Газификация твердого топлива. Схема газогенератора. Классификация генераторного газа.

Основные направления повышения энергосбережения: традиционные и нетрадиционные.

Традиционные и нетрадиционные источники электрической энергии

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии - источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов.

Широкое практическое использование электроэнергии в сравнении с другими видами энергии объясняется относительной легкостью ее получения и возможностью передачи на большие расстояния.

Традиционные источники электрической энергии:
тепловая ТЭС,
энергия потока воды - ГЭС,
атомная энергия - АЭС.

Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива (угля, нефти, газа). Невосполнимость этих природных ресурсов заставляет задуматься о рациональном их применении и замене более дешевыми способами получения электроэнергии.
Гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. При их сооружении также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.
Важнейшая особенность гидротехнических ресурсов в сравнении с топливно-энергетическими — их непрерывная возобновляемость.
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. Тепло, выделяемое в нем в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работают на ядерном горючем (уран, плутоний и др.), мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива.

Нетрадиционные источники электрической энергии, где невосполняемые энергоресурсы практически не тратятся:
ветроэнергетика,
приливная энергетика,
солнечная энергетика.

Ветроэнергетическая установка способна превращать энергию ветра в электроэнергию. Запасы ветровой энергии на территории нашей страны огромны, так как во многих районах среднегодовая скорость ветра составляет б м/с. Устройство ветроэнергетической установки достаточно простое: вал ветряного колеса, способного вращаться под действием ветра, передает вращение ротору генератора электрической энергии. Стоимость производства электроэнергии на ветровых электростанциях ниже, чем на любых других. Кроме того, ветроэнергетика экономит богатства недр. Недостатки ветроэнергетических установок — низкий коэффициент полезного действия, небольшая мощность. Они применяются там, где нет стабильного обеспечения электроэнергией — на нефтяных разработках, горных пастбищах, в пустынях и т. п.
Приливная энергетика использует для производства электроэнергии энергию прилива и отлива Мирового океана. Два раза в сутки уровень океана то поднимается, то опускается. Это происходит под действием гравитационных сил Солнца и Луны, которые притягивают к себе массы океанской воды. У берега моря разности уровней воды во время прилива и отлива могут достигать более 10 м. Если в заливе на берегу моря в устье реки сделать плотину, то в таком водохранилище во время прилива можно создать запас воды, которая при отливе будет спускаться в море и вращать гидротурбины. В нашей стране уже созданы и работают приливные электростанции. Основными недостатками такого способа производства электроэнергии являются неравномерность выработки электроэнергии
во времени и необходимость сооружения дорогостоящих плотин и резервуаров для воды.
Гелиоэнергетика (энергия Солнца). Во второй половине XX в. в связи с бурным развитием космонавтики начали разрабатывать проблему гелиоэнергетики — преобразование солнечного излучения в электрическую энергию. В настоящее время получение электроэнергии от гелиоустановок осуществляется с помощью солнечных батарей. Основу таких батарей составляют фотоэлементы — кристаллы кремния, покрытые тончайшим, прозрачным для света слоем металла. Поток фотонов — частиц света, проходя сквозь слой металла, выбивает электроны из кристалла. Электроны при этом начинают концентрироваться в слое металла, поэтому между слоем металла и кристаллом возникает разность потенциалов. Если тысячи таких фотоэлементов соединить параллельно, то получается солнечная батарея, способная питать электроэнергией электронную аппаратуру на космических кораблях, спутниках. В южных районах, где много солнечных дней в году, размещение на крышах домов солнечных батарей может частично обеспечить потребность в необходимой электроэнергии. Такие батареи используют и для питания электронных часов, калькуляторов и других устройств.

http://dom-en.ru/sprav2/

http://fluitech.com.ua/ru/articles/106.html

 

Газификация твердого топлива. Схема газогенератора. Классификация генераторного газа.

Газификацией твёрдых топлив (ГТТ) называется процесс преобразования (конверсии) органической части твёрдого топлива (ТТ) в генераторный газ (ГГ), удобный для последующего сжигания, как в горелках котлов различного назначения, так и в камерах сгорания (внешних и внутренних) двигателей различных типов.

Главным преимуществом технологии ГТТ (по крайней мере, с экологической точки зрения) является низкий уровень негативного воздействия на окружающую среду.

Это, в первую очередь, обусловлено достаточно продолжительным (более 3-х секунд) нахождением газообразных продуктов ГТТ сначала в зоне окисления (горения) при температурах 1 000... 1 200 0С, а затем в восстановительной (бескислородной) зоне формирования ГГ. При таких условиях происходит термическое разложение и восстановительное дехлорирование наиболее опасных веществ - диоксинов, фуранов, полихлорбифенилов, бенз(а)пиренов и других полициклических ароматических углеводородов.

