Пиролизные печи своими руками чертежи видео: чертежи, схема, пошаговая инструкция и прочее+ видео

Содержание

чертежи, устройство и принцип работы, особенности конструкции

Как сделать качественную пиролизную печь своими руками? Чертежи могут помочь в этом. Если такую конструкцию изготовить самостоятельно, то можно хорошо сэкономить на этом.

Пиролизные печи пользуются особой популярностью в такой местности, где отсутствуют центральное отопление и газовые трубопроводы. В таких местах это сооружение обеспечивает теплом загородные дома или дачи.

Принцип работы пиролизной печи

В чем заключается принцип работы этой печки? Процессы, происходящие в ней, многим незнакомы, поэтому необходимо более подробно изучить принцип действия пиролизной печи.

Отличительной чертой пиролизной печи своими руками от обычной является то, что топливо в ней сгорает тогда, когда образуется недостаток кислорода. И это удивительно, потому что в обычных конструкциях топливо сгорает, если есть большое количество кислорода и это обеспечивает нормальное функционирование всей системы обогрева.

Как происходит процесс пиролиза? Когда сжигается углеводородное топливо, начинается процесс окисления и выделения тепла. Топливо под влиянием высокой температуры сгорает не до конца, выделяя при этом большое количество различных газов. Чем выше температура будет при недостатке кислорода, тем интенсивнее начинают выделяются эти газы.

К примеру, если сжигать древесное топливо, то будут выделяться такие газы, как уксусная кислота, ацетон, метиловый спирт. Вместе с ними в дымоход поступают различные смолистые соединения и частицы древесного угля. Эти несгоревшие остатки можно повторно сжигать, потому что они вполне горючи. Газы, не сгоревшие до конца, могут выделяться при сжигании любого топлива, такого как естественная органика или нефтепродукты. Различное топливо имеет разную температуру горения. Так, нефтепродукты могут гореть при температуре 800−900 градусов, а дрова сгорают при 500 градусов.

Таким образом, принцип работы пиролизной печи своими руками заключается в сжигании этих газов. Именно поэтому такие печи по-другому называются газогенераторами. Пиролиз – это процесс разложения топлива на составляющие части при его нагревании, с последующим их сжиганием и выделением тепла.

Достоинства и недостатки пиролизной печи

Такая конструкция имеет определенные преимущества перед обычными печами. К ним относятся:

  • коэффициент полезного действия достигает 80%;
  • топливо расходуется очень экономно;
  • возможность регулировать процесс длительного горения;
  • экологичность. Такая печь во время работы практически не дает выброса канцерогенных веществ.

Если пиролизная печь сделана правильно, то достоинств у нее не перечесть. Например, у нее практически не бывает сажи, что позволяет легче соблюдать чистоту и затрачивать небольшое количество времени на очистку печи. И таких небольших достоинств очень много.

Однако, пиролизная печь имеет и недостатки:

  • высокая стоимость. Выгоднее сделать ее своими руками;
  • большие размеры. Если помещение не слишком большое, лучше использовать другие отопительные конструкции;
  • отапливаются такие печи только определенным видом топлива. Лучше всего подходит сухое топливо (древесина), потому что высокая влажность отрицательно сказывается на процессе пиролиза;
  • для ее работы необходимо электроснабжение, причем постоянное. Для лучшей работы печи ее следует подключить к электрической сети.

Это основные недостатки пиролизной печи. Так что можно смело эксплуатировать такую печь, если для нее достаточно места, имеется в наличии сухое топливо и имеется доступ к электрической сети.

Технология изготовления пиролизного котла

Чтобы изготовить мощный котел, надо уметь обращаться с болгаркой и сварочным аппаратом, а также разбираться в чертежах. Если самостоятельно изготавливают котел мощностью выше 25 кВт, необходимо все делать по чертежу, в противном случае котел не будет соответствовать требованиям безопасности.

Стенки котла следует делать из жаропрочной стали, только это будет гарантией того, что он прослужит довольно долго. Если такую сталь найти не получится, можно использовать обычную сталь, только в этом случае делают футеровку внутренних камер котла шамотным кирпичом.

Этапы изготовления котла.

  1. Корпус котла изготавливают из листовой стали. С помощью болгарки из листа металла вырезают детали котла, в стенках делают отверстия для дверцы зольника и загрузочной дверцы, а также для патрубков и дымососа. Самое главное - это придерживаться указанных в чертеже размеров. При помощи сварочного аппарата соединяют детали, после чего зачищают швы от окалины и шлифуют их.
  2. Затем приваривают патрубки так, чтобы между швами не было зазоров. Берется труба нужного диаметра и выполняют монтаж защитного теплообменника на задней стенке котла. После чего проверяют, не протекает ли теплообменник из-за повышенного давления от компрессора и только тогда устанавливают заднюю стенку камеры, изготовленной из жаропрочной стали.
  3. Затем приступают к монтажу перегородки, которая разделяет камеры газификации и сжигания газа, устанавливая чугунный колосник. Наверху камеры газификации делают воздуховод с заслонкой. Внизу камеры также делают воздуховод и одновременно с этим делают футеровку шамотным кирпичом нижних и боковых сторон.
  4. Дверцы котла изготавливают из жаропрочной стали, а для наибольшей герметичности их усиливают металлическими уголками.
  5. Котел следует устанавливать в нежилом помещении, присоединяя дымоход. Затем подключают к нему водный контур и устанавливают дымовой насос.

Технология изготовления пиролизной печи

Такой котел очень мощный и поэтому подходит для большого дома. Чтобы было тепло в гараже или дачном домике, можно построить пиролизную печь своими руками. Изготавливается она также из листа металла, но техника изготовления ее значительно проще.

Если камеру сгорания газа расположить выше камеры газификации, создавая естественную тягу, то нет необходимости использовать дымосос.

Печь не подключается к системе отопления.

Такая печь не автоматизирована и поэтому требует постоянного контроля

и настройки режима горения.

Как изготовить пиролизную печь своими руками?

Технология изготовления пиролизной печи своими руками выполняется в такой последовательности.

  1. Берут корпус печи, имеющий отверстия для дверцы топки и дверцы зольника и сваривают его. Изготавливаться он должен из жаропрочной стали. Прямо над зольником устанавливают топочную камеру и отделяют от него чугунным колосником. Поступление воздуха в топку регулируется при помощи дверцы зольника.
  2. Над топкой располагают камеру сгорания газов, разделяя их пластиной из жаропрочной стали. В камере делают канал, обеспечивающий подачу воздуха.
  3. Металлические дверцы топки и зольника усиливают уголком.
  4. Внутри обе камеры обкладывают шамотным кирпичом, который защитит их от быстрого прогорания и улучшит теплораспределение. Если печь установлена в жилом помещении, то ее можно обложить и с внешней стороны, чтобы о нее случайно не обжечься.
  5. В дымовой трубе устанавливают шибер для регулировки тяги. Дымоход изготавливается из утепленной трубы, что повышает ее безопасность. Если труба не изолирована, в случае резких перепадов температур на ее внутренней поверхности скапливается конденсат, который способен разрушить металл.

Место установки пиролизной печи

Устанавливают пиролизную печь в помещении, соблюдая технику безопасности, чтобы исключить возникновение пожара. Нельзя устанавливать ее возле легко воспламеняемых предметов, под полками, в легко продуваемых местах. Около печки должно оставаться свободным пространство со всех сторон с расстоянием в полметра. Хорошо, если рядом будет стоять емкость с песком или висеть огнетушитель.

Чтобы пиролизная печь своими руками работала долго, необходимо вовремя удалять из нижней части кокс и нагар. Если в качестве топлива используется мазут или нефтяные масла, необходимо следить за тем, чтобы в него не попала вода. Если это произойдет, печь начнет «стрелять», выбрасывая большое количество искр, а это может привести к пожару.

Поэтому при соблюдении техники безопасности и правильной эксплуатации, такая печь может прослужить очень долго.

Пиролизная печь своими руками – конструкция, детали и сборка

Принцип работы пиролизной печки достаточно сложен. В нем закручены несколько сложных теплотехнических процессов, которые доводят КПД агрегата выше 90%. Показатель несравним ни с каким другим теплотехническим прибором. Поэтому когда говорят, что пиролизная печь своими руками – это просто, не верьте. В свободном доступе есть всего лишь несколько картинок с чертежами в разрезе, но нет ни размеров, ни материалов, из которых изготавливаются узлы и детали печи. Можно технологию изготовления купить или дойти до нее своим умом, потратив немало времени (месяцы или годы). Но если после сборки пиролизная печь будет соответствовать своему назначению, то можно с уверенностью сказать, что это самый экономичный вариант теплогенераторов с высочайшим коэффициентом полезного действия.

Пиролизная печь

Что такое пиролиз

Пиролиз – это термическое разложение вещества при высоких температурах на более мелкие частицы, и при этом дополнительные реагенты в процессе не участвуют. Мелкие частицы в свою очередь концентрируются в виде газов, которые впоследствии сжигаются, выделяя большое количество тепловой энергии. То есть, происходит двойное выделение тепла, плюс, полное сжигание топлива с минимальными отходами.

Что касается вышеупомянутых реагентов, то речь в основном здесь шла о кислороде, который поддерживает горение. Так вот сам пиролизный процесс происходит при отсутствии этого химического вещества. По сути, получается так, что топливо в топке печи не горит, а тлеет. При этом выделяется достаточное количество тепловой энергии, а заодно и выделяются газы, которые собираются в специальном отсеке, где они под действием высокой температуры сгорают, опять-таки, выделяя большой объем тепла.

Достоинства и недостатки пиролизных печей

Некоторые преимущества пиропечей уже упоминались.

  1. КПД достигает 90%.
  2. Экономия топлива.
  3. Внутри топки происходит процесс длительного горения, что позволяет одной закладкой топлива пользоваться долгое время. То есть, присутствие человека минимизируется.
  4. Процесс пиролиза можно отнести к экологичным, потому что при его проведении в атмосферу выбрасывается минимальное количество угарных газов.
  5. Если изготовить пиролизную печь своими руками правильно (по чертежам точно), то можно гарантировать полнейшее отсутствия сажи, потому что она просто не будет образовываться за счет максимального сжигания топлива. Поэтому чистить такую печь нет необходимости.
  6. В качестве топлива здесь используются прессованные отходы растительной биомассы. Это самый дешевый вид энергоносителя на сегодняшний день.

Конструктивные особенности

Что касается недостатков, то и они тоже есть.

  • Пиролизная печь – это достаточно большой агрегат.
  • Собрать ее своими руками не так просто. Это не обычный водогрейный прибор или буржуйка.
  • В качестве топлива в пиролизных печах используется топливо с низкой влажностью. Ее повышение негативно сказывается на самом пиролизном процессе, что скажется на снижении КПД, плюс, появления смоляных отложений на стенках агрегата и дымохода.

Принцип работы и конструкция пиролизной печи

Принцип работы пиропечи заключается в том, что топливо, заложенное в топку агрегата, тлеет при минимальном доступе воздуха. При этом топка расположена над отсеком, куда поступают угарные газы. Они по каналам проходят между стенками печки и топки, где и сгорают.

Чтобы газы смогли опуститься вниз, необходимо в топке создать избыточное давление. Вот почему в нее подается воздух, который специалисты называют первичным. В камеру дожига также подается воздух, чтобы газы могли гореть. Они без кислорода гореть не будет. Это воздух называется вторичным. Газы, перемешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь, которая, сгорая, выделяет огромное количество тепловой энергии. Кстати, очень важно соблюсти пропорции воздуха и угарных газов. Чего-то будет больше или меньше, сразу отразиться на процессе сгорания. Далее оставшиеся продукты выводятся дымоходом в атмосферу.

Три стадии работы пиропечки

Учитывая принцип работы пиролизного котла, можно собрать его по чертежам. Но придется учитывать качество используемых материалов. Особенно это относится к металлу. Высокая температура быстро выводит из строя любой материал, поэтому для сооружения пиролизной печи своими руками (по чертежам) необходимо использовать сталь легированную жаропрочную толщиною не меньше 8 мм. По следующей ссылке приведены характеристики среднелегированной стали — http://stalmaximum.ru/30khgsa/

Кстати, агрегат можно изготовить и уже из готовых изделий, к примеру, из газового баллона, толщина стенки которого как раз подходит под требуемые нормы. Но для этого придется перераспределить отсеки для топки и камеры дожига. Если в классической конструкции топка располагается над камерой дожига, то это не значит, что их нельзя поменять местами. В самодельных пиролизных котлах как раз такой вариант и используется, что снижает сложность конструкции и трудоемкость проведения сборочных работ. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите фото ниже, где показана такая конструкция печки.

Схема работы пиролизной печи

Внимание! Камер, по которым проходят пиролизные газы, может быть несколько. И чем их больше, тем интенсивнее газы насыщаются кислородом. Поэтому очень важно точно соотнести количество камер и объем пиролизных газов.

Необходимо отметить, что камера дожига может располагать и сбоку от топки. Ведь основное требование процесса пиролиза – это отделение газов от топлива. А где оно будет сжигаться неважно. Главное, чтобы оно сжигалось полностью. При этом тление может производиться снизу закладки или сверху. То есть, поджигать топлива можно как снизу, так и сверху.

Газовый баллон для пиролизной печи

Сделать пиролизную печь из газового баллона несложно. Что необходимо для этого сделать.

Печка пиролизного типа из баллона

  • В первую очередь внутри баллона надо сделать перегородки для камеры дожига. Для этого можно нарезать из листового железа круги диаметром равным внутреннему диаметру баллона. На каждом круге надо вырезать сегмент. В конечном итоге должно получиться больше, чем полукруг.
  • Полученные детали устанавливаются внутрь резервуара, где они привариваются по периметру электросваркой. Очень важно правильно установить обрезанные круги. Необходимо установку провести так, чтобы свободное от отрезанного элемента место оказалось напротив точно такого же, только другого отрезанного круга. То есть, должна получиться многоступенчатая камера, собранная из этих кругов перегородок, которые собранные в одну систему будут собой представлять змеевик. По нему и будут пиролизные газы от топки подниматься к дымоходу. Здесь же они будут обогащаться кислородом и сжигаться полностью.
  • Обязательно в стенке баллона напротив первого этажа камеры дожига надо сделать несколько небольших отверстий диаметром 3-5 мм. Отверстия делаются сверлом и дрелью.
  • Конец созданного канала камеры дожига соединяется с выходным патрубком, который станет началом дымохода. Поэтому сбоку или сверху баллона делается отверстие под патрубок, и с внешней стороны он приваривается.
  • Как и в любой печи, в пиролизной надо сформировать топку. Для этого в баллоне делается отверстие прямоугольной формы под дверцу. Через нее будет производиться закладка топлива.
  • Чуть ниже отверстия устанавливается колосниковая решетка, которую можно изготовить из того же металлического листа, в котором надо просверлить отверстия. Можно сделать ее из арматуры в виде сетки.
  • Ниже дверцы с той же стороны, где она будет установлена, надо сделать несколько отверстий для подачи первичного воздуха.

