|
Содержание:
Что такое ПИРОЛИЗ.
Пиролиз биотоплива в колпаке и сжигание его продуктов в системе "Свободного движения газов".
Сравнительно недалеко то время, когда определяющей в энергетической политике СССР была вредная политика "дешевых энергоносителей". Как следствие, страна богатая лесами, торфом, имеющая громадные отходы их переработки использовала и использует в качестве топлива невосполняемое топливо (газ, нефть, уголь), запасы которых ограничены и цена на которое стремительно растет. В СССР в пятидесятые годы добились значительных успехов в газификации твердого топлива, в индустриальном получении и использовании генераторного газа. Однако с вышеуказанной политикой государства, были расформированы организации, занимавшиеся газификацией топлива, многие достижения сейчас утеряны, ушли ученые, инженеры и рабочие, владеющие необходимыми знаниями.
Почему мы говорим о газификации твердого топлива? При сжигании дров, торфа, отходов лесопереработки, особенно с высоким содержанием влаги, невозможно получить высокие температуры, тогда как при сжигании газа, полученного из этого же топлива, такие температуры достижимы. Из газа можно удалить содержащуюся в нем влагу, которая является балластом, и газ нетрудно подогреть перед сжиганием. Кроме того, при сжигании газа требуется меньшее количество избыточного воздуха, чем для кускового топлива, благодаря чему увеличивается температура горения и как следствие полнота изъятия энергии содержащейся в топливе. Легче автоматизировать процессы сжигания топлива. Имеется возможность приблизить по уровню удобства и эффективности сжигание твердого восполняемого топлива к газу и соляре, причем используя для этого естественные возможности природы, что естественно и целесообразно. Имеет значение и то, что Россия подписала Киотский протокол, который определил в качестве приоритетной задачи изменение топливного баланса в пользу возобновляемых видов топлива и установил ежегодно сокращаемые квоты на использование минеральных топлив. В этой связи энергохимические технологии ожидает новый подъем.
При нагреве топлива происходит разделение его на летучую часть и твёрдый остаток, который называют коксом. Кокс у всех видов топлива состоит в основном из углерода. Углерод находится и в летучей части. Если пламя охладить куском железа, то на нём образуется сажа, которая тоже является углеродом. Летучая часть состоит из углерода и водорода и называется углеводородом. Если в эти два вещества добавлять кислород воздуха при высокой температуре, то происходит горение, в результате которого они превращаются в другие вещества, в том числе газ.
Если нагревать топливо без доступа кислорода воздуха, то из него выделяются пары, газы и остается твердый, богатый углеродом кокс (древесный уголь, если топливо древесина). Этот процесс называют сухой перегонкой (или пиролизом). Пиролиз основной массы древесины происходит при температуре 200-500 °С. Уже при температуре 200 °С, начинается выделение газов СО, СО2. Термораспад древесины происходит в целом с выделением тепла, т.е. это процесс экзотермический, в связи с этим облегчается прогрев массива топлива. Состав продуктов пиролиза многообразен и сложен. Летучие (парогазовая смесь) состоят из газов, которые представляют собой соединения углерода, водорода, кислорода и др. (СО, СО2, СН4, С2Н4, N2, О2, Н2), паров смолы, уксусной (древесной) кислоты (СН3СООН), паров воды и пр. Из этих газов, двуокись углерода (СО2), продукт полного сгорания углерода, не способный к дальнейшему горению и поэтому является вредной примесью в газе пиролиза. Азот (N2), простое газообразное, не способное сгорать, и является балластом. Наибольшее количество газов дают древесина и торф.
Смола, это смесь различных сложных веществ, жидкая, вязкая, иногда твердая при комнатной температуре. В состав смолы входят углерод, водород, кислород и др. Смола способна гореть с выделением большого количества тепла. При нагревании смола испаряется, образуя газообразный продукт - пары смолы.
Суммируя все сказанное можно сказать, что оптимальным является энергоустановка, выполняющая следующие функции и отвечающая следующим требованиям:
Древесное топливо или его производные, должны подвергаться сухой перегонке во внешне нагреваемой емкости без доступа воздуха;
Обеспечивать, при необходимости, предварительную сушку древесного сырья;
Источником внешнего нагрева должно быть исходное пиролизуемое сырьё, причем сжигаться должны продукты пиролиза;
Должна обеспечиваться температура пиролиза 600-700 оС и выше, при которой выход, качество и состав продуктов пиролиза предпочтителен;
Должна обеспечиваться возможность регулирование мощности горения без значительного снижения КПД энергоустановки;
Должна быть возможность сжигания, как одноразовой закладки топлива, так и для непрерывного сжигания топлива, то есть быть годными в качестве энергоисточника периодического или постоянного действия;
Должны быть обеспечены условия для повышения температуры реакции горения продуктов пиролиза.
Топить дровами это:
Экономично.
В наших лесах растёт в настоящее время больше древесины, чем используется. Это делает цены на дрова на долгое время предсказуемыми.
