Г. с прямым процессом газификации. В нижней части Г. (рис. 1, а) имеется колосниковая решётка 3. Отбор газа работающим двигателем осуществляется в верхней части Г. Воздух, необходимый для газификации топлива, поступает через колосниковую решётку; кислород воздуха вступает с углеродом топлива в экзотермическую реакцию (с выделением тепла):
С+O2=СО2+97600 калорий
(1 моль углерода + 1 моль кислорода = 1 молю углекислоты + 97 600 калорий).
Та часть Г., где происходит окисление (горение) углерода топлива, носит название зоны окисления, или зоны горения. В связи с выделением большого количества тепла темп-pa в зоне горения достигает 1100 - 1300°, в результате чего слои топлива, находящиеся выше зоны горения, нагреваются до 900 - 1100°. Углекислота, проходя через слой раскалённого углерода, вступает с ним в эндотермическую реакцию (с поглощением тепла), протекающую по формуле:
CO2+C=2CO-38790 калорий
(1 моль углекислоты + 1 моль углерода = 2 молям окиси углерода - 38790 калорий).
Водяные пары, выделившиеся при газификации топлива и поступившие вместе с воздухом (в Г. с прямым процессом предусматривается спец. подача воды), соприкасаясь с раскалённым углеродом, также вступают с ним в эндотермическую реакцию:
Н2О+С=СО+Н2-28380 калорий
(1 моль водяного пара + 1 моль углерода = 1молю окиси углерода + 1 моль водорода - 28380 калорий).
Образование метана происходит при соприкосновении водорода водяных паров с раскалённым углеродом по следующей реакции:
2Н2+С=СН4
(2 моля водорода+1 моль углерода = 1 молю метана).
В связи с тем что в зоне раскалённого углерода углекислота восстанавливается в окись углерода, эта часть Г. называется зоной восстановления. Для успешного протекания реакции восстановления углекислоты в окись углерода и реакции разложения Н2О необходимо, чтобы темп-ра в зоне восстановления была не ниже 900-1100°.
Лучеиспусканием раскалённого слоя топлива и газами, поднимающимися вверх, нагреваются также слои топлива, лежащие выше зоны восстановления. Под действием высоких темп-р, при отсутствии кислорода, происходит сухая перегонка топлива. Та часть Г. (выше зоны восстановления), где топливо под воздействием тепла подвергается сухой перегонке, называется зоной сухой перегонки. Здесь выделяются из топлива смолы, спирты, кислоты и др. продукты.
Выше зоны сухой перегонки располагается зона подсушки топлива. В этой зоне выделяются пары воды. Темп-pa газов в зоне подсушки не превышает 150°.
В результате газификации, сухой перегонки и подсушки топлива, в верхней части Г. будет находиться газ, состоящий из СО, СО2, Н2, СН4, водяных паров, смол, спиртов и др. продуктов. В таком составе газ поступает в очистители под влиянием разрежения, создаваемого двигателем.
Так. обр., при прямом процессе газификации движение газов происходит снизу вверх, с отбором газа в верхней части Г. Такой процесс применяют лишь в случае газификации топлива, содержащего незначительное количество смол (напр., древесный уголь, антрацит, кокс). Объясняется это след.: при газификации топлива, богатого смолами, продукты сухой перегонки (гл. обр., смолы), попадая в цилиндр двигателя, загрязняют поверхность клапанов, камеры сгорания, поршня и колец до такой степени, что приостанавливают работу двигателя.
Г. с опрокинутым процессом газификации. В случае применения топлива, содержащего смолы (напр., древесины, торфа и др.), используют обратный или опрокинутый процесс газификации (рис. 1, б). Отличие опрокинутого процесса от прямого заключается в том, что воздух входит в слой топлива на нек-рой высоте, а отбор газа двигателем производится внизу Г. Благодаря этому продукты, скопляющиеся в зоне сухой перегонки, просасываются через окислительную зону с высокой темп-рой (1100 - 1300°), и все смолистые вещества, а также часть влаги под действием высоких темп-р разлагаются.
Г. с опрокинутым процессом газификации имеют след. преимущества перед Г. с прямым процессом: 1) большую универсальность с точки зрения возможности применения различных сортов топлив без опасности засмоления двигателя; 2) более высокое использование хим. энергии топлива за счёт разложения смолистых продуктов зоны сухой перегонки; 3) возможность дозаправки F. без остановки двигателя; 4) упрощение конструкции газогенераторной установки (отсутствует подача воды и др.); 5) большую устойчивость процесса при работе двигателя на переменном режиме.
Горизонтальный процесс газификации (рис. 1,в) характеризуется тем, что поток отсасываемого газа движется не противоположно опускающемуся топливу, как это имеет место в F. прямого процесса, а перпендикулярно к направлению движения топлива.
В большинстве случаев при опрокинутом и горизонтальном процессах газификации воздух подводится через фурмы с высокой скоростью (порядка 20 - 40 м/сек). При прямом процессе газификации воздух поступает через колосниковую решётку.
Комментариев нет:
Отправить комментарий