Пиролизные котлы своими руками: Пиролизный котел своими руками: устройство и принцип работы

самостоятельное изготовление по схемам и чертежам

В связи с тем что на дворе опять кризис, цены на бытовой газ и электричество неуклонно растут. Многие владельцы газовых и электрических котлов ужа стали задумываться об альтернативном источнике отопления. Все чаще они обращают внимание на твердотопливные котлы. Однако цена таких отопительных устройств тоже довольно высока. Поэтому те владельцы загородных домов, кто обладает навыками работы с металлом и понимает устройство котла на твердом топливе, пытаются изготовить такой котел самостоятельно. В данной статье мы постараемся осветить тем моменты, на которые стоит обратить внимание если вы хотите изготовить пиролизный котел своими руками.

В чем особенность пиролизного котла?

О том как создать своими руками классический твердотопливный котел мы рассказывали в одной из наших прошлых статей. Давайте разберемся чем пиролизные отличаются от традиционных.

Метод пиролизного горения обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционным. Давайте рассмотрим, что же такое пиролиз и в чем его основные плюсы.

Пиролизом называют разложение углеводородов, например древесины на твердую, жидкую и газообразную составляющую в условиях высокой температуры и недостатка кислорода. В случае с дровами, при их пиролизе образуется древесный газ, древесная смола и древесный уголь в качестве твердого остатка. Пиролизный котел как раз и работает по этому принципу.

Конструкция пиролизного котла включает в себя две камеры, в первой из них происходит непосредственно выделение пиролизного газа из твердого топлива, а во второй – дожиг образовавшихся газов. Схема конструкции такого котла показана на рисунке:

Фото 1: Схема устройства самодельного пиролизного котла

Так как движение газов происходит сверху вниз, тяга в таких котлах принудительная. Однако существуют модели с естественной тягой иной конструкции, например твердотопливный котел отопления «Гейзер».

Давайте разберем преимущества этого метода, в сравнении с традиционным способом сжигания топлива. Итак, основные преимущества котла пиролизного типа в следующем:

• Существенная экономия топлива

  Благодаря использованию метода раздельного сжигания составляющих твердого топлива, достигается значительно увеличение эффективности прибора. Заложенные в котел дрова сгорают практически не оставляя золы, а исходящие газы содержат минимум вредных примесей. При традиционном методе, значительная часть энергии попросту «улетает в трубу».

• Длительность работы на одной загрузке

  Отопительные устройства пиролизного типа по сути являются котлами длительного горения. Эффективное использование топлива плюс наличие возможности регулировки интенсивности процесса позволяет значительно увеличить время работы котла на одной загрузке топлива.

• Экологичность

  Эффективность сжигания топлива в пиролизных котлах позволяет им соответствовать высоким экологическим нормам. В процессе горения топлива, остается минимум золы, а исходящие газы почти целиком состоят из водяного пара и не содержат вредных веществ. Требования экологической безопасности разрешают их использование даже в жилых кварталах.

• Возможность регулировки процесса горения

  Регулируя подачу воздуха в топочную камеру можно управлять интенсивностью процесса пиролиза, а следовательно и количеством выделяемого газа. Это дает возможность регулировать температуру теплоносителя в системе отопления.

Фото 2: Процесс дожига пиролизных газов

Однако следует отметить, что использование пиролиза имеет ряд особенностей и ограничений. Давайте рассмотрим их по порядку:

• Требовательность к влажности топлива

  В пиролизных котлах рекомендуется использовать топливо с влажностью ниже 20%. Использование более влажного топлива значительно снижает КПД устройства и способствует повышенному отложению смол на стенках дымохода.

• Работа на полной мощности

  Использовать котел пиролизного горения нужно с максимальной закладкой. Подкидывать и протапливать по чуть-чуть нежелательно так как это снижает его эффективность и негативно сказывается на сроке службы.

• Высокая цена заводских устройств

  Стоимость пиролизных котлов примерно в 2 раза выше, чем обычных, таких как например чешский твердотопливный котел отопления «Viadrus U22». Именно потому, что не все могут позволить себе купить такое устройство, многие умельцы и решаются изготавливать их самостоятельно.

Фото 3: Самодельный котел на дровах пиролизного типа

Этот краткий обзор плюсов и минусов котлов пиролизного типа показывает, что данные устройства имеют ряд существенных преимуществ перед моделями прямого горения. Однако их высокая цена толкает многих мастеров любителей к изготовлению самодельных отопительных устройств использующих принцип пиролиза.

Подготовка чертежей, оборудования и материалов

Начиная подготовку к изготовлению своими руками, такого устройства как пиролизный котел, в первую очередь необходимо обзавестись необходимыми чертежами. В сети или на торрентах вы вряд ли найдете где скачать их бесплатно, а вот за деньги на профильных форумах многие умельцы предлагают комплекты чертежей котлов различных мощностей и модификаций. Приобретая такой комплект вы сэкономите себе кучу времени и материалов, а также в комплекте получите подробную инструкцию по сборке и консультацию самого разработчика.

Прежде чем приступать к созданию пиролизного котла, необходимо подготовить все необходимы инструменты и материалы. Нам понадобятся следующие инструменты:

• Для резки металла вам понадобится обычная полупрофессиональная болгарка.
• Мощная дрель и набор сверл по металлу.
• Трансформаторная сварка для соединения деталей котла в единое целое. Однако данный тип сварки способен существенно перегружать электросеть. Поэтому во избежании сбоев в сети лучше воспользоваться инверторным сварочным аппаратом.

Фото 4: Болгарка для работы с металлом

Обычно в быту используются котлы малой и средней мощности 25-80 кВт. Такие котлы способны отапливать как типовой деревянный или каркасный дом, так и кирпичный коттедж с несколькими этажами. Для изготовления пиролизного котла мощностью 30 кВт в домашних условиях потребуются купить следующие материалы:

• Лист жаропрочной стали толщиной 5 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Стальной лист толщиной 4 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Металлический лист толщиной 6 мм, шириной 1 м и длинной 1 м;
• 3 м металлического уголка 50;
• 9 м стальной трубы с толщиной стенки 4 мм и диаметром 76 мм;
• 16 профильной трубы 25Х25Х3;
• 1 м круглого прута толщиной 20 мм;
• 2 м круглого прута толщиной 14 мм;
• Около 5 трехкилограммовых пачек электродов;
• 9 шт. шамотных кирпичей для футеровки;
• Центробежный вентилятор.

Фото 5: Сварочный аппарат для создания пиролизного котла своими руками

Обладая подробными чертежами, инструментами и материалами можно приступать к созданию самодельного котла пиролизного типа своими руками. Но перед тем как приступить к созданию самодельного котла, необходимо ознакомиться с техникой безопасности по работе с металлами и сваркой.

Техника безопасности при изготовлении

Знание техники безопасности при любой работе с металлами, будь то сварка или резка, поможет вам избежать серьезных травм. Мы настоятельно рекомендуем вам начинать изготовление самодельного котла только убедившись, что все необходимые меры безопасности приняты.

Фото 6: Футеровка загрузочной камеры шамотным кирпичом

В домашних условиях обычно применяются трансформаторные или инверторные сварочные аппараты. Основными мерами безопасности при проведении сварочных работ являются:

• Перед тем как начать варить котел своими руками, убедитесь в наличии заземления, а также максимальной изоляции проводов.
• Запрещается проводить сварочные работы в темное время суток, во время дождя, а также неподалеку от горючих и легковоспламеняющихся предметов.
• Изготавливая котел в тесном помещении, следует делать частые перерывы выходя при этом на улицу и проветривая помещение.
• Выполняя сварку металлических деталей, следует одеться в защитную одежду, а также использовать защитные очки для глаз.

При выполнении работ с металлами следует придерживаться следующих норм и правил:

• Резку и шлифовку необходимо выполнять в защитных перчатках и очках.
• Неподалеку от места создания пиролизного котла у вас должна находится аптечка.
• Следует учитывать, что при резке металла он нагревается, что может привести к ожогам.
• При отсутствии надлежащего опыта владения болгаркой, следует избегать использования зубчатых дисков и дисков большого диаметра. Также не следует снимать защитный кожух.

Фото 7: Пиролизные котлы длительного горения кустарного производства

Соблюдение этих несложных правил при изготовлении котла своими руками поможет вам избежать серьезных травм и увечий.

Самостоятельная установка и монтаж

Самодельный пиролизный котел помимо точного расчета и правильной сборки требует, правильного монтажа и обвязки для эффективной работы в отопительной системе дома:

• Установку следует производить на специальную бетонную стяжку толщиной не менее 7 см. Длина и ширина фундамента должна быть больше основания котла на 10-20 см.
• На прямой и обратной линии должны быть установлены запирающие вентили полностью отключающие котел от системы отопления.
• Монтаж изготовленного своими руками пиролизного котла должен производится в соответствии со СНиП ІІ-35-76.
• При подготовке к первому пуску котла, следует убедиться, что уплотнительный шнур плотно уложен в канавки дверцы, и из под него не происходит утечки продуктов сгорания.
• Сечение дымохода должно быть не меньше сечения патрубка отходящих газов. Высота и форма сечения и его площадь должны быть такими, чтобы обеспечивать на выходе достаточную тягу, для полного вывода продуктов сгорания в атмосферу.

Более подробно о создании в домашних условиях самодельного котла пиролизного типа своими руками смотрите в следующем видео:

В заключении отметим, что самостоятельно создание пиролизного котла достаточно трудоемкий процесс. Однако, если вы обладаете мастерством и терпением, то изготовление отопительного устройства своими руками обойдется вам значительно дешевле, чем покупка заводской модели. Надеемся, что пиролизный котел собранный вами будет работать долго и исправно обогревать ваш дом в течении долгих лет.

чертежи схемы; как сделать его из кирпича на естественной тяге, пошаговая инструкция

Прежде всего, чтобы сконструировать пиролизный котел своими руками, подбирается подходящая схема и чертеж.

Рассмотрим три основных способа изготовления из различных материалов:

• Из бочки или стального листа в виде цилиндра.
• Из прочной стали в кубической форме, используя схему Беляева,
• Из кирпича в виде печи. Прежде чем выбрать тот вид котла, который вы будете создавать, рассмотрите все чертежи и схемы, а также инструкции по сборке.

Каждый тип самодельного оборудования длительного горения обладает своими преимуществами и недостатками. Из бочки получится компактная конструкция для гаража, а кирпичная печь сможет обогреть весь дом, значительно экономя топливо.

Пиролизный котел из бочки

Нам потребуется 200 литровая металлическая бочка. Можно взять готовую, а можно изогнуть и сварить лист стали толщиной 3-4 мм. Срезаем у нее верхний торец и делаем из него крышку, приварив по окружности полоску металла. По центру высверливаем отверстие под воздуховодную трубу. Сбоку в верхней части бочки сверлим отверстие под дымоход и ввариваем в него дымоходный патрубок.

Следующим делаем поршень. Он представляет собой круг, по диаметру несколько меньший крышки бочки, чтобы он мог в нее поместиться. По центру сверлиться отверстие и к нему приваривается воздуховодная труба, по которой кислород будет поступать в топку.

Пиролизный котел из бочки

В верхней части делаем заслонку, которая будет регулировать количество поступающего внутрь воздуха. Для этого сверлим сквозное отверстие, вставляем в него плотный штырь и привариваем внутри к нему небольшую пластину. Вращая его, мы меняем площадь отверстия.

Снизу стальной лист необходимо утяжелить, чтобы при сгорании поршень под своей тяжестью опускался и измельчал сгоревшее топливо. Важно, чтобы все сварочные швы были герметичны. Если этого не будет, котел не сможет работать достаточно эффективно.

Пользоваться таким самодельным котлом просто. На дно засыпается топливо и поджигается. Когда оно достаточно разгорится, сверху устанавливается поршень и закрывается крышка. По мере горения, поршень постепенно будет опускаться.

Под ним будет происходить процесс тления, а сверху него будут сгорать выделяемые газы. Такая конструкция еще называется пиролизной головкой и может работать на дровах или смежных видах топлива из древесных отходов.

Котел по схеме Беляева

Нам понадобятся следующие материалы:

• Около 10 квадратных метров металлического листа толщиной 4-5 мм.
• 8 метров стальной трубы, диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм.
• По одному метру трубы диаметром 159 мм и 32 мм.
• 15 штук шамотного кирпича.
• Вентилятор дутьевой.
  Дутьевой вентилятор на пиролизном котле
• Стальные полосы, шириной 20, 30 и 80 мм.

Из основных инструментов нужны будут болгарка, дрель и сварочный аппарат.

Пошаговая инструкция сборки пиролизника:

1. Собирается две камеры сгорания. Топка, в которой будет сгорать древесина и газовая, где горят выделяемые газы.
2. К ним приваривается задняя стенка и воздухоотводы из швеллера или профтрубы с просверленными отверстиями.
3. В топке делается отверстие и вваривается патрубок, через который будет поступать внутрь кислород.
4. Следующим изготовляется теплообменник. Для этого берем две пластины металла и просверливаем в них симметричные отверстия под трубу сечением 57 мм.

   Труба режется на куски одинаковой длины, и они ввариваются в заготовки. Далее он приваривается к котлу.

5. Перед тем, как сделать и приварить лицевую стенку на камеры сгорания, в ней производятся два отверстия. Они будут предназначены для труб входящего и выходящего воздуха.
   Схема пиролизного котла
6. Приваривается боров и крышка перед заслонкой. Все сварочные швы важно зачистить болгаркой.
7. Сверху всю конструкцию обшиваем листом шириной 4 мм с уголками. Верхнюю часть дополнительно утепляем. После этого проверяем короб на герметичность. Сделать это можно с помощью воды. Если герметичности не будет, КПД котла значительно уменьшится.
8. Из чугунных пластин делаются дверцы для камер сгорания. Привариваются петли и они устанавливаются. Сверху ставятся защелки.
9. Нижнюю камеру выкладываем кирпичами, предварительно порезав их по необходимым размерам. Так как их не будет видно, не обязательно покупать новые. Можно найти бесплатно возле любого разрушенного здания.
10. Устанавливается нагнетающий вентилятор на выход воздуховодной трубы.

Также такую конструкцию можно сделать из КСТ котла, применив его в качестве корпуса.

Кирпичный пиролизный котел

В своем доме можно построить печь, которая будет работать по принципу пиролиза. Она монтируются в одну из стен. Дымоход выводится на крышу, продукты сгорания выводятся на естественной тяге. Камеры сгорания делаются стальными, колосник чугунный, корпус из кирпичной кладки. Во всем остальном устройство принципиально ничем не отличается.

Схема пиролизного котла из кирпича

По периметру конструкция выкладывается керамическим кирпичом, внутренние перестенки делаются из шамотного кирпича. Важно кладку производить очень качественно, так кА от этого будет зависеть производительность печи.

В заключение предлагаем посмотреть видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками из газового баллона:

Пиролизный котел своими руками

В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.

Внимание! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.

Что собой представляет пиролизный котёл

Как работает

Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.

Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.

Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.

Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.

Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.

Преимущества и недостатки

Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.

К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:

• Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
• Большой объём загрузочной камеры.
• Высокий КПД.
• Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.

Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

• большие габариты,
• зависимость от наличия сети,
• требовательность к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
2. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
3. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
4. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
6. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Итоги

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

Собираем пиролизный котел собственными руками: инструкция и технология работы

Еще есть регионы, в которых отсутствует централизованное отопление. Единственным источником тепла в них являются котлы, работающие на твердом или жидком топливе. Тем, кому доводилось ознакомиться с работой таких котлов на практике, знают, сколько недостатков имеют подобные устройства.

Относительно недавно появились котлы, которые работают на древесине, но основной тепловой эффект получается за счет сгорания пиролизных газов. К сожалению, рыночные варианты пиролизных котлов имеют высокую цену. Но ничто не мешает мастерам собрать простой пиролизный котел своими руками, собрав экономичный и высокоэффективный отопительный прибор.