Ещё одним преимуществом газификации в сравнении с прямым сжиганием ТТ является образование гораздо меньших объёмы газов, подлежащих очистке. Кроме того, в результате более полного (в сравнении с прямым сжиганием ТТ) сгорания газообразного топлива образуется значительно меньшее (в разы, а, по некоторым позициям, и на порядки) количество вредных для окружающей среды химических соединений (как в дымовых газах, так и в зольном остатке).

Всё это позволяет существенно сэкономить на дорогостоящем оборудовании газоочистки дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу (стоимость такого оборудования, например, в составе мусоросжигающих заводов составляет более 50%) и оборудовании обеззараживания твёрдых вторичных отходов.

Наконец, при газификации недожог топлива сравнении с прямым сжиганием существе ниже, т.к. происходит почти 100% конверсия углерода при переходе его из твёрдого в газообразное состояние, а в ГГ / зольном остатке практически отсутствует сажа / непрореагировавший углерод.

Газификации могут быть подвергнуты все известные виды горючих ископаемых (каустобиолитов), а также любые углеродсодержащие отходы в конденсированном виде (по отдельности и в самых разнообразных смесях) с влажностью и зольностью до 50% и широким диапазоном гранулометрического состава (от долей до сотен миллиметров), включая осадки канализационных и сточных вод. При этом можно получить ГГ заданного химического состава или заданной теплоты сгорания, так как эти показатели определяются выбранной схемой газификации, а также температурой, давлением и составом применяемых газифицирующих агентов.

Генераторный газ получают при газификации различных твердых топлив в газогенераторах при помощи воздуха, водяного пара и иногда двуокиси углерода. Теплота сгорания генераторного газа колеблется обычно в пределах 5,03 - 6,71 Мдж/м³, достигая (для водяного генераторного газа) 10,5 Мдж/м³. В промышленности применяется способ получения генераторного газа с теплотой сгорания до 16,8 Мдж/м³ с использованием парокислородного дутья при газификации под высоким давлением. Этот метод позволяет осуществлять переработку низкосортных бурых углей на месте их добычи с передачей высококалорийного газа потребителям по газопроводам на значительное расстояние.

Доменный газ получается в больших количествах при выплавке чугуна в доменных печах. Он является низкокалорийным газом - его теплота сгорания составляет лишь 3,35 - 4,19 Мдж/м³, и поэтому в высокотемпературных печах его чаще всего сжигают в смеси с коксовым газом. Доменная печь представляет собой как бы мощный газогенератор с выпуском жидких шлаков, работающий на коксе. Одновременно с газогенераторным процессом в печи осуществляется металлургический процесс выплавки чугуна из железной руды. Оба процесса органически связаны, причем выработка доменного газа имеет подчиненное значение.

Таблица 9-3: классификация горючих газов

Источник получения газа	Метод получения	Группа газа	Название газа	Низшая теплота сгорания сухого газа,	Жаропроизводительность, ˚C
I. Природные газы
Подземные газовые месторождения	Выделяются из газоносных пластов земли через специальные скважины	Природные газы сухие	Природный газ чисто газовых месторождений	29,4 - 37,8
Подземные нефтяные месторождения	Получают при добыче нефти	Жирные природные газы (нефтяные газы)	Природный газ нефтяных месторождений (попутный газ)	33,6 - 62,8
II. Искусственные газы
Нефтяной попутный газ	Сжижение бутана, пропана, этана и пр.	Жидкие углеводородные газы	Сжиженный газ	83,8 - 105
Твердые топлива	Сухая перегонка топлива	-	Коксовый газ из каменного угля, торфа, и других твердых топлив	14,7 - 18,9	2060 - 2100
Полукоксовый газ из бурых углей	8,4 - 12,6	1600 - 1800
Твердые и жидкие топлива	Газификация топлива	Низкокалорийные газы	Доменный газ	3,35 - 4,19	1 440
Генераторный смешанный газ из различных твердых топлив и мазута	4,6 - 6,7	1640 - 1720
Высококалорийные газы	Газ при газификации углей под высоким давлением	11,5 - 16,8
Жидкие топлива	Термическая переработка нефтепродуктов	Нефтяной газ	Нефтяной крекинг-газ	41,9 — 62,8 и более	2090 - 2110
Пиролизный нефтяной газ
Негорючие материалы	Разложение карбида кальция водой	Карбидный газ	Ацетилен	56,1

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: