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 он 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 мета - низации требуются установки для очистки и охлаждения получаемого топлива, а также для удаления конденсирующихся жидкостей.
В случае системы газификации с неподвижным слоем сырья важное 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 распределением 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 наиболее 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 еще 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.