Влияние производительности газогенератора
Производительность газогенератора по древесине может влиять на выход газа и смолы в зависимости от того, при каких условиях производится газификация щепы. При увеличении производительности газогенератора со свободным слоем щепы удельный выход жидких продуктов (смолы) увеличивается, а газа уменьшается. Повышение производительности газогенератора сопровождается неизбежным повышением скорости нагрева щепы, а следовательно, и пиролиза древесины, что приводит к увеличению выходов смолы и уменьшению выхода кокса. При уменьшении выхода кокса уменьшается расход дутья, а следовательно, и удельный выход газа. С увеличением производительности газогенератора при свободном слое автоматически возрастает высота холостого раскаленного слоя hх и hс+n,
Другая картина наблюдается при повышении производительности газогенератора с постоянным слоем топлива в шахте. В этом случае форсировка газогенератора приводит к тому, что необходимая высота слоя для сушки и пиролиза щепы hс+n может не образоваться. Этот слой сжимается, так как при увеличении расхода дутья общий слой щепы остается неизменным, а hх растет. При сжатии слоя hс+n время для сушки щепы и её пиролиза сокращается, что может привести к заметному уменьшению выхода смолы и других жидких продуктов. Наиболее заметно отрицательное влияние производительности газогенератора на выход смолы наблюдается на крупной и более влажной щепе. При форсировке газогенератора с постоянным слоем hс+n может увеличиваться за счет уменьшения холостого слоя hх. Происходит как бы сжатие раскаленного слоя угля. Однако это явление только кажущееся. Процессы сушки и пиролиза щепы будут протекать в значительной степени в слое раскаленного угля,
Удельная производительность газогенераторов, или интенсивность газификации топлива, определяется, как известно, количеством абс. сух. древесины, перерабатываемой за единицу времени в пересчете на единицу сечения шахты (кг/м²ч). Изменение выхода смолы и газа при газификации щепы со свободным слоем топлива в зависимости от производительности можно охарактеризовать следующими данными, полученными при испытании промышленных газогенераторов: интенсивность газификации по абс. сух. щепе z1 = 174 кг/м²ч и z2 = 162 кг/м²ч, выход смолы и газа соответственно равен 20,6 — 15,7% и 1,64 — 1,78 нм³/кг.
При работе газогенератора при постоянном слое топлива показатели были следующие: z3 = 645 кг/м²ч и z4 = 382 кг/м²ч, выход смолы и газа соответственно равен 16,4 — 20,8% и 1,31 — 1,09 нм³/кг.
Важным вопросом при создании газогенератора для щепы является выбор его производительности. Из опыта лучших производственных газогенераторов, действовавших десятки лет в промышленности, видно, что средняя производительность их в пересчете на абс. сух. древесину составляет примерно 2000 кг/ч; диаметр промышленных газогенераторов в зоне подачи дутья около 3 м; интенсивность газификации древесного топлива с исходной относительной влажностью 30% примерно 400 кг/м²ч. В нижней части газогенератора собственно газификации подвергается не щепа, а продукт её сухой перегонки — древесный уголь. Если сравнить интенсивность газификации древесного угля и антрацита и сопоставить удельную подачу воздуха в шахту газогенератора для того и другого вида топлива, то будет видно, что газогенераторы па антраците работают с интенсивностью в 2,7 раза большей, чем газогенераторы на древесном топливе (табл. 11).
Таблица 11
| Показатели | Вид топлива | |
|---|---|---|
| антрацит | щепа | |
| Влажность топлива, % | 5 | 30 |
| Зольность топлива, % | 11 | 1 |
| Теплота сгорания топлива (низшая), ккал/кг | 6700 | 2900 |
| Расход воздуха в перерасчёте на единицу топлива, нм³/кг | 2,8 | 0,77 |
| Интенсивность газификации, кг/м²ч | 300 | 400 |
| Удельный расход воздуха в пересчёте на единицу сечения шахты, нм³/м²ч | 840 (270%) | 310 (100%) |
| Удельное кол-во топлива, выраженое в калориях, в пересчёте на единицу сечения шахты, 106 ккал/м²ч | 2,0 | 1,16 |
| Кол-во шлака в пересчёте на единицу сечения шахты, кг/м²ч | 33 | 4 |
| Теплота сгорания сухого газа, ккал/нм³ | 1230 | 1500 |
| Выход газа на единицу топлива, нм³/кг | 4,10 | 1,15 |
Если в газогенераторе, работающем на щепе, обеспечить интенсивность подачи дутья такую же, как и антрацитовом, то можно почти утроить его производительность.
Древесный уголь обладает гораздо большей реакционной способностью по сравнению с антрацитом, поэтому можно предположить, что удельную производительность газогенератора древесного питания можно повысить ещё больше. На специальном опытном газогенераторе интенсивность газификации щепы достигала 2000 кг/м²ч (по абс. сух. древесине).
Однако с повышением производительности газогенераторов неизбежно увеличивается унос с газом древесной мелочи и щепы, что вызывает частые простои газогенераторных установок для чистки горловин и газопроводов. Для предотвращения этого явления целесообразно делать шахту газогенератора с расширяющейся верхней частью. Практика работы опытных и промышленных газогенераторов показала, что унос пыли резко сокращается, если скорость газа при выходе его из слоя щепы не превышает 0,20 м/сек. С этой же целью можно рекомендовать отбор газа из шахты через горловину, устанавливаемою в крышке газогенератора (см. рис. 36), а не в стенке шахты, как это делается в некоторых старых конструкциях газогенераторов (см. рис. 29).
Чтобы обеспечить равномерное распределение дутья по сечению газогенератора, необходимо производить подачу воздуха в шахту в основном через фурмы, расположенные в стенке (80 — 85%), и только частично подавать дутье через центральную колосниковую решетку (15 — 20%).