Принцип устройства пиролизных котлов

Пиролизный процесс сгорания носит название сухой перегонки. В результате взаимодействия высоких температур и недостатка кислорода древесина, находящаяся в котле, разлагается до кокса, выделяя при этом пиролизный газ. При смешении данного газа с большим объемом кислорода под воздействием катализатора (высокой температуры) происходит экзотермическая реакция, приводящая к возгоранию газа.

Пиролизный газ также вступает в реакцию с углеродом, в результате чего дым, выходящий после отработки топлива, не содержит вредных соединений. Продукты распада древесины (кокс) также в процессе горения выделяют тепло, поддерживая реакцию. Отсюда следует вывод, что КПД пиролизного котла приближается к 100% эффективности.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

В первую очередь, рассмотрим преимущества данного вида оборудования:

• Котел в течение длительного времени способен поддерживать высокую температуру
• Небольшие затраты на энергоносители. При одинаковом количестве древесины, используемой для отопления, пиролизный котел работает на 6-9 часов дольше, чем дровяной котел
• В продуктах распада содержится минимальное количество вредных веществ
• В качестве топлива можно использовать древесные плиты и некоторые виды полимерных материалов

К недостаткам можно отнести следующие нюансы:

• Высокая стоимость оборудования на отечественных рынках
• Используемое топливо должно быть качественно просушено перед загрузкой. В обратном случае эффективность пиролизного котла заметно падает
• Зависимость от электросети. Для поддержания процесса горения необходимо усиливать воздушный потом с помощью вентилятора, который подключается к сети

Самым популярным способом отопления является отопление частного дома газом. Природный газ – самое экономичное топливо для частного дома. Правда, придётся потратиться на специалистов для установки такого отопления, так как монтаж отопления газом самостоятельно не имея опыта чреват не только поломками. Под угрозу ставятся здоровье и жизнь пользователей.

Для отопления газом можно использовать разные виды труб: стальные, медные, оцинкованные, полипропиленовые. О полипропилене для отопления читайте здесь.

Классическая модель пиролизных котлов

Конструктивная особенность данной модели отопительных устройств — это две камеры сгорания, которые необходимы для качественного и эффективного поддержания пиролитического процесса. Загрузочная камера предназначена для разложения энергоносителя и выделения пиролизного газа. После этого газы попадают во вторую камеру, где при смешении с кислородом образуют горючую смесь. Между камерами установлен колосник, на который укладывают брикеты.

Еще одна особенность пиролизного котла — наличие принудительной тяги. Повышенное аэродинамическое сопротивление обуславливает необходимость установки специального дымососа или вентилятора, который будет обеспечивать подачу кислорода.

Необходимые инструменты и материалы для сборки

Для того, чтобы самостоятельно собрать пиролизный котел, необходимо приобрести следующие инструменты:

• Электросварка. Рекомендуется использовать модели, работающие от постоянного тока
• Дрель
• Большая шлифовальная машина для углов (с возможностью установки круга с диаметром 230 мм). Также желательно иметь круг с диаметром 125 мм, но можно обойтись и без такового

После приобретения всех необходимых инструментов нужно найти соответствующие материалы, из которых будет собираться пиролизный котел:

• Качественное листовое железо. Металлический лист должен быть толщиной от 4 до 6. 5 мм, а его общая площадь — не менее 7 кв. м. Для того, чтобы сэкономить на данном пункте, можно использовать 4-мм. листовую сталь только для сборки загрузочной камеры. Для второй камеры и внешних стенок можно использовать и более тонкие листы железа
• 57-мм труба длиной 6-8 м, толщина стенок — в пределах 2,5-3 мм
• 159-мм труба длиной 0.7 м, допустимая толщина стенок — не более 4.5 мм
• Две профтрубы, одна 60х30, другая — 80х40. Длина труб — 1 м
• Полоса стали шириной 20 мм, толщиной 4 мм и длиной 7 м
• Полоса стали с параметрами: ширина — 35 мм, толщина — 4 мм, длина — 1.5 м
• Полоса стали с шириной не меньше 85 мм, толщиной 5 мм и длиной 1 м
• Электроды — 5 пачек
• Отрезные круги — 10 штук, диаметр — 230 мм, шлифовальные круги — 5 штук, диаметр — 125 мм
• Температурный датчик
• Вентилятор

Это основные материалы, которые понадобятся мастеру для сборки пиролизного котла. В процессе работы может оказаться, что некоторых расходных материалов нет. Тем не менее, это не повлияет ни на цену сборки, ни на её качество.

Пиролизный котёл своими руками (чертеж)

Прежде чем начинать сборку такого сложного устройства, необходимо составить схему всех частей котла. Мы не рекомендуем разрабатывать самодельные котлы отопления с нуля (конечно, если мастер не является инженером-теплотехником). Намного проще взять уже готовую схему и собрать по ней, при необходимости внеся необходимые дополнения или доработки.

Схема пиролизного котла своими руками:

• А — аппарат, контролирующий контур котла
• В — дверца, через которую производится загрузка
• С — зольник
• D — отвод для дыма
• E — муфта, предназначающаяся для датчика предохранителя
• F — патрубок, который устанавливается для аварийной линии
• G — магистраль подачи теплоносителя на контуре KV
• H — подводка воды в теплообменник, R= 3/4 дюйма
• K — подводка горячей воды в теплообменник
• L — выходная магистраль контура KR
• M — Расширительный бак

Предложенный вариант является не самым простым — это известная схема котла Беляева. При желании, можно найти в Интернете и куда более простые конструкции пиролизного котла своими руками, но мы предлагаем нашим читателям именно тот вариант, технологические особенности которого будут оптимальными. При изменении конструктивных особенностей нужно помнить, что размер внутренней камеры должен меняться незначительно.

Взять во внимание: при осуществлении пробного запуска пиролизного котла необходимо определить показатель КПД. Конечно, расчеты можно не проводить — достаточно посмотреть на состояние дыма. Если не чувствуется угарный газ — КПД пиролизного котла высокий.

Пиролизные котлы в качестве теплоносителя могут использовать не только воду, но и воздух. Теплоноситель перемещается по контурам точно так же, как и вода. Данная система эффективна в домах, которые владельцы посещают достаточно редко, например, в дачных домах из пеноблоков.

Если для дачного дома можно и пренебречь отоплением, то каркасные дома для зимнего проживания нуждаются в обязательной установке отопительных систем. Кстати говоря, каркасные дома имеют множество преимуществ. Они легки в возведении, имеют сравнительно небольшую стоимость строительства, высокие теплоизоляционные свойства. О каркасных домах для постоянного проживания читайте здесь.

Помимо отопления нужно заняться и вентиляцией дома. О монтаже вентиляции в доме читайте в этой статье. Если подойти к этому делу серьёзно, то вентиляционную систему можно сделать своими руками.

Условия противопожарной безопасности

Важна не только технологическая реализация, но и выполнение правил установки пиролизного котла с учетом всех требований безопасности. Должны соблюдаться такие условия:

• Котел должен устанавливаться исключительно в нежилом помещении
• Под котлом должно находиться кирпичное или бетонное основание
• Расстояние до ближайших стен или предметов интерьера должно быть не менее 30 см
• Помещение должно хорошо вентилироваться

Взять во внимание: дымоход котла после установки рекомендуется утеплять минеральной ватой для того, чтобы избежать образование конденсата и смол на внутренней поверхности трубы.

Помимо схемы, советуем ознакомиться читателям с видеоматериалами, посвященными самостоятельной сборке пиролизного котла.

Видео о пиролизных котлах своими руками

Изготовление пиролизного котла своими руками (15-25 кВт)

Сделать своими руками пиролизный котел (45кВт)

Твердотопливный пиролизный котел своими руками

чертежи схемы; как сделать его из кирпича на естественной тяге, пошаговая инструкция

Отопительная система в том или ином варианте, но присутствует в каждом доме. Если раньше ее основу составляла печь, то сегодня ее практически повсеместно заменили специальные устройства – отопительные аппараты.

Но если большинство из них имеют похожие конструкции, то схема пиролизного котла от них отличается очень сильно. Это связано с работой на различных видах топлива.

Однако способ его сжигания тоже может быть разным. Чтобы убедиться в этом рассмотрим устройство пиролизного котла, его принцип действия и схему подключения в подробностях.

Новинка в отоплении дровами

То, что работа любой домашней печи, да и многих современных отопительных аппаратов основана на сжигании топлива, при обязательном поступлении воздуха, обогащенного кислородом, известно всем. Но современные газогенераторные модели котлов в корне перечеркнули данный принцип.

Для их работы необходима высокая температура при недостатке кислорода, а значит, конструкция пиролизного котла в корне отличается от других моделей. Что же происходит с дровами в данном случае?

Под воздействием высокой температуры они распадаются на составляющие:

• Твердые остатки (уголь)
• Пиролизный газ
• Смолу
• Метиловый спирт

Все полученные вещества горючи и сжигаются при работе аппарата, при этом, чем сильнее будут нагреваться дрова, тем больше газа получится на выходе. А на его сжигании и основана работа аппарата, за что их часто называют газогенераторными.

Чтобы понять, как происходит данный процесс, рассмотрим, что представляет собой конструкция пиролизных котлов и какие функции выполняет каждый из узлов.

Функционирование котла с пиролизным горением

Принцип работы пиролизного котла основывается на термическом разложении твердого топлива на химические составляющие:

• углерод;
• пиролизный газ.

Процесс генерации горючего пиролизного газа из древесины и других видов твердого топлива возможен при высоких температурах, находящихся в диапазоне 200-8000, в условиях дефицита кислорода и последующего дожигания выделившегося газа, который смешивается с вторичным разогретым воздухом в камере дожига. При процессе пиролизного сжигания дымовые газы на выходе из котла главным образом содержат углекислый газ и водяные пары, количество вредных примесей сведено к минимуму.

Классическая схема устройства

Основные элементы пиролизного котла:

• Камеры дожигания и газификации
• Каналы подачи воздуха
• Водный теплообменник
• Колосниковая решетка
• Дымоход
• Датчики температуры и давления
• Вентилятор или дымосос

Однако для того чтобы хорошо представлять себе весь процесс работы отопительного агрегата рассмотрим устройство пиролизных котлов, и познакомимся с назначением каждого из входящих в него узлов.

Начнем с того, что любой отопительный аппарат предназначен для подогрева воды до необходимой температуры, и подачи ее в систему. Для этой цели используется водный теплообменник. Теплоноситель поступает в него через патрубок обратной линии, нагревается и возвращается обратно через подающую линию.

Топочная камера применяется для сжигания топлива и его разложения при недостатке первичного воздуха. Количество последнего регулируется при помощи независимого терморегулятора.

Отсек дожигания необходим для окисления пиролизного газа при взаимодействии с вторичным воздухом и сбора золы. Патрубок отходящих газов и дымоход – необходимы для выброса дыма в атмосферу.

Схема работы пирокотла

Схема пиролизного котла заключается в последовательности следующих процессов:

• загрузка топлива в топку котла, розжиг;
• после того как топливо разгорелось, заслонка прикрывается, процесс горения постепенно переходит в стадию тления;
• по первичному каналу в камеру загрузки подается наружный воздух, часть которого используется на поддержание процесса тления и достижения необходимой температуры газификации;
• пиролизные газы через колосниковую решетку поступают в камеру сгорания;
• для обеспечения процесса горения пиролизных газов в камеру дожигания по вторичному каналу подается воздух;
• летучие продукты сгорают, выделяя определенное количество тепла, часть которого направляется под колосниковую решетку и используется для поддержания пиролиза, вторая непосредственно идет на нагрев котла;
• отработанные продукты горения проходят через водный теплообменник и выводятся в дымовую трубу;
• поддержание оптимальной температуры сгорания поддерживается системой терморегулирования.

Дополнительную информацию о работе пиролизного котла можно почерпнуть из видео

Поэтапная работа пиролизного котла

Чтобы иметь наиболее полное представление о конструктивных особенностях аппарата и принципе его действия рассмотрим устройство пиролизного котла и схемы его подключения на фото, представленном ниже.

Камеры располагаются одна над другой и разделены между собой колосниковой решеткой. На начальном этапе дрова загружаются в верхнюю часть, которая представляет собой топливный бункер и поджигаются.

После закрытия дверки и запуска дымососа или вентилятора происходит подсушивание дров. Далее при повышении температуры до 200 и более градусов и недостатке кислорода в камере происходит разложение на твердый остаток и древесный газ – в этом и заключается процесс пиролиза.

Нижний отсек или камера сгорания используется для сжигания пиролизного газа и сбора оставшегося после сгорания пепла. В ней к выделившимся летучим веществам подмешивается вторичный воздух и происходит сгорание газа, а часть тепла возвращается к нижнему слою дров, увеличивая температуру и поддерживая процесс пиролиза.

При этом посредством наддува вторичного воздуха через каналы, используемые для его подачи, регулируется мощность котла.

На следующем этапе полученное в процессе реакции тепло используется для нагрева воды в теплообменнике, которая затем поступает в отопительную систему.

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

режим розжига. При данном режиме работы пирокотла дроссельная заслонка максимально открыта, отвод дымовых газов осуществляется прямо в дымовентканал;

рабочий режим – шибер полностью закрыт, в камере проходит процесс пиролиза. Подача воздуха в зависимости от модели котла обеспечивается естественным либо принудительным путем;

режим дозагрузки – процесс разложения твердого топлива под воздействием температур продолжается, дроссельная заслонка открыта, выполняется догрузка топлива.

Догрузку топлива следует проводить в быстром темпе во избежание наполнения воздуха угарным газом и тепловых потерь.

Схема подключения в деталях

Мало купить отопительный аппарат, его необходимо еще и правильно установить, а также подсоединить к системе.

Подключение пиролизного котла может быть выполнено несколькими способами:

1. Простым
2. С контуром подмеса
3. С гидрострелкой
4. С аккумулирующей емкостью и контуром ГВС

В первую кроме самого аппарата входят: циркуляционный насос, расширительный бак и группа безопасности. При таком подключении возможно возникновение незначительного количества конденсата, но на его скопление реагирует блок управления. В этом случае он отключает подачу электроэнергии на насос и тем самым предотвращает появление большого количества конденсата.

Вторая схема подключения пиролизного котла, кроме ранее перечисленных узлов, включает в себя также контур подмеса и краны, необходимые для регулировки количество теплоносителя. Она несколько лучше простой и полностью исключает образование конденсата на стенках котла.

Третья чаще всего применяется для систем с несколькими отопительными контурами и содержит гидрострелку. Ее главная роль – это исключение гидравлического воздействия насосов между собой. Но также она способна осуществлять дегазацию отопительной системы.

И последняя – это схема работы пиролизного котла с Laddomat 21. В нее входят аккумулирующий бак и контур горячего водоснабжения идеальную работу которых обеспечивает дополнительный блок. Подбор объема емкости осуществляют по следующим показателям: не менее 25 литров на 1 кВт мощности.

Данная схема, благодаря наличию в ней блока Laddomat 21, способна заместить классическую схему подключения, состоящую из отдельных элементов. Она работает в следующем режиме. Нагрев воды до заданного значения осуществляется за счет регулировки ее поступления из накопительного бака при помощи вентиля терморегулятора. Он увеличивает или уменьшает сечение прохода обратной линии и тем самым влияет на достижение теплоносителем заданных показателей.

Кроме этого наличие в ней аккумулирующей емкости позволяет добиться работы котла в оптимальном режиме. А при внезапном отключении электричества, позволяет поддерживать температуру теплоносителя на заданном уровне в течение двух суток.

Эффективность работы контура ГВС достигается за счет энергии котла. Получение горячей воды для хозяйственных нужд возможно за счет отдачи теплоносителем части своего тепла, через стенки бака.

Какая схема подключения пиролизного котла, из рассмотренных выше, будет оптимальной, зависит от специфики системы отопления, а отчасти и наличия свободной денежной суммы.

