Пиролизный газ

У многих слово «пиролиз» вызывает непонимание и недоумение. Ведь немного людей знают его прямое значение и непосредственно применение. Что не скажешь о пиролизных котлах – это достаточно популярный вид котлов, так как они сегодня очень активно разрекламированы и находятся постоянно на слуху у всех. Но что же такое этот пиролиз, и стоит ли на самом деле доверять пиролизным котлам, эффективны ли они на столько, как обещают производители в рекламе – это мы с вами и выясним в этой статьи далее.

Значение пиролиза

Пиролиз – это огонь, распад. Пиролиз твердых бытовых отходов — процессы термического разлада отходов, который всегда будет происходить без доступа воздуха. Пиролиз древесины – это химический процесс, который будет сопровождать горение любой биомассы. Доказательство такого явления, очень банально, для этого необходимо провести совсем не сложный опыт.

Расположите на раскаленной металлической поверхности некрупного размера брусок сухого дерева, после чего древесина начнет дымиться, а вскоре и вовсе воспламенится, как следствие сгореть, или же просто истлеть. Дерево выделяет различные горючие газы, во время воздействия на него высокой температуры – это термическое разложение древа. Количество выделенных деревом газов, будет зависеть непосредственно от температурного воздействия, вот и объяснение тому, почему кусок дерева не всегда загорится – например, если температура не достигнет 500’C, то возгорания не будет и выделение газов будет минимальным, и дерево просто истлеет, оставив горстку пепла после себя.

 

Если необходимо поддерживать определенный температурный режим в процессе пиролиза, то необходимо ограничить попадание в него кислорода. Это даст возможность отвести образующиеся газы и использовать эффективно.

Самый подходящий температурный режим для процесса пиролиза, во время которого выделится необходимое количество горючих газов, это начиная от 600 и до 900 градусов. Тут мы хотим разбить процесс пиролиза на два вида:

• ​ Низкотемпературный пиролиз (от 450 до 900*С). Во время которого мы получаем небольшое выделение газа, в тоже время выброс твердого остатка, смол и масел наоборот, будет большим. Так как с ростом тепла в пиролизе количество газа будет расти, а количество смол и масел – будет все меньше.
• ​ Высокотемпературный пиролиз (выше 900*С). В таком пиролизе, как уже стало понятно, выброс плохих продуктов небольшое, а газа максимальное.

Можно подбить небольшой итог всего вышесказанного:

Пиролиз – это химическая реакция деструкции вещества, которая является следствием воздействия высоких температур; во время попадания кислорода будет сопровождаться горением. Результат работы такого процесса позволяет получить твердый углеродистый остаток и пиролизный газ.

Применение процесса пиролиза древесины

Для получение желаемого результата пиролиза древесины, должен проходить в замкнутом пространстве, обязательное условие – невозможность поступление кислорода и непрерывная подача необходимых температур из вне. Для того, что б не подключать дорогие носители тепла, для поддержки данного явления часто пользуются итогами конечного результата – горючие газы.

Основная сфера, где актуально использование процесса пиролиза в промышленности – всевозможные отходы обработки дерева, они хорошо поддаются пиролизу, и из них получают газообразное горючие.

к же очень распространенно использование пиролиза для оборудования технического процесса. Это могут быть, пиролизные печи, газогенераторы, блоки охладителей и фильтры. Для этого берут опилки, щепки и т.д., которые погружают в печь и там сжигают без доступа кислорода. В промышленной сфере очень часто используют быстрый пиролиз – это, когда сырье нагревается максимально оперативно. Полученная смесь газов проходит охлаждение, фильтрацию, топом попадает в специальные резервуары для следующих этапов.

 

Но стоит сказать, что древесина не совсем оправдывает надежды, возложенные на нее, для целей получения полезных газов, тут лучше показывает себя уголь, из него можно получить большое количество полезных веществ. Но для их максимального получения из угля, необходимо его подвергать более высоким температурам, чем дерево. Уголь во время полноценного пиролиза, будет выделять такие вещества, как: анилин, аммиак, толуол, кокс.

И это только самая малая часть продуктов, которые будут вырабатываться, во время пиролиза угля.

Пиролизные котлы отопления

Самое главное отличие пиролизного котла, о котором стоит сказать сразу, от привычных для нас котлов прямого горения – это то, что они имеют две топки. В первой камере будет протекать процесс газификации твердых топлив, во время подачи минимального количества кислорода. Во второй камере проходит догорание полученных пиролизом газов, с поступлением дополнительного воздуха.

Сегодня известны два основных типа пиролизных котлов, которые мы и рассмотрим ниже.

Первый вид – это котел, у которого первая топка будет расположена над вторичной. Между ними находится форсунка, которая изготовлена из огнеупорного кирпича. Работа котла протекает так: в первичную топку попадает кислород благодаря работе вентилятора, и только частично во вторичную, с целью дальнейшей обработке газов.

Парадокс, который тут отслеживается, это то, что поступление кислорода не перекрыто, как это предусмотрено в пиролизе, а совсем наоборот, вентилятор способствует его проникновению. Но такая последовательность пиролиза, даст полное и эффективное сгорание древесины, не оставив даже золы, только небольшое количество пепла. И пепла вы тоже можете не найти, поскольку вентилятор, будет выдувать его через форсунку в дымоход. Но данная последовательность работы котла, практически ничего общего с пиролизом не имеет.

Второй вид – это котел с природным попаданием кислорода. Здесь уже камеры топки расположены противоположно первому виду – первичная внизу, вторая над ней. Еще одно отличие от первого вида – это отсутствие форсунки. Тут ее заменяет банальный газоход, который и соединяет обе камеры между собой. И вентилятор тут тоже отсутствует – кислород поступает сюда естественным путем, а именно, с помощью дымохода и отдельной подачей воздуха в топке.

Здесь сам процесс пиролиза отслеживается четче, поскольку ограниченно попадание кислорода, с помощью перегородки, а не создание его избытка. Но эта перегородка и создает проблему. Если ее закрыть, упадет температура, соответственно выделение газа значительно снизится, и вторичная камера превратиться в самый обычный газоход. Если вы откроете перегородку, то лучше не станет – газов будет выделяться максимальное количество, и в скорее они начнут гореть в первичной камере, при этом попадание во вторичную будет минимальным.

Если говорить об отзывах такого вида котлов, то они не совсем положительные, для многих такой котел не оправдал ожиданий.

nagdak.ru

Пиролиз (от греч. pyr — огнь, жар и lysis — разложение, распад), тепловое разложение органических соединений без доступа воздуха. Пиролиз также можно именовать сухой перегонкой, а в качестве сырья могут быть разные газообразные углеводороды (этан, пропан), сырая нефть, соединения, содержащие органические составляющие, такие как древесной породы, уголь, торф и т.

Пиролиз древесной породы — один из первых хим процессов, взятых на вооружение людьми. Начиная с 12 века, его обширно использовали в Рф для выработки сосновой смолы (служит для просмолки древесных судов и пропитки канатов), этот процесс именовался смолокурение. Считается, что в Швеции в 16 веке в первый раз началось применение технологии пиролиза в промышленных масштабах. Шведы использовали технологию пропитки корабельной древесной породы дубильными сосновыми смолами, получаемыми в итоге простого пиролиза. В медный чан закладывались поленья хвойных пород древесной породы, чан герметично запирался, чем достигалось отсутствие доступа воздуха вовнутрь. Чаном на открытом пламени разогревали до температуры 400-500° С, и при всем этом на деньке накапливались маслянистые смолы, которые сливались через отверстие в деньке. С развитием металлургии появился другой промысел, основанный на технологии пиролиза древесной породы, — углежжение. При сжигании древесной породы без доступа воздуха выходил древесный уголь.
Русские химики Юлия Всеволодовна Лермонтова и Александр Александрович Летний в первый раз в истории хим науки направили внимание на то, что каменный уголь дает светильный газ (смесь водорода, метана, окиси углерода и других горючих газов, получаемая при пиролизе каменного угля либо нефти), худший по качеству, чем газ нефтяного происхождения. А уже в 1877 году эффект пиролиза углеводородов был патентован Александром Александровичем Летним.

