Что такое пиролиз и пиролизный котел
Что такое пиролиз и пиролизный котел — Твердотопливные котлы Попова от компании Железное ДелоСаратовская обл., г. Энгельс, Промышленная 8А
Пн-Пт 08:00 — 16:00
+7 903 384 45 51 Отдел продаж
Без данной, вводной статьи, в которой использована информация из Википедии, невозможно будет дальнейшее исследование по обширной теме «Отопление частного домовладения пиролизным котлом».
Начнём с энциклопедических азов.
Пиро́лиз (от др.-греч. πῦρ «огонь, жар» + λύσις «разложение, распад») — термическое разложение органических и многих неорганических соединений.
В узком смысле — разложение органических природных соединений при недостатке кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего).
Пиролиз — первая стадия горения древесины. Всем знакомые языки пламени на горящих дровах образуются за счёт горения не углерода самой древесины, а газов — летучих продуктов пиролиза. При пиролизе древесины (450—500 °C) образуется очень много различных веществ.
Этот процесс используется в пиролизных котлах. Процесс газификации древесины (пиролиз) происходит в первичной камере котла (загрузочном пространстве) при ограниченном доступе воздуха. Образующиеся при этом процессе газы проходят через зону высоких температур, достигают короба выходного устройства и смешиваются там со вторичным воздухом.
При сжигании пиролизных газов высвобождается огромное количество тепловой энергии.
Пиролизный котёл — разновидность твердотопливного, как правило, водогрейного котла, в котором топливо (например, дрова) и выходящие из него летучие вещества сгорают раздельно.
Пиролизные котлы эффективны на топливе с высоким выходом летучих веществ — древесине (дрова, древесные отходы, топливные брикеты и пеллеты), буром угле; некоторые модели потребляют каменный уголь (класса «орех 1» или «камень») и даже кокс.
Получается, что самое главное отличие пиролизных котлов от обычной дровяной печи, в том, что в рабочем режиме отсутствует открытое горение топлива, а происходит его медленное тление с выделением пиролизных газов, которые дожигаются во второй камере и высвобождаемая при этом энергия снимается теплообменниками для последующей передачи теплоносной жидкости системы отопления.
Наиболее удачные модели пиролизных котлов способны переработать в полезное тепло до 96% имеющейся в твердом топливе калорийности.
Именно эта особенность делает их наиболее привлекательными с экономической точки зрения при выборе вида автономного отопления частного домовладения, промышленных помещений или коммерческой недвижимости.
Письмо Звонок
Пиролизный котел – Пиролизные котлы длительного горения – Росиндуктор
ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ – это система отопления, в которой нагрев теплоносителя происходит пиролизным горением. Нужен пиролизный твердотопливный котел с хорошими характеристиками? Росиндуктор – это пиролизные котлы длительного горения
от профессионалов.- Пиролизный твердотопливный котел
- Пиролизный котел — принцип работы
- Пиролизные котлы на дровах
- Лучшие пиролизные отопительные котлы
- Водяные пиролизные котлы
- Пиролизные котлы длительного горения
- Пиролизная печь – Пиролизная установка
- Пиролизное топливо – Пиролизный газ
Пиролизный твердотопливный котел
Пиролизный твердотопливный котел – один из эффективных и экологически безопасных способов обогрева жилых или производственных помещений.
В пиролизном котле твердое топливо используется более рационально, а тепло от его сгорания идет в ход повторно. В таком котле может сжигаться любой вид твердого топлива, не зря на многих промышленных предприятиях используется именно пиролизная переработка отходов. Принцип пиролиза основан на дожигании газов за счет чего процесс передачи тепла длится дольше примерно на 10-12 часов, а выделение вредных веществ в атмосферу сводятся к минимуму.
Котел на пиролизном топливе работает практически без отходов, поэтому не нуждаются в частой чистке дымохода. Стоит учитывать, что такие котлы являются энергозависимыми, поскольку требуют наличия дымососа.
Пиролизный котел — принцип работы
Работа пиролизного котла строится на экзотермическом процессе, при котором за счет недостатка кислорода при сжигании твердого топлива образуется газ. В дальнейшем он смешивается с теплым вторичным воздухом в камере дожига.
После того как дрова или уголь, опилочные или торфяные брикеты полностью разгорятся поступление кислорода уменьшается, а твердое топливо начинает медленно тлеть. Такой способ нагрева увеличивает время горения топлива и количество передачи тепловой энергии.
Пиролизные котлы на дровах
Согласно законам физики различные тела при нагревании и ограниченной подаче кислорода выделяют определенное количество газа. Больше всего пиролизного газа образуется при тлении древесины.