Но в любом случае они должны удовлетворять следующим условиям:

• Отвечать требованиям безопасности
• Обеспечивать хорошую циркуляцию теплоносителя в системе

И не стоит забывать, что чем более качественно укомплектована обвязка котла, тем экономнее он будет в работе и удобнее в эксплуатации и обслуживании.

Изготовление корпуса котла

Для сборки пиролизного котла своими руками рекомендовано использовать стальные материалы толщиной 4 мм. Но с целью экономии для кожуха конструкции можно использовать 3 мм металл.

1. Берётся 2 трубы, диаметр которых должен составить 1500 и 1300 мм соответственно. Меньшая труба вкладывается внутрь более широкого аналога и соединяется с последней при помощи кольца, которое также изготавливается своими руками из обрезка уголка 2,5х2,5 см.
2. Из стали вырезается круг диаметром 450 мм и приваривается на дно внутреннего патрубка. В итоге получается бочонок, наваренный на водонагревательный контур, по ширине составляющий 25 мм.
3. С нижнего конца бочонка прорезается отверстие прямоугольной формы 150 мм по ширине и 80 мм по высоте. Полученное отверстие будет являться дверцей зольника. Далее, вваривается зольниковый люк и монтируется дверца, которая оснащается петлями и металлической задвижкой.
4. Вверху водяной рубахи прорезается отверстие прямоугольной формы, в которое в дальнейшем будет загружаться топливо. Вваривается загрузочный лючок, оборудуется дверца, которая также оснащается металлическими петлями и задвижкой. Лучше использовать двойную дверцу в пустую полость, которой вложить прокладку из асбестового материала. Это в значительной мере снижает тепловые потери.
5. Также сверху пиролизного котла приваривают выпускной патрубок, предназначенный для вывода отработанных газов в трубу дымохода.
6. В верхней и нижней части рубахи привариваются патрубки 4-4,5 см в диаметре, с резьбой на концах предназначенные для подключения котла к отопительной системе.
7. Все сварные стыки хорошенько подмыливаются и проверяются на герметичность. Затем выполняется опрессовка рубашки котла под давлением не меньше 2-2,5 кг на см квадратный. В случае обнаружения огрехов они удаляются с помощью сварочного аппарата.

Хочется отметить, что довольно удачно сочетается пиролизный твердотопливный котёл с воздушной системой отопления, а не стандартной конструкцией с водяным теплоносителем. В такой ситуации передача воздуха происходит по трубам, а его возврат обратно в систему по полу. Такой обогрев не перемерзает в морозы, если котёл простаивает вхолостую а, следовательно, нет необходимости сливать теплоноситель в случае отъезда хозяев.

Какой отопительный аппарат самый экономный?

Все котлы применяются для обогрева жилых или производственных помещений и подразделяются на три вида:

1. Газовые
2. Электро
3. Твердотопливные, длительного горения

Каждый из них функционирует на определенном виде топлива и имеет свои достоинства и недостатки. Но как же выбрать самый надежный и экономический выгодный образец? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо рассмотреть каждую из выпускаемых моделей и сравнив устройство самого пиролизного котла и других видов, выбрать подходящую для конкретных условий.

Наиболее распространенные — газовые

Начнем с газового оборудования, так как этот вид топлива считается одним из самых дешевых, а учитывая российские климатические условия расход его в зимний период будет большим. Аппараты такого типа на рынке представлены различными производителями и широким модельным рядом, так что выбрать есть из чего.

Однако необходимо учитывать, что газовые аппараты различаются по:

• Способу установки (напольные или настенные)
• Функциональным возможностям (с одним или двумя контурами – для отопления и ГВС)
• Типам горелки (электро- или пьезорозжигом)
• Выводу продуктов сгорания (с естественной или принудительной тягой)

Есть у них отличия и по мощности, и от ее значения в прямой зависимости находится площадь отапливаемого помещения. Обычно для расчета, принимают средние данные, а именно, что на 10 м² требуется 1кВт мощности при высоте потолков не более 3 метров.

К достоинствам газового оборудования можно отнести тот факт, что для аппаратов с принудительной тягой не требуется оборудование классического дымохода. В его качестве обычно используется коаксиальная труба, входящая в комплектацию котла.

Но есть у газовых моделей и недостатки. Самым большим из них является возможность работы только на одном виде топлива и, следовательно, возможность применения такого оборудования имеется только в газифицированных населенных пунктах.

Электрические самые простые и удобные

Следующими в нашем списке идут электрические аппараты. И хотя данный вид оборудования считается одним из самых дорогих в эксплуатации из-за высокой стоимости электроэнергии, но совсем отказываться от него не стоит.

Электрические модели имеют некоторые преимущества по сравнению с другими моделями.

Во-первых, они незаменимы в загородных поселках, к которым не подведена газовая магистраль.

Во-вторых они дешевле жидко- или твердотопливных моделей и очень просты в установке, а значит не потребуют дополнительных затрат, кроме собственной стоимости.

В-третьих, могут быть установлены в любом помещении, имеют небольшие габариты и вес и по этим показателям превосходят другие виды оборудования.

Их конструкция очень проста.В нее входят:

• Блок управления
• Теплообменник (состоящий из бака и ТЭНов)

Благодаря этому они очень просты в эксплуатации, не требуют профилактического обслуживания и чистки. Но самым главным их достоинством является экологическая чистота.

Она не сжигают кислород в помещении, не выбрасывают вредных веществ в атмосферу и очень легко поддаются регулировке.

Большой диапазон мощностей позволяет применять такое оборудование не только для отопления частных домов и квартир, но и крупных промышленных помещений, причем даже таких в которых другие котлы применять запрещено.

К тому же они имеют полностью автоматизированное управление. Это позволяет указать нужную температуру, которую в дальнейшем аппарат поддерживает самостоятельно.

Прогрессивные – пиролизные

Последними в нашем списке идут твердотопливные котлы длительного горения. У них есть и другое название – газогенераторные. Их принцип работы основан на сжигании дров или отходов от обработки древесины, а в некоторых моделях и угля. При этом они обладают способностью максимально эффективно расходовать топливо, и тем самым увеличивать КПД.

Они могут использоваться как для обогрева помещения, так и для приготовления горячей воды. Современные модели оснащены автоматикой, упрощающей их эксплуатацию. К достоинствам можно отнести и стоимость топлива, оно одно из самых дешевых и доступных в любом населенном пункте.

В отличие от газовых моделей они не требуют согласования на установку, а также превосходят их по пожарной безопасности, схема самих пиролизных котлов очень проста и позволяет устанавливать их самостоятельно.

Но самым главным их достоинством является полная автономность. Даже при отсутствии в доме газа и света они смогут обеспечивать вас теплом и горячей водой.

Безопасность работы котла

Работа любого агрегата связанная с газом имеет ряд потенциальных опасностей. Поэтому соблюдение простых правил безопасности очень важно. В данном случае их немного:

• котёл желательно установить в нежилом помещении;
• под агрегатом должно быть бетонное основание или металлический лист;
• расстояние от стенок котла до стены помещения или ближайшей мебели должно быть не меньше 20 см;
• обязательно наличие вентиляции в помещении, так как в случае утечки угарного газа, он должен иметь выход;
• важно также провести утепление дымохода, чтобы в нём не скоплялась смола и вода.

При конструировании пиролизного котла собственными руками, важно соблюдать технологию его изготовления и правильно читать чертежи. Это убережёт от ошибок, которые исправить будет сложно, а иногда и невозможно.

Такой агрегат даже при исполнении собственноручно будет стоить дорого, но экономит на качестве материалов нельзя. Температура работы котла высока, что подвергает все детали агрегата повышенным нагрузкам. Низкое качество материалов может повлечь за собой быстрый износ камер котла, ремонт которых, будет стоит дорого.

В целом агрегат своими руками обойдётся на 20–30 % дешевле от аналога, купленного у завода-производителя.

Как происходит монтаж и установка пиролизного котла

На первом этапе работы нашего персонала разрабатывается проект, составляется смета, создается схема монтажа и установки пиролизного котла. Мы учитываем все желания клиента, изучаем особенности здания, проводим расчет расходов материалов, оборудования, объем предстоящей работы. Приоритетным вопросом в ходе рабочего процесса остается проблема безопасности. Малейшее отклонение от правильности ведения процедуры монтажа, подбора комплектующих, настройки, может повлечь в последующем сбой в работе оборудования, и как следствие – опасность для здоровья людей. Крайне важно, чтобы монтаж и установка пиролизного котла были проведены лишь опытными мастерами, которые берут на себя огромную долю ответственности, могут гарантировать их качество.

Современный рынок богат разнообразием отопительных приборов. Если Вы теряетесь в выборе конкретной модели твердотопливного котла, разрешить Ваши сомнения, дать квалифицированный совет могут наши специалисты.

Монтаж отопительной системы состоит из этапов:

• установки необходимых коммуникаций и входящих в ее состав приборов;
• проведения пусконаладочных работ;
• гидравлического контроля и проверки работы элементов и узлов сети;
• введения в эксплуатацию системы отопления.

Компания в дальнейшем обязуется оказывать комплекс требуемых услуг по стабилизации работоспособности установленного котла, выполняя гарантийное и сервисное обслуживание. Мы сделаем все необходимое, чтобы отопительная система служила Вам долго и надежно. Наша компания заинтересована в четкой и эффективной организации своей трудовой деятельности, дающей хорошие результаты. Поверьте, нам крайне приятно, если заказчики вспоминают о нас с благодарностью.

Плюсы и минусы

К отрицательным характеристикам твердотопливного котла относят:

• очень высокая стоимость;
• необходимость подготавливать дрова, которые должны быть абсолютно сухими;
• работает от электрической сети.

Несмотря на минусы, у газогенераторного устройства есть и плюсы. Это:

• комфортное тепло с пиролизным котлом;
• достаточно прост в использовании;
• выделяется очень маленькое количество вредных элементов;
• способен довольно долго работать после того, как будет положено топливо;
• можно применять при любом виде системы подачи тепла;
• можно полностью автоматизировать процесс;
• применяется для утилизации таких материалов, как пластмасса, резина и полимеры.

Данный вид твердотопливного кола для отопления в своей особенности конструкции имеет несколько участков: отделения для топки, теплообменник и узел, который подводит воду к устройству.

При самостоятельно сборке пиролизного котла, необходимо правильно сделать схему и чертеж. Затем по ней собрать агрегат, который сразу же можно проверить, а в дальнейшем использовать в быту. Для создания необходимо лишь проследить за герметизацией труб отопления, которые подводят воду, чтобы избежать различных неприятностей в будущем. При правильной сборке котла длительного горения, оборудование очень быстро нагревается до нужной температуры, потратив всего полчаса.

Фото схемы пиролизного котла

Любая газогенераторная машина в своей конструкции содержит две камеры. Одна камера котла служит для наполнения ее необходимым топливом, где происходит разложение на сухие остатки и горючий газ. Он перемещается в следующее отделение. Внутрь оборудования подается дополнительный воздух с помощью специального вентилятора, для того, чтобы эффективнее происходило горение дров. Дым, образующийся в данном процессе, удаляется через установленный дымосос. Камеры отделены между собой колосником, изготовленным из чугуна.

При больших значениях температурного режима и отсутствия кислорода, из древесины выделяется газ, при смешивании его с потоками воздуха происходит нагревание теплообменника до 1200 градусов. После этого тепло передается теплоносителю системы. Отработанные газы выходят через специальную трубу дымохода. В состав входит смесь паров воды и углекислого газа. В дымоходе рекомендуется сделать слой материала, который состоит из минеральной ваты, покрытой сверху специальной фольгой. Он делается для того, чтобы при охлаждении не образовывались деготь и конденсат, которые могут оказать довольно негативное воздействие на трубу.

Все отделения котла на пиролизе оснащены огнеупорочной футеровкой, которая выкладывается из шамотного кирпича. Именно она создается благоприятные условия для сгорания топлива в пиролизном котле.

Основные элементы

Для примера возьмем готовую схему котла Беляева с мощностью 40 кВт. Она содержит следующие основные элементы:

1. Контроллер для контура котла.
2. Дверца, предназначенная для загрузки топлива.
3. Крышка зольника.
4. Дымосос.
5. Муфта для датчика предохранителя температуры.
6. Патрубок для аварийной линии.
7. Подающая магистраль.
8. Подвод в защитный теплообменник холодной воды.
9. Подвод в защитный теплообменник горячей воды.
10. Обратная магистраль.
11. Патрубок опорожнения и расширительный бак.

Безусловно, имея опыт и некоторые инженерные познания, можно без проблем изменить конструкцию котла. Схема подключения пиролизного котла может видоизменяться на ваше усмотрение. Однако работы выполнять нужно таким образом, чтобы не нарушать размеры внутренней камеры.

Пиролизный котел своими руками – как правильно сделать – Свой дом мечты

Для создания пиролизного котла, работающего эффективно и безотказно, следует разобраться с процессами, происходящими в этом устройстве.

Пиролизом называется процесс разложения сложных веществ при воздействии высоких температур без привлечения дополнительных реагентов. Если упростить, то под воздействием нагрева происходит расщепление молекул на простые составляющие с меньшей массой. То есть при горении органического топлива в топке вещества, полученные в ходе пиролиза, сгорают легче, полнее, отдавая при этом большее количество тепла.

Принцип работы пиролизного котла

Пиролиз в чистом виде подразумевает разложение порции топлива при отсутствии доступа воздуха, который происходит в реторте. Газы, получаемые в процессе пиролиза, поступают в накопитель-ресивер и в зависимости от потребности используются. Такой принцип действия применялся в пиролизных установках, применяемых в автомобилях в период Второй мировой войны. При этом реторта нагревалась от тепла выхлопных газов.

Применение пиролиза в чистом виде имеет не высокий КПД, вследствие осаждения части горючих компонентов при остывании пиролизного газа. Эти составляющие способны поддерживать горение, но использование их в карбюраторе не представляется возможным. Также перед поездкой необходим нагрев реторты от внешнего источника тепла, а при движении следовало поддерживать давление в ней, чтобы было возможно тронуться при остановке.

Пиролизный котел

В связи с тем, что дефицита твердого топлива не было ранее, и нет сейчас, конструкция автомобильных агрегатов основывалась на газогенерации. Этот процесс происходил следующим образом: после загрузки деревянных чурок происходил их розжиг, а затем медленное тление. Источником необходимой для пиролиза температуры было частично само топливо, а пиролизные газы направлялись непосредственно в карбюратор. Во время стоянки их стравливали в воздух. Преимуществом использования принципа газогенерации в подобных установках является наличие возможности топить при движении, используя при этом любое твердое топливо.

Абсолютно все современное пиролизное котельное оборудование является газогенераторным, что дает возможность иметь КПД на уровне 65-70%. При этом нет никакой ошибки в названии, так как свыше 90% энергии получается при пиролизном сгорании газов. По сути, пиролиз и газогенерация являются синонимами, обозначающими один и тот же процесс.

На заметку: принято считать котел пиролизным в случае наличия длительного процесса горения в нем твердого топлива. В них основное количество тепловой энергии вырабатывается при протекании процесса пиролиза. Масляные устройства длительного горения производят более 50% энергии за счет пиролиза легких фракций, а тяжелые при этом оседают в виде шлама. Таким образом, печи, работающие на масле называть пиролизными можно при очень большом допущении.

Терминология

Печники выражаются на собственном языке, который, порой, не понятен остальным людям. Так, хайло не является бранным словом, а представляет собой устье топки, сооруженное по определенной конструкции. Боров представляет собой горизонтальная часть дымохода, шибер – это заслонка, которая необходима для регуляции воздушных потоков и дыма. В случае пиролизного котла газоход и дымоход являются различными понятиями. В первом из них не происходит никаких процессов, а во втором продолжают происходить термохимические реакции.

