До настоящего времени автотермические способы газификации в сравнении с аллотермическими способами применялись в промыш­ленности с большим успехом. Использовали технологию, как прямотока, так и противотока; процесс осуществляли в стационарном и псевдоожиженном слое, а также в потоке пылевидного топлива.

Газификация кускового топ­лива в стационарном слое является самым старым способом производства газа: смесь воздуха и водяного пара в качестве газифицирующего агента применили впервые примерно 130 лет назад.

Чаще всего газификацию проводят в цилиндрической шахте, оборудованной вращающейся решеткой. В этом случае топливо, подаваемое сверху, газифици­руется поступающим к нему противотоком газообразным агентом. Уголь перво­начально подсушивают (если применяют битуминозные угли, вслед за этим протекает термическое разложение), а затем газифицируют при температуре выше 1000°С.

Для газификации битуминозного и особенно спекающегося каменного угля были разработаны специальные конструкции для лучшего использования про­дуктов полукоксования (их отводили с верха агрегата совместно с получаемым газом), а также для управления состоянием загруженного топлива в зоне спекания. Золу удаляют снизу с помощью вращающейся решетки. Если в каче­стве газифицирующего агента применяют кислород и водяной пар, можно уста­новить такую температуру, чтобы выделять золу в жидком состоянии. Пары воды, в соответствии с условиями равновесия, участвуют в эндотермических реакциях газификации и регулируют температуру в зоне газификации и соот­ветственно температуру золы.

В результате обеспечения потребителей магистральным газом использование местных газогенераторов было приостановлено, однако эти процессы и в на­стоящее время привлекают внимание, особенно в США. Поэтому следует с уче­том имеющегося опыта остановиться на некоторых конструктивных особенностях газогенераторов, используемых в новых разработках.

На рис. 58 представлены три различных газогенератора. Каждый агрегат имеет различия в оборудовании отдельных частей, например в конструкции решетки, в системах шлюзования угля и распределения угля по сечению. Установлено, что в случае спекающихся углей пригодна мешалка, охлаждаемая водой. Если особое значение придают качеству углеводородов, образующихся при полукоксовании твердого топлива, помещают над генератором специальную шахту для полукоксования. Устройства, необходимые для очистки сырого газа, состоят в основном из сепараторов пылн и смолы, котла-утнлизатора и скруб­беров для промывки газа [2, 4, 7].

Генераторы с вращающейся решеткой (рис. 58, а и б) благодаря простей­шей конструкции наиболее пригодны для газификации кокса. Строятся генера­торы диаметром до 5 м при высоте слоя топлива 1,3—1,8 м. В непрерывном производстве при использовании водяного пара и воздуха, обогащенного кисло­родом, получают низкокалорийный газ (Q_B = 5,2 кДж/кмоль) такого состава (в % об.):

Для производства водяного газа используют аналогичный генератор, экс­плуатируемый циклически; сначала при подаче воздуха в генераторе нагревают кокс, а затем при вдувании водяного пара получают водяной газ, содержащий 40% (об.) СО и 50% (об.) Н₂.

 Генератор с вращающейся решеткой для спекающихся каменных углей яв­ляется новой конструкцией фирмы Kellog [8]. По своей компоновке он анало­гичен генератору под давлением (фирма Lurgi). Для разрыхления загруженного

Рис. 58. Газогенераторы:

а—с вращающейся решеткой (1—водяная охлаждающая рубашка; 2—вращающаяся решетка; 3—чаша для золы); б—то же, для коксующихся углей (1 — шлюз; 2 —водяная рубашка. 3—мешалка, охлаждаемая водой; 4—вращающаяся решетка; 5—чаша для золы); в—с уда­лением жидкого шлака.

топлива в зоне полукоксования имеется охлаждаемая водой мешалка. Газогене­ратор можно применять для производства синтез-газа при газификации угля кислородом и водяным паром. Аналогичная конструкция была ранее разрабо­тана фирмой Wellmann — Galusha  [7]. Этот генератор имел диаметр 3 м.

Состав газа, полученного из спекающегося каменного угля в газогенераторе с вращающейся решеткой и имеющего Q_n = 10,6 МДж/м³, таков (% об.);

Продукты полукоксования выносятся с газом, поэтому требуется его специаль­ная очистка. Производительность подобного генератора по углю составляет ≈ 3200 м³/ч при потреблении кислорода 0,31 м³ на 1 м³ сырого газа и отноше­нии водяной пар : кислород, равном 2,6. Такие генераторы еще находят приме­нение, особенно в США.

Газогенераторы с жидким шлакоудалением (рис. 58, б) не имеют решеток. Шахта цилиндрической формы книзу переходит в конус и оканчивается снова цилиндрической частью, где и собирается жидкий шлак. Газогенератор может быть полностью футерован или оборудован водяной рубашкой в конической части. Кроме того, стенку можно охлаждать орошением с внешней стороны. Обычно сырьем является кокс. Газифицирующий агент (смесь водяного пара и кислорода или осушенного воздуха)  предварительно хорошо перемешивают и с помощью форсунок, равномерно распределенных по окружности, вводят поверх слоя шлака. Шлак периодически удаляют через выпускное отверстие при добав­лении флюса.

Газогенератор с жидким шлакоудалением (фирмы Leuna) в конической ча­сти имеет наружное водяное орошение [9]. Высота слоя топлива составляет 3,9 м от уровня форсунок. Внутренний диаметр верхней части шахты 3,3 м. Температура выходящего газа (если процесс ведут с кислородом и водяным паром) составляет 350—400 °С, и это очень удобно. Сырой газ отделяют от захваченной пыли, и его можно рециркулировать через форсунки. Можно также подавать через форсунки нефть или природный газ. Производительность, достиг­нутая при газификации доменного кокса кислородом, составила ≈ 15 000 м³/ч. Полученный газ имел Q_B = 11,8 МДж/м³ и такой состав (в % об.):

В таком газогенераторе расход кислорода составляет 0,25 м³ на 1 м³ неочищен­ного синтез-газа, а расход пара равен ≈ 0,3 кг/м³.

Фирма BASF с 1945 г. интенсивно занималась газогенератором, работаю­щим с применением кислорода (жидкое шлакоудаление), и специально разраба­тывала конструкцию, производительность которой достигла ≈ 55 тыс. м³ синтез-газа в час. Генератор имел диаметр шахты 4,8 м и высоту 9 м; высота слоя засыпки 4,5 м. Удельная производительность шахты достигала ≈3000 м³/(м²-ч). Состав синтез-газа  аналогичен газу, получаемому в генераторе Leuna.

Газогенератор с жидким шлакоудалением фирмы Thyssen — Galocsy — Аbstichgenerator является разработкой, аналогичной генератору Leuna. В этом га­зогенераторе предотвращали спекание шлака в нижней зоне, вводя газифици­рующий агент в несколько точек на различной высоте: в нижние форсунки подают больше кислорода, чем в более высокорасположенные, куда соответ­ственно подводят больше водяного пара.

Описанные процессы газификации в стационарном слое, если не принимать во внимание отдельные особые случаи, имеют сейчас только историческое зна­чение.