Лучше всего для топки котла использовать так называемые пиролизные дрова. Это поленья из древесины твердых пород, например дуба, ольхи или бука, а вот за счет высокого содержания смол хвойная древесина совсем не подходит для таких котлов. Средний расход дров за сезон для отопления небольшого частного дома будет равен 6-10 кубических метров.
Наибольшую эффективность имеют котлы с верхней загрузкой твердого топлива. В таких моделях с нижним горением также происходит подогрев и сушка дров, поэтому можно использовать не до конца просушенные поленья, примерно на 45 %.
Это не будет влиять на эффективность горения и работу прибора. В котлах с нижней загрузкой можно использовать древесину с уровнем влажности не больше 20 %.
Лучшие пиролизные отопительные котлы
Отопительные котлы с пиролизным принципом горения, так же как и любые другие котлы выбираются по принципу мощности, а также типу загрузки дров, количеству контуров и материалу теплообменника. Лучшими европейскими брендами котлов можно назвать Будерус и Viessmann, Atmos и Wattek, Herz Firestar и Hargassner. Поскольку пиролизное отопление на сегодняшний день пользуется большой популярностью в России, отечественные производители подключились к производству таких котлов, поэтому без труда можно подобрать подходящую модель. Среди российских производителей лучшими можно назвать Буржуй-К и Zota. Стоит учитывать, что котлы российского производства в основном предназначены для сжигания дров с повышенной влажностью, поэтому порой их эффективность снижается особенно при нижней загрузке.
Водяные пиролизные котлы
Пиролизные котлы с водяным контуром в отличие от конвекционных позволяют эффективно отопить частный дом. Вода в теплообменнике нагревается и поступает в трубы и радиаторы. После остывания она возвращается в котел. Такая непрерывная циркуляция позволяет равномерно обогреть все помещения. Кроме того существуют двухконтурные котлы с проточным или накопительным режимом нагрева. Они подогревают воду не только для отопления, но и для хозяйственных нужд. Стоит учитывать, что одноконтурный котел отличается большей производительностью и мощностью.
Пиролизные котлы длительного горения
Пиролизные котлы длительного горения обладают рядом достоинств, особенно если используются в доме удаленном от центрального газоснабжения. Они эффективно прогревают помещения, экономят топливо и их можно полностью автоматизировать.
Однако существует и ряд недостатков: для таких котлов необходимо отдельное помещение не только для самого оборудования, но и для хранения твердого топлива.
Во-вторых, такие котлы необходимо периодически прочищать и регулярно опустошать поддон с золой. Ну и наконец, пиролизные котлы имеют высокую цену. Однако она с лихвой компенсируется будущей экономией и теплой атмосферой в доме.
Пиролизная печь – Пиролизная установка
Пиролизные печи используются не только для обогрева загородных домов, но в качестве специального оборудования для производства. Пиролизные установки чаще всего применяются на производстве и предназначены для сжигания покрышек, пластиковых отходов и отработанных масел. Такая установка является экологически безопасной, поскольку все вредные газы дожигаются в дополнительной камере. В пиролизной установке во время утилизации отходов образуются такие компоненты как газ, жидкое топливо или пиролизная жидкость, которая впоследствии может быть разделена на фракции различных нефтепродуктов, металлокорд, технический углерод. Для получения тепловой энергии в установке используются отходы древесины, шелуха сельхоз культур, отходы птицефабрики и прочие отходы с содержанием углерода более 27 %.
Пиролизное топливо – Пиролизный газ
Существуют различные виды пиролизных котлов. Некоторые из них работают только на дровах или на угле, а другие могут сжигать даже твердые бытовые отходы, и, по сути, являются универсальными утилизаторами отходов. Сжигается не только твердое топливо, но и газ, поэтому такой котел — экологичное решение для загородного дома. В процессе медленного тления дров образуется пиролизное топливо — газ, который дожигается в дополнительной камере, а сам котел выделяет больше тепла. Кроме того пиролизный газ используется в качестве жидкого топлива для котлоагрегатов и заменяет печное топливо.
Сушка и пиролиз бревен
Эта работа касается сжигания бревен в небольших котлах для отопления домов, которые в Швеции удовлетворяют потребность в тепле в размере 12 ТВтч в год. В котлах мощностью от 10 до 30 кВт, используемых для бытового центрального отопления, преобладающим способом сжигания является сжигание на колосниковой решетке.
Прогнозирование кратковременного выброса горючего газа из топки в таких котлах позволяет оптимизировать конструкцию камеры сгорания для минимизации выбросов несгоревших и вредных выбросов. Выпуск газа регулируется нагревом каждого бревна. Тепловой поток к бревну определяется конструкцией печи и окружающими бревнами. Воздействие на бревно теплового потока приведет к испарению воды (сушке), а затем к термическому разложению (пиролизу) древесины на летучие (около 80 %) и обугленные вещества (около 20 %). Впоследствии эти составляющие сгорят.