Дрова, можно сказать, растут под окном у каждого. Колотые дрова легко транспортировать и хранить. Дрова идеальное топливо, которое, к тому же имеет превосходный запах.
Экологично.
Дерево в процессе роста запасает солнечную энергию, которую мы зимой в процессе отопления используем. Солнце своими лучами посылает энергию вновь и вновь.
Если мы сжигаем дрова, то высвобождается количество углекислого газа равное тому, которое выделилось бы, если бы это количество древесины просто сгнило в лесу.
При устойчивом развитии лесопользования, этот парниковый газ при процессе роста будет снова поглощаться. Чистое сжигание древесины нейтрально по отношению к окружающей среде и не выделяет изменяющих климат парниковых газов.
Поэтому наверняка не нужно опасаться введение налога на углекислый газ из дров.
Только современные системы сжигания дров, обеспечивают чистые выхлопные газы, которые содержат исключительно водяной пар и углекислый газ, то есть то же самое, что и мы выдыхаем.
Просто.
Древесина закладывается в камеру заполнения и газогенерации, здесь возникает горючий "древесный газ".
Профиль камеры заполнения и газогенерации противодействует возникновению выгоревших пустот в закладываемых дровах.
Дополнительно этому служит подведение первичного воздуха
с обеих сторон, так что, когда нижние дрова выгорают, верхние
сами хорошо скатываются вниз.
Чисто.
Внутреннее керамическое покрытие , значительно повышает внутреннюю температуру.
Так как весь внутренний объём горячее, дрова превращаются в газ значительно лучше, поэтому возможно закладывать дрова не просушенные и не колотые. На горячих стенках внутри камеры по причине высокой температуры не может осаживаться смола и не конденсируются разрушающие котёл кислоты.
Древесные газы всасываются через сопло, в керамическую вихревую камеру сгорания, где смешиваются с подводимым сзади сильно разогретым вторичным воздухом, интенсивно завихряются и сгорают. Заключительный длинный путь горячих газов идет через также сильно разогретую камеру досжигания, что придаёт процессу горения необходимую продолжительность по времени.
И ещё один совет:
Древесная зола прекрасное удобрение для сада и огорода. Но так-как содержание золы в древесине примерно 0,4 % в неделю накапливается только около половины ведра.
Камера заполнения
Благодаря большой двери, может удобно заполняться очень крупными поленьями.
Колкой дров очень часто можно пренебречь.
Подкладка дров не доставит никаких неприятностей,так как благодаря открытому шиберу прямой тяги,дым не выходит за пределы котла.
Камера горения
Поделена на верхнюю вихревую камеру и нижнюю длинную камеру дожигания.
Когда горящие газы в процессе работы раскалены до 1000 градусов, нижняя камера горения раскалена до красно- белого каления.
От стального охлаждаемого водой котла камера отделена, устойчивым к высоким температурам, изолирующим слоем. Горящие газы завихряются на обе стороны циклонически, и так возникает интенсивное свечение пламени.
Благодаря этой запатентованной технологии происходит практически полное сгорание и чистейшие выхлопные газы.
И, если законодатель будет требовать выполнения всё более низких норм содержания вредных веществ в исходящих газах, то котлы уже сейчас перевыполняют намного эти требования.
Котёл
Является современным котлом. На входе котла находится тихий, регулируемый по частоте вращения вентилятор , который нагнетает воздух через камеру горения . Этот принцип обеспечивает не только наилучшее сгорание, но и практически бездымное помещение, где происходит горение. Для розжига и подкладки дров используется шибер прямой тяги, который открывается с обслуживаемой стороны.
Теплообменные трубки расположены вертикально так, что на них не может откладываться зола, и затраты на их очистку очень небольшие.
Но только с закрытым шибером котёл горит на низ, как газогенераторный. Сквозь покрытые огнестойкой легированной сталью решётчатые колосники, шлицевую дюзу, древесный газ попадает в керамическую вихревую камеру сгорания, материал которой является катализатором, способствующий горению, (то есть соединению газогенераторного газа и воздуха).
Так возникает желтое свечение на внутренней поверхности.
Снаружи котёл обшит окрашенной тонкой сталью,под обшивкой теплоизоляционный слой.
Температура газов на выходе из трубы всегда примерно 110 градусов.
С холодными исходящими газами на практике не может использоваться почти ни одна дымовая труба, так как очень часто осаждается вода, кислоты и смола. Выход дымовой трубы, который стал мокрым, при следующей паузе в горении может полностью заморозиться.
Электронное регулирование котла
Осуществляет управление вентилятором, подводом воздуха.. Желательный температурный режим может, само собой разумеется, устанавливаться владельцем (тем кто топит). Таким образом, система может оптимально устанавливаться в зависимости от качества дров и дымовой трубы.
Для системы регулировки также применяются качественные индустриальные материалы, защищённые от воздействия жидко капельной воды и высокоустойчивые.