Пиролизный котел в разрезе

Принципы работы

Все котлы, работающие по принципу пиролиза, функционируют одинаково:

• В камере, где происходит газификация, идет процесс тления топлива. В нее поступает снаружи первичный воздух.
• Некоторый объем кислорода, присутствующего в нем, тратиться на то, чтобы тление не прекращалось и обеспечивало требуемую для газификации температуру.
• Проходящие хайло газы, выделяемые при пиролизе, перемещаются в камеру сгорания.
• В нее же происходит поступление вторичного воздуха, и идет процесс горения пиролизных газов.
• В присутствии катализатора, в качестве которого выступает углерод топлива, идет восстановительная реакция части пиролизного газа. Результатом ее является угарный газ и окислы азота. Этот процесс требует затрат тепловой энергии.
• В камере дожигания компоненты, полученные при восстановлении, окисляются с выделением тепла.
• Продукты горения, вступившие в реакцию, движутся по теплообменнику водогрейного регистра, а затем направляются в дымоход.
• Для поддержания требуемой температуры, при которой происходит полное сгорание, служит специальная терморегулирующая система.

Пиролизный котел

На заметку: если производить отбор тепловой энергии в процессе стадий работы аппарата, когда происходит газификация, сгорание и догорание, то существенно снижается КПД теплотехнического устройства. В ходе процесса, осуществляемого таким образом, имеет место образование газов, которые не только вредны, но и опасны. Количества тепла, циркулирующего в пиролизном котле, значительно больше, чем требуется для самоподдержания процесса. Поэтому проектирование пиролизных котлов для исполнения своими руками должно происходить с пониманием процессов, происходящих в нем, чтобы не создать не только неэффективное, но и опасное устройство.

Режимы работы пиролизного котла

Розжиг

На этом этапе нужно, чтобы шибер находился в открытом состоянии. Продукты горения движутся непосредственно в дымоход

Рабочий режим

Устройство работает при закрытой заслонке, обеспечивая, таким образом, протекание процесс пиролиза. Создание тяги в газоходе достигается принудительным образом или естественным путем.

Догрузка топлива

В этот момент шибер закрыт, но тяга в газоходе еще присутствует на протяжении некоторого времени. Процесс пиролиза не заканчивается. Догрузка топлива должна осуществляться как можно быстро, так как в противном случае оно может просто сгореть.

Принцип работы

Преимущества и недостатки

К преимуществам пиролизных котлов относят:

• Принцип действия устройства позволяет высокого достичь КПД до 85%, так как топливо сжигается практически без остатка.
• Суточная загрузка топлива производится не более двух раз в сутки.
• Экономия топлива достигается возможностью производить регулировку подачи тепла в отапливаемое помещение.
• Экологичность отопительного прибора.

Пиролизные котлы, применяемые в быту, являются требовательными агрегатами:

• Обезводненное топливо свыше 30% резко снижает КПД. Это объясняется необходимостью расходовать дополнительно энергию на испарение и разложение водяного пара.
• Технические характеристики котла, полученные расчетным путем, могут быть достигнуты только в случае применения топлива, которое имеет в своем составе значительное количество сложных органических соединений.
• В процессе горения образуется сильная струя газов, которая обладает высокой химической активностью. Этот фактор обуславливает необходимость использования для устройства камеры сгорания высококачественных материалов.
• Небольшой предел регулировки по мощности. Предел форсирования котла составляет максимум 50%.
• Существенная стоимость.

Стандартное устройство пиролизного котла

Пиролиз

Конструкция пиролизного котла предусматривает наличие двух камер сгорания. Такая особенность устройства позволяет максимально полно использовать эффект пиролиза.

Первая камера служит для загрузки топлива и его пиролиза. В ней идут процессы разложения органических соединений, в результате чего образуется зола и пиролизные газы, которые перемещаются во вторую камеру.

Камеры между собой разделяются при помощи колосника.

Кроме этого, характерной особенностью пиролизного котла является создание верхнего дутья. В связи с тем, что процессы в топке сопровождаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, возникает необходимость в организации принудительной тяги. Для этой цели применяются дымососы или вентиляторы.

Установка и требования к конструкции: рекомендации специалистов

Высокий уровень пожароопасности этого теплотехнического агрегата подразумевает выполнения ряда требований при монтаже пиролизного котла:

• Размещаться котельное оборудование должно в отдельном специально предназначенном для него помещении.
• Для безопасной эксплуатации необходимо соорудить вентиляционное отверстие площадью 100 кв. см.
• Установка котла должна осуществляться на фундамент, выполненный из кирпича или бетона.
• Должна быть обустроена защита топочных камер из листовой стали.
• Обязательно должно иметься свободное пространство между предметами мебели, стенами и кожухом котла минимум 200 мм.
• Необходимо провести мероприятия по утеплению дымохода. При невыполнении этого условия потери тепла неизбежны. Кроме этого, отсутствие надежной теплоизоляции станет причиной повышенного износа и поломок устройства из-за возникновения нагара и конденсата.

Пиролизный котел

Пиролизный котел своими руками

Рост популярности пиролизных котлов обусловлен рядом преимуществ этого отопительного прибора, одним из которых, помимо всего прочего, является независимость от снабжения жилища газом. Высокая стоимость заводских экземпляров техники дало толчок к изготовлению пиролизных котлов своими силами.

Выбираем инструменты и материалы

Перед сборкой пиролизного котла необходимо определиться с типом устройства, его конструктивными особенностями и подобрать подходящий типовой проект конструкции.

Для создания пиролизного котла потребуются:

• стальная толстостенная труба;
• листовая сталь толщиной 4 мм;
• профильные трубы;
• круглый прокат диаметром 20 мм;
• вентилятор центробежного типа;
• шамотный кирпич;
• терморегулирующая автоматика;
• гайки, болты, шайбы.

Минимальный набор инструментов для сборочных работ состоит из:

• сварочный аппарат для дуговой электросварки;
• болгарка;
• электродрель;
• комплект слесарных инструментов.

Схема сборки

Для определения точного количества материалов для пиролизного котла необходимо воспользоваться чертежами, которые можно найти в справочной литературе. Не имеет смысла самостоятельно создавать конструкцию устройства, достаточно подобрать наиболее подходящую из уже имеющихся. В схеме пиролизного котла должны быть обозначены: топка, теплообменник и организация подачи воды.

Схема сборки

Пиролизная печь как альтернатива котлу

Специалисты считают, что изготовление пиролизных котлов малой мощности нецелесообразно. Поэтому в домах с небольшой площадью при отсутствии возможности электрического или газового отопления, подходящим вариантом является сооружение пиролизной печи. Принцип работы такого устройства подобен тому, что используется в котлах при сгорании твердого топлива.

Сооружение классического варианта печи из кирпича, оборудованной водяным контуром является хорошим техническим решением проблемы организации отопления. Подобная конструкция объединяет преимущества двух агрегатов: традиционной печи и котла длительного горения.

Пиролизная печь

Пиролизные котлы длительного горения своими руками

Постоянно растущая стоимость природного газа и электроэнергии заставляет искать другие источники тепла для отопления жилья взамен газовых котлов. Пиролизные котлы длительного горения во многих случаях способны стать достойной альтернативой традиционному отопительному оборудованию. Внимание со стороны потребителя к этому оборудованию объясняется, в первую очередь, экономичностью при высокой теплотворной способности.

Оглавление

Теплогенерирующие процессы

В основе процесса лежит пиролиз (с греческого «пир» — огонь, «лизис» — распад) – разложение твердого топлива в режиме тления (длительного горения) на твердый уголь (кокс) и горючий газ. Пиролизный газ, смешиваясь с воздухом, сгорает с высоким выделением тепла. Принцип разложения часто называют газогенерацией, т.е. он предусматривает генерацию (производство) газа для последующего сжигания.

Топливо для пиролизных котлов

Пиролизные твердотопливные котлы работают на дровах и отходах деревообрабатывающих производств. Главной характеристикой топлива является влажность, для максимальной теплоотдачи она не должна превышать 20%. Дрова влажностью 50% выделяют при сгорании вдвое меньше тепла , чем сухие. Для сжигания могут также использоваться пеллеты, опилки, стружка, кора, картон, они могут составлять не более трети объема загрузки. Размер дров ограничивается габаритами топочной камеры.

Однако, при некачественном топливе режим медленного горения с выделением газа в топке обеспечивается, а сжигание его не происходит, и дымовая труба быстро забивается сажей и дегтем. Причиной часто является не только непонимание процесса, но и невозможность поддержания необходимого режима из-за большой влажности топлива. Процесс тления и выделения газа резко замедляется, а КПД котла падает, как минимум, вдвое.

Наличие топлива в достаточном количестве — главный фактор, определяеющий выбор оборудования.

Пиролизный котел — принцип работы и устройство

Принцип работы пиролизного котла основан на выработке и горении пиролизного (древесного) газа.

Рабочий цикл можно разделить на два этапа:

• образование пиролизного газа в топочной камере в режиме медленного горения (тления) топлива при температуре 400-450 °C
• сжигание газа в камере сгорания при температуре 1100-1200 °C и принудительной подаче кислорода вентилятором

Горючая часть газа включает водород (до 20%), окись углерода (до 20%), метан (до 6%). Попадая из топочной в камеру сгорания через специальную форсунку, смесь газа с горячим воздухом сгорает с большой теплоотдачей. Активная фаза работы предполагает принудительную подачу воздуха вентилятором и наличие факела в камере сгорания. При этом все тяжелые фракции и сажа выгорают полностью, а оставшиеся дымовые газы не содержат примесей. Пламя при сгорании имеет белый цвет – признак глубокого выгорания топлива при избытке подаваемого кислорода. В дымовой трубе при этом почти не образуются сажа и деготь, они полностью выгорают в камере сгорания. Пассивный режим сходен с режимом работы обычного колосникового агрегата: вентилятор принудительной подачи воздуха отключен, факела в камере сгорания нет, прямая тяга из топочной камеры в дымовую трубу.

Управление процессом горения состоит в регулировании заслонок дымовой трубы, топочной камеры и подачи воздуха в камеру сгорания пиролизного газа. Время выгорания закладки топлива в таком котле 2-8 часов, в зависимости от выбранного режима. Газогенераторные котлы просты и безопасны в обслуживании, а эксплуатация их требует минимального внимания. Это не единственные качества, из-за которых пиролизные котлы на твердом топливе пользуются спросом на рынке отопительного оборудования.

Преимущества пиролизных котлов

• Имеют достаточно высокий КПД

По утверждениям некоторых производителей, КПД достигает 90%. Заявленная цифра сомнительна, и непонятно при этом, каким образом производился подсчет. По утверждениям специалистов, КПД при идеальном топливе достигает 78-80%.

Экономичность может объясняться небольшой стоимостью топлива.

• Быстро и легко прогревают помещение

При соответствующей мощности температура поднимается от 0 до 18-20 °C за 30-35 минут. Важно, чтобы помещение было хорошо утеплено.

• Управляются просто и удобно

В отличие от колосниковых печей, не нужно ждать полного выгорания, чтобы закрыть трубную заслонку. Управление при отрегулированных заслонках сводится в загрузке топочной камеры 2-3 раза в сутки.

• Безопасны в эксплуатации
• Компактны

К недостаткам можно отнести необходимость устройства металлической утепленной дымовой трубы. Это необходимо для того, чтобы на стенках холодной трубы не скапливался сажный и дегтевый конденсат, образование которого избежать не удастся при выводе котла в рабочий режим, остановке или нарушении режима.

Пиролизный котел своими руками: чертежи, проблемы и решения

Многие «самоделкины» ваяют пиролизные котлы своими руками. Чертежи и пошаговые видеоинструкции оказывают тут большую помощь. В сети можно найти достаточное количество видеоматериалов и описаний газогенераторных котлов, опыта их эксплуатации и рекомендаций по производству.

Для того, чтобы изготовить пиролизный котел своими руками, чертежи вам потребуются качественные и подробные —  конечно, вы сможете сэкономить, как минимум, тысячу долларов сделав все самостоятельно. Но помните, что это сложное и потенциально пожароопасное оборудование, так что отнестись к процессу конструирования надо крайне ответственно. И если вы не уверены в своих силах — лучше обратиться к специалистам за помощью.

Внимание!

Чертежи приведены с целью иллюстрации. Они не являются полным руководством к действию или инструкцией.

Пример самодельного котла и приблизительные оценки

Рассмотрим вариант изготовления классического пиролизного котла Вадима Беляева, который появился, как усовершенствованный вариант котла сумчанина Горобея.

Котел компактный, размерами 750 х 500 х 1500 мм, мощностью 40 кВт. Себестоимость его изготовления — около 350 ЕВРО.

Перечень материалов для изготовления:

• Лист стальной ст3 т. 4 мм
• Труба стальная т . 4 мм
• Профильная труба
• Прут круглый, 20 мм
• Вентилятор центробежный
• Шамотный кирпич
• Асбестовый шнур
• Крепеж
• Автоматика терморегулирования
• Электроды 3 мм, 4 мм
• Круги отрезные и зачистные для болгарки

Инструменты:

• Аппарат сварочный постоянного тока
• Углошлифовальная машина
• Дрель электрическая

Подробную спецификацию материалов можно получить в полном комплекте исполнительной документации, который предлагается в сети по ценам 70-80 ЕВРО. Чертежи пиролизных котлов для изготовления собственными руками включают модернизированные образцы оборудования.

Например, оптимизирован крой под лазерную резку заготовки с уменьшением количества деталей, а в качестве теплоносителя использован воздух (котел на «воздушной рубашке»). Подача горячего воздуха от котла происходит по трубам, обратно – по полу самотеком.

При этом котел получил следующие преимущества:

• При сохранении внутреннего объема воздушный теплообменник увеличился
• Воздух быстрее и эффективнее прогревает помещение
• Нет необходимости в герметичности трубопроводов
• Нет необходимости в теплоносителе
• Нет опасности размораживании системы зимой.

 Загрузка …

Рекомендуем прочесть!

Пиролизное масло — Экология с открытым исходным кодом

Main > Energy > Biofuel

---

Пиролизное масло или «бионефть» является продуктом пиролиза различных материалов, таких как:

• При нагревании древесины или другой биомассы до достаточной температуры в среде с низким содержанием кислорода или без кислорода образуются летучие компоненты
• После охлаждения некоторые из них находятся в газообразном состоянии (водород, окись углерода, газообразные углеводороды), а другие находятся в жидкой форме, так называемое пиролизное масло
• Это масло является плотным источником топлива — для таких применений, как отопление и производство пара.
• Таким образом, это менее технологичный заменитель нефтяного топлива в некоторых приложениях с более низкой калорийностью, чем дизельное топливо.
• В настоящее время не может заменить дизельное топливо в стандартных дизельных двигателях внутреннего сгорания из-за высокой вязкости и кислотности.
• Модернизация биомасла до дизельного топлива с помощью процесса Фишера-Тропша возможна, но не может быть практичной в малых масштабах
• Также существуют химические пути
• Недавно был обнаружен дешевый способ с открытым исходным кодом для улучшения биомасла с помощью Red Mud в качестве катализатора.

Бионефть («биокруд») прямо с фермы.

• Нужно найти какой-нибудь паспорт безопасности для него или, возможно, аналогичный продукт «креозит» / древесная смола?
• ВЕРОЯТНО не очень хорошо
• Не помешает использовать:
  • Перчатки
  • Вытяжной шкаф и респиратор и / или хорошая вентиляция в рабочем пространстве
• Пока он не превратится в конечное топливо / продукты, просто используйте:
  • Хорошая вентиляция и мытье рук после воздействия

Примеры использования

Пиролизное масло чаще всего получают в результате пиролиза биомассы, но также возможны многие другие источники, такие как пластиковые отходы и старые шины. Типичные промышленные применения пиролизного масла в качестве топлива:

• Котлы
• Печи
• Генераторы горячей воды
• Генераторы горячего воздуха
• Тепловой нагреватель жидкости
• Электрогенераторы (смешанные с 50% дизельным топливом)
• Дизельные насосы (смешанные с 50% дизельного топлива)

Методы использования

• Может использоваться напрямую (хотя и не так эффективно и загрязняюще) как:
• В случае переработки его можно использовать в качестве соответствующих углеводородов.
  • Фильтрация, водоотделение + химическая сушка и фракционная перегонка — это основной рабочий процесс
  • Можно ли использовать его в качестве сырья для производства биодизеля?
• Реакторы, скорее всего, также будут производить следующие полезные продукты:

Производство

Постпроизводственная фильтрация

• Простая вакуумная фильтрация]] через фильтр
• Можно даже использовать мелкую металлическую сетку для повторного использования (кислотность может быть проблемой для этого, но, возможно, ткань / керамика?)

