Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

В активной камере образуется генераторный газ – смесь газов: угарный газ – СО, метан – СН 4, водород – Н 2, спирты – СН 3ОН, С 2Н 5ОН, и др. В охладителях-фильтрах газ охлаждается до температуры, близкой к наружной среде, и очищается от ненужных взвешенных частиц: золы, пыли, муравьиной и уксусной кислот.

В зависимости от вида перерабатываемого твердого топлива различают типы газогенераторов: для тощего (легкого) топлива – с незначительным выходом летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли); для битуминозного топлива – со значительным выходом летучих веществ (газовые и бурые угли); для древесного и торфяного топлива; для отбросов минерального топлива (коксовой и угольной мелочи, остатков обогатительных производств). Различают газогенераторы с жидким и твердым шлакоудалением. Древесина и торф газифицируются в газогенераторах большого внутреннего объема, потому что перерабатываемое топливо имеет незначительную плотность. Битуминозное топливо обычно газифицируется в газогенераторах с вращающимся водяным поддоном. Мелкое топливо перерабатывается в газогенераторах с высоким давлением в кипящем слое или во взвешенном состоянии. По назначению газогенераторы можно разделить на стационарные и транспортные. По месту подвода воздуха и отбора газа газогенераторы бывают прямого, обращенного и горизонтального процесса. В газогенераторах прямого процесса движение образующихся газов и носителя кислорода происходит снизу вверх. В газогенераторах с обращенным процессом, наоборот, носитель кислорода и образующийся газ движутся сверху вниз, и средняя часть таких газогенераторов снабжается фурмами, через которые вводится дутье. Так как отсасывание образовавшихся газов производится снизу газогенератора, то зона горения (окислительная) находится сразу же под фурмами, ниже этой зоны следует зона восстановления, над зоной горения располагается зона разложения топлива, происходящего за счет тепла раскаленного горящего кокса зоны. В газогенераторах с горизонтальным процессом носитель кислорода и образующийся газ движутся в горизонтальном направлении. При эксплуатации газогенераторов соблюдается режим давления и температуры. Величина зависит от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции газогенератора. Бурное развитие газовой промышленности в России привело к почти полной замене генераторных газов природными и попутными, так как себестоимость последних значительно ниже. В зарубежных странах, где мало природного газа, газогенераторы широко применяются в различных отраслях промышленности (в Германии, Великобритании).

В настоящее время существует множество разновидностей газогенераторов: ракетного двигателя, автомобильный, для электростанций.

Газогенератор жидкостного ракетного двигателя – агрегат, в котором за счет сгорания или разложения (термического, каталитического и др.) топлива или его компонентов вырабатывается горячий газ (температура 200—900 °С). Он служит рабочим телом для привода турбонасосного агрегата, наддува топливных баков, работы системы управления и др. В газогенераторе чаще всего совместно используются компоненты основного топлива при значениях коэффициента избытка окислительных элементов, отличных от единицы. Иногда в газогенераторах разлагается один из компонентов основного топлива (окислитель или горючее), например несимметричный диметилгидразин. Иногда применяется и вспомогательное ракетное топливо. В зависимости от состава вырабатываемого газа различают восстановительный или окислительный газогенератор. Основные элементы у таких газогенераторов – смесительная головка и корпус.

Автомобильный газогенератор – двигатель автомобиля, который работает на газе, получаемом из твердого топлива в газогенераторе, смонтированном на его шасси. В СССР работы по созданию автомобильного газогенератора были начаты в 1923 г. Серийный выпуск автомобильного газогенератора (ЗИС-13) был освоен в 1938 г. В качестве топлива используются древесные чурки (преимущественно твердых пород, влажностью 20—25%) либо бурый уголь. Также возможно применение древесного угля, торфа, полукокса, антрацита и др. Автомобильный газогенератор предназначен для эксплуатации в районах, отдаленных от мест производства жидкого топлива. Широко применялся во время Великой Отечественной войны 1941—1945 гг., когда ощущался острый недостаток жидкого топлива для нужд автомобильного транспорта. Газогенераторная установка автомобиля состоит из газогенератора, очистительно-охладительного и газосмесительных устройств. Работая на генераторном газе, двигатель развивает значительно меньшую мощность, чем при работе на бензине, это происходит из-за меньшей теплоты сгорания газовоздушной смеси по сравнению с бензовоздушной. Но такие потери мощности могут быть частично компенсированы повышением степени сжатия двигателя (в связи с меньшей склонностью генераторного газа к детонации). Улучшение динамических качеств автомобиля может быть получено изменением передаточного отношения главной передачи. Большая масса газогенераторной установки (примерно 350 кг) снижает ее полезную грузоподъемность.

Например, автомобильный газогенератор на базе автомобиля ЗИЛ-164 (грузоподъемность – 3500 кг, мощность двигателя – 47 кВт) расходует на 100 км пробега 100—140 кг березовых чурок влажностью 25%.

Газодизель – газовый двигатель внутреннего сгорания, относящийся к типу дизелей, в котором воспламенение смеси воздуха и газа происходит при участии запального топлива.

В рабочем цикле четырехтактного газодизеля различают:

1) процесс впуска, в это время происходит перемещение поршня из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, а затем вновь в крайнее верхнее положение, впускной клапан закрывается, а горючая смесь, представленная газом, поступает в цилиндр;

2) процесс сжатия, этот процесс протекает с момента закрытия впускного клапана и до момента, когда топливо оказывается в камере сгорания;

3) процесс сгорания, данный процесс в газодизеле обусловлен поступлением в цилиндр жидкого топлива, получившего название запального;

4) процесс расширения, во время этого этапа работы газодизеля происходит преобразование энергии расширяющихся газов в тепловую энергию, за счет чего стенки цилиндра нагреваются;

5) процесс выпуска, при открытом выпускном клапане происходит освобождение цилиндра от отработавших газов.

Применение газодизеля осуществляется главным образом на газоперекачивающих станциях.

Газотурбинный двигатель – разновидность теплового двигателя, в котором происходят сжатие газа и повышение его температуры, в результате чего энергия газа переходит в механическую энергию.