Надежная печь, не нуждающаяся в частой закладке топливного материала и хорошо выполняющая функции по обогреву отопительного контура, – практичный и экономичный вариант для частных домовладений.
Лучшим отопительным прибором длительного горения считается пиролизная печь, востребованность которой можно объяснить высокими эксплуатационными характеристиками и доступной стоимостью.
Особенности функционирования печей
Конструктивными особенностями пиролизных печей является наличие двух камер сжигания, расположенных друг за другом. От классических дровяных печей подобные устройства отличаются тем, что сгорание топлива происходит поэтапно.
Начальная камера применяется для закладки топливного материала (дров, угля или брикетов), который при тлении и низком уровне кислорода выделяет газ и древесно-коксовую пыль.
Соединяясь с кислородом, газ под воздействием тяги нагнетается в другую камеру. Это приводит к интенсивному горению и выделению большого объема энергии, которая направляется на подогрев воды или обогрев помещений.
Подобный процесс обеспечивает высокий КПД и хорошую тепловую отдачу пиролизных устройств.
Влажность топлива – это ключевое условие эффективного функционирования печи. При закладке важно контролировать объем сухого топлива, который должен составлять не менее 75 % от общего. Допустимый уровень влажности высушенных дров и пеллет для пиролизных печей не должен превышать 12 %.
В качестве сухой древесины допускается использование сгораемого мусора, отходов, древесных опилок, веток и опила с деревьев.
Если топливо сгорает полностью, это способствует образованию чистого и бесцветного дыма без неприятного запаха.
Видео об устройстве и работе газогенераторных печей для домашнего пользования:
Преимущества и недостатки пиролизных печей
Пиролизная печь для бани и дома, как и любое другое отопительное устройство, обладает преимуществами и недостатками.
К основным положительным характеристикам можно отнести следующее:
- Экономичность. В отличие от классических отопительных устройств, пиролизные печи являются более экономичными в отношении объема потребляемого топлива.
- Экологичность. Дровяная печь пиролизного типа практически не дает дыма и сажи, а продукты сгорания содержат ничтожное количество токсичных и загрязняющих элементов.
- Эффективность работы. Высокий уровень КПД, до 85 %, при низком потреблении топлива обеспечивает хорошую теплоотдачу и быстрый обогрев помещений.
- Компактные размеры и эргономичный корпус. Такие приборы предназначаются не только для обогрева загородных домов большой площади, но и для компактных дачных домиков, бань.
- Доступность установки и обслуживания. Возможность самостоятельного монтажа без привлечения сторонней помощи. Удобство заправки устройства без необходимости контроля над процессом топки.
- Практичность. Пиролизные агрегаты позволяют подсоединять различные типы отопительных контуров.
- Выбор подходящего топлива. Возможность использования твердого (пеллеты, дрова, угли, древесные опилки) и жидкого топлива в зависимости от модели устройства.
Несмотря на явные преимущества, подобные устройства не лишены недостатков:
- Необходимость обустройства площадки или помещения для хранения топлива.
- Сложная конструкция дымоотвода. Даже имея необходимые чертежи, неопытный домовладелец не сможет правильно возвести дымоотвод для печи самостоятельно. Подобная конструкция требует профессионального подхода и применения специализированного оборудования.
- Зависимость стационарных моделей от вентиляционной системы принудительной тяги, без которой невозможна безопасная эксплуатация устройств.
- Образование конденсата в дымоотводном канале, на который влияет температура нагрева отработанных газов.
- Отсутствие универсальных конструкций, способных работать на всех видах топлива. Поэтому перед покупкой устройства следует определиться, на чем оно будет работать.
Разновидности газогенераторных печей
Современные отопительные печи, принцип действия которых основан на процессе пиролиза, можно классифицировать по нескольким параметрам:
Тип материала
Для изготовления корпуса отопительных агрегатов используются жаростойкая сталь и огнеупорный красный кирпич.
Назначение и способ использования
Печи бывают периодического и постоянного действия.
Первый вариант устройств использует топливные материалы, способные долго накапливать и отдавать тепловую энергию после завершения топочного процесса.
Второй вариант предусматривает беспрерывную загрузку топливного материала, чтобы обеспечить необходимый уровень тепловой отдачи.
Расположение рабочих камер
Конструктивно агрегаты представлены двумя типами:
- Верхней камерой для выработки газов и нижней камерой для сжигания продуктов пиролиза. В некоторых моделях они могут располагаться на одном уровне. Процесс пиролиза осуществляется за счет принудительной тяги, которая обеспечивается дымососами или дутьевыми вентиляторами.
- Нижней камерой для газификации и верхней камерой для дожига газов. В подобных устройствах предусмотрена естественная система тяги.
Тип передачи тепла
Газогенераторные печи могут оснащаться:
- водяным отопительным контуром с дополнительным контуром для подогрева воды (системы водяного отопления);
- воздушными теплообменниками (системы воздушного отопления).
Технология возведения кирпичной пиролизной печки
Оптимальный вариант отопительного оборудования для бани и частного дома – пиролизная печь из кирпича.
Для обустройства газогенераторной печки своими руками необходимо подготовить:
- красный шамотный и огнеупорный керамический кирпич;
- листы из стали;
- колосники из чугуна;
- вентилятор (мощность до 350 Вт);
- дверцы для топки и поддувальной камеры;
- аппарат для сварки;
- электрическую дрель;
- болгарку.
Технология возведения конструкции предусматривает следующие этапы:
- Расчистку площадки под заливку фундаментного основания. Для пиролизных устройств рекомендуется обустраивать фундамент ленточного типа, обладающий повышенной прочностью и долговечностью.
- Выполнение кирпичной кладки после заливки и застывания фундамента. Для строительства отопительного оборудования используется только огнеупорный кирпич высокого качества.
- Облицовку внутренних стен камер шамотным кирпичом, устойчивым к высоким температурным режимам.
- Монтаж дымоотводной системы, внутреннюю часть которой составляет металлическая или керамическая труба.
- Выполнение декоративной отделки поверхностей и тестовой топки печи после завершения основных работ.
Если строительство пиролизной печи из кирпича представляется сложным и трудоемким, тогда можно воспользоваться альтернативным вариантом – изготовить простую печку на дровах из цельнометаллического газового баллона.
Изготовление металлической пиролизной печи
Для изготовления печей используются пустые газовые баллоны, благодаря чему они стали именоваться бубафонями. Отличительной характеристикой подобных агрегатов является возможность загрузки различного типа топлива.
Для работы необходимо подготовить такие инструменты и материалы:
- использованный баллон;
- болгарку;
- сварочное оборудование;
- пассатижи;
- молоток.
Самостоятельная сборка печи выполняется следующим образом:
- Верхнюю часть баллона срезают сваркой. При этом стоит учитывать уровень соединительного шва на корпусе, который с внутренней стороны баллона фиксируется прочной металлической планкой.
- По центру заготовки проделывают отверстие для циркуляции воздуха.
- Вверху на корпусе проделывают дополнительное отверстие для дымоотвода.
- Изготавливают газовый рассекатель, оснащенный трубой, чтобы своевременно подавать кислород в другую рабочую камеру печи.
- Дымоотводную трубу фиксируют при помощи сварки.
Важно! Перед началом работ по газосварке необходимо удостовериться, что в баллоне нет газов. Для этого достаточно наполнить емкость водой и опустошить.
Из отработанного баллона объемом до 50 литров при одной закладке топлива рабочий цикл составит 7 часов. Этого достаточно для поддержания комфортного температурного режима в помещении площадью в 75 кв. м.
Несмотря на экономичность и доступность, самодельная буржуйка имеет существенный недостаток – быстрое сжигание кислорода в воздухе. По этой причине подобное оборудование редко используется для обогрева жилых помещений, но подойдет для хозяйственных нужд – подогрева воды, утилизации сухого мусора.
Рекомендации по использованию печи
Чтобы создать оптимальные условия для эффективной работы печи, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- Влажность твердого топлива при его использовании не должна превышать 21 %.