Водоотделение + сушка

Базовое разделение

• Разделительная воронка или подобное устройство (метод пипетки для небольших объемов, ведра с носиками для дешевых установок и т. Д.) Может отделять большую часть воды
• Может ли водоотделитель / сифон для дизельного топлива быть хорошим вариантом OTS?
• Может быть использовано автоматическое дозирующее устройство или сепаратор непрерывного действия масла и воды

Дальнейшая сушка

• Не требуется для прямого использования
• Это больше подходит для использования в химической очистке и модернизации
• Это можно сделать через:
  • Молекулярные сита
  • Вакуумная сушка (при условии, что масло не выкипит первым, или это учтено)
  • Фракционное замораживание (сублимационная сушка жидких смесей для разделения с помощью разностей сублимации) может работать (требуется исследование)
  • Простые емкости для испарения / пруды в сухой / теплой среде? (требуется дополнительное исследование)

Постфильтрация + сушка Очистка / модернизация

• Не используется ни в каких случаях прямого использования масла
• Используется для производства синтетических углеводородов на том же уровне, что и разновидности био-сырой или невозобновляемой сырой нефти.
• Выполнено с использованием того же рабочего процесса, что и другие источники:

Великий эксперимент, который можно провести за семестр, — это создание простого дистилляционного аппарата для проверки процедуры с использованием древесных стружек или газет, а также для измерения чистоты и состава полученного топлива. Контактное лицо: joseph.dolittle в gmail dot com для получения дополнительной информации.

Базовый эксперимент можно легко провести, нагревая биомассу в металлической бочке емкостью 55 галлонов. Может быть применен внешний огонь или установлен электрический нагревательный элемент. Выделяющиеся пары можно направить в другой барабан, погрузив его в холодную воду для образования конденсата. Во втором барабане размещается дренажное отверстие для сброса давления, и газы могут сжигаться или захватываться на этом выходе по мере протекания реакции.Когда вся биомасса перегоняется, подача газа в факел прекращается.

Полученный продукт можно анализировать.

• Испытание на воспламеняемость
• Отопление для отвода воды
• Нагрев для удаления более легких фракций с получением мазута
• Дополнительный нагрев для получения более тяжелых масел или смазок
• Охлаждение на отдельные фазы
• Замораживание для разделения фаз или для разделения воды
• Использование кувшина для воды со встроенным краном позволяет легко отделить воду от топлива (аналогично разделительной воронке)
• Банку с краской в ​​качестве реактора может быть даже проще сделать в небольших масштабах и дешево

вот пиролизный аппарат в моем понимании:

1.вам нужна печь, вероятно, старая бочка для внешней стороны камеры сгорания, выложенная внутри смесью шамот / песок / опилки. У него будет крышка с умеренным выпускным отверстием (может быть, половина площади крышки будет удалена), которую можно было бы отлить из той же смеси шамота. Кроме того, внизу есть отверстие для топлива и воздуха. Вы могли бы запустить его на природном газе, поскольку в конечном итоге вы, вероятно, просто вернули бы древесный газ в более позднюю версию.

2. Камера для ввода пиролизуемого материала.можно было бы окружить дешевую камеру тонким защитным покрытием. тонкий, чтобы не препятствовать передаче тепла. огнеупорный раствор и песок, может быть, раствор может стоить 20 долларов за все, что вам понадобится, я думаю. или вам может понадобиться труба большого диаметра и сделать для нее дно и верх из толстых (5/8 «-1/2», я думаю) металлических плит. он должен быть несколько толстым, потому что в противном случае он быстро окислится (гальванизация испарится; хром или эмаль должны будут выдерживать циклы теплового расширения / сжатия; тонкая нержавеющая сталь может быть вариантом) вверху есть отверстие для выхода, есть нет входного отверстия.

3. тушитель. очевидно, что скорость гашения важна, поскольку производимые свободные радикалы быстро соединяются с образованием смолы и асфальта, а не более полезных веществ. Обычный способ сделать это — распылить большое количество охлажденного пиролизного масла в горячий поток внутри циклонного сепаратора (например, вашей мукомольной мельницы). Не знаю, насколько это практично. возможно, охлаждение стенок циклонного сепаратора и трубопроводов к нему также проточной водой из вашего холодного колодца подойдет.это woukld потребует экспериментов.

4. Газохранилище. масляная бочка, наполненная водой, перевернутая и погруженная в воду. Большая версия того, как собирают газ на уроке химии. Пузырите газ через дно, и у вас есть клапан на открытой поверхности, чтобы выпустить газ на досуге. Вес наверху ствола определяет psi хранилища. в конечном итоге этот газ может быть просто перенаправлен обратно в печь, но сначала полезно знать, сколько газа вы получаете, а также вы можете использовать его в качестве газа для приготовления пищи для вытеснения пропана.

Сначала я говорю «пропустите 3» и просто позвольте пузырькам в воде в 4-м растворе стать закалкой. тогда вы сможете взвесить полукокс и газ и узнать, сколько нефти вы добываете. большая часть масла, вероятно, будет в пленке на дне газосборника, но я не знаю, как влажность повлияет на это (я думаю, что некоторые фракции полимеризуются с водой или образуют стабильную эмульсию). Теоретически это была бы лучшая закалка с точки зрения площади поверхности газа до теплоотвода, так что вы можете оценить, сколько нефти может произвести очень эффективное закалка.затем, когда у вас есть системные данные о расходах и все остальное, вы можете построить циклонный сепаратор и поиграть с некоторыми лучшими идеями гашения.

-эллиот

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Это видео от YouTube Г-на Теслоняна демонстрирует мелкомасштабную фракционную перегонку биомасла из дровяной печи. Очень чистый газ получают, пропуская его через микроперерабатывающий завод (с фильтрами и системой фракционной перегонки). После дистилляции газ приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который запускает электрический генератор.

Электрические, геотермальные и дровяные котлы | | Теплый пол своими руками

Radiant Floor Company впервые применила водонагреватели без бака для лучистого теплого пола по запросу почти 20 лет назад, когда многие в сфере отопления считали, что «водонагреватели по запросу никогда не будут работать на лучистое тепло» … мы не согласен! Мы занимаемся этим дольше всех и с большим успехом!

КАЖДЫЙ нагревательный элемент, рекомендуемый и предлагаемый компанией Radiant Floor, «РАЗРАБОТАН И НАЗНАЧЕН ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ»! Эти устройства не являются вашими «типичными» водонагревателями, так что пусть вас не обманет компактный размер! Все наши нагревательные элементы производятся в соответствии с отраслевыми стандартами качества и надежности.

Эти высокоэффективные обогреватели созданы для лучистого отопления. Мы предлагаем устройства, которые будут нагревать как радиант (отопление помещений), так и горячую воду.

Независимо от того, какую систему лучистого отопления вы выберете, будь то открытая, закрытая или теплообменник, или требуемый тип топлива, пропан, природный газ, электрический или масляный … Компания Radiant Floor позаботится о вас !!!

«Шокирующий» факт: Электрические блоки (как правило) измеряются в киловаттах, киловатт (1000 ватт) равен 3 413 БТЕ.

Электроэнергия

Когда цены на ископаемое топливо высоки, для лучистого тепла часто можно использовать электричество. Стандартные электрические водонагреватели имеют низкую скорость восстановления, а электрические котлы — нет. В больших излучающих системах для котла выделена сервисная панель на 100-200 А, что увеличивает затраты на установку. Но если тарифы в вашем районе ниже 0,07 кВт / ч, электрическое нагревание воды может быть дешевле, чем газ или нефть. Поскольку электрические котлы не требуют вентиляции, в дымовую трубу не сбрасываются БТЕ.Это может привести к 100% эффективности. Мы предлагаем электрокотел для излучающих систем CLOSED и электрические водонагреватели по запросу Rheem для излучающих систем OPEN ! Эти «настенные» устройства компактны и чрезвычайно эффективны!

RHEEM

Электрические обогреватели по запросу также могут использоваться в системах OPEN , обеспечивая как теплый пол, так и горячее водоснабжение.

КПД источника тепла рассчитывается путем умножения входного БТЕ нагревательного блока на его КПД… Это равняется выходному БТЕ блока . Пример : блок 100 000 БТЕ с эффективностью 98% дает выход 98 000 БТЕ. (100 000 X 98% = 98 000) За подробностями обратитесь к техническому специалисту.

Внутренние дровяные котлы

Thermo-Control 400

В топках этих агрегатов используется внутренний змеевик из нержавеющей стали, сертифицированный ASME, в котором вода нагревается и направляется в сборный бак (для бытового горячего водоснабжения) или непосредственно в открытый (бытовой и теплый пол) или закрытый (только теплый пол) система лучистого пола.Во время нормальной работы эти агрегаты также нагревают комнату, как обычная доильная печь. Наши клиенты сообщают, что тепловая мощность составляет примерно 50/50, то есть половина БТЕ от печи идет на змеевик для нагрева воды, а другая половина напрямую нагревает комнату.

Мы продаем котлы Thermo-Control моделей 200, 400 и 500 с плоской верхней поверхностью, которую можно использовать даже для приготовления пищи. См. Их веб-сайт по адресу: http://nationalstoveworks.com/

---

Хотя мы не продаем перечисленные ниже источники тепла, мы получили много положительных отзывов от клиентов, которые их используют. Конечно, вы захотите провести небольшое исследование, чтобы убедиться, что следующие блоки подходят для вашей ситуации.

Геотермальные источники

Геотермальные тепловые насосы становятся все более популярным методом нагрева воды. Зимой они передают тепло земли в ваш дом. Они довольно успешно использовались в сочетании с сияющими полами и, как и солнечные батареи, очень экологически чисты и эффективны. Посетите www.ecrtech.com, если вас интересует этот метод нагрева воды.

Открытый дровяной котел

Газификационный котел — это уникальный подход к проектированию дровяных котлов внутри и снаружи помещений. Существуют различные конфигурации, но в большинстве используются специальные конвертеры, огнеупорные камеры и высокотемпературный пиролиз с вентилятором (около 2000 градусов по Фаренгейту) для преобразования древесины в газ. Это позволяет извлечь максимальное количество БТЕ из твердого топлива. Все, что остается, — это мелкодисперсная летучая зола, и во время этого эффективного процесса сгорания выделяется очень мало твердых частиц.

В мире котлов на дровах есть поговорка: «Каждый домовладелец любит свой котел, а каждый сосед его ненавидит.”

С новыми котлами, сертифицированными EPA для газификации древесины, каждый может полюбить их. Они значительно снижают выбросы дыма и используют на 50% меньше древесины для обогрева вашего дома, офиса, горячего водоснабжения, теплицы, гидромассажной ванны… вы называете это. Мой даже греет водяную кровать.

В настоящее время этот тип дровяного котла требуется в VT, NY, NH, MA, ME, MD, RI, IN и PA. Но из-за высоких выбросов дыма и неэффективности старых дровяных котлов многие другие штаты, вероятно, потребуют установки газификационного типа для всех будущих дровяных котельных.

Конечно, само собой разумеется, что использование внутреннего или внешнего дровяного котла с лучистым теплом очень энергоэффективно.

Подробности можно узнать на сайте www.woodgasificationfurnace.com

Почему пиролиз и «пластик для топлива» не решают проблему пластмасс — Низкое воздействие на жизнь, обучение, продукты и услуги

Инженер-энергетик д-р Эндрю Роллинсон объясняет, почему пиролиз и использование пластика в топливе не являются устойчивым решением проблемы пластика.

---

Ситуация усугубляется распадом глобального рынка вторичной переработки, и кажется, что большинство правительств и местных властей во всем мире хватаются за соломинку, чтобы быстро решить проблему пластиковых отходов. Пластик накапливается на суше и угрожает биосфере из-за загрязнения океанов. В то же время большинство правительств проявляют болезненный страх сделать что-либо, что может препятствовать непрерывному экономическому росту.

Таким образом, в качестве решения будущего предлагаются решения

Wonder, такие как пиролиз «пластика в топливо» (1) и экологически чистая энергия из отходов (EfW).Ведь если бы такие машины были способны просто и устойчиво преобразовывать пластик в топливо или энергию, тогда граждане могли бы чувствовать себя побужденными покупать больше и тратить больше, освобожденные от чувства вины, зная, что все, что они видели и хотели, можно было купить.

Но эта предпосылка изначально ошибочна. Пиролиз пластика никогда не может быть устойчивым. В недавнем академическом журнале я подробно рассказываю, почему эта концепция термодинамически бездоказательна, практически неправдоподобна и экологически необоснованна (2).

Пиролиз происходит, когда твердое органическое вещество нагревается, что приводит к выделению газов, масел и угля, отсюда этимологический корень этого слова «разрыхление или изменение в результате пожара». Это старая технология, которая раньше применялась при нагревании древесины для производства таких веществ, как метанол, ацетон и креозот, до нефтехимической очистки. Когда древесина подвергается медленному пиролизу, полукокс называют «древесным углем»; когда уголь подвергается пиролизу, полукокс называется «коксом»; а с пластмассами уголь практически не образуется или вообще не производится.

Р. Фладд, Tractatus Secundi Pars VII De Motu. in libros quatuor divisa, стр. 433–468 (Oppenheim: de Bry, 1618).

Современное понятие состоит в том, чтобы пиролизовать пластик (и другие коммунальные отходы) в газ или нефть, которые затем можно использовать как товар, неизменно как «топливо», самостоятельно. При этом игнорируется тот факт, что пиролиз является энергозатратным процессом: для обработки отходов необходимо затратить больше энергии, чем можно фактически восстановить. Это никогда не может быть устойчивым.

А что с топливом по этим непродуманным схемам? Все продукты пиролиза EfW или «пластмасса для топлива» должны сжигаться для высвобождения энергии, при этом выделяется такое же количество диоксида углерода, как если бы пластик сжигался напрямую.Существование продукта было просто промежуточным этапом в процессе сжигания ископаемого топлива.

Но идея еще более неосторожна. У концепции пиролиза пластмасс есть существенные недостатки. Уже почти сто лет негласно известно, что этот вид отходов практически несовместим с этими технологиями (3). Кроме того, тяжелые металлы и диоксины концентрируются в получаемых продуктах, что делает их непригодными в качестве топлива, поскольку при сгорании они попадают в окружающую среду.

Несмотря на это, многие правительства продолжают тратить миллионы, обманывая общественность, в поисках «инноваций», которые содержат устойчивый ответ. Они игнорируют вышеупомянутые научные предшественники и следы коммерческих неудач (4).

Были привлечены также академические исследования, привлеченные конкурсами на получение финансовых вознаграждений. Поскольку во многих странах преобладает грантовое финансирование, которое связывает промышленность, инновации и академические исследования, возникли этические опасности, которые привели к отравленным плодам (2).

Многие современные академические исследовательские статьи представляют пиролиз с положительной коннотацией, оценивая его с точки зрения эффективности «рекуперации энергии» или «преобразования». И это несмотря на огромные общие потребности в энергии. В одном исследовании концепция была описана как «высокая эффективность», но результаты показали, что система работала с большой отрицательной эффективностью, потребляя от 5 до 87 раз больше энергии, чем можно было бы получить из продуктов пиролиза.

Графический отрывок из: Rollinson, A., Оладехо, Дж. М. 2019. «Запатентованные ошибки», осведомленность об эффективности и заявления о самоокупаемости в области пиролиза энергии из сектора отходов. Ресурсы, сохранение и переработка, 141, стр. 233-242.

