ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм процесса газификации и условия массообмена и теплообмена в генераторах с кипящим слоем и в генераторах для пылевидного топлива из "Технология связанного азота Синтетический аммиак" используемый в качестве теплоносителя, должен содержать такое количество тепла, которое было бы достаточно для подсушивания топ.лива в случае необходимости, для отгонкг части летучих (полукоксование) и для проведения эндотермической реакции между углеродом топлива и водяным паром. Что бы передать определенное количество тепла из регенератора в генератор, следует подобрать соответствующие переменные параметры температуру и обье.м газа. Удельная теплоемкость газообразного теплоносителя, который, как правило, представляет собой смесь водяного газа и водяного пара, зависит от температуры. Верхний температурный предел подогрева газа определяется свойствами огнеупорных материалов, применяемых для насадки регенераторов, и в настоящее время составляет примерно 1300°. Эта температура определяет также минимальный объем газового теплоносителя, возвращаемого в генератор, и наименьшее свободное сечение генератора (при макс 1мальноп для данного топлива объемной скорости пара и газа, обусловливающей требуемую продолжительность контакта пара с топливом). При понижении температуры рециркулирующего газа ниже этого верхнего предела требуется увеличение объема газа и свободного сечения генератора. [c.50] При перегреве газового теплоносителя и пара до 1200—1300° для получения 1 нм водяного газа необходимо около 4,5 нм теплоносителя, что значительно больше объема газов горячего дутья в генераторах периодического действия для получения водяного газа. Идея Паттенхаузена о применении з качестве теплсяосителя только водяного пара не могла быть реализована, поскольку даже при перегреве водяного пара до 1500° 3 генератор подводилось бы менее 20% необходимого количества тепла. [c.50] Л— сечение генератора р1— плотность топлива. [c.53] Газ движется в кипящем слое в виде небольших пузырьков между твердыми частицами, равномерно вращающимися в слое топлива. При постоянной средней величине частиц плотность такого кипящего слоя зависит от скорости газа при постоянной скорости газа плотность одинакова во всем слое. Псевдоожи-женное состояние возможно в определенных пределах средних линейных скоростей газа. Например, для частиц угля или кокса, размеры которых соответствуют прохождению их через сита с 60—325 отв./сж , минимальная линейная скорость холодного воздуха, обеспечивающая возможность флюидизации твердых частиц, составляет -0,6 см/сек. Псевдоожиженное состояние частиц сохраняется при увеличении линейной скорости воздуха до 60 см1сек. По мере приближения линейной скорости газа к скорости падения частиц последние выдуваются из кипящего слоя. Условиями устойчивого состояния кипящего слоя являются также определенные оптимальные пределы величины частиг.[ (10—300 1) и соответствующее соотношение между количест-во.м мелких и крупных частиц. При слишком большом содержании наибольших и наименьших частиц, особенно в реакторах большого диаметра, могут образоваться газовые каналы, а при очень большом содержании крупных частиц, особенно в реакторах малого диаметра, может наступить явление так называемого с б р а с ыв а нц я. Оно заключаемся во внезапном подъеме массы измельченного топлива во всем сечении реактора и последующем падении этой массы на дно после прорыва через нее газа. [c.54] змеры частиц основной фракции 0,2—4. чм. [c.55] Вычисленные по этим уравнениям скорости падения частиц )тля н буроугольного полукокса в воздухе приведены в табл. 7. [c.56] В—диаметр частицы топлива. [c.57] В табл, 8 приведены вычисленные Гумзом показатели процесса газификации в кипяще.м слое для топлива с различным диаметром частиц. Принятая в расчетах скорость газа составляла 25 м/сек, температура газа 900°, длина цути газа равна 6 м. [c.57] Температура t в центре частицы, °С. [c.58] Продолжительность газификации всей частицы сек. [c.58] Явления, в действительности протекающие в кипящем слое, гораздо сложнее упрощенной схемы, приведенной Гумзом. В кипящем слое происходит не спокойное, а беспорядочное падение частиц. Как указывает Ньюмен , столкновение частиц различной величины и, следовательно, обмен кинетической энергии между ними приводит к тому, что во взвеси задерживается определенное количество частиц, которые должны бы уноситьс.я газом, движущимся со скоростью, превышающей скорость их падения. [c.59] Темиература в массе кипящего слоя ярактически иостоянна и ниже, чем в противоточном генераторе, поэтому окисление в генераторе Винклера протекает медленнее, а реакции восстановления, хотя и ускоряются, но не идут полностью до конца из-за. меньшего избытка топлива. В результате получается газ с большим содержанием СОг и высокой те.лтературой нз вы-.ходе нз генератора. [c.60] Несмотря на это, содержание го рючих веществ в золе относительно велико. [c.62] При небольшой относительной скорости газа коэффициенты массообмена и теплообмена также невелики, поэтому делаются попытки увеличить относительную скорость частиц пыли (выше скоростей, характерных для ламинарного движения), применяя центробежные силы, т. е. вводя пыль по касательной к потоку газа или в направлении, обратном потоку при этом образуются завихрения. [c.62] Если интенсивность газификации в генераторах для пылевидного тоилива выразить в калориях на 1 пространства генератора в час (по аналогии с интенсивностью сжигания топлива в котельных топках), то для вихревых генераторов интенсивность процесса составит 4—17 млн. ккал1м час, а для генераторов Винклера только 2 млн. ккал1м час. [c.63] В процессах газификации в кипящем слое и во взвешенном состоянии с увеличением плотности газифицирующего агента, т. е. с увеличением давления, уменьшаются предельные скорости падения частиц топлива, к которым приложим закон Ньютона (частицы диаметром не менее 0,1 мм). В табл. 9 при ведены предельные скорости падения частиц топлива диамет ром 0,1, 1 и 10 мм (плотность частиц 1000 кг л ) при различном давлении газа. [c.64] На основании теплового баланса вычисляется гипотетическая температура реакции на поверхности частиц пыли и состав гипотетического промежуточного газа, соответствующего этой температуре. Далее учитывается гомогенная реакция (7) образования водяного газа, которая протекает при более высокой темиературе, чем гипотетическая темиература гетерогенных реакций, и на основании теплового баланса всех превращений вычисляется действительный состав газа на выходе из генератора. [c.66] Вернуться к основной статье