Перспективы и проблемы использования газогенераторов угля для выработки тепловой энергии

Номер документа 0320150004

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
61.53.19. Газификация

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Теплоэнергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер: Отсутствует.
Автор (принявший орган): Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, Адрес: 670013, Республика Бурятия, г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, д. 40В, строение 1 Тел.: (3012)43-14-15
Дата: 08.04.2015
Регион: Республика Бурятия
Источник информации: Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, Адрес: 670013, Республика Бурятия, г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, д. 40В, строение 1

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

С развитием нефтедобывающей отрасли произошли резкие изменения в производстве жидких углеводородных топлив, что привело к снижению газогенераторных установок вплоть до полного отказа от последних. Были и попытки возродить данные технологии. В основном это происходило за счет увеличивающихся цен на нефть в странах, экономика которых непосредственно зависела от цен на энергоносители. Сегодня можно с уверенностью говорить, что в скором будущем технологии по газификации углей вновь найдут массовое применение в различных областях энергетики и промышленности, в связи с чем возникает необходимость разработки новых методов по газификации углей или усовершенствования уже известных.

Наибольший интерес для модернизации малых котельных вызывают газификаторы слоевого типа. Основной проблемой при производстве генераторного газа является его загрязненность каменными смолами и включениями серы, в связи с чем были проведены исследования содержания данных компонентов в генераторном газе и их влияния на качество газа.
Целью исследования было снижение концентрации угольной смолы в генераторном газе перед ступенями очистки газа.

Был разработан ряд технологий и установок для газификации углей и древесины, одной из которых является замещение генераторным газом, выработанным в газогенераторе (рис. 1), слоевого сжигания угля или факельного сжигания мазута в отопительных котлах. Полученный газ может быть использован не только для непосредственного сжигания в отопительных котлах, но и после очистки в газотурбинных установках, дизель-генераторах и для производства бензина. Данные технологии разработаны и применены в промышленности в ХХ в.
В рамках технологии по производству тепловой энергии из генераторного газа устанавливается газификатор, например, газогенератор BS-15 (см. рис. 1), старые котлы оборудуются газовыми горелками, при невозможности использования старых котлов устанавливаются новые газовые котлы или бойлеры. Внешние соединения котельной с тепловыми сетями и контуры по воде и/или пару внутри котельной никак не модернизируются.
Газогенераторы могут устанавливаться на котельных как непосредственно в населенных пунктах, так и на некотором удалении от них. Это обусловлено тем, что экологические показатели, в том числе и по дымовым выбросам котельных, работающих на генераторном газе, по всем показателям значительно выше, чем у традиционной угольной котельной. Значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ могут достигать уровня в 30-35 раз ниже, чем в традиционных технологиях. Еще одним плюсом является отсутствие твердых выбросов в атмосферу (зола, сажа), что становится особенно актуальным при разме-щении котельной в населенном пункте.
С экономической точки зрения эффективность очистки газа перед сжиганием значительно дешевле, чем очистка дымовых выбросов угольных отопительных и производственных котельных.
Эффективность производства тепловой энергии достигается не только за счет снижения затрат на экологию, но и за счет автоматизации процесса и исключения из технологического процесса человеческого фактора. Применение генераторного газа повышает маневренность котельной, так как при необходимости увеличения количества вырабатываемого тепла достаточно увеличить подачу газа в топку котла, чего нельзя сделать при производстве тепла на угле. Для того чтобы уголь прогрелся, подсох и загорелся, необходимо время. И, наоборот, если надо снизить количество вырабатываемого тепла, уголь в топке необходимо тушить, выгребать из топки или увеличивать скорость подачи подвижной колосниковой решетки, что приводит к удалению топлива из топки и его выгоранию за ее пределами, а следовательно, и к потерям энергоресурсов.

Рис. Газогенератор BS 15. 1-линия подачи угля; 2 - загрузочные бункеры; 3 - газификатор; 4- система газоочистки.

Генераторный газ может быть использован в качестве основного энергоресурса не только на угольных, но и мазутных отопительных котельных. При замещении мазута генераторным газом эффект от внедрения газогенераторной установки достигает более высоких показателей, позволяющих снизить срок окупаемости работ по модернизации до 2,5-3 лет. Эффективность предложенных решений достигается за счет разности цен на мазут и уголь. При одинаковых показателях теплопроизводительности котельной затраты на производство тепла даже с обыкновенными угольными котлами со слоевым сжиганием в 2-2,5 раза ниже, чем при производстве тепловой энергии на котельной, работающей на мазуте.