- Металлические устройства лучше оснащать съемными дымоотводами, что упростит чистку конструкции от продуктов сгорания топлива.
- Согласно правилам пожарной безопасности, вблизи отопительного оборудования нельзя располагать горючие материалы и конструкции.
Самодельный пиролизный котел, возможно, не сравнится по КПД с промышленными образцами, но тепловая отдача у него выше, чем у традиционной дровяной печки, а финансовые затраты на его изготовление ниже.
В силу экологичности и практичности подобные установки используются не только для отопления помещений, но и для утилизации сухих бытовых отходов.
sdelatbanyu.ru
Кто, что думает?
Основные отличия установок, утилизирующих бытовые отходы методом пиролиза от аналогичных мусоросжигающих установок.
Вместо привычного и обычного сжигания, т.е. окисления при высокой температуре при избытке кислорода (воздуха), в таких установках вначале производится совсем другой процесс – пиролиз, газификация. Техническое существо этого решения заключается в нагреве исходных ТБО в термическом конверторе до температур от 650 до 990°С без доступа воздуха (кислорода и азота).
Высокий уровень температур, отсутствие свободного кислорода и азота (балласт) в конверторе полностью исключает процессы горения и создает идеальные условия интенсивного протекания чистого процесса пиролиза — термического разложения органической части ТБО на газообразный продукт (горючий газ — пирогаз) и твердый мелкозернистый углеродистый остаток – пикарбон.
Поскольку отсутствует кислород, — нет условий для образования диоксинов. Для образования диоксинов необходимо наличие трех компонентов — органические вещества, кислород, хлорсодержащие вещества и, естественно, высокая температура.
Образовавшийся газ поступает в следующую камеру – узел термического окисления (горения как такового). Состав газа таков – угарный газ, углекислый газ, водородосодержащие соединения типа HCl, HF, H2S, и др. и некоторое количество азота.
В узле термического окисления поддерживается температура от 870 до 1200 °С и происходит сжигание горючего газа. Малое содержание негорючего балласта обеспечивает газу высокое качество как топливу или технологическому газу, в его составе не содержится окисных соединений типа SOх, NOx и др., а также нет условий образования таких канцерогенов как диоксин, фуран, бензапирен и др.
Сжигание пирогаза обеспечивает и частичный нагрев пироконвертора, что приводит к очень небольшому расходу дополнительного топлива – дизельного топлива, газа.
В последние годы многие населенные пункты России приблизились к европейским городам и еще в одном аспекте — количество твердых бытовых отходов (ТБО), производимых на душу населения приблизилось к среднеевропейским показателям — 250 кг в год (в Бельгии и Германии — 340, а в Финляндии — более 500).
Поэтому проблема куда девать мусор стала очень актуальной. В Европе такая проблема стала острой уже в восьмидесятых годах 20-го века. В те годы получили большое распространение мусоросжигательные заводы. Сейчас их либо закрывают, либо устанавливают дополнительное оборудование для очистки выхлопных газов, стоимость которого соизмерима со стоимостью самого завода. Заводов по старым технологиям уже не строят, и, поэтому, их пытаются пристроить, в частности, в России. Печальный пример тому дает, например, Москва. Экологические проблемы, связанные с прямым сжиганием мусора там уже налицо.
Основные отличия установок, утилизирующих бытовые отходы методом пиролиза от аналогичных мусоросжигающих установок.
1. Уничтожается ценное сырье, которое может быть подвергнуто вторичной переработке;
2. Атмосфера загрязняется выбросами токсичных и высокотоксичных соединений, образующихся при прямом горении ТБО;
3. При прямом сжигании образуется много токсичной золы (до 30 % от общего объема).Все вышеперечисленные факторы имеют множество аспектов:
Если говорить об извлечении вторсырья, то мы не только уменьшаем количество отходов, от которых нужно избавляться и получаем ценное вторсырье (в Англии 90% алюминиевых банок делают из вторичного алюминия), мы уменьшаем количество отходов производства (при получении 1 тонны продукции образуется 10 — 100 тонн производственных отходов. Получая вторсырье, мы резко уменьшаем количество производственных отходов). Если говорить о загрязнении атмосферы, ликвидируя помойку на Земле, мы устраиваем помойку на небе.
Что касается золы, то стоит ли сжигать 1 тонну ТБО, чтобы получить 300 кг высокотоксичной золы, которую можно захоранивать только на специальных полигонах.
Можно решить свою мусорную проблему, соорудив комплекс по переработке бытовых отходов, организованный с учетом передовых технологий, существующих в мире. На первом этапе будет производиться извлечение фракций, которые могут подвергаться рециклингу (бумага, пластмасса, металлы, стекло и т.п.), затем это вторсырье будет подвергаться первичной обработке (прессованию, дроблению и т.п.) перед отправкой переработчикам, и только то, что останется будет подвергнуто высокотемпературной переработке.
Причем речь идет не о мусоросжигательных завода, а о пиролизных установках, в которых на первом этапе происходит термическое разложение органической части ТБО на газообразный продукт (горючий газ — пирогаз) и твердый мелкозернистый углеродистый остаток — пикарбон. На втором этапе происходит сжигание горючего газа. Малое содержание негорючего балласта обеспечивает газу высокое качество как топливу. Полученное при этом тепло может использоваться в теплообменниках или преобразовываться в электроэнергию.
Преимущества пиролизных установок таковы:
Тут и так все понятно
www.burnerclub.ru
Принцип действия пиролизной печи, чертежи и её достоинства
Пиролизная или газогенераторная печь относится к классу теплогенераторов длительного горения. Чтобы понять принцип её работы, необходимо познакомиться с важной особенностью органического топлива: при воздействии высокой температуры и ограниченном доступе кислорода длинные углеводородные молекулы, из которых оно состоит, распадаются на более короткие, причём образующиеся при этом вещества имеют газообразное агрегатное состояние.
Данный процесс называют пиролизом (газогенерация — русскоязычный эквивалент), а выделяющийся летучий коктейль — древесным газом. Все входящие в его состав вещества — водород, метан, азот, угарный газ и др. – являются горючими. В обычной печи сгорает только небольшая часть этой смеси (в камине часто можно видеть синие сполохи), а все остальное вылетает в трубу.
Пиролизные теплогенераторы устроены несколько иначе. Их рабочая часть разделена на две камеры: в одной (камера газификации) при температуре примерно 1100 градусов обугливается твёрдое топливо, во второй (камера дожигания) – сгорает выделяющийся при этом древесный газ. Воздух в обе зоны подаётся принудительно и строго дозировано. Тот, который поступает в первую камеру, называется первичным, во вторую — вторичным.
Твёрдый остаток, имеющийся в 1-й камере по завершении пиролиза, представляет собой древесный уголь (кокс). Его можно извлечь, тогда теплогенератор будет играть роль углевыжигательной печи. Но обычно уголь также сжигается, то есть пиролизная печь «выжимает» из органического топлива все тепло, какое только можно.
Для повышения КПД в верхней части топки пиролизной печи устанавливается специальный элемент, именуемый катализатором, дожигателем, турбулизатором или рассекателем (каждый производитель выбирает название на свой вкус). Он представляет собой керамическую деталь с вкраплениями оксидов различных металлов. Наилучший эффект демонстрируют катализаторы с добавлением платины. Роль данного элемента состоит в следующем:
- являясь хорошим отражателем, он возвращает тепловое излучение в тлеющую массу топлива и увеличивает тем самым объем выделения пиролизного газа;
- благодаря особой форме катализатора, проходящий через него пиролизный газ рассекается на несколько потоков, завихряется и хорошо перемешивается с воздухом, что в совокупности обеспечивает более полное его сгорание;
- данный элемент за счёт своей высокой температуры вызывает воспламенение пиролизного газа, являясь по сути горелкой пиролизной печи.
Сегодня пиролизные печи котлы применяются довольно широко. Ими обогревают жилые дома, производственные помещения и прочие постройки с постоянным пребыванием людей. Такая популярность объясняется следующими достоинствами данной разновидности отопителей:
- Поскольку сжигаются все составляющие топлива, установка имеет высокий КПД — до 85% (некоторые производители заявляют даже про 93%).
