11-6. Газификация твердого топлива 2

В действительности воздушный газ может быть получен при продувке воздухом раскаленного каменноугольного кокса, причем процесс отклоняется от идеального главным образом вследствие неполного восстановления CO2, прорыва воздуха у стенок генератора и содержания в коксе, кроме углерода, небольшого количества летучих веществ; поэтому действительный состав газа отличается от теоретического, а теплота сгорания оказывается ниже, чем подсчитанная выше.

При газификации топлива со значительным содержанием летучих веществ состав газа еще больше отличается от идеального, правда, в лучшую сторону, так как теплота сгорания его повышается за счет содержания углеводородов (CH4 и CmHn). Однако даже и в этих случаях воздушный газ имеет небольшую теплоту сгорания. Иногда воздушный газ получают из кокса и антрацита в газогенераторах с периодическим выпуском шлаков в жидком состоянии. Для повышения температуры в зоне горения до величины, необходимой для расплавления шлака, поступающий в генератор воздух сильно подогревают (до 500 - 600 °С), а для понижения температуры плавления шлака и уменьшения их вязкости добавляют флюсы.

Таблица 11-2: характеристика зон газогенератора (соответственно рис. 11-17)

Зона

Название зоны

Назначение зоны и протекающее в ней процессы

Термохимические реакции

I

Зона шлака (шлаковая подушка)

Поддержание слоя топлива, распределение паровоздушной смеси, предохранение чугунной колосниковой решетки от воздействия высоких температур, подогрев паровоздушной смеси за счет тепла шлака

Практически отсутствуют

II

Зона горения (кислородная зона)

Окисление углерода в двуокись и окись углерода с выделением тепла

C + O2 + 3,76N2 = CO2 + 3,76N2;

2C + O2 + 3,76N2 = 2CO + 3,76N2

III

Зона восстановления (зона газификации)

Восстановление двуокиси углерода в окись углерода; разложение пара (окисление углерода); подогрев топлива за счет теплообмена с газом

CO2 + C = 2CO

H2O + C + CO + H2

2H2O + C = CO2 + 2H2

IV

Зона сухой перегонки

Пирогенетическое разложение топлива за счет теплообмена с газом; выделяются продукты:

  1. пирогенетическая влага

  2. уксусная кислота, метиловый спирт, формальдегид - при сухой перегонке древесины и торфа; фенолы

  3. смолы

  4. газы - окись углерода и двуокись углерода (за счет кислорода топлива и соответствующей части углерода), сероводород, метан, этилен, аммиак, азот и водород


V

Зона подсушки

Удаление внешней влаги из топлива за счет физического тепла газа


VI

Свободное пространство

Выполняет роль коллектора

Иногда протекают некоторые реакции частично изменяющие состав газа, например:

CO + 3H2 = CH4 + H2O