Ещё в 1875 он нашел, что при температуре выше 300° С тяжёлые нефтяные остатки отчасти распадаются на более лёгкие продукты — бензин, керосин, газы. это В 1877 в первый раз выделил из нефти ароматичные углеводороды (бензол, толуол, ксилол, антрацен и др.); установил принципиальные закономерности процесса пиролиза нефти. Фактически в это время были построены 1-ые фабрики в Киеве и Казани. Для получения газа для освещения, пиролизу подвергали керосин. Большой толчок к развитию промышленного внедрения технологии пиролиза отдала 1-ая глобальная война, когда появилась большая потребность в толуоле — сырье для производства тротила. В 20 веке значимый вклад в разработку новых направлений пиролиза древесной породы занес доктор Тищенко Д. В.

Пиролиз твердого горючего

В нашей стране в протяжении долгого времени (когда ещё не начали использовать природный газ) пиролиз твердого горючего был очень принципиальным направлением в энергетике. На многих предприятиях было установлено массивное газогенераторное оборудование, а авто оснащались движками, работающими на генерируемом в процессе пиролиза газе.
В 30-е годы XX века индустриализация в СССР проходила очень быстро. Для обеспечения таких темпов требовался большой парк авто техники, для работы которого в свою очередь требовалось огромное количество углеводородного горючего — бензина и солярки. Нефтепродуктов повсевременно не хватало.

Для того чтоб решить эту делему обширно применялись мобильные газогенераторы, которые были придуманы еще во время первой мировой войны. Схема газогенераторной установки ординарна. Загруженное в газогенератор горючее поджигается через воздушный клапан с помощью факела. Воздух, нужный для газификации, засасывается в камеру через фурменные отверстия благодаря разрежению, создаваемому поглощающим действием мотора. При этом его количество должно быть недостаточно для полного сгорания горючего. При всем этом углерод горючего соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый газ (СО2) и окись углерода (СО). Дальше они попадают в зону восстановления, где проходит через слой раскаленного угля, лежащего на колосниковой решетке. В итоге негорючий СО2 преобразуется в горючий СО. Входящий в состав горючего водород отчасти соединяется с кислородом, образуя воду, которая присоединяется к влаге горючего, а остальной выделяется в чистом виде. Под воздействием больших температур в камере газификации часть воды соединяется с углеродом, образуя окись углерода и водород. Окись углерода, вкупе с ранее образованной и приобретенной в итоге восстановления углекислого газа, перебегает в состав генераторного газа.
дород же, приобретенный в итоге разложения воды, суммируется со свободным водородом, при этом часть этого водорода перебегает в состав генераторного газа, а другая часть вступает в хим реакцию с углеродом горючего, образуя метан. На теоретическом уровне весь кислород воздуха должен израсходоваться при газификации, но в реальности часть его сохраняется и перебегает в состав генераторного газа. Вода, не разложившаяся при газификации, перебегает в генераторный газ в виде пара. В слое горючего, находящегося конкретно над зоной горения, происходит процесс пиролиза горючего (либо сухой перегонки), другими словами нагрев без доступа воздуха. Продуктами сухой перегонки являются древесный уголь либо кокс, также летучие вещества, смолы и влага, выходящие в газо- и парообразном состоянии. Все продукты сухой перегонки в описанном типе генератора полностью проходят через зону горения и восстановления, где подвергаются процессам газификации, несколько более сложным, чем описано, но дающим те же главные продукты. Над зоной сухой перегонки находится зона подсушки, где происходит высыхание горючего. При выходе из генератора газ имеет высшую температуру и засорен золой и частичками угля. В таком виде он не может употребляться в движке и перед поступлением в цилиндры должен быть очищен и охлажден.

По всему миру пиролизный газ начинают использовать как другой источник энергии, сначала термический. В почти всех европейских странах пиролизный газ издавна стал обыденным топливом, на котором десятками лет вырабатывается электроэнергия, пар и жгучая вода. В текущее время процесс теплового пиролиза углеводородного сырья является основным методом получения этилена и пропилена.

Электрическая станция на пиролизном газе завода Aceralia, Испания

Теплоэлектростанция на пиролизном газе в Фондотоце, Италия

Электрическая станция на газе биомассы Gussing, Австрия

Пиролиз древесной породы — разложение древесной породы при ее нагревании до 450 ° С без доступа воздуха с образованием газообразных, водянистых товаров и твердого остатка. Для воплощения процесса пиролиза в текущее время обычно используют древесную породу лиственных пород, пореже — древесную породу хвойных пород.
Пиролиз твердого горючего имеет ту же суть, что и жидкообразного, о котором писал Летний. При расщеплении молекул твердого горючего появляется обогащенная углеродом жесткая фаза ( кокс, уголь) и газовая, содержащая пары углеводородов (пиролизный газ). Пиролизный газ выходит в процессе термохимических перевоплощений твердого горючего как в критериях без доступа воздуха при нагревании до 500-1000 0С с теплотой сгорания 3000-4000 ккалнм3, так и в процессе горения при недочете воздуха по реакции С+О2=СО2+Q , дальше СО2+С=2СО-Q , С+Н2О=СО+Н2-Q с теплотой сгорания 900-1600 ккал/нм3.

Пиролизные котлы

В базу работы пиролизного (газогенераторного) котла
как раз и положен принцип пиролизного сгорания горючего, смысл которого состоит в том, что под действием высочайшей температуры и в критериях отсутствия воздуха древесная порода распадается на летучую часть — пиролизный газ и жесткий остаток (золу). После сжигания в топке котла твердого горючего, которое протекает в виде его тления, выделившийся пиролизный газ поступает в камеру для дожига газа, после этого он сгорает очень незапятнанным пламенем. Энергия сгорания пиролизного газа из камеры дожига отбирается через теплообменник и употребляется для нагрева теплоносителя, участвующего в процессе горения. Таким макаром, пиролизные котлы на жестком горючем имеют больший КПД и позволяют регулировать мощность.

В критериях удорожания таких энергоэлементов как газ и жидкое горючее, становится более животрепещущим вопрос газификации твердого горючего, а именно, древесной породы и угля. Наша родина является одной из самых богатых лесом государств. У нас работали наилучшие в мире ученые, занимающимся пиролизом, в том числе пиролизом древесной породы. Пиролизные котлы — это прибыльное, действенное, и очень экономное теплооборудование для хоть какого помещения!

Обсудить на форуме

gazogenerator.com

Пиролизные котлы

Пиролизные, они же газогенераторные котлы – особый вид отопительного оборудования, который сравнительно недавно появился на потребительском рынке.

Термин «пиролизные котлы»

Сам термин «пиролизные котлы» надуман, как и весь народный эпический сленг, поскольку пиролизным котлом можно назвать любой отопительный агрегат, использующий твёрдое или жидкое органическое топливо (соляр, уголь, дрова). А всё от того, что напрямую ни уголь ни соляр, ни дрова не горят. Горят только газообразные продукты их термического разложения – пиролиза. Это летучие углеводороды. Знаю, такое утверждение для многих покажется странным, но это действительно так. Тем не менее, «пиролизными» называют не все котлы подряд, а конкретный вид дровяного отопительного оборудования.

Что такое пиролизные котлы

Пиролизные котлы – это модифицированные дровяные котлы, имеющие специальную камеру для пиролиза топлива (его газогенерации). Классическим представителем пиролизных котлов является модельный ряд котлов «Мотор Сич», на примере которого мы и рассмотрим характерные особенности этого отопительного оборудования. Рисунок и описание конструкции котлов.

1. Пиролиз древесины
2. Пиролизный газ
3. Обычное горение древесины
4. Пиролизное горение древесины
5. Дровяной пиролизный котёл
6. Топливо для пиролизного котла
7. Чем пиролизный котёл отличается от газогенераторного
8. Что такое газогенератор
9. Что такое газогенераторный котёл
10. Конструкция дровяного пиролизного котла
11. Принцип работы дровяного пиролизного котла
12. Розжиг пиролизного котла
13. Прямая тяга и газогенераторный режим пиролизного котла
14. Обслуживание пиролизного котла
15. Футеровка пиролизного котла
16. Преимущества дровяных пиролизных котлов
17. Недостатки пиролизных котлов
18. Как выбрать дровяной пиролизный котёл

немного теории, без которой будет совершенно не понятны
смысл и идея работы пиролизных котлов

Пиролиз древесины

Пиролиз древесины – это её термическое разложение Пиролиз древесины – это разложение древесинного вещества под воздействием температуры. Древесинное вещество – это материал стенок клеток древесины, твердая древесная масса без пустот, плотность которой приинята 1540 кг/м3 для древесины всех пород. Пиролиз древесины – изотермический процесс, который идёт с выделением тепла. В результате своего пиролиза, древесина разлагается на древесный уголь и летучие углеводороды. Продукты пиролиза древесины – это горючие вещества.

Когда мы видим горение дров, то мы видим горение именно продуктов пиролиза (термического разложения) древесины. Собственно, сама древесина при этом не горит и не окисляется. Древесное вещество всего лишь только разлагается под воздействием высокой температуры на горючие составляющие вещества – древесный уголь и летучие углеводороды.

То, что мы видим при горении дров – это совокупность перетекания сразу двух процессов, это пиролиз древесины и горение продуктов пиролиза.

Пиролизный газ Газовая горючая составляющая часть древесины называется пиролизный газ. Пиролизный газ состоит из летучих (газообразных) углеводородов и угарного газа (СО), который образуется от неполного сгорания древесного угля – твёрдой горючей составляющей древесины.

Поджиг древесины Чтобы древесина загорелась, её нужно поджечь – нагреть древесное вещество до температуры его пиролиза и воспламенения продуктов пиролиза. Если кислорода в зоне нагрева будет достаточно, продукты пиролиза (древесный уголь и летучие углеводороды) воспламенятся. Древесина загорится и будет гореть. Принято считать, что в идеальных условиях древесина может загореться уже при температуре 300°С. Для обычного поджига и устойчивого горения древесины требуется её разогрев до температуры 500…650°С

Обычное горение древесины При обычном горении древесины, в едином объёме костра или иного очага одновременно и неразрывно протекают два процесса: пиролиз (термическое разложение) древесины и горение полученных продуктов пиролиза

Пиролизное горение древесины Пиролизное горение древесины – это сложный искусственный процесс, созданный и управляемый человеком. При пиролизном горении древесины, её пиролиз и горение полученных продуктов пиролиза – полностью или частично разнесены в разные объёмы (камеры) При пиролизном горении, в одной камере идёт процесс пиролиза древесины и горит её твёрдая горючая составляющая – древесный уголь). А, газовая горючая составляющая древесины отводится из камеры пиролиза и горит отдельно, в специальной газовой горелке – сопле.     При этом, к пиролизному газу подмешивают дополнительный (вторичный) воздух для более качественного сгорания летучих углеводородов и угарного газа, который образуется от неполного сгорания древесного угля (углерода). Зачем нужно пиролизное (раздельное) горение древесины? Разделение процессов горения топлива (древесины) позволяет более полно сжигать дрова, повысить КПД отопительного агрегата и уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Раздельное (пиролизное) горение древесины было реализовано с появлением специальных отопительных агрегатов – дровяных пиролизных котлов… с этого момента начинается рассказ про дровяные пиролизные котлы – удивительный продукт человеческого разума.

Что такое дровяной пиролизный котёл

Пиролизный котёл – это отопительная установка в которой реализована идея раздельного пиролизного горения топлива (дров). Принципиально важно, что у пиролизного котла термическое разложение древесины и горение продуктов пиролиза происходит раздельно, в разных камерах. Пиролизный котёл работает по принципу разделённого на две фазы процесса горения топлива. В первой фазе (пиролиз) – топливо термически разлагается с выделением древесного угля и пиролизного газа. Во второй фазе (горение) – горят полученные продукты термического разложения (древесный уголь и пиролизные газы). Причём, всенепременно, это происходит в разных камерах котла – загрузочной камере и камере сгорания. Эти две камеры соединены через сопло, где турбулизируются пиролизные газы, смешиваясь с подаваемым воздухом.

Пиролизный котёл – это твёрдотопливный отопительный агрегат, у которого горение топлива разделено на две фазы. Первая фаза – это предварительное термическое разложение (пиролиз) топлива. И, вторая фаза – это горение продуктов пиролиза.

Пиролизный котёл – это твёрдотопливный отопительный агрегат, в котором топливо (дрова) и выходящие из него летучие вещества сгорают раздельно, в разных камерах.

Наличие двух камер, загрузочной камеры и камеры сгорания – главное отличие пиролизного котла от остальных своих отопительных собратьев.

 

Несмотря на то, что пиролиз древесины и добыча древесного угля известны, лет эдак с 1000, пиролизные котлы – популярная и новомодная фишка. В пиролизном котле используется принцип газогенерации горючего газа из топлива и последующего его горения в отдельной камере. Поэтому, наличие двухкамерной конструкции – непременное условие для пиролизного котла. В пиролизном котле, термическое разложение (пиролиз, газогенерация) топлива и горение продуктов пиролиза – разнесены в разные камеры. Иными словами, сначала топливо (древесина, органика) – в одной камере пиролизного котла превращается в горючий газ (пиролизный газ), а потом, во второй камере пиролизного котла – этот газ горит, как обычный природный газ.

Топливо для пиролизного котла

Учитывая специфику вышесказанного, можно с абсолютной уверенностью утверждать, что топливом для пиролизного котла пренепременно должна служить любая органика, способная при термическом разложении выделять пиролизные газы. В первую очередь, это – древесина, отходы аграрной и пищевой промышленности и т.д.

Никак не могут быть топливом для пиролизного котла ископаемые ресурсы – газ, нефть, уголь и т.д.. Ибо, ископаемые ресурсы и продукты их переработки (сжиженный газ, бензин, кокс и т.д.) – это уже конечные продукты разложения органики. Невозможно разложить уже разложенное. Это как ответ на вопрос – «почему не горит вода». Потому что вода сама является продуктом горения и невозможно ещё раз сжечь золу.

 

От того, что во время работы пиролизных котлов генерируется пиролизные газы – такие котлы ещё называют газогенераторными. Газогенераторные котлы – второе, но ошибочное название пиролизных котлов.

Чем пиролизный котёл отличается от газогенераторного?

На уровне отопительной техники – пиролизные котлы ничем не отличаются от газогенераторных. Это второе, народное название пиролизных котлов. Но. Иногда, в исключительных случаях, специалисты делают различие между ними, основываясь на принципиальном различии терминов. В самом начале написания статьи я откопал в Интернете интересное мнение. Оказывается, что пиролиз и газогенерация – это не одно и то же. Несмотр на созвучность понятий. Немного поразмыслив, я согласился с автором и выложил его утверждение здесь. Повторяю – мнение не моё, но я с ним согласен:

Как было уже сказано – в основу работы ПИРОЛИЗНОГОГО КОТЛА положен принцип пиролизного (раздельного) сжигания топлива. При этом, топливо (древесина) горит (тлеет) в загрузочной камере. Для поддержания этого горения (тления) в загрузочную камеру подаётся первичный воздух. При горении (тлении) дров происходит его термическое разложение (пиролиз), плюс химический процесс соединения окислителя (кислорода из воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся, в первую очередь, углерод (С) и водород (Н). Потом, основная часть горючих элементов топлива в виде горючих газов переходит в камеру сгорания для дожигания этих самых газов. Туда же подается вторичный воздух, необходимый для полного окисления горючего вещества. Потом, все это дело горит и удаляется через дымовую трубу. Для полноты картины, нужно отметить, что неполное сгорание древесного угля в пиролизном котле сопровождается обильным образованием угарного газа (СО). Горение древесного угля не имеет отношения к физическому процессу пиролиза древесины, поскольку происходит уже после оного.

В ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ КОТЛАХ предполагается наличие газогенераторной установки – приспособления для сухой возгонки топлива. И в этом их принципиальное отличие от пиролизных котлов, где такой установки нет.

Что такое газогенератор

Газогенераторы (газогенераторные установки) широко применялись ещё во времена второй мировой и даже раньше. Описание первых газогенераторов можно встретить в средневековыйх трактатах, когда алхимики грели древесину в закрытых ретортах и смотрели, что из этого получится. Чуть позже, в семнадцатом веке, в Европе получили широкое распространение целые газогенераторные заводы, где получали пиролизный газ в промышленных масштабах для использования его в бытовых целях.

В основу работы газогенератора положен принцип газогенерации (сухой возгонки) топлива. Как правило, газогенератор – это полностью изолированная ёмкость ретортной или в купольной конструкции, нагреваемая или охлаждаемая снаружи. Первичный воздух для горения топлива в газогенератор не подаётся. В герметичном объёме, под действием высокой температуры и в условиях ПОЛНОГО отсутствия кислорода сухая топливная масса разлагается на летучую часть – так называемый пиролизный газ и твёрдый остаток – древесный уголь. Затем, полученный пиролизный газ собирается и используется по назначению. Например, направляется в обычную газовую горелку для получения тепловой энергии. При этом, древесный уголь считается побочным продуктом газогенерации и выгружается из прибора в конце процесса.

Что такое газогенераторный котёл

Автор рискнёт предположить, что термин «газогенераторный котёл» – это удачный маркетинговый слоган, образованный от незнания предмета. Что-то типа, «живого пива» и «дисбактериоза». Никто не знает, что это такое, но за то – все об этом говорят.

Если соединить газогенератор для получения пиролизного газа и газовый котел для его последующего сжигания – получится газогенераторный отопительный котёл. Газогенераторный отопительный котел – ужасно сложная вещь, поскольку он будет образован от слияния двух, невероятно сложных механизмов. Если газогенератор установлен непосредственно на отопительном котле, то возможно дожигание  древесного угля прямо на месте, в конце процесса газогенерации При этом, предварительно: нужно отсечь газовую горелку, подать воздух в камеру газогенерации и перенапрвить раскалённые дымовые газы непосредственно в теплообменник. Работу такого сложного механизма трудно представить на бытовом уровне. Может быть, лет эдак через 300…

Насколько верно такое утверждение – не мне судить, однако – хочется поехидничать.

Читаем про пиролизные котлы на украинском сайте ведущего чешского  производителя отопительного оборуования «Атмос-Украина» atmos.net.ua/documents/drova, цитирую:

«Будет заблуждением считать, что пиролизные твердотопливные котлы АТМОС работают на принципе сжигания дров. На самом деле дрова являются лишь источником выработки топлива – древесного газа. Именно этот газ – смешиваясь со вторичным воздухом в керамической форсунке – сгорая, выделяет полезное тепло, за счет которого происход нагрев всей отопительной системы.»

Очень хочется спросить у господ заморских специалистов: – А куда, в таком случае Вы деваете древесный уголь (кокс)? Ибо всем известно, что конечным продуктом полного пиролиза древесины является почти чистый углерод – древесный уголь… (это уже из Википедии)

Лошади понятно, что он (кокс) сгорает там же, в пиролизной камере пиролизного котла. Куда, специально для этого и подают первичный воздух. И все же, все же… хе-хе-хе. Все вышеизложенное наталкивает на глубокуюю мысль, что нет четкого определения и разграничения для пиролизного и газогерераторного котлов. Хотя

 

Вернёмся-же к нашему предмету – пиролизному котлу

и рассмотрим детальней его конструкцию и принцип работы.

Конструкция пиролизного котла

Чтобы избежать непонятных самописных схем, предлагаю рассматривать конструкцию пиролизного котла на живом примере. Пиролизные котлы Мотор Сич – классический пример конструкции пиролизного котла. На эти пиролизные котлы в интернете очень много технической информации, поэтому все схемы, рисунки и эскизы будут от них.

 

 

 

Принцип работы пиролизного котла

 

Футеровка пиролизного котла

 

 

 

tehnopost.kiev.ua

Такое твердое топливо, как древесина и ее производные, при отоплении помещений используется испокон веков. Однако, современные технологии чуть-чуть изменили процесс горения дров, и случилась самая настоящая революция в твердотопливных отопительных системах. На смену обычным котлам на дровах, отличающимся средним коэффициентом полезного действия, пришли пиролизные котлы, названные так в силу того, что них происходит не классическое сжигание древесины, а ее сухая перегонка или пиролизное горение. Для протекания пиролизного горения требуется недостаток кислорода и высокая температура, только тогда твердое топливо начнет разлагаться на летучий газ и твердый остаток с выделением еще большей тепловой энергии. Летучий газ также носит название древесного или пиролизного, и его смешивание с кислородом при высоких температурах запускает длительный и эффективный процесс горения, направляемый на обогрев помещения. Помимо смешивания с кислородом древесный газ вступает во взаимодействие с активным углеродом, в результате чего, горение становится экологически чистым, так как при очень высокой температуре сгорают практически все вредные примеси и газы. Итогом пиролизного горения является углекислый газ, которого образуется в три раза меньше, чем при обычном сжигании древесины, а также выделяется незначительное количество водяного пара. При этом наблюдается минимальное образование золы и сажи, что сокращает и облегчает чистку отопительного котла.

Пиролиз происходит в несколько этапов. Сначала в котле в его приемной камере досушивается древесина и при температуре в 450 С начинается выделение древесного газа. Далее происходит смешивание данного газа с вторичным воздухом, поток которого создает специальный вентилятор в котле. Данная смесь газов начинает гореть при температуре в 560 С. Протекающая экзотермическая реакция в итоге создает максимальные показатели температурного процесса, и при 1100 С происходит дожигание древесного газа. Продолжительность пиролиза существенно возрастает, а значит, повышается КПД отопительного агрегата. Для того, чтобы в котле протекал оптимальный режим пиролизного горения, в его конструкции предусмотрены шиберы. Первоначально пиролизный котел некоторое время работает в обычном режиме сжигания топлива, а при достижении требуемых температур производят полную загрузку дров, и при помощи шибер устанавливается эффективный режим пиролизного горения. Стоит отметить, что пиролизное горение хорошо поддается управлению. Это дало возможность автоматизировать твердотопливные пиролизные котлы. Именно пиролизное горение позволило выявить все скрытые резервы древесного топлива, и существенно увеличить КПД твердотопливных котлов, снизить затраты, а также минимизировать обслуживание отопительной системы человеком.

Еще по теме:

Котлы большой мощности пиролизные Атом

Отопление больших помещений пиролизными котлами

 

kotly.org.ua

» alt=»Пиролизный газ» title=»Пиролизный газ» align=»left» />

Состав пиролизного газа (% вес.)

Из табл. 39 видно, что выходы пиролизного газа достигают 78— 79% по массе при температурах 775—800° С. В составе пиролиз-

Состав и свойства продуктов. При пиролизе образуются пиролизный газ и жидкие продукты пиролиза (смола пиролиза).

Пиролизный газ на блоках газоразделения установок пиролиза делится на водород, метан, этан, этилен, пропилен, пропащ, бути-лен-бутадиеновую фракцию. Из бутилен-бутадиеновой фракции выделяют бутадиен-1,3 — сырье промышленности синтетического каучука.

Автоматизация процесса. Установки пиролиза оснащены приборами и системами автоматического регулирования процесса.

Давление паров в испарительной секции поддерживается автоматически подачей в теплообменник-испаритель греющего водяного пара при помощи регулятора давления. Температура газов пиролиза на выходе из пиролизных змеевиков регулируется изменением подачи топлива в печь.

Очень важно своевременно изменить температуру пиролиза при изменении нагрузки печи и состава сырья. В текущее время внедряются схемы регулирования с применением хроматографов. На основании хроматографического анализа состава сырья автоматически изменяется режим. Автоматически регулируется также подача воды на закалку зависимо от температуры пиролизного газа.

Пиролизный газ с относительно высоким содержанием этилена (31% вес.) после охлаждения подвергается ректификации для выделения этилена.

Газофракционирующий агрегат питается пиролизным газом.

Рис, 33. Скорость выделения пиролизных газов зависимо от температуры согласно 14 а — уголь, близкий к углю S36 б уголь с выходом летучих веществ 19% о — полукокс, полученный при температуре 580 С

Вследствие относительной непроницаемости экранной зоны по вертикали пиролизные газы следуют по двум путям зависимо от того — выходят ли эти газы с горячей или с холодной стороны зоны-экрана.

Из таблицы видно, что в прямоточном реакторе с нисходящим потоком происходит значительное снижение температуры теплоносителя (на —° С), следовательно, реакция пиролиза протекает при непрерывном падении температуры. Это связано с низкими массовыми соотношениями теплоносителя и сырья в реакторе. В связи с этим выходы газов при переработке жидких нефтепродуктов не превышают 16—53%, хотя при контактном пиролизе, например, легких бензинов возможно получение до 85% пиролизного газа, содержащего значительные количества непредельных углеводородов.

При решении задач управления технологическим процессо.м (ТП) разделения пиролизного газа активная роль отводится оператору, на которого возлагается управление качеством ТП и принятие решения в случае аварийных ситуаций. Применение систем автоматического управления, основанных на классических ПИД — регуляторах, не позволяет полностью исключить участие человека оператора в процессе управления, поскольку эти регуляторы работают в узком диапазоне изменения режимов и требуют постоянного контроля со стороны оператора и перестройки параметров и алгоритмов управления. Применение нелинейных регуляторов сдерживается сложностью объекта управления, являющегося распределенным объектом с наличием длительных временных задержек при отработке управляющих воздействий.
Газ, полученный при пиролизе, богат непредельными углеводородами, из которых наиболее цепным является этилен содер жание его в газе пиролиза достигает 18—28% зависимо от состава перерабатываемого сырья и температуры процесса. Пиролизный газ является ценным сырьем для химической переработки из него могут быть получены этиловый спирт, синтетический каучук, высокооктановые компоненты авиационных топлив и многие другие химические продукты.50

Современная установка пиролиза состоит из следующих блоков пиролиза углеводородного сырья, компрессии и очистки пиролизного газа, разделения газа, переработки смолы пиролиза.

В табл. 7.2 приведены некоторые результаты исследования работы такого реактора в сравнении с обычной конструкцией проточного реактора. Вихревой реактор позволяет повысить практически все основные показатели процесса пиролиза твердого топлива. Так, например, степень превращения исходного угля возрастает на (15-17)%, производительность по пиролизному газу увеличивается на (10-11)%, увеличиваются и тепловые показатели процесса на (12-13)%.

Определить массу охлаждающей воды (G) для закалки пиролизного газа, если известно температура газа в закалочном аппарате снижается с 800 до °С масса газа составляет 10 000 кг/ч и водяного пара 0 кг/ч молекулярная масса продуктов пиролиза 30.

Предназначен для обработки неочищенного пиролизного газа, содержащего водород особенно эффективен при небольшой концентрации углеводородов С . Выпускается в виде гранул размером 3 мм.

Ведущими направлениями потребления нефтяного или газового углеводородного сырья в нефтехимической промышленности как в Советском Союзе, так и за рубежом являются 1) производство ацетилена, аммиака, метанола, синтез-газа и других, потребляющее, приемущественно, природный газ 2) производство бутадиена, изопрена, бутиленов и других, использующее в главном углеводороды С4 и С5, находящиеся в природных, попутных и нефтезаводских крекинговых и пиролизных газах 3) производство высших олефинов, диолефинов, спиртов, кислот и других, потребляющее парафины и парафиновые концентраты или дистилляты 4) производство бензола, толуола, ксилолов и других моноядерных ароматических углеводородов, использующее отдельные узкие фракции прямогонных бензинов и бензинов вторичного происхождения 5) производство этилена, пропилена и других ценных углеводородов, потребляющее различные виды газообразного и жидкого нефтяного сырья.10

Выходы пиролизного газа с повышением температуры возросли от 77,5 при 750° С до предела — 84,2% по массе при температуре 800—825° С. Образование кокса достигло при 850° С 6,5% по массе, а жидких продуктов пиролиза снизилось от 19,7 до 11,5%.

Из К-1 газы пиролиза поступают в водяные конденсаторы-холодильники ХК-1, где происходит конденсация легкого масла и водяных паров. В сепараторе С-1 конденсат легкого масла и вода отделяются от пиролизных газов, поступающих затем в блоки компрессии и очистки газа и газоразделения.

Задание. Провести анализ пиролизного газа объемно-хроматографическим методом.

Пиролизный газ содержит большое количество различных компонентов. Его состав находится в зависимости от температуры пиролиза, времени пребывания в реакционной зоне (времени контакта) и качества исходного сырья. При большом времени контакта (больше

Выходящий из печи с температурой 750 °С и давлением 0,2— 0,22 МПа пиролизный газ направляется в закалочную камеру А-1, в какой быстро охлаждается до 700 °С за счет испарения подаваемого в эту же камеру парового конденсата. Быстрым охлаждением предотвращаются вторичные реакции полимеризации и конденсации олефинов.