Для прогнозирования газовыделения из бревна в условиях горения исследуют сушку и пиролиз одного бревна, идеализированного до цилиндра. Сложная отопительная ситуация в дровяной топке малогабаритного котла упрощается до постоянной температуры стенок топки. Ход сушки и пиролиза контролировали по измерениям распределения внутренней температуры и потери массы. Исследованы теплопередающие свойства древесины и древесного угля. На основе сравнения данных измерений и моделирования с использованием численной модели обсуждаются применимость измеренных тепловых свойств, подмодель пиролиза и анизотропия проницаемости древесины.
Полученные результаты позволяют предположить, что моделирование сушки и пиролиза термически толстых древесных частиц должно включать:
Структурные изменения при пиролизе вызывают рост пор, образование трещин и глобальную усадку образца.
Механизм реакции пиролиза, который точно предсказывает начало пиролиза при низких скоростях нагревания, например, внутри частицы.
Сушка определяется проницаемостью для жидкости в продольном направлении волокна при содержании влаги выше точки насыщения волокна.
Мгновенное нетепловое равновесное выделение газа из частицы при температуре выше 400 °С (после пиролиза).
Из-за структурных изменений в сочетании с неопределенностями в литературе по теплофизическим свойствам древесины и древесного угля рекомендуется использовать простой подход, например, постоянный коэффициент температуропроводности. Применение результатов этого исследования к другим типам термически толстых древесных частиц требует данных о термических свойствах древесины и древесного угля в сочетании со структурными изменениями таких частиц.
структурные изменения
теплопередающие свойства
пиролиз
сушка
одиночная частица
древесина
Автор
Дженни Ларфельдт
Департамент преобразования энергии
Предметные категории
Физические науки
Электротехника, электроника, информатика
ISBN
91-7197-957-3
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Новая серия: 1641
Дополнительная информация
Создан
08.
10.2017Термическое преобразование | biofuels
Термическая конверсия
Включает использование тепла в присутствии кислорода или без него для преобразования материалов биомассы в другие формы энергии. Основные технологии термической конверсии включают прямое сжигание, пиролиз и торрефикацию.
Сжигание
Прямое сжигание – это сжигание биомассы в присутствии кислорода. Котлы и печи обычно используются для привода турбин для производства электроэнергии или пара для использования в системах централизованного теплоснабжения/охлаждения. Биомасса сгорает в камере сгорания, превращая биомассу в тепло в печи. Там тепло распространяется в виде воды или горячего воздуха. Теплота сгорания превращается в пар в котле. Пар можно использовать для производства механической энергии, электричества, нагревания и охлаждения. Примерно 60-85% энергии топлива из биомассы можно найти в паре котлов.
Совместное сжигание – это практика, позволяющая использовать биомассу на ранних этапах преобразования возобновляемой энергии.
Это сжигание ископаемого топлива, такого как природный газ или уголь, с сырьем из биомассы. Многочисленные преимущества связаны с совместным сжиганием, особенно когда электричество является выходом. Ясно, что электростанции, работающие на ископаемом топливе, сильно загрязняют окружающую среду с точки зрения выбросов СГС, CO2 и серы. Совместное сжигание биомассы может быть экономически эффективным способом достижения более строгих целей по выбросам, если мы будем использовать существующее оборудование с некоторыми модификациями. Низкое содержание серы в топливе из биомассы позволяет ему потенциально компенсировать более высокое содержание серы в ископаемом топливе.
«Биомасса также может использоваться в когенерации, также называемой комбинированным производством тепла и электроэнергии (ТЭЦ), которая представляет собой одновременное производство тепла и электроэнергии. Все электростанции производят тепло как побочный продукт производства электроэнергии, и это тепло обычно выбрасывается в окружающую среду через градирни (которые выделяют тепло в атмосферу) или сбрасываются в близлежащие водоемы.
Однако в процессах ТЭЦ часть «отработанного тепла» рекуперируется для использования в централизованном теплоснабжении. Когенерация превращает около 85% потенциальной энергии биомассы в полезную энергию». (Цитата Т-28).
Citation I-98
Пиролиз и торрефикация не обязательно непосредственно производят полезную энергию, но в условиях контролируемой температуры и кислорода они используются для преобразования сырья биомассы в газ, масло или формы древесного угля. По сравнению с исходной биомассой эти энергетические продукты обладают большей плотностью энергии. Кроме того, благодаря низким транспортным затратам или более предсказуемым и удобным характеристикам сгорания их можно использовать в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах.
Пиролиз — это процесс воздействия на исходную биомассу высоких температур (более 430 °C) при низком уровне кислорода и в среде под давлением. При этом биомасса подвергается частичному сгоранию. Процессы пиролиза приводят к жидкому топливу и твердому остатку, называемому углем или биоуглем.