В 20-х гг. и позднее был разработан процесс Winkler — газификация мелкозернистого угля в псевдоожиженном слое.

К настоящему времени имеется 16 таких промышленных уста­новок с более чем 36 агрегатами. По способу Winkler во время П мировой войны получали большую часть синтезгаза, используе­мого в синтезах Фишера — Тропша.

Площадь поперечного сечения шахты газогенератора Winkler достигает 25 м², высота шахты 22 м. Удельная производительность доходит [20—23] до 2000, а в современных установках до 3000 м³ газа на 1 м² сечения шахты в час.

В настоящее время предлагается строить агрегаты мощ­ностью до 100 тыс. м³ газа в час. Схема процесса показана на рис. 65.

Дробленый и подсушенный, но не отсортированный уголь (преимущественно бурый, но также реакционноспособный камен­ный, буроугольный кокс или полукокс с концентрацией золы до 40% и высоким содержанием пыли) вводят шнеком в псевдоожиженный слой газогенератора. Золу, температура плавления кото­рой должна быть выше температуры газификации, выводят снизу через футерованную шахту, сужающуюся книзу.  Полученный син­тез-газ для удаления основной части захваченной им пыли по­вторно газифицируют в верхней части газогенератора, а затем подвергают обработке в котле-утилизаторе, мультициклоне, кон­денсаторе-холодильнике и каплеуловителе. Степень газификации углерода  достигает 90%, к. п. д. равен 82%   [23]. Состав сырого газа, получаемого в газогенераторе Winkler, приведен ниже [24] (в %об.):

Рис. 65. Схема газификации по способу Winkler:

1 — сырьевой бункер; 2 — газогенератор; 3 — котел-утилизатор; 4—подогреватель; 5—мульти­циклон; 6— конденсатор-холодильник; 7—дезинтегратор; 8—каплеуловитель; 9—отстойник; 10—емкость для подсушенной пыли.

Теплота сгорания газа Q_H достигает 12 300 кДж/м³.

Преимущества способа Winkler определяются менее жесткими требованиями к исходному углю (в частности, можно газифициро­вать высокозольные и спекающиеся угли, хотя и с меньшей про­изводительностью), а также большей гибкостью выработки задан­ного количества синтез-газа. Недостатки способа проистекают прежде всего из-за ограничений, обусловленных невысокой тем­пературой газификации при атмосферном и слегка повышенном давлении, а также из-за наличия пыли в получаемом газе, кото­рый поэтому приходится очищать.

Ограничение по температуре газификации в способе Wincler (оно обусловлено низкой температурой плавления золы) может быть снято, если, согласно предлагаемому в работах [26, 27] ме­тоду, непрерывно вводить в газогенератор инертную добавку. Бла­годаря этому температура плавления золы должна повыситься настолько, что станет возможна газификация при 1500°С. С по­мощью этого высокотемпературного способа Winkler (процесс HTW*) [28] можно газифицировать угли и с невысокой реакционной способностью. Цель дальнейших исследований — повышение содержания СО (и снижение концентрации СО₂) в получаемом газе, обессеривание синтез-газа путем связывания серы, подготов­ка золы для последующего получения из нее цемента. Схема спо­соба HTW** дана на рис. 66.

Для промышленных установок разработки последних лет не­выгодны, поскольку классический способ Winkler до сих пор реализован только при атмосферном давлении. После того как стало ясно, что современный процесс газификации может быть эконо­мичным лишь при повышенном давлении, планируется дальней­шая разработка газификации по способу Winkler при 5 МПа. Состояние сегодняшнего опыта (которое следует оценивать скеп­тически) до сих пор не опубликовано. Результаты соответствую­щих работ общества Bergbauforschung/Essen см. в [28].

Рис. 66. Схема   газификации твердого топлива по способу HTW:

1 — бункер для топлива; 2 — шнек для загрузки; 3—бункер для шлака; 4—шнек для выгрузки; 5 —устройство для розжига; 6 — утрамбованная масса; 7—трубопровод отходящего газа; 8—изо­ляция; 9 — реакционная камера; П —отбор газовых проб при длительной работе; Р—точки замера давления; Т—точки замера тем­пературы.

------------------

* HTW — Hoch Temperatur Winkler.

** В последние 20 лет в СССР и США проведены лабораторные и опытно-промышленные исследования газификации твердых топлив в псевдоожиженном слое под давлением, позволяющие достаточно уверенно переходить к строитель­ству промышленных объектов [101].