Возможно, хуже всего то, что некоторые исследовательские группы недавно заявили, что пиролизные установки могут быть автономными. Поступая так, они совершают грубую ошибку, которая подвергает их мгновенной дискредитации, поскольку они игнорируют второй закон термодинамики. Такая глупость сродни устаревшей погоне за вечным двигателем.

Вечное движение невозможно, потому что оно нарушает законы термодинамики. Эти законы лежат в основе всей инженерии и, по сути, всех универсальных взаимодействий. Первый закон гласит, что энергия должна быть сохранена — то, что входит, должно выходить наружу. Второй закон гласит, что всякий раз, когда происходит передача энергии, некоторая величина всегда должна быть потеряна в окружении системы (измеряется как «энтропия»).

Неприкосновенность второго закона, вероятно, лучше всего объяснил Артур Эддингтон в его знаменитых Гиффордских лекциях (5):

«Есть и другие законы, в которые у нас есть веские основания верить, и мы считаем, что гипотеза, нарушающая их, крайне маловероятна; но невероятность расплывчата и не предстает перед нами как парализующий набор цифр, тогда как вероятность нарушения второго закона может быть выражена в цифрах, которые ошеломляют. ”

Как только человек полностью понимает эти законы, безумие таких схем и софизм корпоративных попыток заявить о «устойчивости» становится очевидным. Поэтому важно понять эту концепцию, если человечество когда-либо хочет перейти к устойчивому будущему.

Пиролиз никогда не может быть надежным ответом на неудобную правду Big Plastic. Это заключается в широкомасштабной реализации стратегий «сокращения» и «повторного использования», наряду с предпочтением создавать продукты со встроенной возможностью вторичной переработки и / или рассчитанные на длительный срок службы.Слон в комнате — это капитализм (6) и культура одноразового использования, которую создала нынешняя версия этой экономической системы, постоянно требующая новых рынков, увеличения продаж, большего потребления и большего количества отходов.

С полным текстом статьи можно бесплатно ознакомиться здесь, в разделе «Ресурсы, сохранение и переработка» до 23 декабря 2018 г.

1. Фан, А. Как мы можем превратить пластиковые отходы в экологически чистую энергию. Разговор, 1 октября 2018 г.

2. Роллинсон, А., Оладехо, Дж. М. 2019. «Запатентованные ошибки», осведомленность об эффективности и заявления о самоокупаемости в области пиролиза энергии из сектора отходов. Ресурсы, сохранение и переработка, 141, стр. 233-242.

3. Мавропулос А. 2012. История газификации твердых бытовых отходов глазами г-на Хакана Риландера (онлайн), 19 апреля 2012 г.

4. Тангри, Н., Уилсон, М. 2017. Газификация и пиролиз отходов: процессы с высоким риском и низким выходом при обращении с отходами. Анализ технологических рисков (онлайн).

5. Эддингтон А.С., Природа физического мира, 1927. Издательство Кембриджского университета: Лондон. С. 68-71.

6. Пиготт, А. Капитализм убивает популяции диких животных в мире, а не «человечество». Разговор, 1 ноября 2018 г.

---

Доктор Эндрю Роллинсон специализируется на маломасштабных исследованиях газификации биомассы и является автором книги Газификация: успех с маломасштабными системами , опубликованной Lowimpact. org.

Технология малых котлов на биомассе

Технология малых котлов на биомассе

2. Сжигание биомассы: варианты технологии
3. Зоны двухступенчатого горения
4. Датчики кислорода
5. Золоудаление
6. Управление клинкером
7. Накопитель горячей воды
8. Автоматическая подача и запуск биомассы
9. Сводка
10. Список литературы

Введение

Выбор биомассы для производства тепла — вариант для небольших хозяйств заинтересованы в снижении высокой стоимости нагрева воды на ископаемом топливе системы. Использование биомассы местного производства может привести к значительному экономия средств и поддержка местной экономики. Благодаря недавним достижениям в контроле горения и повышении эффективности нагрева сети, небольшие системы отопления на биомассе ниже 300 кВт (1 MBTUh) имеют низкий уровень выбросов, что делает их привлекательным вариантом для рассмотрения.

В этом информационном бюллетене представлена ​​информация о шести технологиях и управлении. доступны варианты использования небольших ручных или автоматических котлов на биомассе с выходной мощностью менее 300 кВт (1 МБТУч).Эти параметры улучшают общая безопасность, сжигание и сезонная эффективность биомассы системы отопления.

Сжигание биомассы: варианты технологии

Высокоэффективный котел на биомассе имеет преимущества по сравнению с традиционным единиц, что может привести к значительной экономии. Таблица 1 сравнивает несколько технологий, демонстрируя, что некоторые высокоэффективные оборудование может иметь значение в стоимости и производительности.Основным Развитие современных котлов на биомассе — автоматизация. Новое сгорание средства контроля автоматически регулируют соотношение воздуха и топлива для достижения более высокой эффективности сгорания. Другое оборудование автоматизации регулирует время и объем биомассы, когда требуется тепло.

Эти автоматизированные технологии важны для небольших котлов на биомассе. потому что их обслуживание и эксплуатация становятся все более похожими к котлам, работающим на ископаемом топливе, таком как природный газ, пропан или масло.Их более высокие капитальные затраты окупаются за счет экономии топлива, увеличиваются долговечность, низкие затраты на обслуживание и более простое (автоматическое) управление. Эти преимущества сокращают время окупаемости в зависимости от технологии. варианты куплены и качество топлива б / у.

Для описания различных размеров топлива, совместимого с автоматическая подача топлива, см. информационный бюллетень OMAFRA , биомасса Плотность для производства энергии.

Получите профессиональную консультацию по правильному подбору размеров в зависимости от тепловой нагрузки для получения более низкой сезонной стоимости топлива. Высокоэффективная биомасса котел, размер которого превышает тепловую нагрузку, будет потреблять больше топлива, преждевременно выйдет из строя и не сможет компенсировать более высокий капитал затраты в течение срока службы оборудования.

В настоящее время для небольших котлы на биомассе высокоэффективные, в том числе:

• Двухступенчатые зоны горения
• датчик кислорода
• золоудаление
• Управление клинкером
• накопитель горячей воды и другие способы ограничения холостого хода
• автоматическая подача биомассы и запуск

Информация о каждой из этих функций представлена ​​в этом информационном бюллетене.

Таблица 1 . Сравнение между традиционными и высокоэффективными технологиями сжигания биомассы

Технологии	Традиционный КПД	Высокоэффективный
Расход топлива	выше	нижний
Эффективность сгорания	ниже (около 50%)	выше (выше 80%)
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу	выше	нижний
Сезонная стоимость топлива	выше	нижний
Капитальные затраты	нижний	выше
Прочность	нижний	выше
Техническое обслуживание и эксплуатация	выше	нижний

Источник: Отопление на биомассе: Руководство по мелким бревнам и Системы древесных пеллет (2011). Доступно на www.biomassenergycentre.org.uk.

Рисунок 1 . Первичный и вторичный камеры сгорания нисходящего двухзонного котла на биомассе.
Источник: М. Сове, городок Шамплен, Онтарио.

Зоны двухступенчатого сгорания

Более строгие нормативные требования в юрисдикциях Северной Америки побудили производителей разработать небольшие котлы на биомассе, которые демонстрируют более высокая эффективность сгорания.Это было сделано с использованием более продвинутых технология записи и средства управления, которые ранее были доступны только для более крупных систем отопления на биомассе, а также путем разделения горения процесс на два отдельных этапа. Эти новые котлы на биомассе используют контролируемая подача воздуха для горения в двух отдельных зонах, как видно на рисунке 1.

Первая ступень находится там, где смешивается первичный воздух для горения. с горящей биомассой.Газы биомассы и тепло выделяются из этого первая зона, а затем перемещена во вторую зону, где они смешиваются со вторичным воздухом. Когда правильное количество вторичного воздуха смешанный с газами биомассы (или дымом), дополнительная подача кислорода создает высокотемпературное пламя, которое сжигает оставшиеся дым и углеводороды. Вторая ступень горения обеспечивает больше тепла и меньше выбросов, чем традиционный сингл блок ступенчатого сжигания.В зависимости от конструкции топки камеры, две зоны могут быть расположены ближе друг к другу, как в автоматические восходящие двухступенчатые агрегаты или в отдельных камерах, как в двухступенчатые агрегаты с нисходящим потоком с ручным управлением, как показано на рисунке 1.

Рисунок 2 . Дымовой газ вторичного рынка кислородный датчик установлен на двухступенчатом котле на биомассе.
Источник: М.Сове, городок Шамплен, Онтарио.

Датчики кислорода

Датчики кислорода

, также называемые лямбда-датчиками, являются важной функцией двухступенчатой ​​системы сжигания биомассы, потому что они автоматически регулировать приток воздуха. Датчик определяет количество кислорода остается в дымовых газах и соответственно регулирует подачу воздуха для горения. Это позволяет органам управления котлом изменять соотношение воздух-топливо, похож на двигатель автомобиля с воспламенением от сжатия.Применение этого сенсорная технология приводит к снижению содержания монооксида углерода и углеводородов выбросы, а также повышенная экономия топлива.

Для больших систем отопления на биомассе с выходной мощностью выше 1 МВт (3 МБТЕ · ч), рекомендуется датчик промышленного типа для его повышенная прочность и надежность. Однако для меньшей биомассы котлов рекомендуется использовать встроенный датчик кислорода, чтобы обеспечить автоматическое контроль топливовоздушной смеси.Встроенный датчик кислорода позволит автоматически регулировать воздух для горения и адаптироваться к изменению свойства топлива, такие как размер биомассы, влажность и летучий углерод содержание для достижения оптимального содержания кислорода в дымовых газах. Рисунок 2 показан неоригинальный датчик кислорода дымовых газов, предназначенный для автомобильный рынок переоборудован на двухступенчатое сжигание биомассы система. Циферблат показывает содержание кислорода в воздухе на уровне 20.9%. Если только активируется автоматически системой управления котла, оператор может запустить котел на биомассе вручную, чтобы обеспечить оптимальный кислородный дымовой газ содержание (5% -11% O2) в зависимости от используемого топлива. Этот датчик также предлагает выход для персонального компьютера для регистрации данных и аналоговый выход возможности.

Рисунок 3 . Датчик кислорода (лямбда) и термопара дымовых газов в дымоходе двухступенчатой котел на биомассе.Источник: М. Сове, городок Шамплен, Онтарио.

Не все производители котлов, работающих на биомассе, проектируют свои системы одинаково. Котлы на биомассе без автоматического регулирования подачи воздуха и топлива но использование двухступенчатой ​​технологии сжигания может установить количество вторичный воздух на заводе.

Для поддержания высокоэффективного сгорания, заводское сгорание настройки воздуха необходимо повторно отрегулировать, если тип, размер частиц или влажность биомассы варьируется.Один из способов сделать это для дооснащения котла на биомассе совместимым кислородом дымовых газов датчик (рисунок 3). Цифровое считывание циферблата позволяет оператору вручную регулировать подачу вторичного воздуха.

Также показана термопара дымовых газов типа K, установленная в котле. дымовая труба. Эта термопара позволяет оператору подавать дополнительный воздух регулировка и контроль скорости горения для поддержания высокого горения эффективность.Температура дымовых газов выше 175 ° C (350 ° F) указывает на то, что что через дымоход уходит много тепла, а не передается к теплообменнику котла. Очистить грязные дымовые трубы можно увеличить теплопередачу между горячими дымовыми газами и водная рубашка.

Температура дымовых газов ниже 135 ° C (275 ° F) может способствовать конденсация дыма в дымоходе и образование креозота.Гид компании «Жилое дровяное отопление» Канадской ипотечной и жилищной корпорации определяет креозот как легковоспламеняющееся вещество, которое ведущая причина пожаров в дымоходах.

Рисунок 4 . Открытый контейнер для золы для автоматического сельскохозяйственного котла на биомассе.
Источник: д-р J.H. Черной, отдел растениеводства и почвоведения, Корнельский университет, Итака, штат Нью-Йорк.

Более низкая температура дымовых газов может также увеличить коррозию водяную рубашку котла и приводят к преждевременному выходу из строя даже при использовании коррозионностойкие материалы.

Для лучшей работы и сокращения затрат на техническое обслуживание инвестируйте в биомассу котел с датчиком кислорода и термопарой дымовых газов который уже встроен в устройство.

Золоудаление

Управление золой из котла на биомассе включает хранение, очистку и утилизация.Очистка включает опорожнение емкости для хранения, что удерживает небольшое количество золы, вместо того, чтобы открывать вручную дверцу котла и прочистку системы. На автоматизированных установках Контейнеры для хранения золы обычно достаточно велики, чтобы должны опорожняться ежедневно (Рисунок 4).

В зависимости от количества сожженной биомассы образуется зола. минимальный; сухая древесная щепа дает примерно 1-2% золы, сельскохозяйственная остатки 3% -10% золы, а древесные гранулы высшего сорта производят ниже 1%.Использование специализированного оборудования для очистки теплообменников не допускается. также вариант для биомассы с высоким содержанием золы или высокой влажности. Обычно сжатый воздух выталкивает летучую часть золы из теплообменника дымовых газов где он падает возле шнеков для золы. Это важно для поддержания высокая эффективность теплопередачи. Грязные теплообменники дымовых газов уменьшить способность передавать тепло водяной рубашке.

Рисунок 5 . Подвижная решетка для котел на биомассе, сжигающий гранулы травы. Котел работает на двухступенчатые зоны горения, в которые вводится первичный воздух решетки и вторичный воздух находится над горящими гранулами.
Источник: д-р J.H. Черной, отдел растениеводства и почвоведения, Корнельский университет, Итака, штат Нью-Йорк.

Управление клинкером

При сжигании сельскохозяйственных остатков или высокозольных и влажных биомасса, остатки, оставленные с золой, могут вызвать образование отложений накопление и заклинивание или повреждение решеток и зольных шнеков.Решетки используются для равномерного распределения горящей биомассы и перемещения золы от зоны первичного горения (рис. 5).

Зола от лесных хозяйств с высокой влажностью при воздействии высоких температур. или сельскохозяйственные остатки соединяются и образуют комки, называемые клинкерами в конце решетки. С клинкерами обращаются по-разному в зависимости от производителя и биомассы.Наиболее распространенным является использование охлаждаемых решеток для предотвращения перегрева золы и придерживаясь их.

Другой вариант, используемый в более крупных системах биомассы, — это рециркуляция дымовые газы в зону первичного горения. Этот метод снижает подачу кислорода и снижает температуру на решетках, предотвращая образование клинкеров. Повышение температуры слоя сгорания образование клинкеров в зависимости от зольных свойств биомасса.Для гранулированной биомассы разработаны специальные горшки. сбросить или соскрести золу, чтобы предотвратить образование клинкера.

Накопитель горячей воды

Котлы на биомассе, разработанные в Северной Америке, часто загружаемые вручную испытывают трудности с работой при гораздо более низком сгорании и биомассе экономия потребления благодаря большой конструкции топки, используется для учета суточных колебаний температуры. Обычно тепло хранится в несгоревшей биомассе в топке или в большой воде куртка вокруг котла. Уличные котлы с высоким КПД которые не оборудованы достаточными изолированными резервуарами для хранения воды достичь сезонной эффективности всего 25%.

Европейские системы отопления на биомассе обычно проектируются с меньший котел по сравнению с пиковой тепловой нагрузкой. Европейские котлы храните излишки тепла в изолированных резервуарах для горячей воды, размер которых соответствует пиковая тепловая нагрузка.Благодаря надежности и безопасности этих котлов, многие юрисдикции одобрили их установку в обогреваемые жилища или здания, а не снаружи, где они подвергаться воздействию низких температур. Такая практика сводит к минимуму потери тепла. бойлера и баков горячей воды.

