Замена естественной конвекции воздуха на вынужденную реализуется путем обдува активной поверхности теплообмена. При правильной организации обдува можно достигнуть увеличения коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха в 5-7 раз по сравнению с режимами естественной конвекции.
Описание подобной схемы газификатора содержится в ранних зарубежных патентах. Совершенствование газификационной схемы с принудительным обдувом теплообменной поверхности идет по двум направлениям, каждое из которых связано с преодолением недостатков известного технического решения. Поскольку интенсивный обдув приводит к интенсивному подводу массы водяного пара к активной поверхности, происходит быстрое ее заполнение льдоиневым осадком и потеря эффективности работы установки по теплообмену. Кроме того, необходимость стороннего источника энергии для привода вентилятора ухудшает экономические показатели газификатора и снижает его автономность.
Увеличению ресурса безостановочной работы газификатора служит техническое решение, предусматривающее промежуточный отвод влаги , для чего предусмотрена секция предварительного охлаждения воздуха до стадии активного выпадения из него влаги (температура 3-8oС). Далее по ходу потока устанавливают каплеотделитель и основную тарификационную секцию. Промежуточная температура потока поддерживается в заданных пределах с помощью датчиков температуры, имеющих обратную связь с вентилями подачи газифицируемого продукта в каждый из испарителей. Техническое устройство позволило увеличить длительность непрерывной работы газификатора в 6 раз.
Эксплуатация установки возможна только при положительных температурах воздуха. Одним из путей обеспечения непрерывной эксплуатации газификационной установки является введение дополнительной газификационной секции. Частота переключений зависит от параметров и расхода воздуха. Организация оттаивания наиболее просто решается при положительных температурах окружающего воздуха. В условиях зимней эксплуатации установки оттаивание секций газификатора осуществятся путем искусственного подогрева воздуха.
Проблеме совершенствования процесса оттаивания посвящены многие отечественные разработки. В одном из технических решений предложено осуществлять оттаивание в замкнутом циркуляционном контуре, между газификационной секцией и секцией подогрева. В режиме оттаивания доступ воздуха из окружающей среды в циркуляционный контур прекращают, закрывая окно всасывания. Вентилятор, таким образом, работает только на циркуляцию.
Более сложным в конструктивном отношении является устройство, в котором на участках с отрицательными температурами каждый теплообменный элемент оснащается индивидуальным подогревателем.
Тепловое воздействие па слой инея приводит к его уплотнению и уменьшению толщины. В предельном случае плотность инея может достигнуть плотности льда.
Среди технических решений, направленных на увеличение длительности рабочего периода эксплуатации газификатора без отогрева, заслуживает внимания конструкция атмосферного газификатора, в котором вертикальные пластинчатые панели расположены разновысотно в чередующейся последовательности. Такой прием позволяет увеличить межпанельный просвет в наиболее “опасном”, с точки зрения смыкания слоев инея, входном сечении в 2 раза. Согласно наблюдениям за процессом инеевыпадения в панельных газификаторах, быстрее всего происходит заполнение инеем входного сечения вертикальных панелей, где образуется максимальная разность концентраций, определяющая движущую силу процесса массопереноса.
По сравнению с действующими устройствами атмосферных газификаторов, в рассматриваемой конструкции несколько хуже решается вопрос с компоновкой испарительных панелей, их креплением и очисткой от инея. Важнее, однако, то, что такой прием координально не решает проблем подавления инееобразования и интенсификации наружного теплообмена.
Б.Т. Маринюк
