Rodzaje gazogeneratorów

Jak już zostało wspomniane w osobnym artykule, gazogenerator (inaczej zgazowarka albo czadnica) to urządzenie do produkcji gazu generatorowego. W tym tekście postaram się wyjaśnić, jakie podstawowe rodzaje takich urządzeń były i są produkowane.

Gazogeneratory współprądowe

Gazogenerator Imberta na drewno [1].

Przedstawiony na ilustracji gazogenerator Imberta na drewno jest właśnie przykładem urządzenia współprądowego. Od góry podawane jest paliwo, które przepływa w dół. W tym samym kierunku przepływa przez zgazowarkę powietrze, a później gaz drzewny. Stąd nazwa – współprądowy… Dokładnie cały proces w takim urządzeniu opisany został w artykule o produkcji holzgazu.

Gaz generatorowy ze zgazowarki współprądowej jest gorący, bo ostatnią strefą, przez którą przepływa, jest strefa redukcji w warstwie rozżarzonego węgla drzewnego. Jest również zapylony, bo porywa cząstki popiołu, ale za to zawiera niewiele substancji smolistych. Te ostatnie rozkładają się w strefach spalania i redukcji. Z tego względu gaz jest stosunkowo łatwy do oczyszczenia.

Gazogeneratory przeciwprądowe

Gazogenerator Klöckner-Deutz na antracyt [2].

Przedstawione na powyższej ilustracji urządzenie jest przykładem gazogeneratorów przeciwprądowych. Droga paliwa (w tym przypadku jest to antracyt) jest analogiczna jak poprzednio, powietrze natomiast dostarczane jest u dołu, przez pojedynczą dyszę przechodzącą przez ruszt.

W takim urządzeniu gaz generatorowy przechodzi najpierw przez strefę redukcji i spalania a później przez strefę pirolizy. Z tego względu zawartość substancji smolistych będzie większa. Mniejsza będzie jednak zawartość popiołów, które zostaną oddzielone podczas przepływania gazu przez warstwy paliwa. To konkretne urządzenie zasilane jest antracytem. Paliwo to zawiera mało frakcji lotnych, ale za to więcej popiołu, niż drewno. Z tego względu gaz po opuszczeniu urządzenia musiał być jeszcze odpylony.

Gazogeneratory fluidalne

To, można powiedzieć, wkład ostatnich lat w technikę zgazowywania paliw stałych. W takim urządzeniu warstwa paliwa utrzymywana jest w formie „warstwy fluidalnej”. Od dołu urządzenia wdmuchiwane jest powietrze z taką prędkością, że paliwo zaczyna się delikatnie unosić i jakby „bulgotać”. Dzięki temu powietrze/gaz wciąż miesza się z kawałkami paliwa, co pozwala na ich skuteczne zgazowanie.

Porównanie gazogeneratorów

Poniższa tabela przedstawia porównanie cech dwóch najważniejszych rodzajów gazogeneratorów [3]. Zgazowarki fluidalne pominąłem, jako nieistotne z punktu widzenia użytkownika, który chce takie urządzenie zbudować dla siebie.

	współprądowy	przeciwprądowy
temperatura gazu na wylocie [°C]	700	200-400
zawartość substancji smolistych [mg/m3n]	0,015-0,5	30-150
sprawność zgazowania, odniesiona do schłodzonego gazu	65-75%	40-60%
wartość opałowa gazu [MJ/m3n]	4,5-5	5-6

Należy w tym momencie wspomnieć, że wartości zawarte w tabeli odnoszą się do gazu drzewnego. W przypadku produkcji gazu generatorowego z innego paliwa, wielkości te mogą być różne.

Źródła:
[1] H. La Fontaine, P. Zimmerman – „Drewno zamiast benzyny. Jak zbudować generator gazu drzewnego i jeździć samochodem ponad 5 razy taniej?”
[2] St. v. Szenasy – „Generatorbetrieb”
[3] P. Quaak, H. Knoef, H. Stassen – „Energy from Biomass – A Review of Combustion and Gasification Technologies”