Конструкция газификатора зависит от назначения топливного газа и типа сырья (биомассы). Так, если топливный газ используется для генерирования водяного пара в котельной или для сушки запасов биомассы (твердых городских отходов или древесной щепы), то газификатор может представлять спаренную, замкнутую вертикальную установку.
Газ, получаемый из газификатора с псевдоожиженным слоем, можно использовать для котельных. Однако если этот же газ предназначается для сушки биомассы, то его надо разбавить воздухом, чтобы исключить воспламенение биомассы. Если топливный газ будет использоваться в двигателях с воспламенением от сжатия, то необходимо позаботиться, чтобы он не содержал паров смолы и летучей золы. Газификаторы, работающие на древесном угле, отличаются от газификаторов, сырьем для которых служат древесина, твердые городские отходы или сельскохозяйственные отходы. При газификации древесины с целью получения пиротоплива и углистого вещества или газа для последующей его мета — низации требуются установки для очистки и охлаждения получаемого топлива, а также для удаления конденсирующихся жидкостей.
В случае системы газификации с неподвижным слоем сырья важное значение имеют следующие факторы:
— оборудование для подготовки топлива (устройства для измельчения, сушки и подачи сырья);
— установка для охлаждения, устройство для перемещения золы и углистого вещества;
— наличие огнеупорной стенки или стенки, охлаждаемой водой. (В первом случае возникают трудности, связанные с техническим обслуживанием газификатора; во втором случае наблюдаются значительные потери тепла. Для переработки твердых отходов без их предварительной подготовки предпочтительнее газификатор со стенкой, охлаждаемой водой, поскольку износ или порча огнеупорной стенки газификатора может привести к зависанию подаваемого сырья.);
— шлакообразование и температура плавления золы;
— оборудование для отвода газов;
— устройство для нагнетания кислорода, водяного пара или воздуха;
— отношение диаметра газификатора к высоте (при слишком большом диаметре возникают проблемы, связанные с распределением потока сырья, а при слишком большой высоте возникают проблемы, связанные с качеством топливного газа);
— устройство для очистки и охлаждения газа;
— общие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды и обеспечению безопасности;
— обеспечение биомассовым сырьем.
Ниже перечислены наиболее важные характеристики газификаторов с перемещающимся слоем сырья:
— компактность и небольшой вес;
— относительная простота технического обслуживания и замены деталей, монтажа и демонтажа;
— устойчивость против пожаров, предотвращение токсичного отравления окружающей среды и воспламенения от горячей поверхности;
— надежность устройств для охлаждения и очистки газов;
— наличие устройств для приема и удаления золы;
— наличие соответствующих конструктивных материалов, способных выдерживать механические вибрации и напряжения, вызываемые работающим оборудованием.
При проектировании газификаторов необходимо учитывать влияние переменных параметров процесса на характеристики реактора. Переменные параметры процесса газификации включают тип окислителя (воздух или кислород), вид и состав биомассы, величину давления и температуры, при которых должен эксплуатироваться газификатор. Кроме того, для некоторых типов биомассы важное значение имеет время пребывания сырья в реакционной зоне.
Чтобы процесс газификации биомассы получил широкое промышленное внедрение, требуется продолжение работ в области совершенствования оборудования, применяемого в процессе ее переработки. Пока еще полностью не решена проблема ввода сырья в газификатор с повышенным давлением, так же как до сих пор не установлена экономическая эффективность эксплуатации установки с применением брикетов.