Внимание! При навешивании дверцы топки необходимо учитывать герметичность ее прилегания к стенкам корпуса печи. Через нее в топку не должен проникать воздух.

Данная конструкция дает возможность поджиг производить сверху топлива. Воздух будет проникать через массу уложенных топливных брикетов и попадать в зону тления. Его будет не очень много, что не даст топливу загореться в полную силу. Кстати, в качестве топлива в пиролизных печах могут использовать опилки, мелко нарубленные стебли или листа, лучше запрессованные, мелкой фракции уголь. Сегодня производители пиролизных котлов предлагают к ним свое топливо, которое изготавливается из любых растительных материалов. Они прессуются в небольшие гранулы, которые называются пеллетами.

Пиролизная печка из газового баллона с прессом

Из газового баллона можно изготовить более простую конструкцию печки пиролизного типа.

  • Срезается верхняя полукруглая крышка баллона.
  • Срезается часть боковины под отверстие для топки.
  • Устанавливается колосниковая решетка.
  • Вырезается из металлического листа блин диаметром, который будет чуть меньше внутреннего диаметра баллона.
  • В блине делается отверстие под дымоходную трубу, которая к нему и приваривается.
  • Эту конструкцию надо утяжелить, для чего с нижней ее стороны привариваются четыре куска швеллера. При этом дымоходное отверстие не должно быть закрыто.
  • В вырезанной крышке баллона также делается отверстие под дымоход.
  • Навешивается дверца.
  • Делаются небольшие отверстия ниже топки.

Схема работы пиролизной печи из газового баллона

Печь готова, можно ее загружать. Загрузку делают больше половины объема полученного пространства. Поджиг можно производить снизу или сверху. Устанавливается сверху пресс, изготовленный из металлического блина, усиленного швеллерами. Его основная задача – прижимать топливо к зоне горения (тления), при этом между стенками пресса и поверхностью уложенного топлива остается пространство, сформированное швеллерами. При сжигании топлива пресс будет опускаться, оставляя зазор одинаковым во время всего процесса работы пиролизной печи.

Между краями блина и стенками баллона также есть зазор, через который угарные газы поступают в зону дожига, образованной крышкой печи и верхней плоскостью пресса. Обычно такой агрегат называют печкой длительного горения. Как показывает практика, одной закладки хватает на 6-10 часов в зависимости от объема топочной камеры.

Пиролизная печь Лачиняна

Заключение по теме

Конструктивно пиролизная печь – агрегат непростой. Очень важно соблюсти многие параметры, которые касаются не только его размеров, но и пропорций деталей и узловых элементов. К тому же такие печки работают только на сухом топливе. И это одно из самых жестких требований ее эксплуатации.

Учитывая все вышесказанное, можно сделать заключение, что пиролизные (углевыжигательные) печи сделать своими руками по чертежам можно без проблем. Но придется учитывать требования к конструкции. А их, как оказывается, немало.

Пиролизная печь своими руками: чертежи и принцип работы

Здесь вы узнаете:

Твёрдотопливное отопительное оборудование будет востребовано всегда. Есть места, где газ может никогда и не появиться. В отдельных населённых пунктах проведение газа в планах на ближайшие 10-15 лет. Некоторым людям просто нравится топить дровами, а кто-то использует дровяные печки для обогрева бань. Пиролизная печь станет идеальным вариантом для обогрева помещений любого назначения. Её можно сделать из металла или кирпича. О процессе изготовления расскажет наш обзор-инструкция.

Как работает пиролизная печь

Для начала мы рассмотрим принцип работы пиролизной печи. В традиционных дровяных печках используется принцип прямого сгорания топлива. Загруженные в камеру сгорания (топку) дрова поджигаются и начинают испускать тепловую энергию. Эта энергия нагревает стенки агрегата, после чего проникает в обогреваемые помещения. Продукты сгорания сразу же улетают в дымоход. Вместе с этим туда улетают ещё 10-15% тепла.

Недостаток обычной печи заключается в больших тепловых потерях. Продукты сгорания улетают в дымоходную трубу раскалёнными, в них полно тепла, которое можно собрать и отправить на обогрев. В самом простом случае пользователи удлиняют трубу, делая горизонтальный участок более длинным – он проходит через всё помещение. Тем самым производится уменьшение тепловых потерь.

Пиролизные печи устроены несколько по-другому. В них две камеры – в первой осуществляется сгорание топлива, во второй производится дожигание продуктов сгорания. В процессе горения древесины выделяются продукты пиролиза – это горючие газы, сгорающие при высокой температуре. Для их сжигания требуется вторичный воздух – он поступает в камеру дожигания, смешивается с пиролизными газами, в результате чего происходит воспламенение данной смеси.

Пиролизные печи длительного горения – оптимальное оборудование для вашего дома, дачи или бани.

Преимущества пиролизных печей:

  • Более высокая эффективность, по сравнению с традиционными печами – процесс пиролиза позволяет выделить из аналогичного количества древесины более высокое количество тепла.
  • Возможность управления процессом сгорания – регулируя тягу или подачу воздуха через поддувало (и подачу вторичного воздуха), можно задать определённую интенсивность горения, выставляя нужный температурный режим.
  • Длительное горение – обычно пиролизные печи оснащают большими топками, куда вмещается весомое количество дров. Продолжительность горения обеспечивает и возможность управления этим процессом (диапазон регулировки составляет от 10 до 100%, в зависимости от конструкции).
  • Экономия топлива – при не самом сложном устройстве, пиролизные печи экономят до 10-15% дров.
  • Широкий спектр применения – начиная от бань и заканчивая жилыми домами.

Основные виды печей

Пиролизные печи для отопления дома и бани подразделяются на две большие категории. В первую категорию входят металлические печки, изготавливаемые из листового металла или старых газовых баллонов. Ко второй категории относятся кирпичные агрегаты, более громоздкие, но и более эффективные в эксплуатации. Плюс металлических печей – лёгкость сборки. Плюс кирпичных печек – длительное сохранение тепла и его мягкая отдача.

Как изготовить пиролизную печь своими руками

Для начала мы разберёмся с процессом изготовления простой пиролизной буржуйки. В качестве основы возьмём следующий чертёж:

Это самая простая буржуйка с дымооборотами. Никакого пиролиза здесь нет, но это не проблема – для его организации нам нужно реализовать подачу в первый дымооборот вторичного воздуха.

Делается эта печь по следующей схеме:

Парочка металлических трубок для подачи воздуха – и обычная дровяная печка превращается в пиролизную.

Как сделать металлическую печку

Переносная пиролизная печь своими руками – это очень просто. Убедитесь в этом, ознакомившись с чертежами в нашем обзоре. Для её сборки вам потребуется листовое железо. Мы рекомендуем выбрать листы толщиной 3-4 мм, что необходимо для продления срока службы агрегата. Тонкое железо быстро прогорит, эффективность печки начнёт падать. Год-два такой эксплуатации – и её можно будет выбрасывать на свалку.

Кстати, если вам нужна пиролизная печь для бани, обратите внимание на следующую схему – здесь мы видим увеличенную камеру сгорания, всё те же дымообороты, только в самой верхней части располагается каменка.

Конструкцию печки необходимо доработать так, чтобы её топка выходила в соседнее помещение, а не в парилку (она выступает вперёд).

Приступая к сборке банной или пиролизной печи своими руками, подготовьте листы железа и разметьте их в соответствии с нашей первоначальной схемой. Корпус печи состоит из шести металлических пластин, ещё две образуют дымообороты. Также нужно собрать колосниковую решётку – для решения этой задачи воспользуйтесь арматурой диаметром 12-15 мм. Решётка крепится на расстоянии 80 мм от дна печи с помощью сварки.

Самая сложная задача – подготовить дверки. Вырежьте отверстия в листе, предназначенном для передней стенки, сохраните вырезанные куски. Приварите по периметру этих кусков отрезки листового металла шириной 2 см, приваривая их с наружной стороны. В результате мы получим плотно закрывающиеся дверки. Их останется оснастить петлями и простейшими крючками для фиксации.

Если не хочется возиться с самодельными дверцами, купите готовые дверки для изготовления дровяных печек.

Пиролизные печи для отопления дома должны отдавать максимум тепла. Именно для этого нужны дымообороты. Смонтируйте их в соответствии с вышеуказанной схемой. Теперь остаётся проделать в задней стенке отверстия и вварить в них трубки для подачи горячего воздуха. Заключительные этапы сборки:

  • Вваривание отрезка трубы диаметром 100 мм в верхнюю крышку – к ней будет подключаться дымоход.
  • Приваривание дверных петель к корпусу.
  • Подготовка ножек – выполните их из отрезков дюймовой металлической трубы.

Наша самодельная пиролизная печь на дровах готова. Она получилась компактной – тем самым обеспечивается лёгкость её транспортировки с места на место. Установите её на негорючем основании, подключите дымоход и запускайте.

Банная модель делается следующим образом. Удлините топку, вынеся дверцы вперёд, а дымоборороты оставьте прежними. В верхней части сделайте ёмкость для каменки – сюда укладываются камни, удерживающие и отдающие тепло в парилку. Печка готова – теперь смонтируйте её в бане и приступайте к банным процедурам.

Как сделать кирпичную печку

Также вам потребуется подходящая по размерам и мощности порядовка. Отыскать нормальную порядовку в интернете – целая проблема, в открытом доступе присутствуют только традиционные печки. Рекомендуем заказать её разработку у специалистов или опытных людей.

Металлическая печь отличается лёгкостью в сборке. При наличии подходящего железа её раскрой и сборка займут максимум несколько часов. А вот пиролизная печь из кирпича не отличается лёгкостью в изготовлении. От вас понадобятся:

  • Огнеупорный кирпич для выкладки отопительного агрегата.
  • Специальная огнеупорная цементная смесь – она должна выдерживать до +1500 градусов.
  • Опыт в кладке кирпича – если его нет, обратитесь за помощью к более опытным людям.

Кирпичная пиролизная печь представляет собой аналог обычной металлической печки. Только по размерам она получается большой и сложной. Чем больше кирпича, тем мягче и лучше теплоотдача. Никаких особых конструкционных особенностей здесь нет. Сгорание дров производится в основной камере сгорания (топке). Полученные продукты пиролиза отправляются в камеру дожигания. Для её работы в конструкции печи предусматриваются отверстия для подачи вторичного воздуха. Они оснащаются дверцами, регулировка их просвета позволяет отрегулировать интенсивность горения.

Некоторым спросом пользуются пиролизные агрегаты с нижним горением. Дрова горят/тлеют в основной камере сгорания, в продукты пиролиза вытягиваются через колосниковую решётку вниз, в камеру дожигания. Сюда же подаётся вторичный воздух, что вызывает интенсивное горение. Тяга реализуется естественным или искусственным путём. В первом случае печи оснащаются эффективными дымоходами, а во втором случае сюда ставятся дутьевые вентиляторы.

Внутренняя часть печи, где происходят горение и пиролизная реакция, создаются из шамотного кирпича. Он выдерживает нагревание до +1000 и более градусов, не трескаясь и не лопаясь от жара. Все остальные слои изготавливаются из обычного красного кирпича. Дымоход может быть кирпичным или металлическим. Дверцы приобретаются в специализированных магазинах. Эксплуатация кирпичной пиролизной печки порадует длительным горением и приятным теплом, сохраняющимся даже после её затухания.

Модернизация печки

Дутьевой вентилятор обеспечит стабильность температурного режима во всех обогреваемых помещениях.

Почти любую пиролизную печь можно превратить в котёл для водяного отопления. Для этого внутрь встраиваются готовые или самодельные (из металлических труб) теплообменники. В комнатах устанавливаются радиаторы, в систему заливается вода – полноценное отопление готово.

Для этих целей лучше всего приспособить пиролизную печь с дутьевым вентилятором – оснастите её внешним блоком управления, отслеживающим температуру и управляющим работой вентилятора.

Варочные панели и встроенные духовые шкафы – вот чем ещё можно оснастить любую печь. Энергии пиролизного горения хватит не только на обогрев, но и на приготовление еды. Варочные поверхности и коробки духовых шкафов приобретаются в специализированных магазинах. Духовку можно изготовить самостоятельно из листового железа. Что касается варочных поверхностей, то они делаются из чугуна – самому такое не сделать.

Пиролизная печь своими руками – чертежи и правила кладки

При плохой работе системы отопления в доме будет холодно и сыро. Не всегда есть возможность подключиться к центральному отоплению. Твердотопливные печи можно поставить там, где это требуется, и полноценно обогревать жилье в холодное время.

Принцип работы устройства

Пиролизный котел: что это такое

Пиролизная печь, чертежи к которой можно разработать самим или скачать в готовом виде, относится к твердотопливному типу обогревателей, работающих по принципу прямого сгорания топлива.

Основным отличием от печи, работающей на дровах, является высокий уровень КПД, обеспечиваемый за счет отсутствия свободного доступа кислорода. Все выделяемые в процессе горения газы не разбавляются воздушными потоками, а догорают внутри топочной камеры, выделяя большое количество тепла.

Такая установка – отличный способ отапливать гараж, дачу, небольшой частный дом.

Простые в устройстве и уходе конструкции эффективно работают, вырабатывая максимальный объем энергии из небольшого количества топлива.

Печи различаются по общему виду, форме, строению. Пиролизная твердотопливная печь может быть сделана из газового баллона, железных листов, жаропрочных кирпичей.

Плюсы и минусы

Выделяется несколько достоинств такого типа печей:

  1. Высокий КПД, достигающий 95%. Агрегат разжигается легко, нагревается очень быстро, выделяет мало дыма, сажи, поэтому не требует частой чистки от копоти.
  2. Пиролизная отопительная печь на дровах – удобный вид отопления: достаточно один раз в сутки положить требуемое количество дров или другого топлива, чтобы обеспечить полноценный обогрев квартиры или дома.
  3. Устройство пиролизной обогревательной печи несложное, такой прибор можно собрать самостоятельно.

Основным недостатком считается то, что для работы нагревателя требуются сухие дрова, необходимо их правильно хранить, складируя в сухом помещении.

При сжигании бытового мусора или пластика выделяются вредные вещества, которые способны накапливаться в организме и вызывать различные заболевания вплоть до онкологии. Необходимо выбирать чистый, качественный материал, а дом оборудовать вентиляцией для проветривания и удаления из помещения запахов, выделяющихся при горении.

Во время работы печи выделяется конденсат, для которого имеется специальный накопитель. Чтобы система работала слаженно, необходимо выполнить сборку и установку в соответствии со всеми правилами.

Виды печей длительного горения

В зависимости от того, из какого материала сделана печь, способ ее эксплуатации и передачи тепла, выделяют несколько видов пиролизных конструкций. Разделение производится и по типу размещения внутренних камер, виду тяги.

Таблица: классификация пиролизных печей

Основной материал Внутреннее устройство Область применения
Металл Буржуйка Жилые, нежилые комнаты
Баня, сауна
Приготовление пищи
Под барбекю
Булерьян Отопление здания любого типа
Бубафоня Только для нежилых построек
На выработанном масле Нежилые сооружения
Кирпич Печка Кузнецова Обогрев жилья
Баня
Готовка еды

Выбор типа печи

При выборе конструкции необходимо определиться, зачем нужна печка, куда можно поставить, чем топить, будет ли установлен водяной контур, чтобы дома была горячая вода, требуется ли варочная плита.

Пиролизный котел с водяным контуром

Размеры и мощность будущей конструкции влияют на объем выделяемого тепла, поэтому габариты сооружения должны соотноситься с размерами отапливаемого пространства.

Печки из кирпича всегда монолитные, а металлические можно перемещать.

Для хорошей работы печи нужно рассчитать баланс количества свежего воздуха с газом.

Конструктивные элементы

Самодельную пиролизную дровяную печь прямоугольной формы из металла изготавливают из высококачественных листов, сооружая двойные стенки. Свободное пространство между элементами заполняют песком, либо ставят водяной контур. В качестве основы конструкции можно использовать толстостенные бочки из металла.

Пиролизный прибор состоит из двух камер сгорания:

  • топка, где сжигаются дрова;
  • дополнительное отдельное пространство, где догорают выделяемые газы, которые частично смешиваются с воздухом.
Формы печей

Внутри металлических моделей перегородку делают из полых пластин.

В конструкции должны быть вентиляторы наддува, особенно, если газовая камера располагается низко. Здесь для дожига паров запускается воздух за счет принудительной силы тяги.

Замеры и вычисления для составления чертежа

Перед постройкой печи необходимо сделать точные замеры, расчеты, составить схему будущей конструкции с учетом расходов материалов, времени, бюджета.

Стандартным количеством тепловой энергии для обогрева 1 м² помещения является 10 кВт, к которым прибавляется коэффициент поправки на потери тепла.

Газогенерирующие приборы в стадии догорания топлива имеют около 30% мощности, по сравнению с режимом горения дров.

Далее требуется вычислить примерную энергоемкость используемого топлива, время горения одной порции. Длительность сгорания нужно умножить на примерную мощность и 1000, чтобы получить предполагаемый объем выделяемого тепла.

Так как материал горит только на 80%, а КПД самодельной конструкции составляет около 50%, то деление длительности процесса на произведение обоих параметров с учетом коэффициента 15,5 дает почти точные данные. Рекомендуется дополнительно высчитать запас.

Полученные результаты, измеряемые килограммами, переводят в объемы, измеряемые литрами. Литраж умножают на коэффициент загрузки топочного пространства, равный 0,63, чтобы получилось значение необходимого объема топки.

Инструменты и материалы

Чтобы собрать пиролизную печь своими руками, нужно подготовить листы из стали, толщиной около 3-4 мм, желательно марки Ст20, стальной уголок 0,04 на 0,50 см, трубу 0,5-0,6 см. Дополнительные элементы: арматура на 8 мм, дымоходные стальные трубы 11-12 см, 15 кирпичных блоков.

Для сборки нужен сварочный аппарат, пила-болгарка, диски 23 см, электродрель со сверлами. Разметка, контроль ровности поверхностей осуществляются при помощи строительного уровня, рулетки, карандаша и молотка.

Куда поставить и как подготовить место

Пиролизные дровяные печи длительного горения устанавливаются на удаленном расстоянии от легковоспламеняющихся предметов, текстиля (шторы, мебель).

Печь собирается в той комнате, где будет стоять. Готовится точка установки, при этом расстояние от стены должно быть не менее 80 см.

На пол укладывается слой негорючего основания (кирпичи) таким образом, чтобы вокруг будущего сооружения оставался отступ.

Перед печкой напольное покрытие необходимо защитить листом из металла в радиусе 120 см (толщина листов не менее 1,5 мм).

Сборка печи

Самодельная печка бывает прямоугольной или цилиндрической. В соответствии с формой составляется основной чертеж.

Сборка металлической печи

На железных листах размечают стенки будущего котла, вырезают, в передней детали делают отверстия под топку и зольник.

К дверцам приваривают крепежные элементы для навесных дверей. Внутри закрепляют уголки, сверху ставят колосниковую решетку, перфорированный поддон.

В одной из боковин врезают поддувало с заслонкой на достаточно высоком уровне из трубы 5-6 см в сечении. В поддувале просверливают много отверстий диаметром 8,5 мм, внутрь вставляют ось заслонки из отрезка арматурного прута. Внутри поддувала на поставленную ось приваривают металлический диск-заслонку.

Уберечь печь от бесконтрольного смещения заслонки помогает пружинный или резьбовой фиксатор.

Общий вид самодельной печки из металла

Все элементы сваривают по порядку снизу вверх, закладывается решетка, приваривается крышка.

Разделение топки и камеры дожига оснащается перфорированной перегородкой, а по передней стенке оставляется зазор на четверть длины топочного пространства, чтобы обеспечить доступ вторичного воздуха.

К отверстию крышки приваривают отвод газов с поворотом под прямым углом, переводящим трубопровод в горизонтальное положение. Это делается для задержки газов, выделяемых в процессе сгорания топлива, их возврата во вторичную камеру.

На конце горизонтальной трубы ставят заслонку-шибер с вырезанным сектором на четверть диска.

Пример самодельной печи с описанием процесса можно посмотреть в следующем видео:

Сборка кирпичной кладки

Под кирпичную кладку делается фундамент: стелется гидроизоляция, поверх нее насыпается слой песка около 1 см, укладывается плита или связанная арматура, заливается цементный раствор.

После полного просыхания бетон сверху вновь покрывают гидроизоляцией, можно использовать битум.

Первый ряд закладывают прямо на гидроизолирующий материал. Главное, максимально аккуратно уложить первый уровень печи, иначе вся конструкция пойдет наперекос.

Кладка продолжается с соблюдением правил порядовки, раствор делают с добавлением жаростойкой глины, так как обычный цемент быстро потрескается под влиянием высоких температур.

На местах установки дверок оставляется свободное пространство, а контур дверей закрепляется при помощи жаропрочной проволоки. Топку выкладывают из шамотного кирпича, который отлично выдерживает нагрев открытого огня. На требуемом уровне кладут металлическую решетку с прорезями для свободного осыпания золы. Обязательно оставляют небольшой зазор, так как при нагреве металл немного расширяется.

Сразу ставятся все заслонки для лучшей вентиляции, ставят дверки, тщательно герметизируют все стыки и швы.

Для второй камеры также оставляют небольшой зазор, топку отделяют перфорированной прослойкой.

Дымоход выкладывают строго по схеме укладки без отклонений.

Порядовка

Первый кирпичный ряд является основным контуром будущей печи. Если требуется, то кирпичи раскалывают топором или стамеской с молотком на куски требуемого размера.

Каждый кирпич перед укладкой на секунду опускают в ведро с водой, чтобы обеспечить требуемый уровень сцепления.

Примеры схем укладки дымоходных каналов

Следующий уровень выкладывают со смещением блока на ¼, 1/3, ½, либо 2/3, ¾, то есть, на строго определенную часть (не более, чем на четверть, иначе блоки будет неудобно раскалывать, керамика начнет крошиться).

Третий ряд смещают либо в обратную сторону, либо по ходу движения. Стыки кирпичей предыдущего уровня должны перекрываться кирпичами следующего.

Заключение

Сборка или постройка печи пиролизного типа своими руками – дело не очень сложное, но требующее точного соблюдения всех требований к топочным сооружениям. Особое внимание уделяется формированию отверстий и дымохода, чтобы процесс горения проходил хорошо, а угарные газы не проникали в дом.

Подробный обзор кирпичной модели и принцип ее сборки показаны в следующем видео:

Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкой

Печь пиролизная своими руками: принцип работы

В данной статье мы постараемся как можно подробнее рассказать о том, может ли быть изготовлена качественная пиролизная печь своими руками для бытовых нужд. Это может быть мобильная походная модель или стационарная установка.

Пиролизная печь

Пиролиз – технологический процесс

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

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

Пиролизный газ – новая страница обычных дров

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

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

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

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

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

Пиролизная печь – основные преимущества

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

Внутреннее устройство

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

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

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

Недостатки

Основным недостатком таких печей можно назвать:

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

Пиролизный котел – принцип работы

Как работает данный котел? Котел состоит из следующих элементов:

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

Элементы котла

Принцип работы заключен в следующем:

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

Принцип понятен – что еще?

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

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

Пиролизная печь из хлама — можно, но нужно ли?

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

Нерегулируемый пиролиз – преимущества нет

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

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

Температура горения газов в пиролизном котле достигает 1100 °С.

Комплектация – основные бытовые трудности

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

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

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

Запуск не проблема – проблема контроль

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

Блок управления

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

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

Пиролизный котел может быть и таким

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

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

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

Пиролизный котел с верхней камерой дожигания

  • Из топки пиролизный газ поднимается в камеру дожигания, и к нему примешивается вторичный воздух.
  • Воздух поступает в котел через нижние отверстия за счет разряжения. Пиролизный газ соединяется с кислородом. Происходит экзотермическая реакция окисления.
  • Полученный горючий газ сгорает в камере дожигания чистым и ровным пламенем. Полученная таким образом энергия нагревает теплоноситель.

Камера дожигания

  • Стенки котла изготавливаются из специальной жаропрочной стали. В результате данного процесса из дымохода вытягивается почти прозрачный дым.
  • Правильно устроенная система дымохода и отопления способствует работе данного котла в течение 12 – 14 часов на одной заправке топлива. Зарядка котла осуществляется два раза в сутки.

Неоспоримое преимущество

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

Пиролизная печь из кирпича своими руками

Пиролизная печь из кирпича своими руками, схема устройства пиролизного котла на дровах.

Пиролизные печи отличаются от обычных печей, более длительным сроком горения. Уже в самом названии печи, содержится ответ, в чём различие печей.

Процесс сгорания топлива в такой печи, можно условно поделить на два этапа. Первый этап - пиролиз, то есть, разложение органики под воздействием высоких температур на твёрдый материал и газообразный. Данный процесс происходит при минимальном воздействии кислорода.

На втором этапе к полученным составляющим, при высокой температуре, подаётся кислород, под воздействием которого происходит полное сгорание топлива и газа.

Можно сказать, что получается полностью безотходный процесс, при котором топливо превращается в тепло, не оставляя золы и не загрязняя воздуха.

Пиролизная печь из кирпича своими руками

Кирпичный, пиролизный котел, имеет высокий коэффициент полезного действия, он экономит топливо, а в отработанных газах содержится минимальное количество вредных веществ. Пиролизная печь из кирпича своими руками изготавливается относительно легко при наличии необходимой сноровки и знаний.

Работа печи основывается на пиролизе. Процесс выделения пиролизных газов происходит в условиях недостатка кислорода. Из топлива при высокой температуре выделяются газы, лишь впоследствии они смешиваются с кислородом, процесс способствует полному сгоранию топлива и самого газа.

В пиролизную печь из кирпича, благодаря особенностям конструкции, топливо загружается сверху, внизу же предусмотрен вторичный отсек «догорания» пиролизных газов.

Тягу в печи создает дымосос - тягодутьевая конструкция, дымоход вентилируется принудительно. Как система работает? В первичном верхнем имеет место недостаток кислорода, поэтому топливо выделяет пиролизные газы, которые догорают в нижнем отсеке.

Основной материал для изготовления конструкции - керамический кирпич. В зависимости от размера, в среднем для пиролизного котла из кирпича понадобится от трехсот до пятисот штук.

Кстати, в зависимости от назначения, пиролизные печи могут иметь по два отсека для твёрдого топлива.

А в некоторых случаях, камеры вторичного сгорания могут быть расположены выше, чем топочный отсек с твёрдым топливом. Многое зависит от индивидуальных особенностей проекта, от принципов тяги и так далее.

Главное, когда вы устанавливаете печь длительного горения, строго придерживаться схемы и соблюдать противопожарные правила.

Для сооружения камер сгорания требуется огнеупорный кирпич, а для того, чтобы сварить водогрейный котел, нужны металлические листы. Также для изготовления печи понадобятся чугунные решетки, топочные дверки, дымосос для создания тяги, датчики и электроды, измеряющие температуру.

А значит, понадобятся такие инструменты, как аппарат для сварки, шлифовальная машинка.

Кирпичная пиролизная печь своими руками порядовка

Сначала изготавливается плита фундамента. Неважно из какого материала фундамент под печь изготовлен, его не нужно связывать с фундаментом дома, так как просадку эти две конструкции могут дать различную.

Просвет между фундаментами печи и дома должен быть минимум 5 см. Далее этот просвет заполняется, и производится кладка кирпичом в соответствии со схемой.

С технологией кирпичной кладки лучше ознакомиться по видео, она включает несколько рабочих процессов: установку порядовок, подачу кирпичей и раствора, укладку, проверку надежности. В первую очередь всегда выводятся углы. Прямоугольные углы выстраивают с помощью порядовки - металлического угольника.

Первые несколько кирпичей кладут с помощью правила, а далее ставится порядовка, вертикальность ей придают воспользовавшись уровнем или отвесом. Делая кладку своими руками, важно позаботиться о безопасности и проследить за самым главным – герметизацией швов.

Для того, чтобы учесть все возможные огрехи, можно выложить сооружение сначала без раствора и, если все сходится, начать укладывать кирпич на раствор. Следующий шаг - установка колосников (чугунных решеток для поддержания слоя топлива) и топочных дверок.

Далее следует процедура подключения отопительной системы. Её необходимо тщательно продумать. Водогрейный котёл, при наличии схемы, необходимых навыков и оборудования варится собственноручно. Конечно, если нет практики, то лучше предоставить эту работу специалистам.

Для котла понадобятся металлические листы и трубы разного диаметра, сварочный аппарат, болгарка. Готовый котел закрепляется в нижней камере. Устанавливаются датчики, чтобы регулировать процесс пиролиза

Процесс пиролиза

После того как всё установлено и подключено, система тестируется. Для того чтобы произошел процесс пиролиза температура должна быть не меньше 450 и не больше 1100 градусов по Цельсию.

Но, одной температуры мало. Нужна регулируемая подача воздуха и наличие дополнительной камеры сгорания газов. Еще один момент, на который стоит обратить внимание - влажные дрова не подходят для топки пиролизной комбинированной кирпичом печи. Пар разбавляет пиролизные газы и печь затухает.

Кстати, для обычных печей из кирпича, также рекомендуется использовать только сухие дрова. Дрова должны храниться под навесом не менее одного года. В этом случае, при сгорании не выделяется конденсат и печь прослужит дольше.

При использовании сухих дров, пиролизную печь необходимо очищать примерно раз в два месяца. Если дрова сырые, то раз в две недели. Дело в том, что на дымоходе откладывается сажа и смолы, которые могут легко воспламениться, если их вовремя не почистить.

Пиролизная печь из кирпича, итог

Удобные и позволяющие экономить топливо конструкции печей входят в обиход. Пиролизная печь из кирпича своими руками возводится в несколько этапов. Контроль качества, общее понимание технологии и строительные навыки необходимы на протяжении всей работы.

Если у вас есть способности и видение технических процессов, затраченные усилия окупятся с лихвой.

Видео кладки пиролизной печи из кирпича, с камерой дожига в верхней части котла.

Кое что о кирпичах:

 

 

Устройство и принцип работы пиролизных печей ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Содержание

Так сложилось, что печи, работающие на твёрдом топливе, в основном используют там, где отсутствует возможность подключиться к магистральному газу. Факт остаётся фактом: многие пользователи выбирают дровяное отопление для своего загородного дома, скрипя сердцем. Эти отопительные устройства ценятся за автономность, простоту и дешевизну, доступность топлива. Но печи на дровах не блещут своим КПД, нужно часто закладывать топливо и убирать золу, контролировать положение задвижек, регулярно заниматься обслуживанием печки – вот что городского жителя отпугивает больше всего. Не так давно на постсоветском пространстве начали продавать газогенераторные пиролизные котлы «длительного горения». Инновационная технология была изучена и адаптирована – так появилась пиролизная печь, лишённая ряда недостатков, свойственных обычным моделям.

Пиролизный теплогенератор с естественной тягой

Принцип работы пиролизных отопительных устройств

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов. Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома. По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Это фабричная походная печка. Аналогичные по конструкции изделия собирают из жестяных банок и коробов

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси. В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины.

Топливо для пиролизных теплогенераторов

Дрова являются основным и самым эффективным сырьём для пиролиза, причём лучшим вариантом считаются твёрдые лиственные породы древесины. Но пиролизные печи способны работать и на других видах твёрдого топлива органического происхождения. Это может быть:

  • торф,
  • уголь/кокс,
  • жмых, солома,
  • стружка и щепа древесины,
  • топливные брикеты,
  • пеллетные гранулы.

Обратите внимание! В газогенераторных печках можно утилизировать полимеры, резину, вторичную древесину и другие горючие отходы. Главное, чтобы в каждой такой загрузке было не менее 75 процентов нормального органического топлива.

Физические характеристики топлива (и особенно его качество) сказываются на эффективности пиролизных печей. Например, если на дровах имеется толстая и плотная кора, выход продуктов пиролиза будет в полтора-два раза меньше номинального. Такой же негативный эффект наблюдается при сжигании древесины, поражённой гнилью. Многое зависит от размера дров: считается, что крупные поленья обеспечивают большую длительность процесса, но снижают общую энергоэффективность теплогенератора, хотя в некоторых конструкциях можно использовать даже нерубленные чурки.

Основные типы сырья для пиролиза

Обратите внимание! Для нормального функционирования пиролизной печи необходимо использовать хорошо высушенное топливо. Дело в том, что при термодеструкции влажной древесины выделяется большое количество водяных паров, которые смешиваются с пиролизными газами и препятствуют процессу горения.

Условия эффективного протекания процесса пиролиза для каждого вида сырья будут существенно отличаться, поэтому при изготовлении пиролизной печи своими руками чертежи необходимо корректировать, чтобы адаптировать конструкцию под конкретное топливо.

Типы газогенераторных печей

Есть много вполне рабочих конструкций печей, работающих на основе пиролиза. Для их классификации используются как традиционные для твердотопливных отопительных устройств критерии, так и уникальные параметры для этого класса теплогенераторов.

Самодельная пиролизная печка из стальной бочки

По материалу, из которого изготовлены:

  • Металлическая печь.
  • Кирпичная пиролизная печь.

По способу эксплуатации и назначению:

  • Периодического действия (имеет накапливающие тепло материалы, долго отдаёт энергию после прекращения топки).
  • Постоянного действия (лёгкая тонкостенная конструкция, нет накапливающего тепло массива, для обеспечения комфортного обогрева необходимо сжигать топливо непрерывно).

По способу передачи тепла:

  • С водяным контуром отопления (также может нагреваться вода для ГВС).
  • С теплообменниками для нагрева воздуха (для систем воздушного калориферного отопления).
  • Теплообменники отсутствуют, отопление помещений осуществляется за счёт теплового излучения, а также конвективного нагрева воздуха при его контакте с горячими поверхностями пиролизной печи.
Эта модель рассчитана на сжигание мелкофракционного топлива (уголь, щепки, пеллеты), которое подаётся из бункера. Камера дожига пиролизных газов расположена над загрузочной, в ней установлен теплообменник водяного отопления

По взаимному расположению камер и типу тяги:

  • Камера газификации расположена сверху, а камера дожига пиролизных газов – внизу (иногда они находятся в одном уровне). Тяга принудительная, используются дымососы и дутьевые вентиляторы.
  • Камера газификации находится внизу, а пиролизные газы дожигаются в камере, расположенной выше. Тяга в таких печах может быть естественной.

Основные элементы пиролизных печей

Корпус

Кирпичные пиролизные печи по спецификации материалов ничем не отличаются от обычных дровяных моделей. Для возведения стенок здесь применяется керамический или облицовочный кирпич, выложенный на самодельный глиняно-песчаный раствор или на готовую заводскую смесь. Ядро футеруется шамотом, между ним и облицовкой прокладывают базальтовый картон.

Корпус металлических печей сваривают из высококачественного стального проката, как правило, собираются прямоугольные конструкции. Чтобы сделать пиролизную печь своими руками, также можно использовать цилиндрические заготовки, например, газовый баллон или металлическую 200-литровую бочку, установленную на ножках горизонтально.

Чтобы избежать опасного нагрева наружных поверхностей, металлические пиролизные печи делают с двойными стенками. В полученных полостях часто располагают змеевики-теплообменники, которые являются частью контура ГВС и в случае необходимости прокачкой холодной воды позволяют быстро охладить перегретый кожух. Для защиты металла от прогорания в уязвимых участках камер устанавливается огнеупорный камень.

Обратите внимание! Полости двойного корпуса иногда заполняют водой – получается своеобразная водяная рубашка, как правило, подключенная к системе ГВС. Иногда в пространство между металлическими стенками засыпается песок, играющий роль изолятора и одновременно аккумулятора тепла.

Самодельная пиролизная печь из газового баллонаДля разделки корпуса на камеры здесь используется подвижный нагруженный поршень, который имеет отверстия для прохода летучих элементов пиролиза

Камера сгорания

В любой пиролизной печи есть две камеры. Одна из них – это основная топка, которая предназначена для генерации газа и сжигания твёрдого угольного остатка. Именно в неё закладываются дрова (или подаётся измельчённое сырьё), которые после розжига продолжают тлеть при закрытых дверцах. В другой камере осуществляется смешивание летучих продуктов пиролиза с вторичным воздухом, что при наличии высокой температуры (около 1000 градусов) обеспечивает воспламенение газа и его стабильное горение.

Каким бы образом ни были взаимно ориентированы эти камеры, между ними всегда есть проём для перетока пиролизного газа. В конструкциях, где камера дожига расположена ниже топки, между ними устанавливается колосниковая решётка. В металлических печах с верхним расположением камеры сгорания газов разделка внутреннего пространства выполнена с помощью специальных горизонтальной пластин, которые могут быть полыми и являться также элементами теплообменника. В аналогичных по компоновке теплогенераторах, собранных из кирпича, между камерами создаётся кирпичная переборка с так называемым «газовым окном» или «форсункой».

Вентиляторы

Двухкамерная компоновка пиролизных печей создаёт повышенное аэродинамическое сопротивление, которое должны преодолевать дымовые газы. Кроме того, в теплогенераторах с нижним расположением камеры дожига естественная тяга невозможна, так как летучие продукты пиролиза необходимо направлять сверху вниз. Для решения этих проблем в конструкцию таких отопительных приборов часто включают дымососы (на отводящих каналах) и вентиляторы наддува на подаче вторичного воздуха.

Результат принудительного наддува пиролизного газа, при нижнем расположении камеры дожига

Дверцы

Процесс пиролиза может протекать только при ограниченном доступе воздуха в топку. Именно поэтому для каждой камеры и зольника необходимо использовать высококачественные герметичные дверцы.

Для подачи первичного и вторичного воздуха в камеры на дверцах могут устанавливаться клапаны-задвижки, иногда для воздуха создают отдельные проёмы с задвижками.

Автоматика

Продвинутые газогенераторные котлы, как правило, снабжаются электронными системами, контролирующими температуру горения топлива и нагрев теплоносителя. Они регулируют соотношение пиролизных газов и вторичного воздуха в смеси, изменяют мощность надувных вентиляторов. В печах настройки приходится осуществлять вручную, хотя в некоторых моделях можно установить рычажный терморегулятор, который с помощью цепи будет управлять клапаном подачи воздуха.

Потребительские характеристики пиролизных печей

Достоинства таких отопительных устройств неоспоримы:

  • Процесс пиролиза обеспечивает длительное горение топлива в автономном режиме. С одной закладки дров можно получать тепло на протяжении 6-12 часов, а, например, уголь может «работать» несколько дней.
  • КПД устройства повышается до 80-90%, что намного больше, чем у традиционных твердотопливных печей. Сокращается расход топлива, больше тепла остаётся внутри дома (об этом можно судить по малой температуре дымовых газов – порядка 160 градусов).
  • Удаётся автоматизировать некоторые параметры работы теплогенератора.
  • После топки остаётся очень мало золы, соответственно приходится намного реже производить её выборку.
  • Продукты горения пиролизных генераторов тепла оказывают минимум влияния на экологию.
Принципиальная схема пиролизного теплогенератора с верхним дутьём

Есть и ряд недостатков:

  • Большинство пиролизных печей являются энергозависимыми, так как принудительная тяга и наддувы предполагают использование электрических вентиляторов.
  • Существуют жёсткие требования к качеству топлива, особенно по влажности.
  • Пиролизный теплогенератор не может нормально эксплуатироваться на малой мощности, так как при нагрузке, близкой к 50%, газификация топлива становится нестабильной, а на элементах печи может скапливаться дёготь.
  • Конструкция этих печей сложнее, а расходы на строительство выше.

Опыт использования пиролизных печей показывает, что это удобные и эффективные источники тепла. Но построить такое отопительное устройство своими руками всё же очень непросто. Мастер должен быть хорошо подготовлен технически (навыки, инструмент), понадобятся точные, грамотно разработанные чертежи.

Видео: пиролизная печь

10 советов по уходу за дровяным камином

Когда очень холодные зимние ветры дуют за пределами , ничто не сравнится с теплым треском и сиянием дров в камине внутри . Регулярное техническое обслуживание камина гарантирует, что он будет работать максимально безопасно и эффективно.

При неправильной установке, эксплуатации или техническом обслуживании дровяные камины являются потенциальными источниками пожаров в доме.Угольки, выскакивающие из незащищенного огня, или возгорание дымохода из-за скопления креозота - это лишь две из опасностей, которых можно избежать при правильном использовании и уходе. Дровяные камины также могут негативно повлиять на качество воздуха в помещении. Согласно Burn Wise, программе Агентства по охране окружающей среды США, «дым может хорошо пахнуть, но он вреден для вас». Любой дым, выходящий из топки в комнату, означает, что камин не работает должным образом. Кроме того, поскольку огонь потребляет большой объем воздуха во время горения, можно создать в доме отрицательное давление, поскольку воздух извне втягивается в помещение, чтобы заменить воздух, потребляемый огнем.Если этот «подпиточный» воздух втягивается обратно через дымоходы газовых или мазутных печей и водонагревателей, он также может втягивать смертоносные дымовые газы, такие как угарный газ, обратно в дом. Это называется «обратным черчением» и является одной из причин, по которой все дома должны быть оборудованы исправными и исправными дымовыми сигнализаторами и сигнализаторами угарного газа.

Эшли Элдридж, ветеран трубочиста и директор по образованию Американского института дымоходной безопасности (CSIA), говорит: «Безопасность - лучшая причина, по которой профессиональный трубочист проверяет, чистит и проверяет любой камин, когда вы переезжаете в дом. .Хотя домовладельцы могут чистить и поддерживать собственные камины и дымоходы, маловероятно, что они обладают необходимыми знаниями или опытом, чтобы обнаружить все потенциальные проблемы во время проверки ».

Найдите сертифицированного специалиста по дымоходам через CSIA.

Большинство дровяных каминов строятся из тяжелых каменных материалов на прочном фундаменте с каменными дымоходами. Некоторые из них построены на заводе и оснащены специальными трехслойными дымоходами из нержавеющей стали.

Один из распространенных типов каменной кладки называется камином «Рамфорд» в честь британского графа 18 века Рамфорда, который разработал этот дизайн. Камины Рамфорда намного лучше удаляли дым из камина и обогревали комнату, чем их предшественники. Дизайн выдержал испытание временем - камины в стиле Рамфорда даже превосходят некоторые более новые, современные конструкции.

Топка каменного камина построена из специального жаропрочного огнеупорного кирпича, а внутренняя часть дымохода облицована термостойкими квадратными глиняными трубами, называемыми «плиткой».«Видимые части дымохода, очага и камина обычно изготавливаются из негорючих материалов, таких как кирпич, камень или плитка. Дымоход иногда закрывают металлической или каменной плитой, чтобы не допустить попадания дождя и снега, а также экраном, чтобы птицы и животные не попадали в дымоход. Элдридж говорит, что экраны служат и для другого применения: «Экран также действует как искрогаситель, сдерживая любые угли, которые попадают в дымоход вверх».

