Газогенератор

Комплекс для получения генераторного газа, г. Самара

Газогенераторный трактор производства ГДР, 1949 год

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на дровах, древесном угле, каменном угле, буром угле, коксе и топливных пеллетах. Газогенераторы, использующие в качестве топлива мазут и другие виды жидкого топлива, применяются значительно реже.

Обеспечивая более полное сгорание отходов деревообработки и сельскохозяйственной продукции (опилки, лузга семечек и т. д.), использование газогенератора позволяет сократить выбросы в атмосферу.

Газогенератор позволяет газифицировать твёрдое топливо что делает его использование более удобным и эффективным, будь то отопительный котёл, двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина или химическая промышленность.

В газогенераторе протекает несколько основных химических реакций. При горении с обедненным количеством кислорода (пиролиз) протекают реакции окисления угля и углеводородов:

$C+{O_{2}}\rightarrow {CO_{2}}$

${2H_{2}}+{O_{2}}\rightarrow {2H_{2}O}$

с выделением тепловой энергии

После чего реакции восстановления:

$C+{CO_{2}}\rightarrow {2CO}$

$C+{H_{2}O}\rightarrow {CO}+{H_{2}}$

с потреблением тепловой энергии

Активная часть газогенератора состоит из трёх перетекающих участков: термического разложения топлива, окисления, восстановления. Кроме устройств с внешним подводом тепла, где зоны окисления нет.

Основными горючими компонентами в получаемом "генераторном газе" являются водород${H_{2}}$, оксид углерода ${CO}$, метан ${CH_{4}}$, и непредельные углеводороды ${C_{x}H_{x}}$. Прочие вещества, в основном ${CO_{2}}$, ${O_{2}}$, ${N_{2}}$, ${H_{2}O}$, являются балластом и за исключением кислорода не участвуют в процессе сгорания газа в двигателе, либо препятствуют ему. Состав получаемых газов сильно зависит от типа топлива и конструкции газогенератора. При работе газогенератора обращенного процесса на сухом древесном топливе (дровах) на горючие компоненты приходится чуть более 1/3 объемного содержания (${H_{2}}$: 15-17%, ${CO}$: 20-21%). Большую часть составляют азот ${N_{2}}$ (около 50%) и углекислый газ ${CO_{2}}$ (около 10%).

Калорийность генераторного газа зависит от состава газа обдува:

Воздух	3,8 — 4,5 МДж/м3
Воздух + водяной пар	5 — 6,7 МДж/м3
Кислород + водяной пар	5 — 8,8 МДж/м3
Водяной пар	10 — 13,4 МДж/м3

Существуют три основных типа газогенераторного процесса: прямого, обращённого и горизонтального. Также известны и газогенераторы двухзонного процесса, которые представляют собой комбинацию прямого и обратного процессов.

Прямой процесс

Преимущество прямого процесса — простота исполнения. Недостаток — большое содержание влаги и смол. Данный недостаток можно устранить, используя очищенное топливо: древесный уголь или кокс.

Обращённый процесс

Обратный процесс имеет самое меньшее содержание смол потому, что газ разложения топлива проходит самую высокотемпературную зону «окисления», что приводит его к практически полному разложению. На практике исполняется немного сложнее, чем прямой.

Горизонтальный процесс

Горизонтальный процесс имеет умеренное количество смол. Газ разложения проходит зону восстановления, но часть его не полностью разлагается, Преимущество — простая конструкция.

Водяной пар подается отдельно от газа обдува, предварительно разогретым, в зону восстановления. Генераторный газ при этом имеет большую калорийность но общая тепловая мощность установки падает, поэтому в тепловых котлах подача пара не используется.

Газогенераторы различаются системой загрузки топлива и отбора золы. Беспрерывная система подачи и отбора более технологична, часто используется в промышленности (в основном на лесопилках).

Ошибочно газогенераторами называют, по аналогии с дизельгенераторами и бензогенераторами, электрический генератор, приводимый газовым двигателем, работающим на сжатом природном газе (метане) или на сжиженном углеводородном газе. Также ошибкой будет назвать газогенератором турбокомпрессор (газотурбинный нагнетатель) газотурбинного двигателя.

См. также

• Газогенераторный автомобиль

Ссылки

• Современные конструкции газогенераторных установок
• Газификация твердых топлив
• Газогенератор в Большой Советской Энциклопедии
• История развития транспортных газогенераторов