Газовые генераторы

Газовые генераторы

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на дровахдревесном угле, каменном угле, буром угле, коксе и топливныхпеллетах. Газогенераторы, использующие в качестве топлива мазут и другие виды жидкого топлива, применяются значительно реже.

Обеспечивая более полное сгорание отходов деревообработки и сельскохозяйственной продукции (опилки, лузга семечек и т. д.), использование газогенератора позволяет сократить выбросы в атмосферу.

Газогенератор позволяет газифицировать твёрдое топливо что делает его использование более удобным и эффективным, будь-то отопительный котёлдвигатель внутреннего сгораниягазовая турбина или химическая промышленность.

В газогенераторе протекает несколько основных химических реакций. При горении с обедненным количеством кислорода (пиролиз) протекают реакции окисления угля и углеводородов:

C + {O_2} \rightarrow {CO_2}{2H_2} + {O_2} \rightarrow {2H_2O}с выделением тепловой энергии

После чего реакции восстановления:

C + {CO_2} \rightarrow {2CO}C + {H_2O} \rightarrow {CO} + {H_2}с потреблением тепловой энергии

Активная часть газогенератора состоит из трёх перетекающих участков: термического разложения топлива, окисления, восстановления. Кроме устройств с внешним подводом тепла, где зоны окисления нет.

Основными горючими компонентами в получаемом "генераторном газе" являются водород{H_2}, оксид углерода {CO}, метан {CH_4}, и непредельные углеводороды {C_xH_x}. Прочие вещества, в основном {CO_2}{O_2}{N_2}{H_2O}, являются балластом и за исключением кислорода не участвуют в процессе сгорания газа в двигателе, либо препятствуют ему. Состав получаемых газов сильно зависит от типа топлива и конструкции газогенератора. При работе газогенератора обращенного процесса на сухом древесном топливе (дровах) на горючие компоненты приходится чуть более 1/3 объемного содержания ({H_2}: 15-17%, {CO}: 20-21%). Большую часть составляют азот {N_2} (около 50%) и углекислый газ {CO_2} (около 10%).

Калорийность генераторного газа зависит от состава газа обдува[1]:

Воздух  3,8 — 4,5 МДж/м3
Воздух + водяной пар 5 — 6,7 МДж/м3
Кислород + водяной пар 5 — 8,8 МДж/м3
Водяной пар 10 — 13,4 МДж/м3

Существуют три основных типа газогенераторного процесса: прямого, обращённого и горизонтального. Также известны и газогенераторы двухзонного процесса, которые представляют собой комбинацию прямого и обратного процессов.

 

Прямой процесс[править | править вики-текст]

Газовые генераторы - фото Pramoi.jpg
Преимущество прямого процесса — простота исполнения. Недостаток — большое содержание влаги и смол. Данный недостаток можно устранить, используя очищенное топливо: древесный уголь или кокс.

Обращённый процесс[править | править вики-текст]

Газовые генераторы - фото Obratnii.jpg
Обратный процесс имеет самое меньшее содержание смол потому, что газ разложения топлива проходит самую высокотемпературную зону «окисления», что приводит его к практически полному разложению. На практике исполняется немного сложнее, чем прямой.

Горизонтальный процесс[править | править вики-текст]

Газовые генераторы - фото Gorizontalnii.jpg
Горизонтальный процесс имеет умеренное количество смол. Газ разложения проходит зону восстановления, но часть его не полностью разлагается, Преимущество — простая конструкция.

Водяной пар подается отдельно от газа обдува, предварительно разогретым, в зону восстановления. Генераторный газ при этом имеет большую калорийность но общая тепловая мощность установки падает, поэтому в тепловых котлах подача пара не используется.

Газогенераторы различаются системой загрузки топлива и отбора золы. Беспрерывная система подачи и отбора более технологична, часто используется в промышленности (в основном на лесопилках).

Ошибочно газогенераторами называют, по аналогии с дизельгенераторами и бензогенераторамиэлектрический генератор, приводимый газовым двигателем, работающим на сжатом природном газе (метане) или на сжиженном углеводородном газе. Также ошибкой будет назвать газогенератором турбокомпрессор (газотурбинный нагнетатель) газотурбинного двигателя.