Конденсат водяного пара из С-2 загрязнен углеводородами, для очистки от них он подается на фильтры Ф-2. После фильтрации часть конденсата посылается на охлаждение пиролизных газов в закалочную камеру, а избыток сбрасывается в канализацию. Отделенные на фильтре Ф-2 легкие углеводороды, содержащие некоторое количество водяного пара, конденсируются в ХК-2 и разделяются на водную и углеводородную с азы в сепараторе С-5.

Задание. Провести анализ с бутан-бутиленовой фракцией пиролизного газа на хроматографической установке, описанной в работе 1, или на хроматографе Цвет-1-64 .

Убедившись в полноте вытеснения воздуха из системы, через краны I п II газометра или из газовой бюретки набрать 10—15 мл исследуемого пиролизного газа. Закрыть барботажную бюретку краном //. Пустить ток СОа и продуть газовую гребенку.

Отключить ток СОа- С помощью склянки перевести отмеренный объем анализируемого газа в адсорбционную колонку с силикагелем (краны 7/ и /// открыть на колонку, краны V/ а V — на атмосферу). Закрыть колонку кранами , VI и через систему соединительных трубок вновь пустить ток СОа (2—3 мин). Затем открыть, краны VI, VII на барботажную бюретку, а кран III — на колонку и пропустить СОа через колонку. Отныне начинается проявление колонки, т. е. раздвижение образовавшихся адсорбционных зон и перемещение их вдоль слоя сорбента.

Рис. 53. Интегральная хроматограмма пиролизного газа

Н. А. Бутков предложил способ некоторого уменьшения коксообразования и повышения выхода ароматических даже при пиролизе тяжелых и сильно ароматизированных фракций. Способ заключается в применении рециркуляции пиролизного газа с вводом его в зону реакции. Некоторое снижение коксообразования достигается также вводом водяного пара в зону реакции.

Описан случай, когда на открытой установке пиролиза углеводородов произошел взрыв газовоздушной смеси с разрушением оборудования и коммуникаций. В состав производства, где произошла авария, входили установки для термического разложения углеводородного сырья и газоразделения пиролизного газа с получением этилена и пропилена.

Через 600—800 ч работы печь пиролиза останавливали на выжиг кокса паровоздушной смесью. На время этой операции сырьевую линию отключали и отглушали, а, в печь подавали пар и воздух. После выжига кокса воздушную линию отглушали и включали сырьевую линию для опрессовки пирозмеевиков сырьем затем печь выводили на рабочий режим.321

Так, например, для длительной надежной работы установок низкотемпературного разделения газов пиролиза при выделении этилена необходима предварительная осушка пиролизного газа до точки росы от —50 до —70° С .441

Ослабление участка трубопровода было вызвано, сначала, внутренней сернистой коррозией, что явилось следствием недостаточно полного устранения сернистых соединений из пиролизного газа. В осадке, находившемся внутри участка трубопровода,, было обнаружено небольшое количество серы. Материал трубопровода имел неравномерную структуру. В местах разрыва трубопровода обнаружили чрезвычайно крупные частицы феррита мик-ротвердость материала оказалась очень низкой.85

Авария произошла в производстве этилена, в состав которого входили уетаиовки компрессии, очистки пиролизного газа, газоразделения. До аварии все те.хнологическпе установки работали в нормальном режиме.

Во время работы обслуживающий персонал установки очистки пиролизного газа сообщил о прорыве газа и загазованности территории установки. Спустя несколько секунд произошел взрыв на участке между установками очистки и компремиро-ваяия газа. Перед взрывом были зафиксированы две вспышки.

Температура пиролизного газа на выходе из пенного промывателя регулируется автоматически изменением количества циркуляционной воды, поступающей на верхнюю тарелку пе1Нного промывателя. Уровень в аппарате регулируется автоматически сливом воды из аппарата.321

Затем газы пиролиза охлаждаются до 400 °С в закалочно-испарительном агрегате Т-2, где их тепло используется для выработки водяного пара. Из Т-2 газы проходят в аппарат Е-1, куда впрыскивается поглотительное масло с температурой 70 °С.

Газы пиролиза охлаждаются до °С и направляются на дальнейшую переработку. В составе установки имее1ся несколько печных агрегатов, состоящих из теплообменника, печи пиролиза, закалочной камеры, закалочно-испарительного агрегата и аппарата для впрыска масла.

Охлажденные пиролизные газы от всех печных агрегатов объединяются в общий коллектор и направляются на промывку в колонны первичной ректификации К-1. В нижней части К-1 газы отмываются от сажи и кокса тяжелым поглотительным маслом, а в верхней — охлаждаются за счет испарения подаваемого туда легкого поглотительного масла. При этом происходит конденсация тяжелой смолы.

Пиролизные установки. Нормальный процесс сжигания требует 40—100%-ного избытка воздуха по отношению к стехиометрическому количеству. Пиролиз — процесс, проводимый без доступа воздуха с применением косвенного нагрева подобно процессам крекинга.

Однако пиролиз часто проводят при значительно меньшей подаче воздуха, чем стзхиометрическое соотношение, требуемое для сжигания. При пиролизе отходы органических материалов дистиллируются или испаряются, образующийся горячий газ удаляется из печи.

Тепло для проведения процесса обеспечивается за счет частичного сгорания пиролизного газа внутри печи, а также сгорания элементарного углерода. Неокисленную часть горючего газа можно использовать в качестве топлива во внешней камере сгорания и получать энергию по известной технологии утилизация тепла в котлах-утилизаторах. Содержание несгоревших материалов в шлаках процесса пиролиза выше, чем в шлаках нормального процесса сжигания.

Таким образом, зерна сблиЖаюТсЯ, Но оставляют Всё Же между собой пустоты, которые мы назовем межгранулярными порами они позволяют пиролизным газам дренировать и имеют форму менее правильную, чем внутригранулярные полости, образуемые пузырьками газа внутри пластических зерен угля.

Изменение будет другим, если уголь более пластичен или если при одинаковой пластичности зерна будут более вспученными или, наконец, если уголь будет больше утрамбован перед коксованием. Вспучивание отдельных зерен повлечет тогда за собой в отдельных местах закрытие межгранулярных пор.

Пиролизные газы не смогут больше свободно удаляться, давление увеличится в этих межгранулярных порах, вызывая общее вспучивание массы угля и в связи с этим закрытие новых межгранулярных пор. В результате наступит снова повышение давления и будет само по себе наращиваться до тех пор, пока начнут лопаться крупные пузырьки запертых газов. Общее вспучивание может в несколько раз превысить начальный объем угля.

Закалочно-испарительный агрегат (рис. 47) представляет собой трубчатый теплообменник, по трпромежуточный теплоноситель или специально подготовленная химически очищенная вода. Межтрубное пространство соединено трубопроводами с барабаном-паросборником.

Сырье, нагретое в теплообменнике и смешанное с водяным паром (в соотношении сырье пар 1.0,5), подается в трубчатую печь П (реактор). Газы (продукты реакции) подвергаются быстровлу охлаждению в закалочном аппарате ЗА. Разделение на пиролизный газ и смолу происходит в колонне К-1, а разделение компонентнов пиролизной смолы16

В начальный период развития газовой хроматографии в нашей стране широко применялся газоанализатор по теплопроводности промышленного типа ГЭУК-21, предназначенный для непрерывного определения двуокиси углерода в топочных газах крупных котельных установок. Установки такого типа применялись и в некоторых заводских лабораториях.