Маленькая чугунная дверца, называемая заслонкой, устанавливается прямо над огнем, ведущая к дымоходу, и приводится в действие с помощью прикрепленной ручки.Он закрывается, когда камин не используется, и открывается, когда горит огонь. Его также можно использовать для контроля количества воздуха, проходящего через топку для подпитки огня, что помогает регулировать интенсивность горения огня. Камины обычно имеют решетку или решетчатую решетку, которая предотвращает попадание углей в комнату во время пожара. Иногда в каминах есть стеклянные двери, которые следует оставить открытыми, когда огонь горит, но которые можно закрыть, когда огонь уменьшится до углей или когда огонь не горит, чтобы уменьшить нежелательный поток воздуха в дымоход.

Многие камины также будут иметь приподнятую решетку для огня, которая приподнимает огонь, чтобы обеспечить лучший поток воздуха и горение, и дверь для золоотвала в полу топки, оба из чугуна. Золоотвал позволяет сметать холодный пепел в камеру под топкой, обычно в закрытую камеру в основании камина в подвале. Там к золе можно получить доступ через другую небольшую, плотно закрывающуюся металлическую дверцу, откуда его можно убрать, не пачкая готовую жилую зону.

Хотя каменная топка является наиболее распространенным типом, некоторые камины оснащены специальными металлическими вставками для более эффективного и чистого сжигания дров. Часто вставки включают в себя вентиляторы, которые циркулируют воздух из жилого помещения вокруг герметичной топки, делая огонь более эффективным обогревателем жилых помещений. Это делает работу дровяного камина больше похожей на дровяную печь.

Перед розжигом огня заслонку открывают для выхода дыма и продуктов сгорания.Как только огонь горит, очень горячие дымовые газы начинают подниматься вверх по дымоходу за счет конвекции. В то же время огонь втягивает воздух из дома для горения. По мере стабилизации пламени горячие, смертоносные дымовые газы продолжают вытягиваться вверх и выходить из верхней части дымохода, одновременно втягивая свежий воздух для горения.

Когда огонь затухает и зола полностью остывает, заслонка закрывается, чтобы избежать нежелательной потери тепла из дома.Затем золу можно убрать из топки или доставить на золоотвал через дверцу в полу каменного камина.

Элдридж из

CSIA говорит: «Вообще говоря, открытый камин не является эффективным обогревателем из-за того, что дымоход забирает не только горячие дымовые газы из дома, но и кондиционированный воздух из дома». Большая часть свежего воздуха - это холодный воздух, всасываемый через щели и щели в доме, из-за чего в доме кажется холодным и сквозняком.Установка трубы между наружным помещением и камином для прямого впуска подпиточного воздуха позволяет избежать как дискомфорта, связанного с проникновением воздуха через трещины и зазоры, так и потенциальной опасности обратного вытягивания из-за недостатка воздуха для горения.

Камины можно сделать несколько безопаснее и эффективнее, установив стеклянные двери. Это добавляет уровень защиты, а также более тщательно контролирует поток воздуха к огню. Однако даже камин со стеклянными дверцами имеет довольно низкую эффективность обогрева.Установка высокоэффективной металлической каминной топки, одобренной EPA, делает камин более похожим на дровяную печь. Таким образом, камин можно превратить в более чистый и эффективный источник тепла, чем традиционный камин, и сэкономить деньги домовладельца на счетах за отопление.

Удаляйте золу из топки либо через золоотвал, либо прямо из топки, когда огонь полностью погас и зола остыла. Пепелом можно посыпать клумбы как хороший источник питательных веществ для растений.

Чистка дымохода и ежегодный осмотр - самая важная часть ухода за камином и дымоходом. Со временем дымоход может покрыться сажей и креозотом, которые являются побочными продуктами пожара, которые не гаснут эффективно. Как только покрытие нарастает, оно потенциально может загореться в результате так называемого опасного «пожара в дымоходе». Элдридж объясняет, почему пожар в дымоходе может быть таким разрушительным: «Хотя топка построена из огнеупорного кирпича и предназначена для прямого контакта с огнем, все, что находится над заслонкой, спроектировано так, чтобы выдерживать только горячий дым и газы от огня, а не сам огонь, поэтому пожар в дымоходе может нанести серьезный ущерб.«Дымоход следует прочистить, когда накопление креозота составляет 1/8 дюйма или более и в конце сезона. Подметание следует проводить до лета, поскольку влажность воздуха может смешиваться с креозотом с образованием кислот, которые могут повредить кладку и вызвать резкий запах.

После прочистки дымохода на очаг и в комнату кладут тряпку. Надевается респиратор, чтобы защитить уборщиков от вдыхания сажи и креозотовой пыли, которые могут нанести вред их здоровью.Затем металлические или пластиковые щетки для дымохода и инструменты, наряду с вакуумной системой, счищают сажу и креозот с внутренних стенок дымохода и выступа заслонки. Заглушку дымохода также осматривают и очищают от креозота. Иногда можно использовать химический очиститель.

В то же время дымоход и камин чистятся, они проверяются, чтобы убедиться в отсутствии серьезных трещин в топке, дымовой трубе или облицовке, в отсутствии незакрепленных или отсутствующих кирпичей или раствора, что заслонка установлена ​​и работает правильно, что крышка дымохода в хорошем состоянии и дымоход прочен.

Сжигание пластика в ракетных печах - Обновление

Сжигание пластика в Гималаях - рассмотрение возможных вариантов

Сначала, когда я думаю о сжигании пластика… я думаю о вонючем черном токсичном дыме, извергающемся, загрязняя в остальном нетронутый воздух Гималаев . Это не тот образ, который мне хотелось бы видеть, когда я думаю о величественной красоте самых высоких гор мира. Однако, проведя 25 лет в путешествиях и руководя турами в Гималаях, я с сожалением могу сказать, что пластик является здесь такой же проблемой, как и в большинстве других частей развивающегося мира.И, в отличие от некоторых частей развитого мира, НИКАКОГО способа аккуратно избавиться от них нельзя.

Каждая бутылка с водой, пакет чипсов, двухминутная обертка с лапшой Maggi и сумка для покупок, которые используются в Гималаях, остаются там, вдоль некогда нетронутых рек, озер, ручьев, тропинок, кемпингов, городов, деревень и холмов.

Если с пластиком вообще иметь дело, его иногда сметают в кучу и сжигают вышеупомянутым черным дымным способом… Или бросают в одну из великих гималайских рек с приветствием «Челло Пакистан», когда она петляет по долинам. через Индийский субконтинент на пути к океану ... Или закопанный в небольшой яме, только для того, чтобы откопать когда-нибудь в ближайшем или отдаленном будущем.

Но, как правило, с ним вообще не разбираются ... его случайно выбрасывают из окон бесчисленных автомобилей, автобусов и такси те же самые туристы, которые заплатили хорошие деньги, чтобы приехать и полюбоваться чудесной идиллической природой, которой славятся Гималаи.

Бесконечному количеству операторов по питанию, питью и размещению, обслуживающих быстро растущее число туристов, негде избавиться от пластика, который они предлагают своим клиентам, кроме как бросить его в дыру или бочку и бросить спичку в вещи. .Часто ветер улавливает его раньше, чем случайное пламя, и тот же самый пластик теперь распространяется повсюду по горам, добавляя великолепия своим многоцветным цветам, которые не выцветают даже при неумолимом солнечном свете.

Прогулка по живописным берегам озера Пангонг, пересекающего индо-тибетскую границу на высоте 4500 м, теперь является упражнением в принятии решения, тратить ли время на сбор бутылок Bisleri, пакетов Maggi и банок из-под колы или упорно смотреть на горизонт пытаясь избежать неизбежного ужаса того, что лежит у ног.

Итак… есть ли альтернатива?

Что ж, очевидное решение глобальной проблемы неразлагаемых пластиков состоит в том, что их вообще не следует производить. Существуют различные биоразлагаемые альтернативы, которые можно использовать, если требуется пластиковая упаковка. К сожалению, они пока еще не получили широкого распространения.

Войдите в «Ракетную печь». Ракетные печи, широко используемые в регионах с холодным климатом Европы и Северной Америки благодаря эффективному использованию топлива, представляют собой простую концепцию сжигания, сочетающую продуманный воздушный поток с изолированной камерой сгорания для достижения высоких рабочих температур.

Интересны именно эти высокие температуры. В обычной ситуации с ракетной печью для сжигания частиц дыма используются высокие температуры, что делает печи эффективными и экологически чистыми. В большинстве других моих рассуждений о ракетных печах главная особенность - эффективность. Однако в данном случае интересно отсутствие дыма. Сжигание без загрязнения окружающей среды - это элегантная идея, которая может быть применена к пластику в низкотехнологичном сценарии.

Высокотемпературные печи для сжигания отходов используются во всем мире странами, которые уже много лет пытаются справиться с растущей проблемой отходов.Кажется, что если сжигать отходы достаточно горячо, они больше не «загрязняют». На практике это означает, что сложные молекулы, из которых состоят многие пластмассы, в процессе сгорания превращаются в более простые (и в основном) нетоксичные молекулы. Все, что нужно, - это достаточно высокие температуры. Температуры, используемые на государственных предприятиях по переработке отходов в США, находятся в диапазоне от 1800 до 2200F (от 940 до 1200C).

Хорошо спроектированная ракетная печь может довольно легко достичь 1100C + (у меня был небольшой блок на моем испытательном стенде, работающий при 1150C), поэтому с небольшой настройкой 1200C должно быть вполне достижимым.И это можно сделать из дешевых материалов, которые легко найти, это просто вопрос дизайна.

Даже если эти низкотехнологичные печи работают чуть ниже идеальной температуры 1200 ° C, следует рассмотреть альтернативу. В любом случае пластик сжигается повсюду в низкотемпературных бочках, создавая бесконечный токсичный черный дым, который доносится через деревни, города и долины. Даже несовершенное высокотемпературное сгорание должно быть лучше.

В результате этого проект гималайской ракетной печи теперь имеет 2 отдельные программы:

  1. Ракета в металлическом ящике социального предприятия, которая предназначена для согревания людей в их домах с минимальным количеством топлива, сжигаемого чисто (древесина и или навоз)
  2. Некоммерческий проект, направленный на обучение жителей Гималаев тому, как использовать глину для изготовления дешевых и надежных больших обогревателей и ракетных печей, разработанных специально для экологически чистого и безопасного сжигания пластика, а также обеспечения тепловой энергии для практического использования (например: обогрев общественных пространств, таких как женские монастыри, монастыри, школы, сельские дома и т. д., а также подогрев воды для гостевых домов и т. д.).

Что касается чистого сжигания пластмасс, испытания в мастерской Ладакха в Лехе недавно продемонстрировали, что специализированная изолированная глиняная ракетная печь может сжигать пластик без заметного запаха или дыма. Дальнейшее тестирование покажет, достигнуты ли оптимальные 1200 градусов Цельсия. (Сгорел мой оригинальный высокотемпературный зонд, в настоящее время я жду прибытия новой партии.)

Между тем, поскольку испытания продолжаются, мы с нетерпением ждем возможности превратить бесполезные отходы в очень востребованный источник энергии .

ОБНОВЛЕНИЕ:

Разместив несколько фотографий первоначального пробного ожога на Facebook, я был уведомлен о возможности выделения токсичных химикатов, которые попадают в категории диоксинов и фуранов. Существует более 200 таких химикатов, которые широко считаются чрезвычайно ядовитыми и стойкими. Как правило, они выделяются при низкотемпературных пожарах, таких как те, которые обычно украшают заднюю часть домов по всему миру. Возникает вопрос, какой диапазон температур считается безопасным для сжигания этих химикатов.В результате я ищу подходящего партнера для исследований и испытаний, возможно, университет или исследовательскую лабораторию, которые заинтересованы в участии в этом проекте, чтобы найти безопасные и доступные средства для решения проблемы пластиковых отходов в Гималаях. Любые контакты по этому поводу будут с благодарностью приняты.

Как очистить самоочищающуюся духовку ?!

Последнее обновление: 26 февраля 2020 г.

Ваши неудавшиеся рецепты живут на дне самоочищающейся духовки? По-прежнему? Кто бы ни изобрел самоочищающуюся духовку, он гениален - чистка духовки - одна из самых сложных задач по очистке, с которыми нам приходится сталкиваться на кухне.Тот факт, что у нас есть прибор, который может самоочищаться, довольно удивителен. Проблема в том, что люди боятся это делать - либо становится слишком жарко, либо дымится, либо пахнет. Итак, вот лучший, самый быстрый и правильный способ очистить самоочищающуюся духовку!

Должен ли я просто чистить его вручную?

Черт возьми! Он может самоочиститься! Духовки с самоочисткой имеют пиролитическое покрытие внутри духовки, которое позволяет ей самоочищаться. Он позволяет духовке нагреться до высоких температур и сжигает прилипшие остатки пищи, что позволяет легко стереть их впоследствии.Ручная очистка с использованием химикатов или абразивных материалов приводит к стиранию пиролитического покрытия, что снижает эффективность цикла самоочистки. Кроме того, вы потратили все эти деньги на самоочищающуюся духовку, так зачем делать лишнюю работу, если она вам не нужна?

Обзор инструкции производителя

Все устройства разные, поэтому то, что работает для одного, может не работать для другого. Большинство из них нагреваются примерно до той же температуры и имеют меры предосторожности (например, самозапирающиеся двери), чтобы обезопасить вас.Тем не менее, изучение инструкций, прилагаемых к устройству, - это всегда первое, что я делаю, когда берусь за новую задачу с конкретным устройством.

Проветрите свое пространство

Откройте все окна, включите потолочный вентилятор и постарайтесь не заходить на кухню. Если у вас есть домашние животные, отодвиньте их как можно дальше от кухни. Он станет горячим, и в зависимости от того, насколько плохие внутри вашей духовки, может появиться запах и немного дыма. Вы также не хотите, чтобы дым задерживался внутри вашего дома и прилипал к стенам и другим предметам или потенциально запускал какие-либо дымовые извещатели.

Зачистите духовку

Выньте все из духовки и вокруг нее, включая выдвижной ящик под ней. Не забудьте снять решетки из духовки. Причина, по которой вы не хотите оставлять решетки внутри духовки, заключается в том, что это блестящее металлическое покрытие на самом деле станет тусклым из-за высоких температур, используемых в процессе очистки. Стойки можно легко очистить в раковине или ванне с помощью мягкой губки и небольшого чистящего средства, сделанного своими руками. У нас есть целое видео о том, как чистить решетки для духовки.