- В результате полного окисления органических молекул выхлоп пиролизной печи по большей части содержит только углекислоту и пар — никаких тяжёлых углеводородных радикалов, угарного газа и других недоокисленных веществ. За это качество агрегаты данного типа иногда называют бездымными. Они не наносят вреда экологии и чистить их приходится сравнительно редко.
- Подачу пиролизного газа в камеру дожигания легко можно регулировать, поэтому по удобству управления и инерционности эта печь может сравниться с газовым отопителем: мощность быстро можно менять в пределах от 5 до 100%. По этой же причине её гораздо легче автоматизировать, чем прочие твердотопливные теплогенераторы.
- Топливом для пиролизных печей может выступать не только древесина, но и всевозможный мусор, в том числе старые автомобильные покрышки. Также имеются модели, работающие на жидком горючем, например, отработанном машинном масле.
- Отбор тепла можно производить при помощи воды (печь оснащается теплообменником и превращается в котёл) без ухудшения характеристик печи.
- На одной заправке топливом агрегат работает гораздо дольше, чем обычная металлическая печь (до 24-х часов).
Помимо недостатков, характерных для всех твердотопливных приборов (необходимость складировать и периодически подкладывать дрова, большие размеры и т. д.), у пиролизных печей есть и специфические:
- требуется как можно более сухое топливо (при влажности более 12% пиролиз проходит плохо);
- в дымоходе обильно образуется конденсат, что обусловлено низкой температурой выхлопа.
Для работы вентиляторов и электронного блока управления требуется электроснабжение.
Виды пиролизных печей
Агрегаты, работающие по описанному принципу, можно разделить на две категории: с полной и частичной газогенерацией.
Печи с полным циклом газогенерации
Именно такой прибор был описан в первом разделе. Его изготовление в условиях домашней мастерской — достаточно сложный и дорогостоящий процесс. Из-за высокой температуры в топке делать её приходится из жаропрочной легированной стали, которая обходится недешево.
Но самая главная трудность в другом: скорость выделения древесного газа постоянно меняется и для слежения за этим процессом нужна хитрая и дорогая электроника, которая в зависимости от условий внутри печи регулирует подачу первичного и вторичного воздуха. Таким образом, самостоятельно пользователь может изготовить только стальной корпус печи, все остальное — систему подачи воздуха, контроллер, катализатор-дожигатель — придётся покупать.
Печи с частичной газогенерацией и схемы
Самые разнообразные версии таких агрегатов постоянно разрабатываются как солидными компаниями, так и народными умельцами.
Продукция первых выходит в свет под марками с благозвучными названиями вроде «Профессор Бутаков», Breneran, Bullerjan и др., вторые обозначают свои детища более прозаически – «печь Бубафоня», «Слобожанка», «Печь-ракета» или просто «масляная печь из баллона для гаража».
Среди них есть конструкции как с раздельным, так и с совмещённым дожиганием. Подобную установку нельзя назвать полноценным пиролизным агрегатом, но кое-какие конструктивные элементы для дожигания древесного газа в ней все же предусмотрены. При этом разработчики полностью отказываются от принудительной подачи воздуха, так что печи получаются энергонезависимыми. Одну из них мы научимся изготавливать самостоятельно.
Конструкция, устройство и принцип действия самодельной пиролизной печи
Упрощённый вариант газогенераторного прибора отличается от полноценного следующими особенностями:
- Камера дожигания расположена не снизу, а сверху, поэтому древесный газ поступает в неё самотёком. Реализовано это следующим образом: верхняя четверть внутреннего пространства печи отделена перфорированной горизонтальной перегородкой, не доходящей до передней стенки на 20—25% длины топки. Таким образом, большая часть дымовых и пиролизных газов будет отклоняться вперёд и мы получаем печь с передним горением, которой довольно легко управлять. Нижняя четверть внутреннего пространства будет играть роль зольника — она отделяется от топки колосниковой решёткой.
- Первичный воздух поступает в топку за счёт естественной тяги. Для этого в стенке печи имеется отверстие с регулируемой заслонкой — поддувало.
- Воздух в камеру дожигания отдельно не подаётся — он забирается из топки.
- Тяга ограничивается установленной в дымоходе шиберной заслонкой, которая имеет вырез определённой площади. В момент растопки печи эта заслонка полностью открывается.
Важной особенностью печей с такой конструкцией является сравнительно низкая температура в топке — при условии использования древесного топлива она составляет всего 550–650 градусов. Благодаря этому, значительно снижаются требования к материалу печи — даже топку можно изготовить из конструкционной — без легирующих добавок — стали толщиной всего 4 мм. Правда, в этом случае печь нельзя будет топить углем, так как она быстро прогорит (уголь горит при температуре 800–900 градусов).
Расчёт параметров
При проектировании печи стремятся решить главную задачу — обеспечить требуемую мощность. Она будет зависеть от количества топлива, поэтому нужно правильно рассчитать объем топки. Сделать это можно по упрощённой методике.
Задаёмся требуемой мощностью
Предположим, по результатам расчёта на теплопотери выяснилось, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла.
Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного (пламенного) горения
Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10—30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности).
Выбираем наименее энергоёмкое топливо из всех видов, которые предполагается использовать
Вот, например, данные о теплотворной способности некоторых видов древесины:
- бук: 15,5 МДж/кг;
- берёза: 16,5 МДж/кг;
- осина: 18,2 МДж/кг;
- дуб: 20 МДж/кг.
Из всех перечисленных пород меньше всего тепла даёт бук, на него и будем ориентироваться.
Определяем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность
При этом нужно учитывать, что порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж.
Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%:
М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг.
Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м3, переведём полученное значение массы в объем: V = 24,17 / 620 = 0,039 м3 = 39 л.
Определяем объём топки
При этом нужно учитывать, что коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Таким образом, она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.
Следовательно, необходимый объем топки можно принять равным 62 л. Её длину следует принимать равной 0,5 м — чтобы можно было закладывать достаточно длинные поленья. Прочие размеры выбираются произвольно. Например, ширина может составить 300 мм, тогда высота должна быть 413 мм (0,3*0,413*0,5 = 0,062 м3).
Необходимые материалы и инструменты
Для создания печи с частичной газогенерацией понадобится следующее:
- Сталь листовая толщиной 3–4 мм.
- Уголок равнополочный стальной 50х4 мм.
- Труба диаметром 50–60 мм.
- Стальная арматура диаметром 8 мм — из этого материала будут делаться колосниковая решетка и оси заслонок.
- Труба из стали или чугуна диаметром 110 – 120 мм для изготовления дымохода.
- Около 15 кирпичей.
Не стоит применять высокоуглеродистую сталь, например, марки Сталь 45. Из-за высокой температуры она может упрочниться, потеряв при этом пластичность (такое явление называется закалкой). Приемлемый вариант — стали марок от Ст3 до Сталь 20.
Также будут нужны инструменты и расходники для них:
- Аппарат электросварочный и электроды в количестве 5 упаковок.
- Дрель с набором свёрл «по металлу».
- Болгарка с диаметром рабочей части 230 мм и 10 отрезных кругов для неё. Также могут понадобиться зачистные круги.
Кроме вышеперечисленного, понадобится молоток и инструмент для разметки: рулетка или линейка, карандаш.
Подготовительные работы
Перед тем как приступить к изготовлению самодельной пиролизной печи, стальной прокат нужно нарезать на заготовки. Сделать это можно в домашней мастерской, воспользовавшись болгаркой, однако, рациональным такой способ назвать нельзя.
Быстрее и выгоднее будет оплатить раскрой на металлобазе, где прокат приобретался. Там имеются мощные гильотинные ножницы, газовые резаки и другое оборудование, при помощи которого заготовки будут выполнены в кратчайшие сроки и с максимальным качеством. Заказчику останется только зачистить заусенцы на кромках при помощи болгарки.