Хроматограмма первоначально записывалась на миллиметровой бумаге от руки в координатах по оси абсцисс — время, по оси ординаты — показания стрелочного гальванометра, присоединенного к анализатору ГЭУК-21. В качестве газа-носителя обычно применялся воздух от воздуходувки, очищаемый противогазом (см. рис.

8). На рис. 9 показана серия хроматограмм метана, этана и пропана, полученных при разных температурах на колонке, наполненной силикагелем (установку см. на рис.

8). На той же установке были получены хроматограммы пиролизного газа, содержащего, кроме метана, этана и пропана, еще26

Для исследования влияния ингибиторов иа кинетику изменения стр кт ры в биту мы (I и II типов) и битум пз остатков термического креки1иа были введены добавки продуктов алкилировапия концентратов /г-крезола изобутиленом (№ 7) п нзобутиленом, содержащимся в пиролизном газе (№ 8), используемые в качестве аитиокислите-ле11 нефтяных углеводородов.

>

Отзыв! Пиролизный заводской котел длительного горения на 25 КВТ!




Похожие статьи

• Отходящие газы

• Этилен масштабы потребления

• Угли выход летучих

neftandgaz.ru

Пиролиз – технологический процесс

Но чтобы в процессе работы было более понятно что и для чего, необходимо в первую очередь рассмотреть вопрос о том, как работает пиролизная печь. Ведь согласитесь, немногие могут похвастаться знаниями о процессах, происходящих в пиролизной печи. Знание теории о принципе работы этого отопительного агрегата пригодится, если будет строиться походная или стационарная пиролизная печь своими руками.

Стоит сразу отметить, что при работе такого агрегата используется принцип, при котором подготовка топлива производится с недостатком кислорода. Для многих специалистов печного дела данное заявление является абсурдным. Ведь, как известно, для нормальной работы обычного котла или печи, помимо самого топлива, необходим приток свежего воздуха, обогащенного кислородом. Эти два слагаемых, топливо и воздух, и обеспечивают правильную работу любой печи.

Пиролизный газ – новая страница обычных дров

Но давайте по порядку. Что происходит с топливом при его сжигании?

• Под воздействием высокой температуры из топлива выделяется газ. В обычных печах он удаляется через дымоход (см. Выбираем дымоход).
• Чем больше нагревается топливо с ограниченной подачей кислорода, тем больше газа вырабатывается.

К примеру, данный процесс в нефтепереработке называется крекингом. Крекинг, или пиролиз нефти, позволяет получать топливо для автомобилей и тракторов.

Но данный процесс можно использовать и с древесиной. При этом, если для нефтепродуктов температура переработки должна составлять 800 — 900°С, то для древесины будет достаточно и 450 — 500°С. При этом древесина образует ряд веществ, таких как:

• смола
• уксусная кислота
• древесный уголь
• ацетон
• метиловый спирт

Пиролизная печь – основные преимущества

Как видим, все вещества горючи. Именно это свойство выделяемых при тлении древесины газа использует пиролизная печь: сжигается полученный из топлива газ, поэтому второе название таких печей – газогенераторы.

В чем преимущество печей данного типа? Это в первую очередь:

• Высокий КПД, 80% и более
• Более экономный расход топлива
• Возможность регулирования КПД
• Утилизация отходов резины, полимеров, отходы древесной промышленности
• Почти полное отсутствие вредных веществ в выбросах
• Минимальная выработка сажи

Помимо этого, для работы пиролизных котлов можно использовать и другие виды топлива. К примеру, бытовой мусор. Выпускаемые в настоящее время брикеты из различных бытовых отходов и остатков древесины являются прекрасным топливом для пиролизных печей.

Недостатки

Основным недостатком таких печей можно назвать:

• Высокую стоимость
• Необходимость в постоянной подаче электроэнергии
• При использовании топлива с высокой степенью влажности пиролиз невозможен

Пиролизный котел – принцип работы

Как работает данный котел? Котел состоит из следующих элементов:

• Камера газификации
• Камера дожигания
• Система подачи воздуха (первичная, вторичная)
• Водяная рубашка
• Колосниковая решетка

Принцип работы заключен в следующем:

• В камеру газификации загружается топливо и поджигается.
• Из топлива начинает вырабатываться газ.
• В камеру подается первичный воздух, и из-за избытка давления газ начинает поступать в нижнюю камеру дожигания.
• В камеру дожигания подается вторичный воздух, и образовавшаяся смесь горит при большой температуре.
• Вода, находящаяся в водяной рубашке котла, нагревается и подается в систему отопления, одновременно во входную часть рубашки подается обратка.
• Используемый теплоноситель служит одновременно охладителем котла.

Принцип понятен – что еще?

Это основной принцип работы. Но для правильного функционирования требуется соблюдать строгие пропорции воздушно-топливной смеси. В противном случае сгорание будет протекать неровно, с повышенной задымленностью. Итак, на вопрос, можно ли изготавливать пиролизные печи своими руками, ответим положительно. Но сразу стоит оговориться:

• Для изготовления такого агрегата мало иметь хорошие навыки в проведении сварочных работ или наличие на руках рабочих чертежей агрегата.
• Необходимо использование качественных материалов, многие из которых имеют высокую стоимость.
• В первую очередь это относится к металлу. Для изготовления потребуется хорошая легированная сталь.
• Потребуется соответствующая электроника. Если, конечно, вы не планируете нанять печника для постоянного контроля над котлом.

Пиролизная печь из хлама — можно, но нужно ли?

Кто-то может возразить, что слышал или видел, что пиролизный котел был изготовлен из подручных средств непосредственно во дворе и при этом он прекрасно работает. Все это верно, за одним маленьким исключением. Подобные котлы являются опытными образцами и в первую очередь способны продемонстрировать принцип работы. Говорить о применении подобного котла для основного обогрева жилья не приходится. Чтобы изготовить пиролизный котел, можно, конечно, взять старые бочки, куски труб и прочий железный хлам, который также используется для строительства железной печи. Но надо понимать, что процессы, происходящие в данном агрегате, требуют соблюдения определенных условий для его нормальной работы. Конечно, установив ручные регуляторы подачи первичного и вторичного воздуха, можно добиться устойчивой работы данного котла. Но вы, надеемся, не планируете все время находиться непосредственно возле него?

Нерегулируемый пиролиз – преимущества нет

Поэтому для его управления потребуется обязательная установка электронной начинки, которая будет регулировать процесс горения. В противном случае ваш пиролизный котел превратится в обыкновенную буржуйку. Впрочем, если строится походная печь, то такой вариант вполне приемлем.

Высокая температура горения вырабатываемых газов требует использования специальных материалов, предохраняющих котел от прогорания.

Температура горения газов в пиролизном котле достигает 1100 °С.

Комплектация – основные бытовые трудности

Многие умельцы выполняют футеровку топочной части котла шамотными кирпичами. А вот в промышленных образцах применяется шамотный, бесшовный «набрызг», что во многом определяет долговечность такого котла.

• Шамотный кирпич прослужит максимум сезон, и его придется менять.
• Даже используя металл в 5 – 6 мм для воздуховодов, вы не избавитесь от прогорания. Нужно использовать специальные стали.

