газы из котельной Отвод тепла охлаждением Потери тепла через теплоизолялию Неучтенные потери Всего 77,! 5,2 10,2 Следы 5,8 1,7 100,0 31,65 МДж/кг Способы получения энергии нз биомассы 233 и о 6 Е с Ж о д ьИ »й[ Ф„ 8 б па й Ф я и и он ййо он йй » ЫФ ий ой ий о „й ~ ((.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