Исследование штата Нью-Йорк по исследованиям и развитию энергетики Власти показали, что бытовые котлы на биомассе, разработанные с большая топка, но без достаточного запаса воды, работает неэффективно за сезон. Причина — неконтролируемое сжигание биомассы. когда нет потребности в тепле. Когда вода в бойлере попадает заданная максимальная температура, подача воздуха частично закрыта, и котел на биомассе переходит в режим ожидания до следующего нагрева цикл. В этом состоянии простоя большое количество лишней древесины в первичная камера сгорания вступает в пиролиз, выделяя вредные выбросы.Пиролиз — это процесс горения, который происходит, когда горячий огонь внезапно испытывает недостаток кислорода.

Дым, конденсат, креозот и коррозия могут возникать вручную. загружены котлы на биомассе и дымовые трубы из-за пиролиза во время режим ожидания. Исследования в Нью-Йорке показывают, что европейская биомасса технологии отопления и дизайн позволяют сэкономить значительное количество биомассы за счет запуска котла на максимальной мощности и накопления избыточного тепла в изотермических емкостях для хранения воды. Действуя как тепловые батареи, Эти изолированные резервуары для воды рассчитаны на хранение ожидаемого тепла спрос до следующего цикла обжига.

Европейские технологии нагрева биомассы и дизайн предотвращают использование биомассы котел от перехода в режим ожидания и предотвращения выхода дыма между циклами обжига.

Чтобы узнать больше об исследовании, Environmental, Energy Market и определение санитарно-гигиенических характеристик технологий водяных нагревателей на древесном топливе , Управлением энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк, перейдите на сайт www.nyserda.ny.gov.

Проектировщики систем отопления и подрядчики могут рассчитать размер горячей воды резервуары для хранения избыточного тепла, позволяя котлу биомассы зарядите их (рисунок 6). Эта практика запускает котел на биомассе на полной мощности и максимальной эффективности сгорания. Стоимость резервуаров для хранения горячей воды окупается трудозатратами. экономия биомассы и более длительный срок службы котла и дымовой трубы.

Количество биомассы, загруженной в первичную камеру сгорания обеспечивает достаточно тепла для хранения горячей воды для бытовых нужд. использовать в сезон, когда тепло не требуется (например, летом месяцы). Правильно спроектированная система хранения горячей воды может хранить нагревайте пару дней за один цикл обжига высокоэффективного котел на биомассе летом. Эта операция не требует ежедневная загрузка биомассы и не выделяет дым и не создает креозот между циклами включения / выключения.Этот метод называется пакетным сжиганием, поскольку загруженная в котел биомасса сгорает полностью.

В хорошо изолированном резервуаре для воды вода будет оставаться горячей в течение нескольких дней. пока температура хранения воды не упадет. Размер горячей воды хранение может варьироваться от 50-70 л / кВт (4,0-5,5 галлона США / 1000 БТЕ · ч) потребляемая мощность котла в зависимости от зимней погоды для небольшой ручной котлы на биомассе.Поскольку для этого требуется примерно 1 килоджоуль (1 BTU) тепла, чтобы повысить температуру 454 г (1 фунт) воды на 0,55 ° C (1 ° F), емкость для горячей воды объемом 2250 л (600 галлонов США) бак, работающий с расчетным перепадом температур 22 ° C (40 ° F) будет хранить 60 кВтч (200000 БТЕ). Этот объем воды хранилище может удерживать достаточно тепла, чтобы соответствовать среднему январскому домашнему тепловая нагрузка дома размером 205 м ² (2200 футов ² ) с хорошая изоляция, расположенная недалеко от Оттавы, Онтарио, в течение 7 часов.Загрузка котел на биомассе два раза в день будет удовлетворять пиковую суточную потребность, если используя резервуар для воды подходящего размера.

Рисунок 6 . Цветочная теплица с подогревом с резервуаром для горячей воды подходящего размера в Кларенс-Рокленд, Онтарио. Котел на биомассе использует одноступенчатое сжигание, но работает при максимальной полноте сгорания и не работает на холостом ходу штат.Источник: Д. Паризен, Кларенс-Рокленд, Онтарио.

Ограничение холостого хода помогает снизить потери тепла, дымовыделение и улучшает общая сезонная эффективность. Одноступенчатый котел на биомассе, работающий в режиме включения / выключения может образовывать конденсат при сгорании камеры, что приводит к накоплению креозота и органических кислот. Эта ситуация ухудшается, если используемая биомасса слишком влажная, а биомасса котел находится снаружи, с плохой изоляцией.Это может привести к преждевременный выход из строя прибора из-за коррозии и более низкий горение и сезонная эффективность. Спросите у квалифицированного подрядчика по отоплению для анализа тепловой нагрузки, размера котла на биомассе и требования к хранению горячей воды. Другие нагревательные устройства, такие как смешивание клапаны и датчики сброса наружной установки — рекомендуемые варианты для модификации тепловая сеть.

Рисунок 7. Управление ротационным экстрактором древесные отходы в вертикальном хранилище биомассы. Лезвия вращаются вокруг центр и действует как пружина, выталкивая древесные отходы в шнек, подающий биомассу в котел.
Источник: A.P. Bioenergietechnik GmbH, Хиршау, Германия.

Автоматическая подача и запуск биомассы

Автоматические системы нагрева биомассы обеспечивают эксплуатацию и управление системы проще.В Европе технология соответствует надежность и безопасность нефтегазовых котлов для жилых и коммерческие операции.

Автоматический шнек подает биомассу в камеру сгорания. когда требуется подача биомассы, вместо того, чтобы требовать от оператора периодически топить котел вручную. Для меньшего нагрева биомассы системы, шнеки и бункеры для пеллет более популярны и доступны по цене.Для более крупных систем, в которых используются измельченные материалы, требуется большее удаление биомассы Доступны варианты транспортировки биомассы в котел. с помощью шнеков или конвейеров. Эти варианты включают вертикальный или горизонтальный системы хранения и экстракции.

Вертикальная система, называемая ротационным экстрактором, показана на рисунке. 7. Ротационные экстракторы используются, когда оператор предпочитает сбрасывайте щепу в вертикальный бункер вместо хранения щепы в бункерном бункере, где топливо подается горизонтально в место хранения. Для горизонтального хранения щепы используется экстрактор с подвижным полом для перетаскивания щепы с задней части хранилища на шнек или конвейер питание котла на биомассе.

Рисунок 8 . Автоматическое кормление и пусковая установка для системы обогрева сельскохозяйственной биомассы.
Источник: A.P. Bioenergietechnik GmbH, Хиршау, Германия.

Некоторые производители небольших котлов на биомассе разработали системы мониторинга, которые регулируют количество необходимой биомассы для удовлетворения тепловой нагрузки наряду с другими процессами безопасного отключения.

На рис. 8 показан автоматический розжиг для система отопления на биомассе. В этой системе используется электрический термофен. перезапустить огонь вместо повторного включения котла на биомассе из спящий режим или режим ожидания. Этот шаг снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. и потребляет меньше биомассы.

Клапаны слива воды, клапан защиты от ожогов и низкого давления мониторы — это обычные средства контроля, используемые для ограничения риска возгорания в шнек и хранилище биомассы.Несколько устройств защиты биомассы для современных котлы на биомассе и другое водонагревательное оборудование подробно в Современное водяное отопление для жилых домов и легких Commercial Buildings , доступно по адресу www.cengage.com/us.

Сводка

Последние достижения в области контроля сжигания биомассы и современного горячего водоснабжения системы отопления делают небольшие системы отопления на биомассе привлекательными возможность производства тепла и горячей воды для усадьбы и сельскохозяйственных работ по сравнению с эксплуатационными расходами на ископаемые топливные системы отопления. Традиционные системы отопления на биомассе, которые топка вручную имеет тенденцию выделять дым и неэффективна из-за неспособности старых систем отопления на биомассе соответствовать изменчивость потребности в тепле и полностью остановить процесс горения в топке.

В этом информационном бюллетене рассмотрены шесть технологических улучшений и лучшие методы повышения безопасности, сгорания и сезонной эффективности современных котлов на биомассе.

Выберите подрядчика по отоплению, который специализируется на современном отоплении на биомассе систем на:

• оценить лучшие варианты (например, автоматическое управление, интегрированное датчик кислорода)
• размер резервуара для горячей воды должен соответствовать тепловой нагрузке.
• выбрать наиболее экономичную и практичную форму биомассы (например, пеллеты, щепа, бревна) для обогрева подворья и сельхозпредприятия

Список литературы

Буркхард, Э. , и Рассел, Н. (2012). Окружающая среда, Энергия Рынок и характеристики дровяных водонагревателей для здоровья Технологии . Исследования и разработки в области энергетики штата Нью-Йорк Власть, Олбани. ISBN: 978-1-936842-03-2.

Зигенталер, Дж. (2012). Современное водяное отопление для жилых домов и легкие коммерческие здания . 3-е издание. Cengage Learning. ISBN: 978-1-4283-3515-8.

Палмер Д., Табби И., Хоган Г. и Роллс В. (2011). Биомасса Отопление: руководство по системам из бревен и древесных гранул . Биомасса Энергетический центр, Лесные исследования, Фарнхэм, Великобритания

Канадская ипотечная и жилищная корпорация. (2008). Руководство на дровяное отопление -62310 . Библиотека и архивы Канады. ISBN 978-0-660-97315-9.

Этот информационный бюллетень был написан Терренсом Сове, П. Eng., Оптимизация усадьбы и безопасность, OMAFRA , Альфред, и проверено Стив Кларк, инженер, Energy and Crop Systems, OMAFRA , Kemptville, Эндрю Линдстром, научный сотрудник, OMAFRA , Кемптвилл, Карри-Энн Кэмпбелл, Отделение лесовладения и экономики, МПР, Вава и Луи-Мартин Dion, P.Eng., Jean Gobeil et Associés, Montreal, QC.

Каталитический пиролиз пластиковых отходов для производства жидкого топлива для двигателей

Каталитический пиролиз пластиковых отходов с использованием недорогой гранулированной бентонитовой глины без связующих веществ был исследован для получения пиролизных масел в качестве незаменимых заменителей коммерческого жидкого топлива, такого как дизельное топливо и газохол 91. Пиролиз четырех пластиковых отходов, полистирола, полипропилена, полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности, был проведен в лабораторном масштабе (1 кг на партию) для производства полезных топливных продуктов. Важно отметить, что добавление гранул бентонитовой глины без связующего позволило получить жидкое топливо с повышенной теплотворной способностью и более низкой вязкостью для всех пластиковых отходов. Это более крупномасштабное исследование пиролиза продемонстрировало, что использование катализатора в форме порошка может привести к значительным перепадам давления в каталитической колонне, таким образом замедляя процесс (более чем на 1 час).Важно отметить, что использование гранул катализатора устранило падение давления и сократило время пиролиза до 10 минут для 1 кг пластиковых отходов. Композиция пиролизного масла из полистирола состоит на 95% из ароматических углеводородов, в то время как, в отличие от полипропилена, полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности, преобладают алифатические углеводороды, что подтверждается ГХ-МС. Анализ FTIR показал, что полиэтилен низкой плотности и полиэтиленовые масла высокой плотности имеют функциональные группы, соответствующие группам коммерческого дизельного топлива (совпадение 96%).Напротив, пиролизные масла из полистирола продемонстрировали химические и физические свойства, аналогичные свойствам газохола 91. В обоих случаях не наблюдалось образования парафина при использовании гранул бентонитовой глины в качестве катализатора в процессе пиролиза, что объяснялось высокой кислотностью бентонитовый катализатор (соотношение с низким содержанием SiO ₂ : Al ₂ O ₃ ), что делает его более активным в парах крекинга по сравнению с менее кислотными гетерогенными катализаторами, о которых сообщается в литературе.Пиролизное масло от каталитической обработки полистирола привело к большей мощности двигателя, сопоставимой температуре двигателя и более низким выбросам моноксида углерода (CO) и диоксида углерода (CO ₂ ) по сравнению с некаталитическими маслами и товарным топливом в бензиновый двигатель. Пиролизные масла из всех других полимеров продемонстрировали характеристики, сравнимые с дизельным топливом при испытаниях на мощность двигателя. Применение недорогой и широко доступной бентонитовой глины в пиролизе может значительно помочь в переработке пластиковых отходов.

Syngas 101 | Biomassmagazine.com

Растет интерес к термохимическому преобразованию биомассы в синтез-газ, который может пропускаться через турбину для производства электроэнергии, использоваться для замены природного газа или превращаться в биотопливо. Журнал Biomass Magazine обращается к нескольким экспертам в поисках объяснений, позволяющих демистифицировать процессы, используемые для производства синтез-газа.

Технологии преобразования биомассы в энергию, топливо, химикаты или другие продукты с добавленной стоимостью бывают одной из двух разновидностей.Один основан на естественных биологических процессах, выполняемых микробами, или они зависят от калибровки тепла, давления и / или кислорода, которые определяют различные термохимические реакции, обычно называемые газификацией. В настоящее время первый является блестящей звездой в центре развития возобновляемых источников топлива, а второй — дублером этих чудес микробов — завоевывает репутацию надежной последовательности и эффективности.

«Производство синтез-газа — это своего рода сирота», — говорит Александр Кукулас, старший консультант по технологиям компании ANL Consultants LLC, которая обслуживает целлюлозно-бумажную, упаковочную, химическую и биоэнергетическую отрасли.«На самом деле, она не получила особой огласки, хотя это гораздо более зрелая технология, которая довольно давно используется в коммерческих масштабах».

Чтобы использовать энергию, хранящуюся в химических связях сельскохозяйственных отходов, лесных остатков или любых других из обилия углеводосодержащих остатков, которые могут служить возобновляемым источником энергии, инженеры возятся с деформирующими силами тепла и давления с целью разрыв связей, которые удерживают эти молекулы вместе, и улавливание химической энергии, выделяющейся в процессе. Эта химическая энергия содержится в смеси молекул, которые вместе называются синтез-газом, потому что он подходит для синтеза различных видов топлива и химикатов. Основными компонентами синтез-газа являются окись углерода и водород, но их концентрации и присутствие других второстепенных молекул можно регулировать, используя различные условия термохимической реакции.

Эта звездчатая диаграмма показывает множество продуктов на биологической основе, которые могут быть произведены из синтез-газа .

Основной метод получения синтез-газа из сырья биомассы называется газификацией. Хотя реакции газификации могут принимать разные формы, эти процессы определяются повышением температуры до 650–1400 градусов по Цельсию (1 202–2552 по Фаренгейту). Есть два подхода к достижению этих повышенных температур: прямой нагрев и косвенный нагрев. При прямом нагреве в реактор добавляется относительно небольшое количество кислорода. Если этот газ состоит более чем на 90 процентов из кислорода, полученный синтез-газ будет богат оксидом углерода и водородом, объясняет Джерод Сминк, технический менеджер Frontline BioEnergy LLC, компании-разработчика газификатора биомассы и технологической фирмы. В противоположном подходе используются различные средства косвенной теплопередачи для достижения высоких рабочих температур, в том числе циркуляция горячего песка и теплообменники из экзотических сплавов, говорит Сминк. «Все сводится к экономическим соображениям», — говорит он. «Необходимо учитывать множество факторов, включая простоту конструкции, первоначальные затраты, эксплуатационные расходы, потенциал расширения и потенциальные затраты на замену компонентов теплообменника из экзотических сплавов».

Самый дешевый подход к газификации биомассы — это прямой подход, при котором в систему добавляют воздух, а не чистый кислород, с помощью простой технологии нагнетания.Газ, выделяемый при таком подходе, называется генераторным газом, потому что, хотя этот метод позволяет сэкономить деньги, азот из воздуха становится основным компонентом газа. Хотя генераторный газ не имеет такой высокой концентрации окиси углерода и водорода, как синтез-газ, его можно сделать очень чистым с помощью соответствующей подготовки газа, и как таковой его можно использовать в качестве замены природного газа и сжигать в топливном оборудовании, таком как топочные котлы. и сушилки прямого нагрева, — объясняет Сминк.

