Термохим проц превращения орг топлива (уголь, сланцы) в горюч газы. После завершения газификации остается шлак и зола. Проц происх в газовых генераторах, конструкция к-го зависит от марки топлива, вида окислителя, давления процесса (газ ген РАТМ и высокого р), темпер топлива – сухим и жидк шлакоудалением, принципа организации технологич процесса – с плотным, взвешенным и кипящим слоем топлива генераторы. Газификация известна около 200 лет.
Газификация – полная деструкция исх топлива(тв, ж) – выс темп проц взаимодействия горюч массы с огранич колич-вом окислителя, в рез-те к-х вся орг часть исх топлива превращ-ся горючие газы — Генераторные. Частичное окисление у/в газов(метана) кислородом или вод паром, для превращ в CO и H2. Исп-ся в кач-ве сырья в проц хим синтеза аммиака, метана, в кач-ве восстановит и защитн газов сред.
В газогенераторах – проц сушки, пирогенетич разложения топлива с образованием кокса и п/к, взаимодействие газов дутья (О2, CO2,H2О пар) с углеродом кокса, взаимод образ-ся газов м/у собой и с углеродом топлива. Для того, чтобы не дать сгореть горючим эл-там создают спец усл-я. Принц сх газогенератора:
1 – подача топлива, 2 – подача дутья, 3 – выход генерат газа, 4 – выпуск шлака (зольность), 5 – шахта газогенератора, 6 – колосниковая решетка, 7 – пароводяное охл-е(рубашка), 8 – барабан-сепаратор пара, 9 – отвод пара. I – зона окисления(кислор зона), II – восстановит зона, III – зона пирогенетич разложения топлива, IV – зона сушки. Газификация углерода топлива: (1) C+O2=CO2+407 кДж/моль, (2) C+0,5O2= CO + 123, (3) C+H2O=CO+H2 –118,7, (4) C + 2H2O = CO2= CO2+2H2 – 75,5, (5) CO+0,5O2 =CO2+ 284 , (6) CO2 + C = 2CO – 161,5, (7) CO+H2O = CO2 + H2 +43,6 . При возд и/или кислор дутье в I зоне протекает р-я (1 и 2) и частично р-я (5). Во II зоне при контакте газов с раскаленным коксом идет р-я (6). При паровом дутье осн р-ми явл-ся (3 и 4), частично р-я (6 и 7 – конверсия оксида углерода). При смешанном дутье – паровозд или пароО2 одновременно протекают все хим р-и. В рез-те газификации получается генераторный газ, состав к-го зависит от вида дутья. При возд дутье газ состоит из СО, СО2 и N. При кислородн дутье повыш-ся конц-я СО и СО2. При паровозд дутье – появляется и водород. Переход на чисто паровое дутье ведет к ув-ю конц-и Н2 и СО (самое лучшее). Виды генер газа в завис-ти от дутья: Воздушн, паровозд, парокислородн, водяной(пар). ГГС с частичн использ теплоты — если потребитель рядом. При газификации под давлением – метан образуется – широкое распростр получил (недостатки – сложность и высокая стоимость оборудования).
Показатели работы газогенераторов с плотным слоем и хар-ки получаемого газа.
Паровозд генерат газ |
Водяной ГГ |
|||
Антроцит |
Бур уг |
А |
Б. У. |
|
Рабочая вл-ть, WP, % |
5 |
19 |
5 |
25,4 |
Зольность, AP, % |
11 |
17 |
6 |
7,3 |
Содерж углер, CP, % |
78,5 |
46 |
83 |
49,1 |
Выход летучих, VГ, % |
3 |
26 |
4 |
47 |
Тепл сгор, QHP, МДж/кг |
28 |
17,3 |
29,6 |
18,7 |
Расх возд, м3/кг, на продувку |
2,8 |
1,4 |
2,9 |
1,2 |
Расх вод пара, кг/кг |
0,3-0,5 |
0,1-0,2 |
1,7 |
0,4 |
Темп дутья, С |
320-330 |
320-330 |
— |
— |
Выход сух газа, м3/кг |
4,1 |
2 |
1,65 |
0,8 |
Темп газа, С |
— |
— |
950 |
540 |
Состав газа по объему, % |
||||
СО2 |
5,5 |
5 |
6,0 |
14,5 |
СО |
27,5 |
30 |
38,5 |
23,8 |
Н2 |
13,5 |
13 |
48,0 |
50 |
О2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
N2 |
52,6 |
49,3 |
6,4 |
3,8 |
Теплота сгор газа, QНC, МДж/м3 |
5,15 |
6,1 |
10,4 |
11,1 |
КПД, η,% |
78 |
64 |
61 |
38 |
Газогенерат – горяч и холодн газа.
Технологич сх газогенер станц горяч газа (паровозд дутье):
1 – бункер топлива, 2- загрузочная камера, 3 – барабан сепаратор, 4 – воздуходувка, 5 – газогенератор, 6 – очистка генераторного газа от пыли, 7 – коллектор очищен газа (устр-во для ввода/вывода) Тепловая сх
ХОВ – хим очищ вода, ТО – технологические отходы (шлак)
Газогенерат станц хол газа (с улавливанием смолист в-в и конденсата):
1 – бункер топлива, 2- загрузочная камера, 3 – барабан сепаратор, 4 – воздуходувка, 5 – газогенератор, 6 – очистка генераторного газа от пыли, 7 – коллектор очищен газа, 8 – стояк-охладитель газа, 9 – электрофильтр, 10 – трехступенчатый скруббер, 11 – газодувка, 12 – каплеуловитель. Кислоты – серная, сернистая – коррозия. Осушка, уд-е мех примесей, регуляция давления(дроссели). Тепл сх:
ВХ – воздух, ВД – вода, ХОВ – хим очищ вода, ТО – технологич отходы, СМ – смолы, ГГ – генерат газы, М – материал. Кач-во газа лучше у горяч дутья. Хол газ много куда может использоваться(смолы получать, из них — бензин)