Поскольку агрегат получится довольно массивным, правильнее всего собирать его прямо на месте установки. Соответственно, до начала работ его (место) нужно подготовить. Делают это так:
- На полу выкладывают основание из кирпича или другого несгораемого материала. Его длина и ширина должны быть не менее, чем на 600 мм больше соответствующих размеров печи, то есть вынос основания с каждой стороны должен составлять хотя бы 300 мм.
- В котельной основание должно быть расположено таким образом, чтобы после сборки печи между ней и ближайшей стеной оставалось расстояние минимум в 1 м. Эту величину допускается уменьшить до 0,85 м в том случае, если на стене имеется несгораемая штукатурка толщиной от 25 мм.
Можно предложить и такой вариант огнестойкого покрытия для стены: на керамических подкладках к ней прикручивается стальной лист, так что между ним и стеной остаётся зазор в несколько сантиметров; при этом нижняя часть листа не должна доходить до пола на 7–10 см. Нагревшийся от печи лист будет передавать тепло воздуху в зазоре между ним и стеной; тот будет устремляться за счёт конвекции вверх, подсасывая снизу холодный воздух. Таким образом, благодаря этому простому приёму мы получим дополнительный конвектор.
Пол перед печью в радиусе 1,2 м от центра топки должен иметь несгораемую защиту. Она состоит из стального листа толщиной от 1,5 мм (можно применить кровельное железо) и уложенного под него листа асбеста или базальтового картона.
Как сделать пиролизную печь своими руками: пошаговая инструкция
Подготовив все необходимое, можно приступать непосредственно к изготовлению теплогенератора:
Предварительно нарезанные заготовки из уголка сваривают в каркас. Вертикальные элементы (стойки) должны иметь длину 1 м или чуть больше, длина горизонтальных перекладин зависит от размеров печи. Каркас необязательно делать сварным — сгодится и болтовое соединение. Но в таком случае конструкция окажется менее прочной.
При изготовлении передней стенки на этапе раскроя в ней должны были выполнить два проёма один — для закладки топлива, второй — для удаления золы. Проёмы должны закрываться дверцами, поэтому в соответствующих местах на передней стенке нужно приварить петли и крючки для фиксации дверных засовов.
Далее из вырезанных на подготовительном этапе заготовок нужно сделать дверки. К заготовкам прикрепляют при помощи заклёпок засовы и приваривают петли. Также необходимо приварить шинки в 10 мм шириной, благодаря которым дверки будут закрываться более плотно.
На внутренней стороне каждой из боковых стенок нужно приварить по два уголка, на которые впоследствии будут укладываться колосниковая решётка (её можно сварить из арматуры) и перфорированный под, отделяющий топку от камеры дожигания.
Уголки следует расположить таким образом, чтобы камера дожигания и зольник занимали по ¼ всей высоты внутреннего пространства.
Далее в любую из боковых стенок на уровне верха топочной камеры нужно врезать поддувало с заслонкой. Оно изготавливается из короткого отрезка трубы диаметром 50–60 мм. Просверлив в поддувале отверстия диаметром 8,5 мм, в него нужно вставить ось заслонки, выполненную из арматуры диаметром 8 мм. С одной стороны ось должна выступать на достаточную длину — после сгибания её хвостовик будет выполнять функцию ручки.
Остаётся приварить к оси стальной диск, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру поддувала. Чтобы заслонка не могла двигаться самопроизвольно, её рукоятку нужно оснастить пружинным или резьбовым фиксатором.
В крышке печи при раскрое заготовок должны были выполнить отверстие под дымоход.
Сборка конструкции
Когда все стенки будут готовы, их нужно последовательно приварить к каркасу. Начинают с днища, затем приваривают переднюю, заднюю и боковые стенки. Далее в печь укладывают колосниковую решётку с перегородкой и приваривают к ней крышку. Перегородка, отделяющая камеру дожигания, должна иметь отверстия общей площадью примерно 7% от всей площади детали. Кроме того, между её краем и передней стенкой печи должен оставаться просвет примерно в четверть длины топки.
Для подключения печи к дымоходу в отверстие крышки нужно вварить отвод диаметром 110–120 мм с углом поворота 90 градусов. Далее к нему присоединяется горизонтальный участок длиной 0,8–1 м — так называемый боров. Для данной печи это очень важный элемент: он задерживает выход газов из камеры дожигания, позволяя им сгореть в полном объёме.
В конце горизонтального участка следует установить заслонку (шибер), выполненную по тому же принципу, что и заслонка поддувала. Только у шибера диаметр должен быть несколько меньше внутреннего диаметра трубы — примерно 90–95 мм, а кроме того в нём вырезается сектор с центральным углом в 90 градусов, то есть ¼ диска.
Данная печь работает в низкотемпературном режиме, поэтому в её дымоотводящем канале обильно образуется едкий конденсат. Если агрегат подключается к уже существующему кирпичному дымоходу, следует выполнить гильзовку последнего трубой из нержавеющей кислотоупорной стали. Этот же материал используется и в том случае, если дымоход возводится с нуля. Сначала к борову присоединяют тройник, ориентируя его таким образом, чтобы один патрубок смотрел вниз, другой — вверх. К нижнему патрубку приваривают несколько шпилек, на которые будет одеваться заглушка — это будет конденсатоприемник. Для сброса конденсата нужно врезать в заглушку патрубок с резьбой и установить на него шаровой кран. К верхнему патрубку тройника присоединяется дымоотводящая труба. Она должна быть очень хорошо утеплена, иначе тяга из-за низкой температуры дымовых газов (всего 120 градусов) окажется слишком слабой.
Обратите внимание! Образующийся при работе данной печи конденсат не только едок, но и крайне ядовит. Очень важно предотвратить его попадание в помещение. Все стыки дымохода должны быть тщательно герметизированы высокотемпературным герметиком, ещё лучше — установить трубу снаружи, соединив её с боровом через отверстие в стене.
Варианты изготовления печи
Конструкцию печи можно усложнить, превратив её в конвектор. Для этого её оснащают вертикальными трубами диаметром от 60 до 100 мм, 2/3 диаметра которых должны находиться внутри топки. Чтобы увеличить площадь контакта труб с высокотемпературной зоной печи, их делают изогнутыми.
Обратите внимание! Диаметр труб подобран с учётом вязкости, теплоёмкости и теплопроводности воздуха. Применение более тонких воздуховодов даже при увеличенном их количестве приведёт к ухудшению характеристик конвектора.
Снаружи теплогенератор можно обшить защитным кожухом. Тогда его температура при работе печи в режиме газогенерации не превысит 50–55 градусов. Воздух, исходящий из труб, будет иметь температуру 60–70 градусов.
Самодельную пиролизную печь можно оснастить катализатором, также изготовленным самостоятельно. Хорошим материалом для него является нихром. Можно сделать и керамический катализатор, взяв за основу кирпич или трубку из обожжённой глины. Оксид переходного металла, например, марганца, или элемент из группы платиноидов наносится на него так:
- Соль металла (она не должна быть устойчивой к воздействию высоких температур) растворяют в воде, после чего этим раствором пропитывают керамическое основание.
- Далее будущий катализатор сушат при температуре 160–200 градусов.
- Теперь деталь нужно прокалить на открытом воздухе, разогрев до температуры в 600–800 градусов.
Наиболее доступной солью платины является гексахлороплатинат аммония, для изготовления марганцевого катализатора можно применить нитрат марганца, а ванадий легко получить из ванадата аммония.
Эксплуатация и обслуживание печи
Запуск в работу печи с частичной газогенерацией осуществляют следующим образом:
- На колосниковую решётку укладывают порцию быстропрогорающего топлива — тонкие ветки, щепки, пеллеты или даже картон. Полностью открыв шиберную заслонку и поддувало, поджигают горючее и закрывают дверцу топки.
- После того как топливо превратится в угли (следить за горением можно через поддувало), на него укладывают несколько сухих поленьев. Если имеется большой чурбак, колоть его не нужно — можно укладывать как есть, при условии, что он помещается в топке.