Это тип системы, которую Frontline устанавливает в Chippewa Valley Ethanol Co.LLC в Бенсоне, штат Миннесота. Система газификации будет построена в виде острова, чтобы не нарушать основную работу объекта. Горелки котлов и сушилок будут заменены специальными многотопливными горелками, которые могут работать на генераторном газе, природном газе или их комбинации. «В то время как некоторые другие системы, работающие на биомассе, требуют капитального ремонта, наша технология позволяет модернизировать существующие объекты», — говорит Сминк. Первая фаза проекта CVEC, которая, как ожидается, будет завершена в феврале, будет обрабатывать 75 тонн имеющихся на месте древесных отходов, тем самым вытесняя 25 процентов природного газа, потребляемого заводом.«В конечном итоге наша цель — обеспечить более чем 90 процентов потребности завода в природном газе».
Но что, если цель производителя этанола или владельца целлюлозно-бумажной фабрики — производить богатый синтез-газ для производства электроэнергии? В этом случае предпочтительным методом является термохимическая реакция, называемая паровой конверсией. Это вид непрямой газификации, также называемый высокотемпературным пиролизом.

При пиролизе биомасса нагревается до температур от 400 до 800 C (752 до 1472 F) в реакторе с кислородным голоданием.При быстром пиролизе реакция протекает в середине этого температурного диапазона, и количество времени, в течение которого биомасса подвергается воздействию тепла, ограничено. Эти условия максимизируют производство жидкого продукта, называемого пиролизным маслом или пи-маслом, «которое можно использовать почти так же, как можно использовать сырую нефть», — говорит Кукулас.

При высокотемпературном пиролизе пар используется для нагрева биомассы. «Мы вкладываем энергию, но преобразуем всю биомассу в синтез-газ», — объясняет Дэн Бурсиага, президент ThermoChem Recovery International Inc., компания по производству энергии из биомассы, коммерциализирующая технологии газификации. «Это делает процесс очень термически эффективным». Технология парового риформинга TRI в настоящее время используется на заводе по производству тарного картона Norampac Inc. в Трентоне, Онтарио. Сырьем для установки парового риформинга является черный щелок, который по существу представляет собой лигнин, оставшийся от процесса варки целлюлозы. Полученный синтез-газ сжигается в котле для производства пара, что компенсирует некоторые потребности в природном газе. Система была запущена в сентябре 2003 г. и перешла от пуска к полной коммерческой эксплуатации в октябре 2006 г.

Использование синтез-газа в качестве замены природного газа — это только начало. «Когда у вас есть синтез-газ, у вас появляется возможность выбора», — говорит Крис Доэрти, вице-президент по контрактам TRI. «Syngas имеет строительные блоки для создания всех продуктов и химикатов, которые в настоящее время производятся в нефтехимической промышленности». Возможно, наиболее востребованным и наиболее востребованным применением синтетического газа является прекурсор жидкого топлива.

Производство этого жидкого топлива является целью нового партнерства между TRI, Flambeau River Papers LLC, Парк Фоллс, Висконсин. , и Syntroleum Corp. из Талсы, Оклахома. TRI и Syntroleum будут выступать в качестве технологических партнеров для завода Flambeau по переработке древесины в синтез-газ в жидкое топливо мощностью 37 млн ​​в год, расположенного вместе с бумажной фабрикой компании. TRI предоставит технологию газификации для проекта, а Syntroleum предоставит технологию преобразования газа в жидкость. Последний преобразует синтез-газ в заменитель сырой нефти с низким содержанием серы посредством процесса, катализируемого кобальтом, который называется Фишера-Тропша. «Мы очень взволнованы этим заводом по производству биотоплива», — говорит Боб Бирн, президент Flambeau River Biofuels LLC.В середине августа компания подала заявку на грант в Министерство энергетики США для финансирования строительства завода. Бирн говорит, что они ожидают получить известие от агентства в этом месяце. «Если мы получим правительственную субсидию, для нас будет значительным попутным ветром, чтобы реализовать этот проект и быстро перейти к финансированию, выдаче разрешений, строительству и запуску», — говорит он. Однако развитие завода по производству биотоплива от этого гранта не зависит. «Если мы не получим грант, я все равно рассчитываю, что мы реализуем проект, но на его финансирование может уйти больше времени.«В любом случае, Бирн рассчитывает сделать первые шаги этой весной». И это еще не все, — говорит он. «Мы надеемся создать модель, которая поможет сделать целлюлозно-бумажную промышленность Северной Америки намного более конкурентоспособной по сравнению с мировой экономикой. «, — говорит Билл Джонсон, директор по связям с правительством и общественностью компании Flambeau.

Джессика Эберт — штатный писатель журнала Biomass Magazine . Свяжитесь с ней по адресу [email protected] или (701) 738-4962.

Варианты технологий с отрицательными выбросами на основе биомассы с комбинированными производство тепла и электроэнергии

Общие аспекты

Расход биомассы на входе ТЭЦ на биомассе, описанной в дело о биоэнергетике (Раздел 3.4) был взят за основу для сравнения. Таким образом, для всех вариантов процесса первичное топливо предполагалась вводимая мощность 66 МВт _тыс. (базовая LHV).

Сравнение организовано на следующих уровнях:

• Производительность ТЭЦ без сжатия захваченного CO ₂

• Производительность ТЭЦ, включая CO ₂ сжатие

• Потребность в энергии для отрицательных выбросов

• Сравнение с ТЭЦ на природном газе, эквивалентной мощности поколение

Результаты для всех шести вариантов представлены в таблице 6.

Таблица 6 Результаты расчетов для предполагаемой топливной мощности 66 МВт исходный (базовый LHV) случай — сравнение различных биомассы-NET корпуса для ТЭЦ поколения

Производительность ТЭЦ без сжатия захваченного CO ₂

В деле BECCS-MEA значительный штраф за захват возник из-за потребность ребойлера в тепле и от дополнительного потребления электроэнергии улавливателем завода, что привело к снижению максимальной выработки электроэнергии на 17,3% (6,4%) по сравнению с базовым вариантом BE CHP. В случае работы ТЭЦ снижение выработки электроэнергии составило всего 3,0% (0,8%) по сравнению с базой BE ТЭЦ кейс; однако полезная тепловая мощность в этом случае снизилась на 52,6%. (27,9%) и общий коэффициент использования топлива на 36,1% (28,7%) по сравнению к базовому варианту BE CHP.

Корпус BECCS-CLC также требовал тепла (пар для уплотнения контура псевдоожижение) и некоторое дополнительное электричество по сравнению со стандартным CFB котел. Однако штрафы были меньше, чем в случае BECCS-MEA, и все углерода биомассы, как ожидалось, будет улавливаться как CO ₂ .Максимальная электрическая мощность в случае BECCS-CLC была на 4,0% (1,5%) ниже, выработка электроэнергии при максимальной тепловой мощности при работе ТЭЦ снижена на 1,9% (0,5% -пт.), Полезная тепловая мощность на 10,0% (5,3% -пт.), А общее количество топлива коэффициент использования на 7,3% (5,8%) по сравнению с базовым вариантом BE CHP.

В случае biochar только часть энергии топлива выпущенный. В то время как 46,8% углерода из биомассы было «захвачено» полукоксалами. потока, 49% энергии топлива биомассы было доступно в качестве тепла для снабжения ТЭЦ остров.Следовательно, значительно снизилась электрическая и тепловая мощность. достигается во всех случаях biochar. Выход полезной энергии снизился на 50,9%. по сравнению с базовым вариантом BE CHP, что означает штраф 18,9%. для максимальная электрическая мощность — 13,5%. на электрическую мощность при работе ТЭЦ с максимальным отводом тепла 27,0% -пт. на полезную тепловую мощность, и 40,5% -пц. для общего коэффициента использования топлива по сравнению с базой BE ТЭЦ кейс.

Если подход biochar был объединен с дожиганием CO ₂ улавливание в варианте процесса biochar-MEA, высокая общий коэффициент улавливания CO ₂ 94.7% было достигнуто при 90% CO ₂ скорость улавливания при сгорании летучих веществ. В дополнительная потребность в тепле и электроэнергии CO ₂ установка улавливания в сочетании с частичным тепловыделением от основного топлива привело к снижению максимальной выработки электроэнергии на 60,1% (22,3% -п. ), отпуска электроэнергии в случае максимальной тепловой мощности на 52,5% (13,9% -пц.), максимальная тепловая мощность на 79,1% (41,9% -пт.) и общая топливная мощность коэффициент использования на 70,2% (55,8% -п.).

Если подход biochar сочетался с химическим циклом при сжигании летучих веществ (biochar-CLC) весь углерод в принципе может улавливаться. В целом процесс показал снижение максимальной выработки электроэнергии на 53,1%. (19,7%) по сравнению с базовым вариантом BE CHP. При работе ТЭЦ с максимальной отпуск тепла, отпуск электроэнергии ниже на 52,1% (13,8%), полезная отпуск тепла на 56,2% (29,8% -пт.), а общий коэффициент использования топливной энергии на 54,7% (43,5% -опц.).

Производительность ТЭЦ, включая CO ₂ сжатие

Удельная потребность в электроэнергии 0.4 МДж / кг _CO2 обычно принимается для сжатия до давление в трубопроводе (> 12 МПа), как описано в последнем абзаце раздела 3.5. Это привело, согласно таблице 6, к дополнительному электрическому выходу штраф 3,7% -пц. в случае BECCS-MEA и на 4,2%. в BECCS-CLC кейс. Усилия были выше в случае CLC из-за более высокого CO ₂ скорость захвата. Нет CO ₂ сжатие было выполнено в случае biochar и штраф сжатия в biochar-MEA (2.0%) и biochar-CLC (2,2%) был ниже из-за уменьшенное количество газообразного CO ₂ . Относительно произведено электричество, штрафы за сжатие в случаях biochar были во многом похож на случаи BECCS. Производительность ТЭЦ пятерки технологии, достигающие отрицательных выбросов, показаны для случаев максимальных электрическая мощность и максимальная тепловая мощность (= максимальный коэффициент использования топлива) в Рис. 9.

Рис. 9

Комбинированная производительность ТЭЦ с отрицательной технологии выбросов

Энергетическая потребность в отрицательных выбросах

На рис. расход энергии биомассы на массу удаленного CO ₂ и топлива штраф за использование концепции отрицательных выбросов в соответствии с таблицей 6. Вход биомассы на килограмм CO ₂ удаленных из атмосферы было около 10 МДж _LHV / кг _CO2 для всех процессов варианты, за исключением случая biochar, где было примерно вдвое больше биомассы требуется на килограмм CO ₂ из-за уменьшения CO ₂ скорость захвата. Если упор на максимум CO ₂ хранилища из определенного количества доступного биомассы, все варианты процесса с улавливанием CO ₂ и сжатие выполняется одинаково хорошо.Однако варианты различались с точки зрения их выход энергии. Штраф за использование топлива за отрицательный выброс концепция, представленная в таблице 6, относится к максимальная тепловая мощность работы ТЭЦ и включает сжатие CO ₂ к давлению в трубопроводе.

Рис.10

Энергия для достижения отрицательного CO ₂ выбросов с исследованными технологии с отрицательными выбросами

Опять же, случай biochar без CO ₂ захвата показал самый высокий выход продукции на килограмм CO ₂ удален из атмосферы. Это связано как с низкой скоростью захвата, так и с уменьшенное выделение энергии из топлива. Корпус BECCS-CLC лучше всего работает с только 1,0 МДж / кг _CO2 штраф за выход.

Сравнение с выработкой ТЭЦ на природном газе, эквивалентной выработке

Последнее упражнение, представленное здесь, сравнивает исследованные варианты на основе биомассы для выработки ТЭЦ из природного газа, предполагая, что 40% электроэнергии КПД и 45% тепловой КПД согласно таблице 4, см. рис. 11. BE CHP эталонный процесс без улавливания CO ₂ исключено 51.3 кг ископаемого CO ₂ выбросов на ГДж топливной энергии биомассы согласно этому простому расчету (учитывая только стек CO ₂ и без учета косвенных выбросов парниковых газов). В варианты с дополнительным удалением CO ₂ из атмосферы здесь работает лучше, предотвращая выбросы CO 110–150 кг ₂ в атмосферу на биомассу GJ _LHV . Биочар без CO ₂ улавливание из летучих веществ исключено 73,5 кг _CO2 / GJ _LHV по сравнению с ТЭЦ на природном газе, что немного больше, чем в базовом сценарии BE CHP.

Рис.11

CO ₂ Сравнение предотвращения выбросов к комбинированному производству тепла и электроэнергии, работающему на природном газе (ТЭЦ) unit

Качественное обсуждение

Результаты показывают, что биоэнергетические установки на основе устойчиво выращиваемых биомасса может избежать определенного количества выбросов CO ₂ за счет замены ископаемого топлива, в зависимости, главным образом, от эффективности процесс по сравнению с альтернативами на основе ископаемого топлива. Если биоэнергетика сочетается с помощью CCS можно получить чистые поглотители углерода.Здесь появляется новая технология CLC обещает значительно более низкие затраты на энергию по сравнению с дожиганием CO ₂ улавливание с использованием газожидкостной абсорбции. в пиролиз биомассы и ящик для хранения почвы biochar, выход энергии из топлива сокращается примерно на 50%, что означает удвоение потребности в топливе, при этом только около 50% углерод улавливается в виде твердого биоугля. Последний показатель можно улучшить, если применение технологий улавливания CO ₂ к летучим шаг преобразования. Если только баланс выбросов CO ₂ рассмотрено, вывод заключается в том, что для ограниченных ресурсов биомассы BECCS является превосходит biochar + CCS из-за более высокого выхода энергии.Однако есть несколько аспектов, не учтенных в этом сравнении, которые могут мотивировать реализация biochar с дополнительным CO и без него ₂ захватить как NET. Некоторые из этих аспектов перечислены ниже.

Пригодность сырья биомассы для BECCS

Для чистой древесины и древесного топлива с низким содержанием золы, но также для биомассы с высоким содержанием золы и подходящего состава золы, например осадки сточных вод, высокотемпературная конверсия для ТЭЦ доказана и возможна.Прямая CLC, скорее всего, возможна для древесного топлива, тогда как повышенная Содержание золы является проблемой независимо от состава золы с CLC. Другое сырье биомассы, такое как побочные продукты сельского хозяйства (солома, стебли, и т. д.) обычно имеют зольность более 5 мас.% и низкую зольность плавления. температура в диапазоне 700–900 ° C. Применение такого топлива в Предлагаемые случаи BECCS очень проблематичны. Пока сжигание соломы промышленно выполняется в специальных печах с жидким золоудалением, применение такого топлива в печах с псевдоожиженным слоем или системах CLC является явно противопоказано с технологической точки зрения.Пиролиз предварительная обработка может быть здесь решением, а летучая фракция может быть использована в высокотемпературные процессы конверсии, так как зола остается с biochar (Керн и др., 2012 г.).

Устойчивое производство биомассы в отношении питательных веществ циклы

При сжигании топлива с малозольными характеристиками плавления происходит таяние золы, и питательные вещества, такие как калий и фосфор, теряются с шлак. Применение biochar возвращает питательные вещества в почву в растительно-доступная форма. Таким образом, для сырья биомассы с соответствующим заводом содержание питательных веществ, вариант biochar может способствовать устойчивой почве управление.В случае истощенных почв может помочь применение биоугля. создавать почвы для повышения урожайности биомассы, тем самым способствуя CO ₂ удаление из атмосферы.

Утечка углерода из мест хранения в зависимости от периода полураспада биоугля в грунт

Долговечность варианта хранения важна для окончательного суждение о влиянии сетей NET на смягчение последствий изменения климата. В обоих случаях, то есть, BECCS и biochar, долговечность варианта хранения зависит от неопределенности. Оценка исследования чувствительности заявленных значений и применение к исследуемым сценариям NET должно выполняться в будущее.

Время до внедрения и технологические задачи

BECCS-MEA и biochar без дополнительных Захват CO ₂ может быть непосредственно применен, если даны экономические стимулы. То же самое, в принципе, относится к biochar-MEA. BECCS-CLC, который обещает более высокую общую эффективность по сравнению с BECCS-MEA все еще требует разработки.