энергосберегающие технологии

Ижевская газогенераторная станция

Ижевская ГГС построена в 1934 г. Исходным сырьем для газификации служат дрова, доставляемые главным образом по железной дороге широкой колеи. Размер дров по длине 2 — 2,2 м при максимально допустимом диаметре 500 мм. Склад сырья снабжен бревнотасками, при помощи которых древесина подается в рубильные машины производительностью 60 — 70 скл.м³/ч каждая.

Размер щепы можно регулировать в пределах 25 — 100 мм путем соответствующей постановки ножей. Смена ножей производится через 4 ч работы машины.

Щепа выбрасывается в циклон, а оттуда ссыпается на горизонтальный транспортер и автоматически перегружается на наклонный. Наклонным транспортером щепа подается в газогенераторное отделение на высоту 22 м, где она при помощи горизонтальных транспортеров и передвижной разгрузочной тележки распределяется по бункерам, расположенным над газогенераторами. Бункеры железобетонные, но нижняя часть каждого из них заканчивается двумя небольшими бункерами, изготовленными из листовой стали толщиной 8 мм. Емкость каждого железобетонного бункера 500 м³. Щепа из стального бункера поступает в соответствующий газогенератор через специальный питатель.

Кроме щепы, получаемой из дров, газогенераторная станция использует измельченные лесосечные отходы, доставляемые из леспромхозов в железнодорожных вагонах.

Расход электроэнергии для топливоприготовления и подачи при непрерывной загрузке в рубильную машину 45 пл. м³/ч дров приведен в табл. 116.

Таблица 116

Проектная производительность каждого газогенератора по щепе влажностью 25% составляет 60 т/сутки, что в переводе на дрова равняется 30 тыс. пл. м³/год. ,

Шахта газогенератора футерована огнеупорным кирпичом. Удаление золы механизировано при помощи чаши, вращающейся со скоростью от 0,3 до 1 об/ч, приводимой в движение через специальную трансмиссию от редуктора и электродвигателя мощностью 9,3 квт (один редуктор для шести газогенераторов). Дутье осуществляется от воздуходувок высокого давления. Для увлажнения воздуха, подаваемого в газогенератор, используется пар от заводской котельной. Температура паровоздушного дутья регулируется в пределах 45 — 60°. Газ из газогенератора по горловине диаметром 750 мм поступает в кольцевой коллектор диаметром 1500 мм, расположенный вдоль наружных стен здания, в котором установлены газогенераторы. Присоединение или отключение каждого газогенератора производится через специальный гидрозатвор.

Из кольцевого коллектора газ поступает в газовый коллектор, размещенный перед электрофильтрами. После электроочистки газ, пройдя два коллектора, направляется в скрубберы для извлечения уксусной кислоты и охлаждения (рис. 50).

Рисунок 50

Станция оборудована газогенераторами с суженной швель-шахтой (см. рис. 30). Газогенераторы расположены в помещении в два ряда. Часть электрофильтров установлена в помещении, а часть вне здания. Солевые и промывные скрубберы находятся на открытой площадке. Газ нагнетается кислотоупорными газодувками потребителю по газопроводу, не имеющему футеровки. Газопроводы на участке газогенератор-газодувки, а также электрофильтры и скрубберы футерованы досками по битуму и кошме.

Газогенераторную станцию останавливают 2 раза в год для чистки газопровода, по которому очищенный газ подается потребителю. На внутренней поверхности стенки этого газопровода постепенно накапливается смоляной слой, напоминающий собой губку и являющийся продуктом вторичного происхождения.

Учет газифицируемой древесины производится коробками по количеству загрузок. Геометрический объем загрузочной коробки 1,72 м³, а полезный объем по щепе 1,64 нас. м³. Выход щепы с 1 пл. м3 дров равен 2,9 нас. м³.

Количество абс. сух. еловой древесины в 2-метровых дровах влажностью 35% составляет 375 кг/пл. м³.

Таблица 117

Из табл. 117 видно, что в газе выходящем из газогенератора, с повышением влажности щепы содержание смолы и летучих кислот заметно падает.

Влагосодержание газа почти не изменяется. Это постоянство влагосодержание газа наблюдается при изменении влажности щепы в пределах 30 — 40%.

При увеличении влажности щепы удельный выход газа увеличивается, а выход реакционной воды снижается. Оба этих фактора в конечном итоге обеспечивают стабильность влагосодержания газа при газификации щепы в пределах указанной влажности.

На Ижевской ГГС организовано получение древесноуксусного порошка (см. рис. 47).

Количество летучих кислот в газе, выходящем из газогенератора, определяет содержание кислоты перед скрубберами, в которых она улавливается.

Из табл. 118 видно, что имеется тенденция к уменьшению потерь кислоты при увеличении первоначального содержания её в горловине газогенератора.

Таблица 118

Влияние производительности газогенераторов на выход жидких продуктов и газа показано в табл. 119. Влажность щепы 43,5%. Порода древесины — ель. Средний размер щепы 80 мм. Температура паровоздушной смеси 45°.

Таблица 119

При постоянном слое топлива в газогенераторе 5,6 м с увеличением производительности газогенератора снижается выход смолы и кислоты при одновременном увеличении удельного выхода газа, так как время пребывания щепы в зоне сушки и швелевания с увеличением производительности газогенератора резко сокращается.

Таблица 120

Из табл. 120 видно, что при газификации щепы влажностью 38 — 42%, но при различном слое (2600 и 5600 мм) выход газа и кислот практически не изменился.

Наблюдающееся уменьшение выхода смолы объясняется вредным влиянием фильтрующего свойства излишнего слоя щепы. В этом случае на поверхности щепы частично оседает смола, которая при швелевании щепы полностью не отгоняется, а остается в виде пека и кокса на поверхности древесины.

Средний состав газа за несколько лет работы станции на щепе характеризуется следующими данными (в объемных %): СО₂ — 5÷7; СО — 27÷30; СН₄ — 2÷2,8; С_nН_m — 0,6÷0,7; Н₂ — 14÷14,5; О₂ — 0,2÷0,25; N₂ — 46÷50. Теплота сгорания газа (низшая) в пересчете на сухой 1500 — 1550 ккал/нм³.

С повышением влажности щепы выход жидких продуктов уменьшается, а выход газа растет. Суммарный к. п. д. газогенератора по газу и жидким продуктам остается в пределах 81 — 82%. Это явление ставит газификацию сырого измельченного топлива в преимущественное положение перед газификацией крупного древесного топлива (например, древесины в виде поленьев). При газификации сырых дров суммарный к. п. д. падает.

Исследования газогенераторов Ижевской ГГС показали, что значительное количество влаги газа находится в капельно-жидком состоянии. Так, при изменении влажности газифицируемой щепы в предел ал 40 — 48% количество капельножидкой воды в пересчете на абс. сух. древесину колеблется от 16 до 27%, т.е. щепа газифицируется как бы с постоянной относительной влажностью (35%) независимо от того, с какой влажностью она поступает в газогенератор. Соответственно этой влажности затрачивается нужное количество тепла на испарение влаги. Остальная влага топлива выносится из газогенератора в виде туманообразных частиц без затрат тепла на испарение. Следовательно, можно считать, что количество кислых вод, выпадающих при прохождении газа по газопроводам ГГС, будет определяться в известной мере не только законом теплообмена, но и законом, определяющим скорость осаждения мельчайших частиц на внутреннюю поверхность газопровода (закон Стокса).