- Закрыв дверцу, печь переводят в режим газогенерации: полностью закрывают шиберную заслонку и прикрывают поддувало, регулируя с его помощью мощность печи. Напомним, что в шибере имеется вырез, благодаря которому дымоход наглухо не перекрывается.
В пиролизных печах зола образуется в очень незначительных количествах, поэтому её удалением владельцу приходится заниматься сравнительно редко — раз примерно в 7–10 дней. Однако, нужно учесть, что у печей с частичной газогенерацией дымоход и топка очень быстро зарастают сажей. Вот её приходится удалять сравнительно часто — тоже примерно раз в 10 дней. Сильно запускать агрегат не стоит: сажа и смола уменьшают просвет дымоотводящего канала, препятствуют передаче тепла стенкам печи и при значительной толщине слоя могут вспыхнуть и стать причиной пожара.
Не нужно удалять сажу выжиганием. Эта затея также может привести к пожару, а, кроме того, если печь изготовлена из обычной (конструкционной) стали, её может повести от высокой температуры. Лучше просто соскрести нагар шпателем, щёткой или специально изготовленным для этой цели скребком.
Дымоход прочищают через конденсатоприемник, предварительно сняв с него заглушку.
Видео: пример изготовления простой пиролизной печи
Настоящий пиролизный теплогенератор даже для опытного «самоделкина» — весьма и весьма крепкий орешек. Потребуются не только дорогие высококачественные материалы, но и устройства, изготовить которые в домашней мастерской просто невозможно. Тем не менее совсем отказываться от этой идеи не стоит: народными умельцами было придумано немало печей с простой и доступной для самостоятельного изготовления конструкцией, которые не выбрасывают пиролизный газ в трубу, а сжигают его с пользой для дела. Целью данной статьи было познакомить читателя поближе с одной такой моделью и научить изготавливать её своими силами. Надеемся, что эта задача нами была выполнена.
ultra-term.ru
Устройство своими руками
Делается пиролизная установка своими руками довольно сложно. В первую очередь для сборки потребуется большая камера. Приемная воронка должна быть предусмотрена небольших размеров. Если верить специалистам, то затвор целесообразнее применять с блокиратором. Конденсатор у модификации необходим для жидких продуктов. Дроссельные заслонки применяются для регулировки температурного режима.
После установки вентиляторов крепится насос. Воздухоподогреватели в основном используются трубчатого типа. Водяные ванны, как правило, устанавливаются в нижней части конструкции. У многих моделей швельшахта фиксируется под насосом.
Мобильные модификации
Мобильные пиролизные установки для отходов производятся с насосами на 2 Вт. У многих модификаций дроссельная заслонка применяется небольшого размера. Если верить специалистам, то производительность мобильных модификаций находится на уровне 100 куб. метров за час эксплуатации.
Предельная температура моделей располагается на уровне 430 градусов. Также стоит отметить, что мобильная пиролизная установка производится с водяными ваннами компактных размеров. Параметр допустимого давления в устройствах невысокий.
Стационарные агрегаты
Стационарные установки пиролизного типа отличаются высокой производительностью. При этом давление у них составляет не менее 40 Па. Системы защиты используются серии РР20. У многих моделей применяется две дроссельные заслонки. Рабочая температура модификаций составляет примерно 230 градусов. По параметрам конденсаторы стационарных модификаций сильно отличаются. Насосы, как правило, используются на 4 Вт. Дымососы устанавливаются различных диаметров. Затворы располагаются только в центральной части камеры.
Параметры установки серии LL-2200
Данная пиролизная установка непрерывного действия производится со сдвоенной камерой. Термическая обработка у модификации не отнимает много времени. Параметр производительности находится на уровне 400 куб. метров в час. Приемная воронка в данном случае располагается над водяной ванной.
Если верить мнению экспертов, то система защиты применяется высокого качества. При этом дроссельная заслонка способна выдерживать давление в 4 Па. Дымосос у модификации применяется небольшого диаметра. Затвор стандартно используется с блокиратором проходного типа.
Особенности устройства LL-2300
Данная пиролизная установка для ТБО способна похвастаться высоким параметром допустимого давления. Если верить мнению экспертов, то термическая обработка не занимает много времени. Система фильтрации у модификации используется класса КЕ400. Также стоит отметить, что конденсатор применяется только один. Многие специалисты указывают на широкую швельшахту. Водяная ванна в данном случае находится над камерой. Блокиратор у модификации имеется проходного типа. Параметр максимальной температуры равняется 380 градусам.
Характеристики агрегата LL-2400
Эта установка пиролизного типа производится с двумя водяными ваннами. Если верить экспертам, то давление они способны выдержать не более 4 Па. Система фильтрации у модификации имеется класса РЕ500. При этом дроссельная заслонка используется только одна. Швельшахта применяется без затвора. Приемная воронка у модели находится над камерой.
Многие эксперты говорят о том, что устройство не боится перегрузок. Газоанализатор применяется без счетчика. Если говорить про недостатки, то важно отметить малое сопло. Воздухоподогреватель в конструкции применяется трубчатого типа.
Параметры установки серии ФАС-8-1/ВП
Представленная установка пиролизного типа имеет массу преимуществ. В первую очередь эксперты говорят о том, что у модификации применяется качественный затвор. При этом дроссельные заслонки способны выдерживать большую нагрузку. Приемная воронка у модификации имеется только одна. Непосредственно система фильтрации со своими задачами справляется отлично. Производительность указанной установки пиролизного типа составляет 130 куб. метров за час. Все это стало возможным благодаря мощному воздухоподогревателю.
Непосредственно насосы применяются на 3 Вт. Если верить специалистам, то швельшахта используется компактных размеров. Однако давление она способна выдержать большое. Параметр максимальной температуры располагается на уровне 450 градусов. Система защиты в установке применяется класса РК30. Газоанализатор у модификации установлен возле вентилятора.
Особенности устройства ФАС-8-2/ВП
Это качественная и производительная пиролизная установка. Переработка ТБО в данном случае осуществляется очень быстро. Воздухоподогреватель у модификации применяется с одним насосом. Если верить отзывам экспертов, то сопло установлено только одно.
Непосредственно приемная воронка применяется небольших размеров. Многие эксперты говорят о том, что модификация способна выдерживать давление в 4 Па. Система фильтрации у нее не отличается высоким качеством. При этом швельшахта установлена небольших размеров. Всего в конструкции имеется две дроссельные заслонки. Затвор у модификации располагается за вентилятором.
Характеристики агрегата ФАС-8-4/ВП
Данная пиролизная установка непрерывного действия производится с двумя затворами. Благодаря широкой приемной воронке обеспечивается высокая производительность. Система защиты у модификации применяется серии РК30. Перегревание затвора наблюдается довольно редко. Система газоочистки используется первого класса. Сопло для швельшахты применяется только одно. Предельная температура у модификации равняется 340 градусам. При этом давление выдерживается не более 5 Па.
Параметры установки серии ФАС-8-5/ВП
Данная пиролизная установка от прочих моделей отличается высокой камерой. При этом водяная ванная используется с системой газоочистки. Если верить мнению экспертов, то фильтрация применяется высокого качества. Система фильтрации у модификации предусмотрена класса РК33. При этом приемная воронка защищена надежной крышкой, которая оснащена собственным блокиратором.
Затвор у модификации применяется только один. Многие эксперты говорят о том, что конденсатор способен работать при высокой температуре. Предельное давление он держит на уровне 3 Па. Сопло подогретого воздуха выдерживает нагрузки в 5 Н. Воздухоподогреватель стандартно применяется трубчатого типа.
Особенности устройства ФАС-8-10/ВП
Эта пиролизная установка изготавливается с большими блоками для подогрева отходов. Водяная ванна у модификации имеется только одна. Если верить отзывам экспертов, то проблемы с перегревом сопла возникают очень редко. Система защиты в установке используется класса РК33. При этом рабочая температура находится на уровне 450 градусов. Приемная воронка устанавливается небольших размеров. Затвор у модификации установлен с качественным блокиратором.
