Новый метод расчета состава древесного генераторного газа обращенного процесса газификации

В статье излагается новый метод определения состава древесного генераторного газа, получаемого в газогенераторах обращенного процесса газификации. Анализируются недостатки существующих расчетных методов, главным из которых является плохое согласование результатов расчетов с опытными данными. Обосновывается приоритет основных химических реакций, протекающих при газификации древесного топлива. Выделяются три активные зоны газификации: окислительно-восстановительная, восстановительная и зона взаимодействия продуктов газификации между собой и с углеродом топлива. Окислительно-восстановительная зона в общем случае состоит из двух подзон: в первой протекают реакции образования водяного газа, а вторая появляется при подаче в газогенератор избыточного воздуха. Предлагаемый метод расчета компонентов генераторного газа – это совокупность модифицированного балансового и добавленного методов расчета концентраций продуктов химических реакций по константам равновесия этих реакций в активных зонах газификации с различными температурами. В модифицированном балансовом методе рассматриваются первичные процессы превращения древесины и влажного воздуха в компоненты генераторного газа в первой подзоне окислительно-восстановительной зоны. Модифицированный балансовый метод основан на уравнениях материального баланса углерода, водорода, кислорода, влаги, азота и теплового баланса системы. В добавленном методе определяются концентрации компонентов генераторного газа во второй подзоне окислительно-восстановительной зоны, а также в восстановительной зоне и зоне взаимодействия продуктов газификации между собой и с углеродом топлива. Совокупность этих двух методов позволяет расчетным путем с большой точностью определять выход генераторного газа, концентрации его компонентов, расход топлива и воздуха, а также ряд других

концентрация компонента газа, уравнение баланса углерода, уравнение баланса водорода, уравнение баланса кислорода, уравнение баланса влаги, константа равновесия химической реакции, гомогенная реакция, гетерогенная реакция

1. Газогенератор твердого топлива: пат. 2579112 РФ, МПК F23G5/027, C10J3/00 / Е. М. Кашин, В. Н. Диденко; опубл. 27.03.2016.

2. Юдушкин, Н. Г. Газогенераторные тракторы. Теория, конструкция и расчет / Н. Г. Юдушкин. М.: Гос. науч.-техн. изд-во машиностроит. лит-ры, 1955. 244 с.

3. Гинзбург, Д. Б. Газификация низкосортного топлива / Д. Б. Гинзбург. М.: Гос. изд-во лит-ры по строит. матер., 1950. 173 с.

4. Федосеев, С. Д. Полукоксование и газификация твердого топлива / С. Д. Федосеев, А. Б. Чернышев. М.: Гос. науч.-техн. изд-во нефтян. горно-топлив. лит-ры, 1960. 327 с.

5. Коллеров, Л. К. Газомоторные установки / Л. К. Коллеров. М., СПб.: Гос. науч.-техн. изд-во машиностроит. лит-ры, 1951. 240 с.

6. Лямин, В. А. Газификация древесины / В. А. Лямин. М.: Лесная промышленность, 1967. 263 с.

7. Равдель, А. А. Краткий справочник физико-химических величин / А. А. Равдель, А. М. Пономарева. 8-е изд., перераб. Л.: Химия, 1983. 232 с.

8. Головков, С. И. Энергетическое использование древесных отходов / С. И. Головков, И. Ф. Коперин, В. И. Найденов. М.: Лесная промышленность, 1987. 221 с.

9. Токарев, Г. Г. Газогенераторные автомобили / Г. Г. Токарев. М.: МАШГИЗ, 1955. 204 с.

10. Дешалит, Г. И. Расчеты процессов газификации топлив / Г. И. Дешалит. Харьков: Изд-во Харьковского Ордена Трудового Красного Знамени гос. ун-та имени А. М. Горького, 1959. 167 с.

11. Богданов, Н. Н. Полукоксование и газификация торфа / Н. Н. Богданов. М.; Л.: Гос. энергетич. изд-во, 1947. 271 с.

12. Лавров, Н. В. Физико-химические основы горения и газификации топлива / Н. В. Лавров. М.: Гос. науч.-техн. изд-во по черной и цветной металлургии, 1957. 289 с.

13. Лавров, Н. В. Введение в теорию горения и газификации топлива / Н. В. Лавров, А. П. Шуригин. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 217 с.

14. Совершенствование техники и технологии процесса газификации высоковлажных древесных отходов / Н. Ф. Тимербаев [и др.]. Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. 92 с.

15. Иноземцев, Н. В. Основы термодинамики и кинетики химических реакций / Н. В. Иноземцев. М.: Военная Академия механизации и моторизации Красной Армии имени Сталина, 1940. 257 с.