Газовый циклон
Полезная модель относится к гибридным судовым энергетическим установкам, включающим в себя: высокотемпературные электрохимические генераторы, работающие на традиционном для флота дизельном топливе, утилизационные системы избыточного высокотемпературного тепла - турбогенераторы и теплообменники - утилизаторы низкопотенциальной тепловой энергии для снабжения горячей водой общесудовых систем.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы электрохимического генератора в составе энергоустановки путем защиты его от сажи. Для этого конверторы оснащены двухступенчатыми блоками циклонов, предназначенными для очистки от сажи синтез-газа, поступающего из конверторов в высокотемпературный электрохимический генератор. Блоки циклонов расположены между конверторами и электрохимическим генератором, включающие последовательно соединенную с ним первую ступень, состоящую из циклона предварительной очистки синтез-газа от сажи, и вторую ступень, представляющую собой циклон окончательной очистки.
С помощью блоков циклонов синтез-газ очищают от сажи, что обеспечивает бесперебойную работу электрохимического генератора и гибридной энергетической установки в целом.
Полезная модель относится к гибридным судовым энергетическим установкам, включающим в себя: высокотемпературные электрохимические генераторы, работающие на традиционном для флота дизельном топливе, утилизационные системы избыточного высокотемпературного тепла - турбогенераторы и пластинчатые теплообменники - утилизаторы низкопотенциальной тепловой энергии для снабжения горячей водой общесудовых систем.
Для работы электрохимического генератора необходим синтез-газ, включающий водород, двуокись углерода, окись углерода, воду (H2 CO2, CO, H2O), получаемый в конверторе путем сжигания дизельного топлива. Однако в процессе горения в конверторе кроме перечисленных химических соединений образуется сажа, которая затем вместе с синтез-газом попадает в электрохимический генератор, засоряет его, ухудшает его энергетические характеристики.
Известна гибридная энергетическая установка, включающая блок электрохимического генератора, содержащий один и более конверторов, которые с одной стороны соединены с источником кислорода и через топливный регулятор - с источником дизельного топлива, а с другой стороны подсоединены к электрохимическому генератору. Попадающая в электрохимический генератор сажа не только засоряет его каналы, оседая на электродах, на поверхности которых проходит электрохимическая реакция, частицы сажи, имеющие диаметр более 15 мк, способствуют резкому ухудшению энергетических параметров электрохимического генератора, вплоть до его выхода из строя.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы электрохимического генератора в составе энергоустановки путем защиты его от сажи. Для этого конверторы оснащены двухступенчатыми блоками циклонов, предназначенными для очистки от сажи синтез-газа, поступающего из конверторов в высокотемпературный электрохимический генератор. Блоки циклонов расположены между конверторами и электрохимическим генератором, включающие последовательно соединенную с ним первую ступень, состоящую из циклона предварительной очистки синтез-газа от сажи и вторую ступень, представляющую собой циклон окончательной очистки. При этом диаметр камеры закрутки газа составляет не более 2.4
103 диаметров частиц сажи, получаемой от сжигания дизельного топлива, а угол между осью камеры закрутки газа и направлением оси входного патрубка ввода в нее синтез-газа составляет 72,5°C-73.5°C.
Благодаря блокам циклонов синтез - газ отфильтровывают от сажи, что обеспечивает бесперебойную работу электрохимического генератора и гибридной энергетической установки в целом.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняет рисунок 1, где изображен схематический вид энергетической установки. Установка содержит блок высокотемпературного электрохимического генератора 1, в который входят конверторы 2, блоки циклонов 3, включающие две ступени очистки, первую ступень 4 и вторую ступень 5, собственно высокотемпературный электрохимический генератор 6.
Блоки циклонов 3 расположены между конверторами 2 и электрохимическим генератором 6, включающие и последовательно соединенную с ним первую ступень 4, состоящую из циклона предварительной очистки синтез-газа, и вторую ступень 5, представляющую собой циклон окончательной очистки.
Устройство работает следующим образом: дизельное топливо и кислород поступают в конверторы 2, где происходит процесс горения дизельного топлива в кислороде. Далее полученный синтез-газ поступает в блоки циклонов 3, где он проходит очистку от сажи, сначала на первой ступени блока циклонов 4, состоящей из циклона предварительной очистки, затем на второй ступени 5, состоящей из циклона окончательной очистки. Затем синтез-газ поступает в электрохимический генератор 6, где происходит дальнейшая электрохимическая реакция, в результате которой вырабатывается электрическая энергия, необходимая для питания судна.
Блок электрохимического генератора энергетической установки, включающий один и более конверторов, которые с одной стороны соединены с источником кислорода и через топливный регулятор с источником дизельного топлива, а с другой стороны подсоединены к электрохимическому генератору, отличающийся тем, что его конверторы оснащены двухступенчатыми блоками циклонов, предназначенными для очистки от сажи синтез-газа, поступающего из конверторов в электрохимический генератор, которые расположены между конверторами и электрохимическим генератором, и включают последовательно соединенную с ним первую ступень, состоящую из циклона предварительной очистки синтез-газа от сажи, и вторую ступень, представляющую собой циклон окончательной очистки, при этом диаметр камеры закрутки газа составляет не более 2,4·103 диаметров частиц сажи, образующейся от сжигания дизельного топлива, а угол между осью камеры закрутки газа и направлением оси входного патрубка ввода в нее синтез-газа составляет 72,5°C-73,5°C.