Конденсатор модификации способен справиться с различными жидкими продуктами. Многие эксперты говорят о том, что дроссельные заслонки не могут выдержать большой нагрузки. Дымосос у модификации применяется с собственной системой фильтрации.
Характеристики агрегата ФАС-8-13/ВП
Пиролизная установка данной серии пользуется большим спросом. Некоторые эксперты говорят о высокой производительности и качественной водяной ванне. Также стоит отметить, что у модификации имеется два затвора. Таким образом, проблемы с поступлением отходов возникнуть не должно.
Система защиты у модели применяется класса РК40. Швельшахта используется проходного типа. Конденсатор применяется только один. Параметр предельной перегрузки — на уровне 5 Н. Система защита от перегорания отходов в данном случае отсутствует. Воздухоподогреватель у модификации располагается за вентилятором.
Параметры установки серии ФАС-8-15/ВП
Эта пиролизная установка производится только с одним затвором, и блокиратор у нее производителем не предусмотрен. Если верить мнению экспертов, то стопорится заслонка очень редко. Система защиты у модели используется класса РК45. Многие эксперты говорят о том, что модель может работать в различных условиях. Газоанализатор применяется третьего класса.
Водяная ванна используется только одна. Также стоит отметить, что конденсатор применяется приводного типа, и он оснащен отдельными вентилятором. Предельная температура модификации составляет 450 градусов, а давление на заслонке равняется 4 Па.
Особенности устройства «Фортан»
Пиролизная установка «Фортан» примечательна тем, что у нее имеется два затвора. Загрузка отходов много времени не отнимает. Вред окружающей среде она не наносит. Если говорить про показатели, то важно отметить, что предельная температура располагается на уровне 400 градусов. Система защиты у модификации имеется класса РК300. Швельшахта в данном случае применятся только одна. При этом вентилятор используется большой мощности.
Также надо упомянуть о том, что модель способна работать в автономном режиме. Насос у нее используется на 3 Вт. Система газоочистки имеется третьего класса. Многие эксперты говорят о том, что модификации хорошо справляется с перегрузками. Конденсатор у модели применяется приводного типа. Всего в устройстве используется два блокиратора и один раствор. Предельное давление модификации равняется 8 Па.
fb.ru
Особенности пиролизной печи и её применение
Пиролизные печи называются печами длительного горения. Сгорание твёрдого топлива в них происходит без доступа кислорода: летучие газы сначала насыщаются мелкой фракцией древесины, а затем дожигаются при высокой температуре (от 450 оС), смешиваясь с остаточным воздухом во второй камере. Топливо и газ сгорают практически полностью, обеспечивая высокий КПД (до 85—95%).
Печь такого действия устанавливают в гараже, на даче, в своём доме и в любом небольшом помещении, где необходимо долгосрочное отопление. Устройства просты в эксплуатации и дают максимальный объём тепла при существенной экономии топлива. При этом твёрдый материал перерабатывается практически полностью: сжигаются газ и угли, поэтому дым, сажа и зола почти не образуются. Этот принцип действия актуален для всех моделей пиролизных печей, но разные конструкции могут отличаться характеристиками, внешним видом и внутренним строением.
Преимущества и недостатки
Отопительное устройство отличается эффективностью и экономичностью, но также имеет и ряд особенностей. Сделать правильный выбор позволяет знание плюсов и минусов пиролизных печей. Положительные особенности этих устройств выражены в следующем:
- КПД до 95%, быстрый нагрев;
- минимальный процент дыма и сажи, экологичность;
- отсутствие необходимости постоянного контроля (топливо загружают раз в сутки);
- применение разного вида топлива;
- доступность сборки и монтажа печи своими руками.
Основной недостаток эксплуатации такой печи — необходимость правильного хранения дров, подбирая оптимальный уровень их влажности. В противном случае материал не будет эффективно сгорать, ведь влажные пары не позволят газу переработаться.
При сжигании отходов (сырая древесина, покрышки авто, производственный мусор) присутствует неприятный запах, поэтому рекомендуется использовать только чистое и качественное топливо, или дополнительно устанавливать в помещении систему вентиляции. А также стоит учесть, что в дымоходе образуется конденсат, для сбора которого предусмотрен специальный накопитель. Выходная труба и дымоход имеют больший диаметр, чем накопитель, поэтому важна правильная установка печи.
Виды печей длительного горения
Варианты печей такого типа классифицируются в зависимости от материала, способа эксплуатации и метода передачи тепла. Конструкции отличаются по типу тяги и взаимному расположению внутренних камер. Таким образом, печи изготавливаются металлическими или кирпичными.
Таблица: классификация пиролизных печей
Фотогалерея: разнообразие агрегатов отопления
По способу передачи тепла агрегаты разделяются на модели:
- с водяным контуром отопления;
- вариативностью размещения теплообменников (камеры сгорания и тления располагаются в разном порядке). Если топка находится сверху, а камера дожига газов — снизу, тогда необходима принудительная тяга с помощью дымососов и вентиляторов. Если же, наоборот, топка расположена снизу, то срабатывает естественная тяга.
Как выбрать вариант печки
Сначала определитесь:
- для каких целей нужна печь;
- где она будет стоять;
- на каком топливе работать.
При выборе типа конструкции для создания своими руками учитывайте площадь и тип пространства. В зависимости от параметров обогреваемого помещения подбирают размеры и мощность печи. При этом стоит учесть, что кирпичные модели ставят на постоянное место будущего использования, а металлические — почти все мобильны.
При изготовлении любой модели печи собственноручно стоит рассчитать баланс между соотношением кислорода и газа. Поэтому выбор и сборка любого варианта печи требуют тщательного расчёта параметров, мощности и габаритов изделия.
Конструктивные элементы
Высококачественные стальные листы используют для создания металлических конструкций прямоугольной формы. При этом печь изготавливают с двойными стенами. Пространство между ними заполняются песком или водой (водяной контур). Металлические бочки с толстыми стенками могут служить основой для изготовления небольшой печи.
В пиролизной печи две камеры сгорания. В одном отделении происходит переработка твёрдого топлива, а в другой продукты пиролиза смешиваются с воздухом. При верхнем расположении топки для твёрдого топлива, между отсеками ставят колосниковую решётку. В печах из металла перегородками служат полые внутри пластины.
Вентиляторы наддува являются необходимыми элементами в конструкциях, где камера для газов расположена снизу. С помощью принудительной тяги газообразные вещества перемещаются вниз, где начинается процесс дожига. В таких изделиях присутствуют и дымососы на отводящих каналах.
Все элементы конструкции взаимосвязаны, обеспечивая эффективную работу пиролизной печи.
Чертежи, размеры и расчёт
Сделать своими руками небольшую печь для обогрева гаража или другого пространства можно с помощью подручных материалов.
Обязательным этапом является создание чертежа или схемы будущей конструкции. Для этого нужно определить форму и размеры корпуса, вариант расположения камер. После этого проводится расчёт мощности, достаточной для обогрева помещения. Параметры определяют следующим образом:
- предположим, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла. Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного горения. Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10—30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности);
- выбираем наименее энергоёмкое топливо. Например, оптимален сухой бук;
- рассчитываем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность. Порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж. Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%: М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг. Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м3, переведём полученное значение массы в объём: V = 24,17 / 620 = 0,039 м3 = 39 л;
- рассчитываем объём топки. Коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.
Сделать чертёж или технический рисунок изделия можно самостоятельно, учитывая форму и особенности печи. За основу берётся готовое изображение подходящего агрегата.
Инструменты и материалы
Список необходимых расходных материалов и рабочих инструментов:
- листовая сталь марки Ст20 толщиной 3–4 мм;
- стальной равнополочный уголок 4х50 мм;
- труба диаметром 50–60 мм;
- стальная арматура с сечением 8 мм;
- стальные трубы диаметром 110 или 120 мм для дымохода;
- кирпичи в количестве 15 штук;
- электросварочный аппарат и несколько упаковок электродов;
- дрель и свёрла по металлу, болгарка с кругами на 230 мм;
- строительный уровень, рулетка, карандаш, молоток.