Удалите остатки пищи

Перед тем, как начать цикл самоочистки, постарайтесь удалить все тяжелые остатки пищи (если возможно) с дна или сбоку духовки. Вы можете сделать это вручную или найти не царапающий инструмент, например Skrapr, который поможет вам с этой задачей. Хотя это не является абсолютно необходимым, он делает цикл самоочистки более эффективным, если у вас есть действительно плохие разливы. Для более легких неприятностей в этом нет необходимости.

Запуск цикла самоочистки

После установки цикла самоочистки дверца заблокируется, и вы не сможете открыть ее во время процесса.Это сделано для вашей собственной защиты, поэтому, если вы слышите громкий щелчок, а он не открывается, будьте уверены, что он делает правильно. На это уходит несколько часов, в зависимости от духовки, так как она нагревается до сумасшедших температур. Во время этого процесса все внутри превращается в серо-белый пепел, вроде того, что остается после костра. После завершения цикла дверца останется заблокированной до тех пор, пока духовка полностью не остынет и не станет достаточно безопасной для открытия.

После того, как цикл самоочистки завершится, все, что вам нужно сделать, это взять влажную ткань и протереть духовку сверху донизу, тщательно сполоснув все поверхности, чтобы удалить остатки пепла.Теперь просто замените решетки духовки и выдвижной ящик внизу, и ваша духовка готова к работе!

Очистка стеклянной панели

Если впоследствии вы заметите, что стеклянная панель на внутренней стороне дверцы духовки все еще грязная, посыпьте стекло небольшим количеством пищевой соды и сбрызните водой, чтобы образовалась паста. Разотрите этим по всему стеклу и оставьте на полчаса-час. Возьмите влажную губку и вытрите (или потрите, если требуется) пищевую соду. Паста должна помочь удалить любые наросты, жир или грязь, оставшиеся на дверце духовки.Будьте осторожны, чтобы не налить туда слишком много воды, если вода попадет через барьер вокруг окна, вы навсегда увидите эти следы от капель! Для более стойких пятен можно попробовать удалить их с помощью ферментного очистителя.

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 мирового 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 будущего решения предлагаются такие решения

Wonder, 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 это предположение по своей сути ошибочно. 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 путем нагревания древесины для производства таких веществ, как метанол, ацетон и креозот, до нефтехимической очистки. Когда древесина подвергается медленному пиролизу, полукокс называется «древесным углем»; когда уголь подвергается пиролизу, полукокс называется «коксом»; а с пластмассами уголь практически не образуется.

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 бытовые 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 от этих непродуманных схем? Все продукты пиролиза EfW или продукты «пластик для топлива» должны сжигаться для высвобождения энергии, при этом выделяется такое же количество диоксида углерода, как если бы пластик сжигался напрямую.Существование продукта было всего лишь промежуточным этапом в процессе сжигания ископаемого топлива.

Но идея еще более неосмотрительна. 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, в получаемых продуктах концентрируются тяжелые металлы и диоксины, что делает их непригодными в качестве топлива, поскольку при сгорании они выбрасываются в окружающую среду.

Несмотря на это, многие правительства продолжают тратить миллионы, обманывая общественность, в поисках «инноваций», которые содержат устойчивый ответ. Они игнорируют вышеупомянутые научные предпосылки 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 промахи», 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 таким образом, они совершают грубую ошибку, которая подвергает их мгновенной дискредитации, поскольку они игнорируют второй закон термодинамики. Такое безумие 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 теряться в окружении системы (измеряется как «энтропия»).

Нерушимость второго закона, возможно, 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 промахи», 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 в мире популяции диких животных, 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.

Масло из пластика… - пластика

Не выбрасывайте эти обертки от сладостей, они могут понадобиться для работы в машине.Их можно превратить в масло

  • Термическая деполимеризация (TDP) или
  • Система пиролиза.
Термическая деполимеризация

- термическое разложение органических соединений при нагревании до высоких температур в присутствии воды. Органические соединения могут означать что угодно, от свиного помета до пластика.

Как это работает….

Сырье сначала измельчается на мелкие кусочки и смешивается с водой.Затем смесь нагревают до 482 ° F (250 ° C) в течение приблизительно 15 минут в сосуде высокого давления. Образующийся пар повышает давление в сосуде примерно до 600 фунтов на квадратный дюйм (PSI), которое в конце процесса нагрева быстро сбрасывается. Это вызывает испарение или быстрое испарение воды, оставляя после себя остаточные твердые частицы и сырые углеводороды.

Эти компоненты разделяются, а углеводороды собираются для дальнейшей очистки. Это включает дополнительную термическую обработку до 930 ° F (500 ° C) и фракционную перегонку.В результате получаются легкие и тяжелые фракции нафты, керосина и газойля, которые подходят для производства нескольких сортов мазута. Остаточные твердые частицы, оставшиеся после первоначальной термической обработки, можно использовать в качестве удобрений, фильтров, топлива для почвы и активированного угля для очистки сточных вод. Мудрый Компьютерщик

Может использоваться для восстановления ПЭТ, полиамидов (кроме нейлона) и полиуретанов (кроме пенополистирола).

Он имитирует естественные геологические процессы, которые, как считается, участвуют в производстве ископаемого топлива.Под давлением и нагреванием длинноцепочечные полимеры распадаются на углеводороды нефти с короткой цепью.

Благодаря Википедии и экологическому производству

Среднее TDP выхода сырья [8]
Пластиковые бутылки 70% 16% 6% 8%
Медицинские отходы 65% 10% 5% 20%
Шины 44% 10% 42% 4%
Субпродукты индейки 39% 6% 5% 50%
Осадок сточных вод 26% 9% 8% 57%
Бумага (целлюлоза) 8% 48% 24% 20%

(Примечание: бумага / целлюлоза содержит не менее 1% минералов, которые, вероятно, были отнесены к твердым углеродным частицам.) Википедия

Пиролиз

Компания Cynar использует пиролиз для превращения пластика в масло. Вот что они говорят по теме

Подходящие пластмассы с окончанием срока службы предварительно обрабатываются для уменьшения размера и удаления любых загрязнений или непластичных материалов из сырья на первом этапе технологии Cynar. Измельченные пластмассы затем загружаются через систему подачи клея-расплава непосредственно в основные камеры пиролиза. Начинается перемешивание для выравнивания температуры и гомогенизации сырья.Затем начинается пиролиз, и пластик превращается в пар. На дно камеры падают непластиковые материалы.

Пар из камер проходит в контактор, который отталкивает длинные углеродные цепочки и позволяет конденсируемым парам проходить в дистилляционную колонну. Система отводит неконденсирующийся синтетический газ через скруббер, а затем обратно в печи для нагрева камер пиролиза. Конденсируемые пары превращаются в ректификационной колонне в легкую нефть и сырое дизельное топливо.Облегченное масло сдано на хранение. Неочищенное дизельное топливо поступает в вакуумную ректификационную колонну для дальнейшей очистки с получением дизельного топлива, керосина и легкого масла; затем дистилляты поступают в резервуары для регенерации.

Система пиролиза - это первичная камера, которая выполняет важные функции гомогенизации и контролируемого разложения в одном процессе. Процесс Cynar Technology требует минимального обслуживания и дает стабильный качественный дистиллят из пластика с истекшим сроком службы.

Взято с сайта

Википедия говорит об этом по этому поводу.

Безводный пиролиз также можно использовать для производства жидкого топлива, аналогичного дизельному, из пластиковых отходов, с более высоким цетановым числом и более низким содержанием серы, чем в традиционном дизельном топливе. [15] Использование пиролиза для извлечения топлива из пластика с истекшим сроком службы является вторым лучшим вариантом после переработки, с экологической точки зрения предпочтительнее захоронения отходов и может помочь снизить зависимость от иностранного ископаемого топлива и геодобычи.[16] Пилот Джереми Розуэлл планирует совершить первый рейс из Сиднея в Лондон, используя дизельное топливо из переработанных пластиковых отходов, производимых Cynar PLC.

Япония
Компания

Blest Technology, базирующаяся в Японии, продаст вам машину, чтобы сделать это самостоятельно дома. Поскольку процесс звучит точно так же, как и описанный выше, я предполагаю, что это система на основе пиролиза.

Перерабатываемые пластмассы: полипропилен (PP), полиэтилен (PE) и полистирол (PS). Они не могут перерабатывать ПЭТ.

«Преподавание этого в школах - самая важная работа, которую я делаю», - размышляет Ито.В Японии он тоже посещает школы, где показывает детям, учителям и родителям, как переработать упаковку и соломинки для питья, оставшиеся после обеда.

Если бы мы использовали только мировые пластиковые отходы, а не нефть с нефтяных месторождений, выбросы CO2 можно было бы резко сократить, - говорит он.

"Это бесполезная трата, не так ли?" - спрашивает Ито. «Этот пластик есть повсюду в мире, и все его выбрасывают». цитируется здесь

«Система углерода--негатив - это высокоэффективная технология, позволяющая преобразовывать 1 килограмм (около 2 фунтов.) пластика в 1 литр (около кварты) масла, используя всего 1 киловатт энергии (стоимость: около 0,20 цента).

Конечно, конечным продуктом этой конверсионной системы остается топливо, которое необходимо сжигать, и, таким образом, в процессе сгорания выделяется CO2. Подробнее здесь »

Ocean Ambassadors продвигают его использование.

Он работает в более чем 80 странах по всему миру и имеет мощность переработки до 20 тонн в день. В различных университетах, а также ПРООН работают пилотные проекты.

Мы пропагандируем и обучаем этой технологии островным государствам как решению, поскольку она обеспечивает решение в реальном времени для эффективной переработки этих «отходов» на месте и получения конечного продукта, пользующегося большим спросом во всех регионах.

Поскольку это топливо с низким содержанием серы и считается экологически более безопасным, чем стандартное дизельное топливо, мы считаем, что эта технология дает нам возможность на некоторое время, прежде чем мы перейдем к альтернативным пластиковым материалам на биологической основе.

Самодельный

Или вы можете построить свою собственную машину на заднем дворе, как этот парень!

Интересные проекты

Сжигатель мусора

Пластик сначала перерабатывается в верхнем резервуаре, который превращает материал в газ в процессе пиролиза.Затем газ поступает в нижний резервуар, где сжигается с окислителями. Это горение генерирует тепло и пар, которые приводят в движение процесс горения и вырабатывают электроэнергию. В то время как были разработаны другие генераторы топлива из отходов, Левендис говорит, что его машина обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что она не производит вредных выбросов.

Камера сгорания для отходов в настоящее время все еще находится на стадии прототипа, но Левендис мечтает о грандиозных: в конце концов, он планирует расширить эту концепцию, чтобы получить сок из большой электростанции. Подключенный центр переработки пластика может обеспечить постоянный поток топлива.

Индия

Вот завод в Индии, который перерабатывает пластик в топливо для мотоциклов. Они говорят о процессе, что он «превращает все виды пластиковых отходов в мазут, нефтяной газ и твердый нефтяной кокс. Он может работать со всеми видами пластиковых отходов и не требует предварительной очистки. Единственный, возможно, вредный побочный продукт - фракционный остаток, содержащий металлы ».

Совершенно уверен, что это t гермическая деполимеризация

Кстати говоря.. Я получил этот комментарий к одному из своих постов

Если есть кто-то, кому серьезно нужна экологически чистая система утилизации использованных пластмасс, пожалуйста, свяжитесь со мной по поводу этой существующей технологии с нулевым процентом выбросов, которая превращает пластмассы в дизельное топливо EN590, готовое для использования в транспортных средствах и других целях, таких как производство электроэнергии.

Контактное лицо: г-н Анви Арчилла

Электронная почта: [email protected]

Америка

И янки тоже этим занимаются. Эта компания в Америке открывает бизнес, который, как они надеются, принесет прибыль через 15 месяцев

Подробнее

Другие способы переработки пластика можно найти здесь

И другие способы утилизации пластика здесь

Pyrolysis Oil - Open Source Ecology

Main > Energy > Биотопливо


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 теплотворной способностью, 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
  • Существуют также 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 для него какой-нибудь паспорт безопасности материала 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 и 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
  • Нагреватель теплоносителя
  • Электрогенераторы (смешанные с 50% дизельным топливом)
  • Дизельные насосы (смешанные с 50% дизельного топлива)

Методы использования

  • Может использоваться напрямую (хотя и не так эффективно и более 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 отделение

  • Разделительная воронка или аналогичное 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 непрерывный сепаратор масла и воды

Дополнительная 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 сначала не выкипит, 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 Рафинирование / 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 получаемого топлива. Контакт: 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 будет дистиллирована, подача газа в факел прекратится.

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 небольшом масштабе и дешево

вот пиролизный аппарат в моем понимании:

1.Вам нужна печь, вероятно, старая бочка для внешней стороны камеры сгорания, выложенная внутри смесью шамота / песка / опилок. У него будет крышка с умеренным выпускным отверстием (возможно, половина площади крышки будет удалена), которую можно было бы отлить из той же смеси шамота. Также 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 обратно в более позднюю версию.

2. Камера для ввода пиролизуемого материала.можно было бы окружить дешевую камеру тонким защитным покрытием. тонкий, чтобы не препятствовать теплопередаче. огнеупорный раствор и, может быть, песок, 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 впускного отверстия.

3. тушитель. очевидно, что скорость гашения важна, так как образующиеся 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 будет нуждаться в экспериментах.

4. Газохранилище. масляная бочка, наполненная водой, перевернутая и погруженная в воду. Большая версия того, как собирают газ на уроке химии. пузыри газа через дно, и у вас есть клапан на открытой поверхности, чтобы выпустить газ на досуге. веса на вершине стержня определяют фунты на квадратный дюйм 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, чтобы вытеснить пропан.

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 нефти, вероятно, будет в пленке на дне газосборника, но я не знаю, как влажность повлияет на нее (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 получите оценку того, 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 перегонки газ приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который запускает электрический генератор.

Преобразование микроволновой печи в плазменный реактор: обзор

В этой статье рассматривается использование домашних микроволновых печей в качестве плазменных реакторов для различных применений, от очистки поверхностей до пиролиза и химического синтеза. В этом обзоре прослеживается развитие от первоначальных отчетов в 1980-х годах до современных переделанных печей, которые используются для экспериментального изготовления углеродных наноструктур и периодической очистки керамики ионных имплантатов. Источники информации включают патентные ведомства США и Кореи, рецензируемые статьи и веб-ссылки.Показано, что плазма микроволновой печи может вызвать быструю гетерогенную реакцию (твердое тело в газ и жидкость в газ / твердое тело), ​​а также гораздо более медленную твердотельную реакцию, индуцированную плазмой (оксид металла в нитрид металла). Особое внимание в этом обзоре уделяется пассивной и активной природе проволочных воздушных электродов, воспламенителей и термического / химического плазменного катализатора при генерации атмосферной плазмы. Помимо разработки плазмы для микроволновых печей, еще одним оцениваемым аспектом является разработка методологий для калибровки плазменных реакторов в отношении утечки микроволн, калориметрии, температуры поверхности, содержания DUV-UV и плотности ионов плазмы.

