Gas generator

For gasturbinemotorens gasgenerator, se Turbolader .

En gasgenerator er en anordning til at omdanne fast eller flydende brændstof til en gasform ( forgasning ), hvilket gør brugen mere bekvem og effektiv, hvad enten det er med en varmekedel , en forbrændingsmotor , en gasturbine eller i den kemiske industri . De mest almindelige er gasgeneratorer, der kører på kul , koks , kulbriketter , brændstofpiller , træ , trækul , tørv osv. Gasgeneratorer, der bruger brændselsolie og andre typer flydende brændstof som brændstof, bruges meget sjældnere .

Gasgeneratoren bruges normalt i nærværelse af eksisterende forbrændingsmotorer (både benzin og diesel) og fraværet af det primære flydende (benzin, diesel) brændstof til dem.

Ved at give en mere fuldstændig forbrænding af træbearbejdnings- og landbrugsaffald (savsmuld, frøskaller osv.), reducerer brugen af en gasgenerator emissionerne til atmosfæren.

Sådan virker det

Princippet for driften af gasgeneratoren er baseret på den ufuldstændige forbrænding af kulstof, som i dette tilfælde kan vedhæfte et eller to iltatomer, med dannelse af henholdsvis monoxid (kulilte) og dioxid (kuldioxid). I dette tilfælde frigives næsten en tredjedel af energien ved fuldstændig forbrænding. Den resulterende gas har således en meget lavere brændværdi end det oprindelige faste brændstof. Derudover sker der i forgasseren under forgasningen af træ, såvel som under forgasningen af kul med tilsætning af vand (normalt i form af damp), en endoterm reaktion mellem det dannede kulilte og vand med dannelse af brint og kuldioxid. Denne reaktion reducerer temperaturen af den resulterende gas og øger effektiviteten af processen til en værdi på 75-80%. Hvis der ikke er behov for at afkøle gassen før brug, vil effektiviteten af forgasningen være 100% . Det vil sige, at der faktisk vil blive udført to-trins fuldstændig forbrænding af fast brændsel.

Kalorieindholdet i den resulterende gas er ret lavt på grund af dets fortynding med nitrogen. Men da dens forbrænding kræver væsentligt mindre luft end forbrænding af kulbrinter, er brændværdien af arbejdsblandingen (gas + luft) kun lidt lavere end for traditionelle luft-brændstofblandinger.

For transportmotorer, der bruges til at køre på gas uden omarbejdning, er hovedårsagen til at reducere kraften et fald i ladningen af arbejdsblandingen, da det er vanskeligt at opnå tilfredsstillende gaskøling på mobilt udstyr. Men dette problem er ikke afgørende for stationære motorer, hvor kølerens masse og dimensioner ikke er meget begrænsede. På motorer, der er specielt modificeret eller specielt designet til drift på generatorgas, opnås en liters effekt svarende til benzinmotorer ved at øge kompressionsforholdet og en smule boostning af gasgeneratoren.

Teknologisk proces

Der finder flere grundlæggende kemiske reaktioner sted i gasgeneratoren. Ved afbrænding med en udtømt mængde ilt ( pyrolyse ) fortsætter oxidationsreaktionerne af kul og kulbrinter:

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

{2H_{2}}+{O_{2}}\højrepil {2H_{2}O}

med frigivelse af termisk energi

Derefter restitutionsreaktionerne:

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

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

med termisk energiforbrug

Den aktive del af gasgeneratoren består af tre flowsektioner: termisk nedbrydning af brændstof, oxidation, reduktion. Bortset fra enheder med ekstern varmeforsyning, hvor der ikke er nogen oxidationszone.

De vigtigste brændbare komponenter i den resulterende "generatorgas" er brint , kulilte , metan og umættede kulbrinter . Andre stoffer, hovedsageligt , , , , er ballast og, med undtagelse af oxygen, deltager ikke i processen med gasforbrænding i motoren eller forstyrrer den. Sammensætningen af de resulterende gasser er meget afhængig af brændstoftypen og gasgeneratorens design. Når den omvendte procesgasgenerator kører på tørt træbrændsel (træ), tegner brændbare komponenter sig for lidt mere end 1/3 af volumenindholdet ( : 15-17%, : 20-21%). Størstedelen er nitrogen (ca. 50%) og kuldioxid (ca. 10%). ${H_{2))$ ${CO}$ ${CH_{4))$ ${C_{x}H_{x}}$ ${CO_{2))$ ${O_{2))$ ${N_{2))$ ${H_{2}O}$ ${H_{2))$ ${CO}$ ${N_{2))$ ${CO_{2))$

Brændværdien af generatorgassen afhænger af sammensætningen af blæsegassen [1] :

Luft	3,8 - 4,5 MJ/m 3
Luft + vanddamp	5 - 6,7 MJ/m 3
Ilt + vanddamp	5 - 8,8 MJ/m 3
vanddamp	10 - 13,4 MJ/m 3

Der er tre hovedtyper af gasgenereringsprocesser: direkte, omvendt og vandret. Også kendt er gasgeneratorer af to-zone processen, som er en kombination af direkte og omvendte processer.

Direkte proces

Fordelen ved den direkte proces er den nemme udførelse. Ulempen er det høje indhold af fugt og harpiks. Denne ulempe kan elimineres ved at bruge renset brændstof: trækul eller koks.

Omvendt proces

Den omvendte proces har det laveste tjæreindhold, fordi brændstoffets nedbrydningsgas passerer gennem den højeste temperatur "oxidations" zone, hvilket fører til dets næsten fuldstændige nedbrydning. I praksis udføres det lidt mere kompliceret end en direkte.

Horisontal proces

Den horisontale proces har en moderat mængde harpiks. Nedbrydningsgassen passerer gennem reduktionszonen, men noget af den nedbrydes ikke fuldstændigt.Fordelen er et enkelt design.

Vanddamp tilføres separat fra blæsegassen, forvarmet, til reduktionszonen. Samtidig har generatorgassen en høj brændværdi, men installationens samlede termiske effekt falder, så dampforsyningen bruges ikke i termiske kedler.

Gasgeneratorer adskiller sig i systemet med brændstofbelastning og askeudvinding. Det kontinuerlige fodrings- og startsystem er mere teknologisk avanceret og bruges ofte i industrien (hovedsageligt på savværker).

Fejlagtigt kaldet gasgeneratorer, analogt med dieselgeneratorer og benzingeneratorer , en elektrisk generator drevet af en gasmotor, der kører på komprimeret naturgas ( metan ) eller flydende kulbrintegas . Det ville også være en fejl at kalde en gasgenerator for en turbolader (gasturbine-superlader) til en gasturbinemotor .

Se også

LPG bil

Noter

↑ Gasgenerator - Great Soviet Encyclopedia - Encyclopedia & Dictionaries . Hentet 19. juli 2012. Arkiveret fra originalen 12. maj 2013. (ubestemt)

Litteratur

Smolyaninov S. I. Laboratoriegasgenerator // Proceedings of the Tomsk Polytechnic Institute [Izvestiya TPI]. - 1960. - T. 92 . - S. 109-110 .