Газогенератор (в технике)

Определение "Газогенератор (в технике)" в Большой Советской Энциклопедии

Газогенератор прямого процесса

Газогенератор, аппарат для термической переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Газогенератор (в технике) газы называются генераторными. Горение твёрдого топлива в Газогенератор (в технике) в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (например, при работе на паровоздушном дутье в Газогенератор (в технике) подаётся 33—35% воздуха от теоретически необходимого). Образующиеся в Газогенератор (в технике) газы содержат продукты полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления, неполного горения и пирогенетического разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в Газогенератор (в технике), называется газификацией топлива.

Газогенератор с обращённым процессом

  Газогенератор (в технике) обычно представляет собой шахту, внутренние стенки которой выложены огнеупорным материалом. Сверху этой шахты загружается топливо, а снизу подаётся дутьё. Слой топлива поддерживается колосниковой решёткой. Процессы образования газов в слое топлива Газогенератор (в технике) показаны на рис. 1. Подаваемое в Газогенератор (в технике) дутьё вначале проходит через зону золы и шлака 0, где оно немного подогревается, а далее поступает в раскалённый слой топлива (окислительная зона, или зона горения 1), где кислород дутья вступает в реакцию с горючими элементами топлива. Образовавшиеся продукты горения, поднимаясь вверх по Газогенератор (в технике) и встречаясь с раскалённым топливом (зона газификации II), восстанавливаются до окиси углерода и водорода. При дальнейшем движении вверх сильно нагретых продуктов восстановления происходит термическое разложение топлива (зона разложения топлива III) и продукты восстановления обогащаются продуктами разложения (газами, смоляными и водяными парами). В результате разложения топлива образуются вначале полукокс, а затем и кокс, на поверхности которых при их опускании вниз происходит восстановление продуктов горения (зона II). При опускании ещё ниже происходит горение кокса (зона 1). В верхней части Газогенератор (в технике) происходит сушка топлива теплом поднимающихся газов и паров.

Образования газа в газогенераторе

В зависимости от того, в каком виде подаётся в Газогенератор (в технике) кислород дутья, состав генераторных газов изменяется. При подаче в Газогенератор (в технике) одного воздушного дутья получается воздушный газ, теплота горения которого в зависимости от перерабатываемого топлива колеблется от 3,8 до 4,5 Мдж/м³ (900—1080 ккал/м³). Применяя дутьё, обогащенное кислородом, получают т. н. парокислородный газ (содержащий меньшее количество азота, чем воздушный газ), теплота горения которого может быть доведена до 5—8,8 Мдж {м³ (1200—2100 ккал/м³).

  При работе Газогенератор (в технике) на воздухе с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота сгорания которого (в зависимости от исходного топлива) колеблется от 5 до 6,7 Мдж/м³ (1200—1600 ккал/м³). И, наконец, при подаче в раскалённый слой топлива Газогенератор (в технике) водяного пара получают водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 Мдж/м³ (2400—3200 ккал/м³.

  Несмотря на то, что идея Газогенератор (в технике) была выдвинута в конце 30-х гг. 19 в. в Германии (Бишофом в 1839 и Эбельманом в 1840), их промышленное применение началось после того, как Ф. Сименсом (1861) был предложен регенеративный принцип отопления заводских печей, позволивший эффективно применять генераторный газ. Изобретателями первого промышленного Газогенератор (в технике) были братья Ф. и В. Сименс. Их конструкция Газогенератор (в технике) получила повсеместное распространение и просуществовала в течение 40—50 лет. Только в начале 20 в. появились более совершенные конструкции.

В зависимости от вида перерабатываемого твёрдого топлива различают типы Газогенератор (в технике): для тощего топлива — с незначительным выходом летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли), для битуминозного топлива — со значительным выходом летучих веществ (газовые и бурые угли), для древесного и торфяного топлива и для отбросов минерального топлива (коксовая и угольная мелочь, остатки обогатительных производств). Различают Газогенератор (в технике) с жидким и твёрдым шлакоудалением. Битуминозные топлива обычно газифицируются в Газогенератор (в технике) с вращающимся водяным поддоном, а древесина и торф — в Газогенератор (в технике) большого внутреннего объёма, т. к. перерабатываемое топливо имеет незначительную плотность. Мелкое топливо перерабатывается в Газогенератор (в технике) высокого давления и во взвешенном или кипящем слое.

По назначению Газогенератор (в технике) можно разделить на стационарные и транспортные, а по месту подвода воздуха и отбора газа на Газогенератор (в технике) прямого, обращенного и горизонтального процесса. В Газогенератор (в технике) прямого процесса (рис. 2) движение носителя кислорода и образующихся газов происходит снизу вверх. В Газогенератор (в технике) с обращенным процессом (рис. 3) носитель кислорода и образующийся газ движутся сверху вниз. Для обеспечения обращенного потока средняя часть таких Газогенератор (в технике) снабжается фурмами, через которые вводится дутьё. Так как отсасывание образовавшихся газов осуществляется снизу Газогенератор (в технике), то зона горения 1 (окислительная) находится сразу же под фурмами, ниже этой зоны следует зона восстановления II, над зоной горения 1 располагается зона III — пирогенетического разложения топлива, происходящего за счёт тепла раскалённого горящего кокса зоны 1. Сушка самого верхнего слоя топлива в Газогенератор (в технике) происходит за счёт передачи тепла от зоны III. В Газогенератор (в технике) с горизонтальным процессом носитель кислорода и образующийся газ движутся в горизонтальном направлении.

При эксплуатации Газогенератор (в технике) соблюдается режим давления и температуры, величина которых зависит от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции Газогенератор (в технике)

Бурное развитие газовой промышленности в СССР привело к почти полной замене генераторных газов природными и попутными, т. к. себестоимость последних значительно ниже. В зарубежных странах, где мало природного газа, Газогенератор (в технике) широко применяются в различных отраслях промышленности (ФРГ, Великобритания).
Лит.: Михеев В. П., Газовое топливо и его сжигание, Л., 1966.
  Н. И. Рябцев