1. Введение

С 1990-х годов настольные бытовые микроволновые печи были преобразованы в плазменные реакторы и используются в широком спектре производственных приложений. Общей особенностью этих реакторов является то, что они содержат многомодовую резонансную полость (MRC), которая освещается через одну боковую стенку полости с помощью прямоугольного поперечного электрического (TE 10 ) волновода с соотношением сторон внутреннего волновода 2: 1, что вмещает магнетрон с корпусным резонатором, работающий в 2.Диапазон 45 ГГц. При использовании этой конфигурации между магнетроном и MRC не используется дополнительное устройство согласования импеданса.

Поскольку в этих типах плазменных реакторов для микроволновых печей используется диэлектрический нагрев и химия плазмы, стоит отметить, что диэлектрический нагрев органических материалов имеет давнюю и устоявшуюся историю, начиная с медицинского терапевтического использования (коротковолновая диатермия) в 1900-х годах [1] и демонстрации приготовления пищи на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 году [2] до первого приготовления пищи в микроволновой печи, патентная заявка была подана в 1945 году [3], за которой последовала первая коммерческая микроволновая печь, построенная и проданная Raytheon в 1947 году и Amana в 1967 [2, 4].Эти печи имели ограниченный коммерческий успех из-за их громоздкости и стоимости, но коммерческий успех пришел позже, когда стал доступным рентабельный магнетрон с корпусной полостью [5, 6]. Хотя в начале 1980-х годов сообщалось о сочетании микроволнового нагрева и химических реакций, крупномасштабное производство печей не производилось до тех пор, пока в 1986 году не был проведен быстрый синтез органических соединений в микроволновых печах [7, 8]. Совсем недавно (2017 г.) также сообщалось о карботермическом восстановлении оксида цинка и ферритов цинка [9].Когда в 1978 г. было сообщено о первом преобразовании микроволновой печи в плазменный реактор [10], стал доступен плазменный синтез неорганических соединений [11–13] с последующей плазменной модификацией поверхностей полимеров [14]. Об интересе к преобразованию микроволновой печи для плазменной обработки также сообщалось о плазменном пиролизе бумаги [15, 16] и плазменном разложении в жидкости для получения газообразного водорода и углеродных пленок [17–21]. Совсем недавно были опубликованы первые исследования по уменьшению выбросов выхлопных газов судовых дизельных двигателей в преобразованной микроволновой печи [22]; тем не менее, подробности о конверсии газопровода или реактора были незначительны.

Успех магнетрона с корпусом и прямоугольного волновода TE 10 , который используется в стандартной домашней печи, привел к их повторному использованию в более совершенных микроволновых плазменных системах, которые используются для химического микроволнового осаждения алмазоподобных пленок [23] , в полупроводниковой промышленности [24] и в микроволновых плазменных системах, которые предназначены для диссоциации водорода из воды [25]. Плазменные реакторы на основе микроволновой печи также созданы для плазменной очистки загрязненной керамики ионных имплантатов [26, 27] и используются для плазменного удаления фотоустойчивых веществ [28].В 2009 году Патент США US. 2009/0012223 A1, описывающий цилиндрическую полость, управляемую магнетроном, который генерирует атмосферную плазму для индустрии быстрого питания [29].

Помимо рецензируемых журналов, сообщалось об экспериментах с микроволновыми печами, проводимых в школах, от использования плазменных шаров для исследования яиц до создания суповых скульптур [30]. Написаны и полулюбительские исследования по теме плазменных реакторов для микроволновых печей. Одна конкретная статья Хидеаки Пейджа в летнем / осеннем выпуске Bell Jar дает полезное обсуждение практических проблем, возникающих при преобразовании домашних микроволновых печей в плазменные реакторы, работающие при давлении ниже атмосферного [31].Две из возникающих проблем заключаются в следующем: (1) найти подходящее место для резки тонких (обычно от 0,75 до 1 мм) стенок металлического листа MRC, не вызывая изгиба и деформации металла, и (2) достижение достаточного вакуума. в банках с вареньем или перевернутых мисках, чтобы плазма ударила. Видеозаписи на https://www.youtube.com/ также содержат графическую информацию об экспериментах по очистке плазмой домашних микроволновых печей [32]. Большинство других сообщений указывают на то, что вы не хотели бы делать их самостоятельно дома.В самом деле, Стэнли [33] доходит до того, что описывает многие публикации на YouTube как «дурацкие и совершенно опасные». Для полноты здесь приведены пять таких постов [34–38].

Целью данной статьи является обзор технологии плазменных реакторов для микроволновых печей, технологии плазмохимии и используемых технологических измерений. В рассматриваемых здесь работах плазменные процессы описаны с использованием различных значений давления и единиц измерения давления; поэтому для облегчения сравнения между процессами представлены исходные значения давления вместе с эквивалентной единицей давления в системе СИ (Паскаль).Этот обзорный документ построен следующим образом: Раздел 2 представляет технологию, используемую в преобразовании микроволновой печи. В разделе 3 рассматривается специально созданный плазменный микроволновый реактор на основе микроволновой печи. Раздел 4 описывает измерения, которые используются для калибровки микроволнового MRC с точки зрения рассеяния микроволнового излучения, калориметрии, температуры поверхности, ближнепольного зонда E- и измерения плотности ионов плазмы. В разделе 5 дается обзор схемы управления резонаторным магнетроном, и, наконец, в разделе 6 дается заключение по этому обзору.

2. Преобразование микроволновых печей
2.1. Преобразованные плазменные реакторы для микроволновых печей

В качестве введения полезно перечислить 10 пунктов формулы изобретения в патенте Рибнера 1989 г. [10], которые относятся к процессу преобразования печи (рис. 1 (а)). Вкратце, формула изобретения заключается в следующем: (1) размещение вакуумной камеры внутри MRC с вариантами осуществления для впуска газа в вакуумную камеру и через полость и для извлечения побочных продуктов газа из вакуумной камеры; (2) по п.1, где средство регулирования газа для создания однородной плазмы в вакуумной камере; (3) движущаяся антенна для создания среднего по времени однородной плазмы; (4) вращающаяся антенна для создания среднего по времени однородной плазмы; (5) средство уменьшения утечки микроволн вокруг каждого проходного канала; (6) средство водяного охлаждения подложек внутри вакуумной камеры во время плазменного травления без теплового повреждения подложки во время процесса плазменного травления; (7) по п.6, в котором водяные трубки имеют отношение теплопередачи с вакуумной камерой со средством предотвращения утечки микроволн; (8) средство управления мощностью микроволн; (9) по п.8, потенциометр, соединенный последовательно со стороной первичного переноса магнетронного трансформатора для управления максимальной мощностью в печи; (10) по п.9, при плазменном травлении органических веществ с подложки; и, наконец, (11), относящийся к п.10, использование водяного охлаждения подложки.


Помимо патента Рибнера, некоторые исследования [11–22] показывают, что плазменный реактор микроволновой печи может использоваться для множества процессов и на многих уровнях реконструкции печи. В следующих разделах описываются изменения, которые необходимо внести в обычные бытовые микроволновые печи, от минимальных до крупных.

2.1.1. Использование сменных реакционных сосудов

Примером является быстрый синтез фазово-чистого K 3 C 60 [11] и фуллеридов щелочных металлов [12] в сменных реакционных сосудах.Требуются лишь незначительные изменения в обычной печи, такие как обеспечение опор для размещения реакционного сосуда в узле или пучности микроволнового поля, а также необходимость во вращающемся столе или подвижной (или вращающейся) антенне в качестве цели плазменный процесс состоит в том, чтобы сфокусировать микроволновую энергию на образец (рис. 1 (б)). В этом случае образцы были приготовлены в сосуде из пирекса, заполненном аргоном, а затем размещены с использованием огнеупорных кирпичей в узле или пучности микроволнового поля.Однако время плазменного процесса ограничено из-за фиксированного количества остаточного газа в реакционном сосуде.

2.1.2. Использование сменных эксикаторов

Гинн и Стейнбок [14] сообщили о кислородной плазменной очистке полидиметилсилоксановых поверхностей внутри сменного эксикатора, который включает стальной электрод, способствующий воспламенению плазмы (рис. 1 (c)). Образцы готовят вне микроволновой печи, а затем помещают в эксикатор, который продувают кислородом в течение 2 минут, а затем откачивают до давления примерно 10 -3 Торр (0.133 Паскаль). При помещении в печь и включении микроволновой мощности (1100 Вт) электрод из стальной проволоки генерирует искру, инициирующую кислородную плазму. Здесь снова время плазменного процесса ограничено, но обнаружено, что использование стального электрода способствует завершению реакции. Подчинение проволочного электрода обсуждается далее в разделе 2.1.7.

2.1.3. Прокачка через стену

В 2010 году Сингх и Джарвис сообщили о создании углеродных наноструктур изнутри реакционной колбы с 3 портами непрерывного действия (сделанной из боросиликатного стекла объемом 1000 мл), которая находилась в микроволновой печи [17].Для поддержки сосуда и облегчения доступа к нему дверца печи была заменена алюминиевой пластиной того же размера с тремя отверстиями, по одному на каждое отверстие для колбы. С опорой на колбу из колбы откачивают воздух снаружи через одно отверстие, в то время как два других порта используются для газа-носителя и выбранных газов-предшественников углеводородов (этанола, ксилола или толуола). Для усиления реакции воздушный электрод диаметром 2 мм, изготовленный из Nilo K® (Ni 29%, Fe 53% и Co 17%), был установлен на основании из нержавеющей стали в реакционной колбе (рис. 1 (d)).Поскольку не сообщалось о давлении вакуума или мощности микроволн, следует предположить, что колба была ниже атмосферной, а мощность микроволн была максимальной (1000 Вт). Тем не менее, при таком подходе никаких других доработок печи не потребовалось. Два варианта этого подхода, которые сохраняют доступ к двери, можно найти в работе Пейджа [31], просверлившего дно полости, и Таллера, просверлившего боковую часть полости. В последнем случае в публикации Таллера на YouTube приводится пример плазменной очистки стороны стекла микроскопа [32].

2.1.4. Коаксиальный реактор с узкой трубкой

Khongkrapan et al. сообщили о преобразованной микроволновой печи для пиролиза бумаги с получением газообразных побочных продуктов отходов при мощности 800 Вт [15, 16]. В их реакторе процесс происходит внутри цилиндрической кварцевой трубки (внутренний / внешний диаметр 27/30 мм и длиной 250 мм), которая соосно вертикально проходит через MRC. В качестве газа-прекурсора используется воздух или аргон при номинальном атмосферном давлении (101,3 кПа), при этом газ течет снизу вверх по MRC.Измельченная бумага (5 г) подвешена в центре трубки (рис. 1 (е)). В [16] Khongkrapan et al. заявили, что воспламенитель был помещен в трубку для генерации плазмы, но никаких прямых подробностей не было. После дальнейшего чтения их справочного списка (ссылка 17 в их статье) снова дается простая карикатура, показывающая воспламенитель, расположенный внутри трубки, без пояснения текста. Тема воспламенителей в виде металлической антенны обсуждается в разделе 2.1.7.

2.1.5.Внутренний волновод

В 2004 году Brooks и Douthwaite представили свой внутренний волновод, приспособленный к домашней микроволновой печи мощностью 800 Вт для плазменной обработки оксидов металлов (Ga 2 O3, TiO 2 и V 2 O 5 ) в бинарные нитриды металлов, образующиеся в плазме аммиака (NH 3 ) [13]. В этой конструкции в задней части MRC прорезана прорезь, позволяющая разместить U-образную трубку с внутренним диаметром 20 мм, содержащую твердотельный образец внутри глиноземной лодочки, в микроволновом поле (рис. 1 (f)).За пределами MRC один конец U-образной трубки подсоединяется к вакуумному насосу, а другой конец - к несущему и технологическому газу. Чтобы предотвратить утечку микроволн в задней части печи, были установлены обширные прокладки и экранирование Фарадея. Затем к радужной оболочке MRC крепится внутренний волновод таким образом, чтобы фокусировать микроволновую энергию вблизи образца. Кроме того, чтобы предотвратить повреждение магнетрона резонатора отраженной энергией и перегрев волновода, на выходной апертуре волновода устанавливается фиктивный груз с водяным охлаждением.При таких обширных преобразованиях в печи область плазмы можно рассматривать как работающую в когерентном режиме, а не в многомодовом. Обычно параметры плазмы, используемые для преобразования оксидов металлов в нитриды, включают: расход газа NH 3 113 см 3 · мин -1 , давление 20 мбар (2000 Паскалей) и микроволновую мощность 900 Вт для время воздействия в плазме от 2,5 до 6 часов.

2.1.6. Сосуды с жидкой плазмой

Разложение в плазме в микроволновой плазме n- додекана (молекулярная формула: C 12 H 26 (I)) с одновременным образованием газообразного водорода и карбида в углеводородной жидкости было достигнуто с использованием преобразованного микроволновая печь с заявленным уровнем мощности микроволн от 500 до 750 Вт [18–20].Типичное представление этих реакторов показано на рисунке 2. Реакция проводится в реакционном сосуде из пирекса закрытого объема, содержащем 500 мл жидкости n -додекан с одним или несколькими электродами, причем электрод (ы) может быть либо одиночным. электроды со стальной проволокой или медные U-образные антенные электроды с двойным наконечником. Кроме того, две трубки кремний / ПТФЭ вставляются в верхнюю часть полости: одна трубка используется для подачи несущего газа (аргона) в качестве газа-прекурсора, а вторая трубка используется для сбора отработанного аргона и побочного газа. рабочее давление, близкое к атмосферному.


Чтобы понять назначение этих электродов, эффективность реакции обоих типов электродов исследуется в зависимости от геометрии и количества электродов в контексте их электромагнитной конструкции и кинетики гетерогенных реакций.