Кстати, в котлах импортного производства воздуховоды изготавливают из керамики. Опыт показывает, что участки металла, в самодельном пиролизном котле не охлаждаемые водой и соприкасающиеся с горящими газами, очень скоро деформируются. Единственное, что может частник противопоставить этому, — это использование более толстого металла, от 10 мм. Наблюдая за огнем в камине, многие наверняка наблюдали процесс пиролиза, даже не зная об этом. Во время горения дров вы, наверное, замечали, что в отдельной части огня образуется небольшой участок пламени с синим оттенком, это горит дровяной газ. А ведь пиролизный котел в основном и работает на этом газе. Из этого стоит сделать вывод, что контроль данного процесса является важнейшей частью его эффективности. В противном случае об экономии стоит забыть.

Запуск не проблема – проблема контроль

Работая в высоком температурном режиме, пиролизный котел способен обогревать помещение большой площади. Если, к примеру, вам удалось самостоятельно построить данный агрегат и вы используете его для работы в котельной, работающей в круглосуточном режиме, это один вопрос. В такой котельной обязательно присутствует человек, следящий за работой отопительного оборудования. Ведь выработка газа происходит неравномерно, и поэтому необходимо следить за соотношением подачи газ – воздух. Мы говорим о котлах кустарного производства. Другое дело, если подобный котел используется для обогрева индивидуального жилья. Для обогрева жилья потребуется установка котла системы стоп – старт. Значит, потребуется установка системы, следящей за температурным режимом теплоносителя. Мало того, потребуется целая система, следящая за сгоранием топлива в камере дожигания, которая будет контролировать подачу воздуха.

• Тут не обойтись простым снижением или увеличением оборотов электродвигателя воздушного насоса. Ведь в данном котле имеются две воздушные системы.
• Одна создает давление в камере газификации, другая регулирует правильный состав топливовоздушной смеси в камере дожигания.
• Каждая из этих систем очень сильно влияет на правильную работу котла. Придется использовать комплекс заслонок и регуляторов.

Данной статьей мы ни в коем случае не пытаемся напугать умельцев и отговорить их от строительства пиролизной печи своими руками. Просто мы пытаемся предупредить, что изготовленная своими руками пиролизная печь вряд ли получится такой же долговечной и экономичной, как пиролизные печи, изготовленные на производстве.

Пиролизный котел может быть и таким

Зная характер и смекалку российских изобретателей самоучек, можно надеяться на то, что со временем они с успехом смогут изготавливать котлы, не уступающие промышленным образцам, особенно если это небольшая походная печь. Мы рассмотрели работу пиролизного котла с принудительной подачей воздуха и нижним расположением камеры сгорания. Но уже появились первые экземпляры котлов, выполненных в прямо противоположном исполнении. Другими словами, камера газификации у них находится внизу, а камера дожигания находится сверху. Хоть такие котлы еще являются «сырыми», но преимущества уже очевидны:

• Отсутствие необходимости использования электроэнергии
• Система использует естественную тягу. Такие котлы полностью независимы от электроэнергии. Их работа построена на особом устройстве воздушных каналов. Требования к устройству дымохода у данных котлов повышенны.
• Новая компоновка – возвращение с головы в ноги.

Радует то, что разработка чисто российская. На рисунке приведены устройство и схема работы данного котла.

• Из топки пиролизный газ поднимается в камеру дожигания, и к нему примешивается вторичный воздух.
• Воздух поступает в котел через нижние отверстия за счет разряжения. Пиролизный газ соединяется с кислородом. Происходит экзотермическая реакция окисления.
• Полученный горючий газ сгорает в камере дожигания чистым и ровным пламенем. Полученная таким образом энергия нагревает теплоноситель.
• Стенки котла изготавливаются из специальной жаропрочной стали. В результате данного процесса из дымохода вытягивается почти прозрачный дым.
• Правильно устроенная система дымохода и отопления способствует работе данного котла в течение 12 – 14 часов на одной заправке топлива. Зарядка котла осуществляется два раза в сутки.

Неоспоримое преимущество

Из-за полного сгорания дров и пиролизного газа удается добиться значительной экономии топлива в пиролизном котле естественной тяги по сравнению с обычными котлами, использующими также естественную тягу. На данных котлах возможна установка автоматической системы регулирования подачи воздуха, которая происходит без вмешательства человека. Достаточно просто выставить требуемый температурный режим, все остальное котел сделает сам. Подобный тип пиролизных котлов является отличным вариантом для организации отопления в различных помещениях. Ведь естественная тяга позволяет функционировать котлу без подключения электричества. Данные котлы просты в обслуживании и, самое главное, позволяют значительно сэкономить на топливе без потери эффективности.

sdelaikamin.ru

Стадии процесса

Пиролизное топливо образуется вследствие череды процессов, последовательность которых нельзя нарушать. Если пренебречь хотя бы одним из них, то вся проделанная работа не принесет никаких результатов. Стоит выделить основные этапы данного процесса:

1. Сушка. На данном этапе древесина лишается полностью всего содержания влаги. Данное действие осуществляется при температуре от 0 до 150ºC.
2. Сам пиролизный процесс. Именно на этом этапе происходит выделение газа и образование отходов производства. Данная стадия колеблется в температурных показателях от 150 до 350ºС. При температуре в 280ºС наблюдается наиболее эффективная стадия, при которой образуется более половины всего сырья.
3. Прокалка. На этой стадии более четко происходит отделение смол, от древесного угля. Кроме того, происходит выделение определенных газов, которые ранее были не подвластны температурным показателям. Данная стадия протекает в два этапа, а температурный показатель составляет 350-550ºС.

Сама древесина представляет собой достаточной сложный компонент, который содержит огромное количество различных веществ. Пиролизный процесс позволяет произвести их разделение и получить каждый в чистом виде.

Каждая температурная стадия характеризуется выделением определенного вещества. Именно поэтому, чтобы получить абсолютно все компоненты в чистом виде, необходимо осуществлять пиролизный процесс от начала и до конца.

Продукты пиролиза

Основный принцип пиролиза таков, что при его функционировании выделяется определенное количество веществ. Стоит более подробно изучить эти продукты производства:

1. Древесный уголь. Показатель полученного элемента составляет порядка 30%.
2. Газ, который является желаемым продуктом при выполнении процесса. Именно он используется для функционирования котлов длительного горения.
3. Дистиллят. Он включает в себя огромное количество различных жидких примесей, которые выделяются из структуры дерева. Среди них и пиролизное масло.

Стоит более подробно изучить каждый вид полученного вещества.

Древесный уголь представляет собой черное блестящее вещество, которое имеет пористую структуру. Он образуется в завершении всего процесса при температуре примерно в 400ºС. Он также используется как средство отопления и предназначен для более простых котлов. Имеет достаточно высокий КПД.

Сухоперегонный газ. Является довольно странным то, что он вообще поддается горению. Ведь в его структуре содержится порядка 50% углекислого газа, который непригоден для данного процесса. Однако, несмотря на все это, газ имеет достаточно высокий показатель теплопроводности, который значительно выше, чем у угля. При воздействии различными температурными факторами, показатель может сильно колебаться, повышая свои качества.

Дистиллят. Он также имеет более простое и народное название «Жижка». Если более правильно выражаться, то это древесный уксус, который образуется вследствие обычной сухой перегонки. Это вещество настолько богато химическими элементами, что имеет в своем составе порядка 400 различных веществ.

Одним из них является пиролизное масло — еще один продукт переработке, который служит сырьем, способным обеспечивать деятельность некоторых отопительных устройств. Чаще всего оно используется в промышленности, так как имеет большое количество выделений при сгорании. Ключевая особенность в том, что оно имеет на 30% большую эффективность, чем его аналоги. И не застывает даже при температуре -40ºС.

В различных промышленных котлах данное сырье используется даже без дополнительной обработки.

sdelaypechi.ru