Оборудование газификатора обычно классифицируется как газификаторы с восходящей тягой, с нисходящей тягой и с поперечной тягой в зависимости от направления потока воздуха / кислорода в оборудовании. Следует отметить, что существуют типы газифицирующего оборудования, отличные от типов процессов газификации . Процессы газификации можно разделить на три группы: увлеченный поток, псевдоожиженный слой и подвижный слой (иногда называемый, несколько ошибочно, неподвижным слоем) .

Четыре типа газификаторов

В газогенераторе топливо взаимодействует с воздухом или кислородом и паром. Таким образом, газификаторы классифицируются по способу введения в них воздуха или кислорода. В более крупном масштабе можно выделить следующие четыре типа газогенераторов.

Выбор одного типа газификатора по сравнению с другим в основном определяется топливом, его конечной доступной формой, размером, содержанием влаги и зольностью. Первые три типа газификаторов в основном используются в процессе газификации с увлеченным слоем и в процессе газификации с подвижным слоем . В то время как последний - процесс газификации в псевдоожиженном слое .

Газификатор с восходящей тягой или противотоком

Это самый старый и самый простой из всех типов газогенераторов. Воздух поступает снизу, а синтез-газ выходит из верхней части газогенератора. Возле колосниковой решетки внизу происходит реакция горения, над ней - реакция восстановления. В верхней части газификатора нагрев и пиролиз сырья происходит за счет теплопередачи за счет принудительного конвекции и излучения из нижних зон. Смолы и летучие продукты, образующиеся в ходе реакции, будут уходить вместе с синтез-газом в верхней части газогенератора. Которые позже будут отделены циклонным фильтром и свечным фильтром.

Основными преимуществами газификатора этого типа являются его простота, высокий уровень выгорания древесного угля и внутренний теплообмен, приводящий к низкой температуре отходящего газа и высокой эффективности оборудования. Этот газификатор может работать с несколькими видами сырья, от угля до биомассы.

Основные недостатки заключаются в возможности «просачивания» в оборудование, что может привести к прорыву кислорода и возникновению опасных, взрывоопасных ситуаций и необходимости установки автоматической подвижной решетки.

Подача угля может быть выбрана в зависимости от типа процесса газификации, выбранного для использования в этом газификаторе.

Газификатор с нисходящим или прямоточным потоком

В газификаторе с восходящим потоком возникает проблема уноса смолы в выходящий поток газообразного продукта. Решение состоит в том, чтобы вводить первичный воздух для газификации в зону окисления в газификаторе или над ней. Добываемый газ выводится снизу, поэтому топливо и газ движутся в одном направлении.

По пути вниз кислотные и смолистые продукты перегонки из топлива должны проходить через раскаленный слой древесного угля и, следовательно, превращаться в постоянные газы - водород, двуокись углерода, окись углерода и метан. В зависимости от температуры горячей зоны и времени пребывания смолистых паров. Достигается более или менее полное разрушение смол.

Основное преимущество газификатора с нисходящим потоком заключается в возможности получения газа, не содержащего смол, для работы двигателя. Однако на практике газ, не содержащий смолы, образуется очень редко, но процент смолы, выходящей в потоке продукта, значительно ниже, чем у выходящей через восходящий газификатор.

Основным недостатком является то, что газификатор с нисходящим потоком не может работать с различными видами сырья. Исходное сырье с низкой плотностью приводит к проблемам с потоком и чрезмерному падению давления. Уголь с высоким содержанием золы также создает больше проблем с этим типом газогенератора, чем с восходящим газификатором.

Другой недостаток заключается в том, что это дает более низкий КПД, поскольку отсутствует внутренняя замена по сравнению с восходящим газификатором. Поток продукта также имеет низкую теплотворную способность.

Газификатор с перекрестной тягой

Хотя газификаторы с поперечной тягой имеют определенные преимущества перед газификаторами с восходящим и нисходящим потоком, они не идеальны. Такие недостатки, как высокая температура газа на выходе, плохое восстановление CO 2 и высокая скорость газа, являются следствием конструкции. В отличие от газификаторов с нисходящим и восходящим потоком, зольный бункер, зоны возгорания и восстановления в газификаторах с поперечной тягой разделены. Эти конструктивные характеристики ограничивают то, какой вид топлива можно использовать, ограничивая его только малозольными видами топлива, такими как древесина, древесный уголь и кокс. Нагрузочно-разгрузочная способность газогенератора с поперечной тягой достаточно хорошая за счет концентрированных зон, которые работают при температурах до 1200 0С.C. Время запуска (5-10 минут) намного меньше, чем у агрегатов с восходящим и нисходящим потоком. Относительно более высокая температура в газогенераторе с поперечной тягой оказывает очевидное влияние на состав выходящего газа, такой как высокое содержание монооксида углерода и низкое содержание водорода и метана, когда используется сухое топливо, такое как древесный уголь. Газификатор с поперечной тягой хорошо работает на сухом воздушном дутье и сухом топливе.

Газификатор с псевдоожиженным слоем

На работу газификаторов с восходящей и нисходящей тягой влияют морфологические, физические и химические свойства топлива. Часто встречающиеся проблемы: отсутствие бункерного потока, зашлакованность и чрезмерный перепад давления в газогенераторе.

Новая конструкция для решения всех этих проблем - газогенератор с псевдоожиженным слоем .

Воздух продувается через слой твердых частиц с достаточной скоростью, чтобы поддерживать их в состоянии суспензии. Слой изначально нагревается снаружи, и сырье вводится, как только достигается достаточно высокая температура. Частицы топлива вводятся на дно реактора, очень быстро смешиваются с материалом слоя и почти мгновенно нагреваются до температуры слоя. В результате такой обработки топливо очень быстро пиролизируется, в результате чего компонент смешивается с относительно большим количеством газообразных материалов. Дальнейшие реакции газификации и превращения смол происходят в газовой фазе. Частицы золы также переносятся через верх реактора и должны быть удалены из газового потока, если газ используется в двигателях. Для удаления частиц золы используются циклон и свечной фильтр.

Основное преимущество псевдоожиженного слоя - переработка сырья. Этот тип газогенератора в основном используется для высокозольного угля и биомассы. Поскольку температура ниже температуры размягчения золы, обращение с золой относительно простое.

Недостатком газификаторов с псевдоожиженным слоем является высокое содержание смол в получаемом синтез-газе и неполная конверсия углерода.