Теплотехнические процессы

Газификация

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.

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)