Все кабели и проводки изолированы температуроустойчивым силиконом. Полихлорвинил полностью отсутствует в наших котлах.
Розжиг
Кто до этого привык сначала загружать в печь топливо и только потом разжигать, должен немного переучиться.
Газогенераторы сначала разжигаются и только затем заполняются. Для этого необходима пригоршня мелко наколотой сухой древесины для розжига. Она кладётся на колосники камеры заполнения, а на неё сверху - средство для разжигания , газетная бумага или нечто подобное, но не гофрированный картон или солома, которые всегда дымят (чадят).
Перед розжигом открыть шибер прямой тяги.Дверь камеры загрузки дров закрыть,а дверь камеры сгорания газа открыть.Котел сразу горит в режиме газообразования,с избытком воздуха и практически бездымно.Когда все разгориться,закрыть дверь камеры сгорания газа,полностью загрузить дрова в камеру загрузки и закрыть шибер прямой тяги.
При этом нужно обращать внимание на правило, что древесина, которую закладывают, должна загореться снизу от уже горящей древесины, иначе произойдёт уменьшение газообразования или даже затухание пламени.
Итак, процесс не пойдёт, если на небольшое количество "стартовой" древесины сразу же положить толстый слой сырой дубовой древесины, потому что "стартовая" древесина полностью сгорит до тех пор, пока. загорится дубовая древесина. Итак, сначала кладут древесину получше, т. е. не такую крупную и сырую, а вот толстый дуб пойдёт после.
Догрузка древесины
Благодаря большому объёму камер заполнения это производится не так часто.
Если котёл горит, можно закладывать толстые кругляки. Камеры загрузки и газообразования имеют внутри керамическую обшивку, которая снижает до минимума теплоотдачу в воду. Так внутри сохраняется высокая температура, и процесс газообразования протекает лучше. Дрова могут быть грубее и влажнее.
Экономьте свои силы при подготовке дров!
У многих только вечером появляется свободное время для топки. У котлов с большей мощностью по отношению к объёму загрузки, по истечении 4 часов половина дров сгорает. Поэтому в этот же вечер перед тем, как идти спать, можно произвести дозагрузку.
Какие же дрова лучше всего подходят для газогенераторов ?
Лучше всего, если Вы примените самые дешёвые дрова из тех, что можете получить.
В кавалерии говорят:
"Если уж всадник ни на что не годен, должен хотя бы конь быть хорошим".
Переведя это в сферу древесного отопления:
"По-настоящему хороший дровяной котёл справится и с плохими дровами", то есть с теми, что влажнее, грубее, легче, хуже горят.
Раньше считалось правилом: "Дерево греет троекратно". Старые дровяные печи всегда требовали хороших дров, лучше всего берёзу или бук, мелко наколотые и заботливо высушенные в течение 2 лет, как показано на рисунке.
Но у кого сегодня достаточно времени для этого?
Благодаря керамической внутренней обшивке газогенераторов внутренняя температура камер заполнения и газообразования гораздо выше, чем у котлов, имеющих металлические стены, охлаждаемые водой. Поэтому процесс газообразования протекает намного интенсивнее, и требования к дровам очень незначительны.
Исходя из этого, мы просим своих клиентов, интересующихся этой топ-моделью, о следующем:
Пожалуйста, купите себе другой дровяной котёл, если Вы "дровяные спортсмены" и как экс-чемпион мира по боксу Мохаммед Али хотите поддерживать свою форму постоянной колкой дров.
Теплота сгорания дров.
|
|
|
При 20 % влажности
(воздушно-сухие)
|
При 50% влажности (свежесруб-ленные)
|
|
|
(кВтч на килограмм)
|
(кВтч на кубометр)
|
(кВтч на кубометр)
|
|
белый бук
|
4,2
|
2200
|
1930
|
|
красный бук
|
4,2
|
2100
|
1850
|
|
дуб
|
4,2
|
2100
|
1850
|
|
ясень
|
4,2
|
2100
|
1850
|
|
рябина
|
4,2
|
2100
|
1850
|
|
берёза
|
4,3
|
1900
|
1670
|
|
вяз
|
4,1
|
1900
|
1670
|
|
клён
|
4,1
|
1900
|
1670
|
|
ольха
|
4,1
|
1500
|
1300
|
|
Ива (верба)
|
4,1
|
1400
|
1230
|
|
тополь
|
4,1
|
1400
|
1230
|
|
дуглазия
|
4,4
|
1700
|
1500
|
|
сосна
|
4,4
|
1700
|
1500
|
|
лиственница
|
4,4
|
1700
|
1500
|
|
пихта
|
4,4
|
1600
|
1400
|
|
сосна
|
4,4
|
1500
|
1300
|
Топите большей частью лёгкой и очень дешёвой древесиной, такой как тополь, ива или ольха. У котлов большие камеры загрузки, которые вместят в себя много килограммов.
В статье использована информация с сайта: http://stove.ru/
|