ГАЗОГЕНЕРАТОР
аппарат
для термич. переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой
в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров).
Получаемые в Г. газы наз. генераторными. Горение твёрдого топлива в Г.
в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется
поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива
(напр., при работе на паровоздушном дутье в Г. подаётся 33-35% воздуха
от теоретически необходимого). Образующиеся в Г. газы содержат продукты
полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления,
неполного горения и пирогенетич. разложения топлива (угарный газ, водород,
метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха.
Процесс, происходящий в Г , наз. газификацией топлива.
Г. обычно представляет собой
шахту, внутр. стенки к-рой выложены огнеупорным материалом. Сверху этой
шахты загружается топливо, а снизу подаётся дутьё. Слой топлива поддерживается
колосниковой решёткой. Процессы образования газов в слое топлива Г. показаны
на рис. 1. Подаваемое в Г. дутьё вначале проходит через зону золы и шлака
0, где оно немного подогревается, а далее поступает в раскалённый слой
топлива (окислит, зона, или зона горения I), где кислород дутья
вступает в реакцию с горючими элементами топлива. Образовавшиеся продукты
горения, поднимаясь вверх по Г. и встречаясь с раскалённым топливом (зона
газификации II), восстанавливаются до окиси углерода и водорода. При дальнейшем
движении вверх сильно нагретых продуктов восстановления происходит термич.
разложение топлива (зона разложения топлива III) и продукты восстановления
обогащаются продуктами разложения (газами, смоляными и водяными парами).
В результате разложения топлива образуются вначале полукокс,а затем и кокс,
на поверхности к-рых при их опускании вниз происходит восстановление продуктов
горения (зона II). При опускании ещё ниже происходит горение кокса (зона
I). В верхней части Г. происходит сушка топлива теплом поднимающихся газов
и паров.
В зависимости от того, в
каком виде подаётся в Г. кислород дутья, состав генераторных газов изменяется.
При подаче в Г. одного возд. дутья получается возд. газ, теплота горения
к-рого в зависимости от перерабатываемого топлива колеблется от 3,8 до
4,5 Мдж/м3 (900 - 1080 ккал/м3). Применяя
дутьё, обогащённое кислородом, получают т. н. па-рокислородный газ (содержащий
меньшее количество азота, чем возд. газ), теплота горения к-рого может
быть доведена до 5-8,8 Мдж/м3 (1200-2100 ккал/м3).
При работе Г. на воздухе
с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота
сгорания к-рого (в зависимости от исходного топлива) колеблется от 5 до
6,7 Мдж/м3 (1200-1600 ккал/м3). И,
наконец, при подаче в раскалённый слой топлива Г. водяного пара получают
водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 Мдж/м3 (2400-3200
ккал/м3).
Несмотря на то, что идея
Г. была выдвинута в конце 30-х гг. 19 в. в Германии (Бищофом в 1839 и Эбельманом
в 1840), их пром. применение началось после того, как Ф. Сименсом (1861)
был предложен регенеративный принцип отопления заводских печей, позволивший
эффективно применять генераторный газ. Изобретателями первого пром. Г.
были братья Ф. и В. Сименс. Их конструкция Г. получила повсеместное распространение
и просуществовала в течение 40-50 лет. Только в нач. 20 в. появились более
совершенные конструкции.
В зависимости от вида перерабатываемого
твёрдого топлива различают типы Г.: для тощего топлива - с незначит. выходом
летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли), для битуминозного топлива
- со значит, выходом летучих веществ (газовые и бурые угли), для
древесного и торфяного топлива и для отбросов минерального топлива (коксовая
и угольная мелочь, остатки обогатит, производств). Различают Г.
с жидким и твёрдым шлакоудалением. Битуминозные топлива обычно газифицируются
в Г. с вращающимся водяным поддоном, а древесина и торф - в Г. большого
внутр. объёма, т. к. перерабатываемое топливо имеет незначит. плотность.
Мелкое топливо перерабатывается в Г. высокого давления <н во взвешенном
или кипящем слое. По назначению Г. можно разделить на стационарные и транспортные,
а по месту подвода воздуха и отбора газа на Г. прямого, обращённого и горизонтального
процесса. В Г. прямого процесса (рис. 2) движение носителя кислорода и
образующихся газов происходит снизу вверх. В Г. с обращённым процессом
(рис. 3) носитель кислорода и образующийся газ движутся сверху вниз.
Для обеспечения обращённого потока средняя часть таких Г. снабжается фурмами,
через к-рые вводится дутьё. Т. к. отсасывание образовавшихся газов осуществляется
снизу Г., то зона горения I (окислительная)находится сразу же под
фурмами, ниже этой зоны следует зона восстановления II, над зоной горения
I располагается зона III - пирогенетич. разложения топлива, происходящего
за счёт тепла раскалённого горящего кокса зоны I. Сушка самоговерхнего
слоя топлива в Г. происходит за счёт передачи тепла от зоны III. В Г. с
горизонтальным процессом носитель кислорода и образующийся газ движутся
в горизонтальном направлении.
При эксплуатации Г. соблюдается
режим давления и темп-ры, величина к-рых зависит
от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции
Г.
Бурное развитие газовой пром-сти
в СССР привело к почти полной замене генераторных газов природными и попутными,
т. к. себестоимость последних значительно ниже.
В зарубежных странах, где мало природного газа, Г. широко применяются в
различных отраслях пром-сти (ФРГ, Великобритания).
Лит.: Михеев В. П.,
Газовое топливо и его сжигание, Л., 1966. Н. И. Рябцев.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я