Расходные материалы выбирайте качественные и надёжные. От этого зависит не только работа пиролизной печи, но и безопасность окружающего пространства в процессе отопления.
Подготовка и выбор места установки
Сборка конструкции осуществляется непосредственно в помещении, где будет установлена печь. Раскрой листа на заготовки лучше всего заказать у специалистов в магазине. Это обеспечит хорошее качество основы для изделия.
Место для установки агрегата нужно подготовить.
- на полу выкладывают основание из кирпичей или иного негорючего материала;
- площадь основы должна быть больше, чем габариты печи;
- устанавливают агрегат на расстоянии не менее 80 см от ближайших стен;
- пол в радиусе 1,2 м перед обогревательным устройством должен иметь несгораемое покрытие (лист железа 1,5 мм толщиной).
Изготовление: варианты, схема, инструкция
Печка может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму.
Делаем необходимые заготовки: из металлического уголка нарезаем элементы для вертикальных стоек (1 м), а горизонтальные отмеряем по ширине установки. Детали сваривают и получается каркас.
После этого изготавливаем стенки. В передней панели проделываем два отверстия: одно для топки, другое — зольное. Привариваем на них крепёжные элементы для навесных дверей.
К внутренней стороне крепим уголки, по одному на двух противоположных стенках. И на них монтируем колосниковую решётку и поддон с перфорацией, разделяющий топку и отсек дожига.
Дальнейший комплекс работ:
- В одну из боковых стенок на уровне верха топочной камеры нужно врезать поддувало с заслонкой. Оно изготавливается из короткого отрезка трубы диаметром 50–60 мм. Просверлив в поддувале отверстия диаметром 8,5 мм, в него нужно вставить ось заслонки, выполненную из арматуры диаметром 8 мм. С одной стороны ось должна выступать на достаточную длину — после сгибания её хвостовик будет выполнять функцию ручки. Остаётся приварить к оси стальной диск, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру поддувала. Чтобы заслонка не двигалась самопроизвольно, её рукоятку оснащают пружинным или резьбовым фиксатором.
- Сварку деталей начинаем с днища. Затем укладываем колосниковую решётку с перегородкой и привариваем к ней крышку. Перегородка, отделяющая камеру дожига, должна иметь отверстия (общей площадью 7% от всей площади детали). Между её краем и передней стенкой печи оставляем просвет в четверть длины топки.
- Для подключения печи к дымоходу в отверстие крышки ввариваем отвод диаметром 110–120 мм с углом поворота 90 градусов. К нему присоединяется горизонтальный участок длиной 0,8–1 м (так называемый боров). Он задерживает выход газов из камеры дожигания, позволяя им сгореть в полном объёме.
- В конце горизонтального участка устанавливаем заслонку (шибер), выполненную по тому же принципу, что и заслонка поддувала. Только у шибера диаметр должен быть меньше внутреннего диаметра трубы — примерно 90–95 мм. В шибере вырезается сектор с центральным углом в 90 о, то есть ¼ диска.
Эту конструкцию можно усложнить и превратить в конвектор: внутри топки устанавливают вертикальные трубы диаметром 60–100 мм, 2/3 части диаметра при этом выходят внутрь топки. Лучше использовать изогнутые элементы.
Правильная эксплуатация и чистка печи
Первый розжиг агрегата производите с открытой шиберной заслонкой: на колосниковую решётку положите быстро прогорающее твёрдое топливо и подожгите. После прогорания добавьте ещё поленья, закройте дверцу и заслонку, а с помощью поддувала отрегулируйте мощность. Стоит помнить, что шибер имеет разрез, не позволяющий перекрыть дымоход.
Чистить печи длительного горения не приходится часто: топливо выгорает полностью, и сажа в дымоходе образуется в малых количествах.
Регулярный ремонт пиролизной печи своими руками предполагает своевременное устранение неполадок. При деформации дверцы топки следует исправить или заменить этот элемент. Если конструкция расходится по шву, то важно прекратить эксплуатацию и срочно устранить щели.
Печь такого типа легко сделать своими руками, но конструкцию необходимо создавать с большой точностью, применяя готовые чертежи или разработав их самостоятельно. Отопительная система требует применения качественных материалов и внимательности при изготовлении и сборке. Только в этом случае пиролизная печь будет безопасна в использовании и эффективна.
legkovmeste.ru
Что такое пиролиз ТБО, его преимущества перед простым сжиганием
Пиролиз – это разложение тяжелых органических веществ на более легкие при нагревании и в отсутствии кислорода. На латинском языке «pir» – это огонь, а «lizios» – разлагаю, дословный перевод термина: «разлагаю огнем». Смысл пиролиза ТБО (смотреть схему ниже) сводится к тому, что соединения, образующие мусор, при нагревании расщепляются на вещества, имеющие более низкую молекулярную массу. В результате пиролиза образуется три основных продукта:
- пирогаз (пиролизный, пиролитический газ или синтез — газ) – это смесь газов, способных гореть и негорючих;
- пиролизное (пиролитическое) масло и вода. Пиролизное масло имеет разный состав и может служить впоследствии печным топливом или сырьем для переработки;
- пикарбон (твердый углеродсодержащий остаток – уголь).
По ходу пиролиза происходит четыре общих для всех его видов процесса: просушка мусора (в сушильной камере), сухая его перегонка (пиролиз), горение твердых остатков, получение пиролизного газа, пиролитического масла и углеродистого остатка.
Из схемы видно, что нагревание некоторых этапов происходит за счет тепла, вырабатываемого по ходу пиролиза.
Пиролиз ТБО может протекать в разных температурных режимах. При низких температурах выход газа меньше, больше образуется пиролитического масла и пикарбона. С увеличением температуры равновесие сдвигается в сторону образования синтез – газа.
Пиролиз ТБО имеет неоспоримые преимущества перед утилизацией мусора сжиганием. Во-первых, не происходит загрязнение среды, во-вторых, сырьевым материалом служат отходы, при этом примечательно, что пиролизом перерабатываются отходы, которые сложно утилизировать, например, старые шины. Пиролизные остатки не содержат агрессивных веществ, поэтому их можно складировать под землей, причем такие отходы образуются в меньшем количестве, чем после сжигания. При пиролизе тяжелые металлы не восстанавливаются, а уходят в золу. Полученные продукты легко хранить и перевозить. Оборудование не является массивным, и оно относительно недорогое.
Виды пиролиза
По воздействию разных значений температур на мусор пиролиз делится на низкотемпературный и высокотемпературный. Первый протекает при температуре до 9000С, а второй – при температуре больше 9000С.
Низкотемпературный пиролиз. Технология обработки отходов данным способом заключается в нагревании сырья в шахте до 350 – 4500С без доступа воздуха, то есть при отсутствии как кислорода, так и азота. Стабильная температура и полное отсутствие кислорода гарантируют, что сырье не будет гореть, а также не будет помех для интенсивного протекания таких процессов как нагревание, плавление, испарение, разложение углеродистых соединений. При данном типе пиролиза неважно, каков химический состав перерабатываемых отходов и в каком соотношении находятся в них органические вещества. Пиролизный газ имеет, практически, одинаковый состав:
- горючая составляющая: угарный газ, метан, этилен, сероводород, водород;
- негорючая составляющая: углекислый газ и азот.
Важно, что горючая составляющая значительно превышает по содержанию негорючую, а это значит, что пиролизный газ можно использовать так же, как добываемый природный газ. Выход полученного горючего газа зависит от качественного состава сырья: так, пищевые отходы образуют газ, насыщенный влагой, чего не скажешь о пластмассах.
Высокотемпературный пиролиз. Технологическая цепочка:
- Сортировка мусора с удалением больших предметов, цветного и черного металлолома.
- Измельчение и просушка отобранных отходов.
- Разложение просушенного сырья с целью образования пиролитического газа, пиролитического масла, шлаков и побочных веществ, таких как Cl2, F2, N2.
