азотные газификаторы

Когда слышишь про азотные газификаторы, первое что приходит в голову — установки для химической промышленности. Но на деле это оборудование для переработки биомассы, где азот используется как транспортная среда. Многие путают с обычными газификаторами, а разница принципиальная — тут важен контроль кислорода.

Почему азот, а не воздух?

В 2018 на тестовом полигоне в Новосибирске мы сравнивали два режима: с воздухом и с азотной завесой. С воздухом выход синтез-газа был стабильным, но с примесями — до 12% азота в конечном продукте. Для котлов нормально, а для химических процессов уже брак.

С азотом пришлось повозиться: сначала шли сбои в системе подачи, давление прыгало. Техники ругались — дополнительные компрессоры занимали место, а КПД на старте упал на 8%. Но через месяц настроили ступенчатую подачу, и содержание балластных газов упало до 1.7%.

Ключевой момент — не просто закачать азот, а рассчитать его порционную подачу в зоне пиролиза. Иначе вместо газификации получается банальное горение с сажевыми пробками.

Оборудование Ганьсу Хайдэ: неожиданные находки

У ООО Ганьсу Хайдэ Чистая Энергия в каталоге нет прямых азотных газификаторов, но их биокотлы легко доработать. Мы в прошлом году ставили экспериментальную линию на базе их парогенератора — добавили азотный блок и переделали колосники.

Их рукавные фильтры отлично работают с мелкодисперсной золой от азотного процесса. В обычных газификаторах зола слипается, а здесь — сыпучая как песок. Но пришлось увеличить частоту импульсной продувки — раз в 4 часа вместо стандартных 6.

На сайте gshdqjny.ru есть технические спецификации по температурным режимам — мы ориентировались на них при расчёте скорости азотного потока. Правда, для гранул биомассы пришлось корректировать — их плотность выше заявленной в паспортах.

Типичные ошибки монтажа

Самая частая проблема — экономят на системе осушки азота. Влажность выше 5% — и в реакторе образуются кислотные конденсаты. Один завод в Уфе заменил осушитель на дешёвый аналог — через три месяца пришлось менять половину футеровки.

Ещё момент: многие ставят расходомеры только на основном трубопроводе, а нужно на каждом инжекторе. Мы в своих проектах используем калибровочные диафрагмы — дороже, но разброс по точкам подачи не превышает 2.3%.

Термопары должны быть не в зоне реакции, а в газоотводящих рукавах. Иначе показания искажаются из-за турбулентности азотного потока. Проверено на трёх объектах — погрешность достигала 40°C.

Реальные кейсы переоборудования

В Казани переделывали стандартный котёл на биомассе под азотный цикл. Заказчик хотел получать синтез-газ для меламинового производства. Основная сложность — герметизация зольного бункера. Пришлось ставить двойные шиберные заслонки с азотной продувкой межзаслоночного пространства.

Первые две недели шла отладка — то зола забивалась, то азотный расход зашкаливал. Но когда настроили синхронизацию подачи гранул и азота, установка вышла на 94% от проектной мощности.

Интересный побочный эффект — зола от азотного процесса стала востребована в сельском хозяйстве. В ней нет соединений серы, а калий в легкоусвояемой форме. Это неожиданно окупило 15% затрат на модернизацию.

Перспективы и ограничения

Сейчас рассматриваем вариант с рециркуляцией части азота — это снизит эксплуатационные расходы. Но есть нюанс: при многократном использовании накапливаются оксиды углерода. Нужна адсорбционная очистка, а это новые капитальные вложения.

Для малых предприятий азотные газификаторы пока нерентабельны — слишком дорогая инфраструктура. Но для заводов с собственным производством азота (например, на аммиачных линиях) — идеальное решение.

Коллеги из Ганьсу Хайдэ сейчас тестируют комбинированные режимы — чередование азотной и паровоздушной газификации. Если получатся стабильные результаты, это может стать прорывом для переработки отходов сельхозпроизводства.