- Ликвидация загрязнителей и снижение температуры полученного газа.
- Употребление пиролитичского газа для получения пара, электрической или тепловой энергии. Чаще всего этот газ применяется обратимо для инициирования пиролиза.
- Пиролитическое масло после складирования направляется в качестве сырья на заводы нефтехимической промышленности для изготовления горюче – смазочных материалов, заменителей мазута и дров.
Плюсы и минусы пиролиза ТБО
Положительные стороны низкотемпературного пиролиза:
- нет острой необходимости сортировать углеводородные остатки (даже полностью несортированные отходы дают выход пиролизного газа в два раза больше по сравнению только с пищевыми отходами);
- городские свалки выступают в роли источника сырья для производства;
- отсутствие ядовитых оксидов серы и азота.
Недостатки низкотемпературного пиролиза:
- сложная конструкция крупногабаритных печей;
- высокая стоимость печей;
- необходимость в большом количестве работников;
- не происходит полный распад диоксинов, содержащихся в сырье;
- тяжелые металлы не плавятся, а выпадают в осадок вместе со шлаком.
Преимущества высокотемпературного пиролиза:
- можно перерабатывать сырье с небольшим количеством горючих материалов;
- образующийся газ поднимается снизу вверх и проходит через слой мусора, который подается сверху. При этом газ не захватывает пылевые частички, что служит залогом его чистоты;
- пиролизный газ подобен природному, и его целесообразно применять для выработки тепловой энергии, а на небольших электростанциях для выработки электричества;
- пиролизный газ проще очищать от ненужных примесей (если вообще таковые есть) из-за низкой температуры;
- поскольку процесс идет в отсутствии кислорода, то пиролизный газ не содержит опасные диоксины, образующиеся при сжигании углеводородов;
- если в ходе пиролиза получается жидкая фракция (из старых покрышек образуется, например, пиролизное масло, которое не совсем точно называют синтетической нефтью), то ее используют как заменитель нефтепродуктов;
- зола не содержит неокисленный углерод и имеет низкую температуру, что позволяет использовать ее, например, в дорожном строительстве.
Какие отходы можно перерабатывать при помощи пиролиза
Обратите внимание! ТБО – твердые бытовые отходы – разные субстанции, которые без обработки невозможно вторично использовать в бытовой деятельности человека.
ТБО – это смесь веществ органического и неорганического происхождения, имеющих разные свойства. В России отходы не сортируются. Однако за рубежом, да и у нас в стране есть тенденция к снижению в мусоре доли пищеотходов и увеличению доли упаковочных материалов: пластика, картона, бумаги. Исследования показали, что примерно 30 процентов по весу и 50 процентов по объему ТБО приходится на долю упаковочного материала. А 13 процентов по весу и 30 процентов по объему упаковочного материала приходится на долю пластмассовых изделий, в подавляющем большинстве пластиковой посуды. Органическую составляющую мусора подразделяют на:
- компостируемую (кухонные отбросы, опил, кора и ветки деревьев, щепа, старые газеты, картон);
- некомпостируемую (пластмассы, резина, кожа, выброшенные старые шины, кабели, вязкие пастообразные отходы, такие как машинное масло, нефтешламы, почва, на которую попали горюче-смазочные материалы).
Пиролизу подвергается компостируемая и некомпостируемая составляющие мусора.
Пиролизное оборудование для переработки отходов
Современное оборудование может работать с использованием сырья, полученного почти из любых видов органических отходов с использованием собственной энергии. Обязательной составной частью системы аппаратов для пиролиза является реактор.
Интересно! Изначально первые пиролизные аппараты появились в России в девятнадцатом веке. В те времена пиролизу подвергался керосин для приготовления из него газа и бензина, которые применялись для освещения.
Переработка сырья осуществляется в зонах реактора (схема ниже):
- вверху температура поддерживается на уровне 100 – 2000С и здесь сырье подсыхает (этап №1);
- в середине при температуре 1000 – 12000С происходит термическое разложение органической массы и коксование ее, при этом часть углерода сгорает с выделением тепла, поддерживая нужную температуру (этап № 2);
- внизу твердый остаток охлаждается до температуры 1000С, остатки углерода догорают и преобразуется в золу – пикарбон, карбон (этап №3);
- отведение продуктов пиролиза для складирования и повторного применения (этап № 4).
В настоящее время промышленность предлагает следующие типы оборудования для пиролиза ТБО:
- Пиролизная установка для утилизации шин:
- Пиролизная установка для утилизации отходов деревообработки, навоза и помета:
- Универсальная пиролизная установка (Т – ПУ1) для утилизации отходов деревообработки, нефтепереработки, медицинских, пищевых и других отходов.
Если упростить промышленные механизмы пиролиза, использовать необъемные аппараты, то можно создать небольшую установку для пиролиза, применяемую в личных целях простыми людьми. В быту с помощью этой установки можно получать тепловую энергию, а в промышленности – востребованные химические продукты.
Видео о работе пиролизной установки, находящейся в Татарстане, о технологии проведения процесса, о достоинствах данного способа утилизации твердых бытовых отходов:
Пиролизный завод
В качестве примера пиролизного завода рассмотрим технологию переработки ТБО на мини – заводе ШАХ «ПОТРАМ — ТБО». Технология производства на этом заводе построена с использованием отдельных модулей:
- для сортировки, измельчения и компостирования ТБО. Производственная площадка имеет размеры 50м в длину, 30м в ширину и 12м в высоту;
- просушки компоста;
- образования синтетического пиролизного масла;
- получения дистиллятов из пиролизного масла;
- очистки дистиллятов до уровня чистоты Евро-4.
Модульная схема работы завода дает возможность приспосабливаться к абсолютно разным видам ТБО.
Мусор на заводе перед обработкой проходит радиационный контроль, большие куски мусора измельчаются (размеры измельченных частиц не должны превышать 250 мм в диаметре) и компостируются. Компост содержит до 60 – 65% воды, поэтому он поступает в установку низкотемпературного пиролиза для удаления влаги. Далее этот материал отправляется в установку высокоскоростного пиролиза, где он перемешивается с золой ТБО, образованной здесь же и имеющей высокую температуру порядка 800 – 8500С. Смесь поступает в реактор, который медленно вращается. В этом реакторе смесь без кислорода прогревается до температуры 460 – 4900С.
Происходит термическое разложение тяжелых органических молекул с образованием легких углеводородов, которые затем конденсируются, и с выделением неконденсирующихся газов (водорода, азота, угарного газа, сероводорода и других), также образуется твердый углеродистый остаток и зола.
В условиях данной технологии происходит очень быстрый, практически мгновенный нагрев компоста, лишенного влаги, что обеспечивается высокоэффективным подводом энергии.
Плюсом системы является снижение потерь тепловой энергии, так как она не рассеивается в окружающее пространство. Для того чтобы запустить реактор, нужен обычный пропан, а для разогрева требуется всего 4 часа.
Полученная в реакторе смесь паров и газов поступает в следующий модуль, где пары углеводородов подвергаются конденсации, образуя жидкую пиролизную составляющую. Неорганические вещества испаряются или идут на химические предприятия для дальнейшей модификации. Газ, не подвергшийся конденсации, отправляется обратно в цикл, где он сгорает, а выделяющееся тепло обратимо используется в реакторе.
Жидкая составляющая пиролиза отправляется на склад, чтобы потом реализоваться как исходное сырье на предприятиях нефтехимии, как горючее автомобилей и локомотивов, как заменитель мазута и печного топлива в ТЭЦ и котельных.
Твердый остаток поступает из реактора в аэрофонтанную топку, где он дожигается в воздушном потоке. Образовавшееся тепло применяется для прогревания золы – теплоносителя. Горячая зола поступает в реактор, помогая разлагать органическую массу.
Таким образом, утилизация ТБО пиролизным методом – это эффективное решение переработки мусора, так как данный способ позволяет извлекать тепловую энергию и ценные продукты из отходов, практически не загрязняя при этом природную среду.
vtorothody.ru