Сначала рассмотрим электроды с одним острием [18–20]. Эти металлические электроды имеют размерную длину L = 21 мм и диаметр 1,5 мм, и они фиксируются вертикально в виде единого массива (рисунок 3 (a)) или множества (рисунок 3 (b)) с 1 электрод в центре и до 6 электродов, разнесенных по окружности с зазором λ м /4, где λ м - длина волны микроволнового излучения, проходящего через среду.Расчет длины волны приведен в следующем уравнении:

Приближенное выражение в (1) используется, поскольку рабочая частота свободно работающего магнетрона резонатора зависит от частоты за счет изменения условий КСВ в прямоугольном волноводе TE 10 , в котором магнетрон установлен. Все остальные символы имеют свое обычное значение: скорость света (2,99792 × 10 8 м · с -1 ), рабочая частота магнетрона (2,45 ГГц) и среда, в которой проходит излучение. .Таким образом, для жидкого n -додекана (от 1,78 до 2) составляет примерно 8,85 см, а λ м /4 примерно равно 2,2 см.

На основании работ [18–20] и работы Pongsopon et al. [21], обычно считается, что электроды выполняют три четко определенных роли: ограничивать плазму в непосредственной близости от наконечника электрода (ов), функционировать как каталитический источник для гетерогенной реакции плазмы и в случае производство углеродных наноматериалов, чтобы обеспечить основу, на которой может расти углеродный материал.В первой из этих ролей увеличение количества электродов с 1 до 6 показало, что эффективность плазменного разложения n -додекана действительно увеличивается, но после 6-7 электродов эффективность реакции становится ограниченной по скорости. Это может быть связано с потерей электромагнитной мощности из-за резонансной структуры электродов [20] или просто с добавлением более 7 электродов и связанных с ними окружающих реакционных зон (цилиндрический объем вокруг каждого электрода; Рисунок 3 (c)) в пределах фиксированного замкнутый объем просто создает эффект нагрузки в рамках гетерогенной реакции [39].Другими словами, по мере того, как процентное содержание объединенных электродных реакционных зон приближается к общему фиксированному объему, количество свежего реагента, протекающего в электродную реакционную зону, уменьшается. Следовательно, массоперенос в каждую зону электродной реакции и из нее, а не разложение плазмы, может стать этапом, ограничивающим скорость. Чтобы прояснить эти наблюдения, необходимы дальнейшие исследования.

Для двухконцевого воздушного электрода Toyota et al. [20] показали, что U-образные воздушные электроды имеют различные оптимальные длины: L ∼ 2 λ м , 3 λ м /2, λ м и λ м /2.Они также показывают, что использование знака аппроксимации в (1) оправдано экспериментальным определением длины λ /2 FHHW U-образного двухконцевого воздушного электрода от 4,4 до 4,7 см для n -додекана.

2.1.7. Воспламенитель

Описание конструкции и использования проволочных воздушных электродов для зажигания плазмы теперь используется в качестве вспомогательного средства для описания конструкции плазменного воспламенителя [16] и чертежа в [40] (Рисунок 4). Предполагая, что чертеж в [40] можно масштабировать, плазменный воспламенитель может быть сконструирован двумя способами: во-первых, воспламенитель может быть сконструирован с использованием двух проволочных электродов, расположенных напротив друг друга и изогнутых под 45 °, так что их концы совпадают с газом. поток, а место крепления образовано изолирующим кольцом.Вторая и более практичная компоновка состоит в том, что воспламенитель изготавливается из стального стального диска диаметром 30 мм и толщиной 0,5 мм, а множество электродов пробиваются из центральной части диска и изгибаются под углом 45 °. Для целей этого второго варианта конструкция 4-электродного воспламенителя проиллюстрирована на примере стеклянной трубки с внутренним / внешним диаметром 27/30 мм в [16] в качестве эталонной трубки (рис. 1 (e)). Схема этапов изготовления воспламенителя приведена на рисунке 4, где показано, что первый этап - это штамповка формы воспламенителя, второй этап - изгиб электродов, а третий этап - выравнивание воспламенитель к стеклянной трубке.При использовании этого метода изготовления кромка преформы может самовыравниваться, что позволяет четырем воздушным электродам соответствовать критериям воспламенения плазмы, как описано в разделе 2.1.5.


2.1.8. Производство плазмоидов (огненных шаров)

Производство плазмоидов, иногда называемых огненными шарами или шаровой молнией, в домашних микроволновых печах было размещено в сообщениях на YouTube [34–38]. Возможно, самый простой способ создать огненный шар без модификации микроволновой печи - это поместить частично нарезанный виноград (две половинки которого соединены тонкой кожицей) в микроволновую печь, а затем включить микроволновую печь на 3–3 секунды. 10 секунд.В сообщении на YouTube [34] показано, что дугообразные плазмоиды образуются на мостике из тонкой кожицы, который соединяет две половинки винограда, при этом излучение разряда продолжается до тех пор, пока либо не отключится питание, либо виноград не сморщится. Это действие можно понять, если учесть, что две свежесрезанные половинки винограда имеют характерный размер от 1,5 до 2 см и частично заполнены проводящим электролитом, комбинация которого создает органическую проводящую дипольную антенну, мало чем отличающуюся от металлических антенн, обсуждаемых в разделах 2.1.5 и 2.1.6. Учитывая это понимание, разумно предположить, что когда свободные электроны толкаются вперед и назад через узкую тонкую кожицу винограда, из-за сопротивления выделяется тепло, которое сжигает кожицу. Кроме того, движение электронов через виноградный электролит вызывает быстрое повышение температуры, вызывая испарение электролита в облако электронов и ионов, образуя таким образом локализованный плазмоид. Плазмоид продолжает существовать до тех пор, пока свободные электроны доступны из уменьшающегося объема виноградного электролита.

Отойдя от органического источника для генерации плазмоидов, можно также использовать зажженную предохранительную спичку, поддерживаемую винной пробкой, накрытую стеклянной банкой и помещенную в центре MRC [35]. При включении СВЧ-мощности создается плазменный разряд, который поднимается к вершине сосуда, образуя плавучий плазмоид. Уоррен [36] использовал аналогичный подход, но на этот раз использовал стеклянную банку, поддерживаемую тремя винными пробками, и зажженную сигарету, помещенную в зазор между пробками.В этой работе и предыдущем примере плазмоиды сохраняются при погашении теплового источника. Плазмоид гаснет только при выключении микроволнового излучения. Плазмоиды также могут генерироваться в электрических лампочках и флуоресцентных трубках, как показано в [37]: этот пример, по-видимому, также является основой для ближнепольного зонда E (раздел 4.4).

Более опасный подход к генерации плазмоидов продемонстрирован в [38], где магнетрон полости, соединенный с пищевой консервной банкой, используется для обеднения микроволн в бытовой лампочке, чтобы произвести плазмоид внутри колбы.Из этого эксперимента может показаться, что электрическая нить накала действует как инициирующий электрод.

Прежде чем закончить этот раздел, стоит отметить, что цилиндрический плазменный реактор, изготовленный для индустрии быстрого питания [29], использовал запатентованный пассивный плазменный катализатор в виде электрода для зажигания атмосферной плазмы [41], где пассивная плазма Катализатор может включать в себя любой объект, способный вызвать плазму за счет деформации локального электрического поля. С другой стороны, в патенте говорится, что активный плазменный катализатор производит частицы или высокоэнергетический волновой пакет, способный передавать достаточное количество энергии газообразному атому (или молекуле) для удаления по крайней мере одного электрона из газообразного атома (или молекула) в присутствии электромагнитного излучения.Учитывая эти два определения, разумно предположить, что пламя предохранительной спички [35], сигарета [36] и виноград [34] можно классифицировать как активный плазменный катализатор, а металлический электрод - как пассивный плазменный катализатор.

2.1.9. Плазмоидная кулинария

Корейские патенты [42, 43] и статья конференции [44] сообщают о форме настройки в волноводе TE 10 , которая выходит за рамки этого обзора, но они перечислены по трем причинам: Во-первых, , явление плазмоидов расширяет диапазон приготовления домашней микроволновой печи от режима диэлектрического нагрева пищевых продуктов до такого, который обеспечивает подрумянивание поверхности и придание текстуры и аромата, аналогичных традиционному процессу приготовления в пламени.Во-вторых, Jerby et al. [44] отметили, что произведенные таким образом плазмоиды требуют, чтобы проволочный антенный электрод зажигал плазмоид, и поэтому они могут содержать наночастицы, которые могут быть вредными для качества пищи и даже сделать ее несъедобной. В-третьих, дополнительное использование плазменного разряда, генерирующего озон и ионы, для удаления материалов, вызывающих запах, из камеры для приготовления пищи [45] действительно обеспечивает один из возможных технических путей дальнейшего развития бытовых микроволновых печей.

3. Специальный плазменный реактор для микроволновой печи

В этом разделе описывается методология, использованная при создании специального плазменного реактора для микроволновой печи. Особое значение в этом отношении имеет серия плазменных реакторов MRC, которые были построены в середине 1990-х годов на предприятии Cambridge Fluid Systems Ltd (Англия, Великобритания). Конструктивная концепция этих плазменных реакторов заключалась в создании простого, надежного и экономичного настольного плазменного реактора, который можно было бы продавать исследовательским лабораториям и мелкосерийным производственным предприятиям.В основном они использовались для улучшения инженерных работ в области микроэлектроники и полупроводников, а также в производстве кузовов гоночных автомобилей Формулы-1.

Конструкция плазменного реактора аналогична микроволновым печам, где резонаторная магнетронная антенна расположена внутри волновода TE 10 , который используется для освещения MRC через единственную диафрагму. Частота среза волновода TE 10 рассчитывается с использованием следующего уравнения: где c - скорость света, и - внутренние размеры (ширина и высота) волновода; в этом случае используются 80 и 38 мм соответственно, что соответствует частоте среза, равной 1.875 ГГц.

Если резонаторная антенна магнетрона расположена на расстоянии 26 мм от конца волновода, частота и полоса пропускания магнетрона могут быть свободными. Таким образом, некогерентная отраженная мощность, проходящая через диафрагму, возвращается к магнетрону, таким образом изменяя КСВ когерентной волны в волноводе TE 10 , что приводит к изменению выходной мощности магнетрона.

Конструкция реактора MRC отличается от отечественного плазменного реактора СВЧ следующим образом (также см.Рисунок 1 с Рисунок 5): (i) Шасси, MRC и волновод сконструированы как один сварной компонент с использованием листа мягкой стали толщиной 1,4 мм. Перед тем, как каждый из трех компонентов будет сварен вместе, в них пробиваются все необходимые отверстия и фиксируются зажимные гайки. После сварки конструкция покрывается никелем, чтобы получить прочную металлическую конструкцию с достаточной жесткостью, чтобы поддерживать все дополнительные компоненты (передние и задние фланцы из нержавеющей стали, газовые линии, манометр источника постоянного тока и т. Д.). При таком подходе конструкции MRC имеет теоретический максимум разгруженного фактора Q () в режиме TE, который зависит от отношения запасенной энергии в полости () к потерям энергии в стенках полости (): где глубина электрического скин-слоя на стенке полости за цикл и является площадью стенки полости.

Для этого реактора основная полость имеет приблизительно 20000 на резонансной частоте 2,45 ГГц. (Ii) Цилиндрическая камера из стекла пирекс (диаметр 190 мм, длина 300 мм и толщина стенок 5 мм: образует объем 3 литров) расположен внутри многомодового резонатора, продольная ось которого перпендикулярна СВЧ-диафрагме, а передняя и задняя части камеры заключены в металлические фланцы, образующие часть стенки многомодового резонатора. Задний фланец содержит приварные порты для вакуума и манометра, а передние фланцы содержат дверцу доступа.Эта конструкция увеличивает до максимума объем камеры и удаляет все хрупкие стеклянные фитинги, пластиковые соединители труб и проходные прокладки для утечки микроволнового излучения. (Iii) Газовые линии расположены внутри корпуса и сбоку от MRC, что позволяет впрыскивать технологические газы. через несколько равноотстоящих радиальных отверстий на переднем фланце, что снижает возможность предварительной ионизации газа-прекурсора перед входом в камеру и максимизирует равномерный поток газа и однородность плазмы вдоль продольной оси рабочей камеры.

3.1. Плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов

Ионная имплантация - один из ключевых процессов при крупномасштабном (220 пластин в час) производстве кремниевых полупроводниковых устройств. Однако эти аппараты для ионной имплантации стоят от 1,8 до 3 миллионов долларов. Эти машины также представляют собой системы, требующие интенсивного обслуживания и высоких капитальных затрат; поэтому основными факторами, которые следует учитывать, являются доступность и стоимость владения. Многие детали, заменяемые во время регулярного технического обслуживания, а также заменяемые ионные источники - керамические изоляторы.В этом разделе описан обзор плазменной очистки керамики ионных имплантатов: для получения полной информации о процессе см. [26, 27]. Процесс плазменной очистки проводился в плазменных реакторах серии MRC с использованием газовой смеси 5–10% O 2 в CF с добавкой 50% потоком аргона. Добавка аргона используется для стабилизации микроволновой плазмы за счет уменьшения распределения электронов по энергии и для обеспечения однородных возбужденных частиц по всему объему плазмы. Химический процесс плазменного травления на поверхности керамики можно рассматривать как протекающий с помощью следующей типичной гетерогенной реакции: в которой добавление углерода улавливает углерод за счет образования частиц COF x для увеличения стационарной концентрации атомы в плазменном объеме.Элемент в реакции (4) представляет собой элемент V группы (As, P и Sb) на керамической поверхности, а являются продуктами травления. Таким образом, при достаточной мощности микроволн скорость травления этих продуктов контролируется образованием атомов (баланс), летучестью продукта и микроскопической площадью поверхности керамики.

Для реактора MRC-100 типичные параметры плазменного процесса составляли 104 Вт и 10 мбар при времени травления 45 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 80 ± 5 К.В случае реактора MRC-200 параметры процесса были следующими: 200 Вт и 10 мбар (1000 Паскалей) при времени травления от 20 до 25 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 125 ± 5 К.

4. Калибровка микроволнового резонатора

В этом разделе описывается ряд различных методов, которые используются для оценки эффективности микроволн, а также утечки.

4.1. Измерение утечки микроволн

Европейская директива 2004/40 / EC и директивы ICNIRP (1998) рекомендуют, чтобы промышленные микроволновые печи имели поверхностную плотность микроволнового излучения (3–300 ГГц) с уровнями плотности мощности> 5 мВт · см −2 и в 5 раз меньше для бытовых микроволновых печей общего назначения.Применяя квадратичный закон, основанный на теории плоских волн, оператор, стоящий на расстоянии 20 см от промышленной печи, получит максимально допустимый уровень плотности мощности 3 мВт · см −2 . Для домашних духовок это соответствует уровню плотности мощности 0,3 мВт · см −2 . В контексте переделанных печей, предназначенных для плазменной резки, многие проходные отверстия и отверстия в MRC требуют значительной осторожности при проектировании и изготовлении, чтобы предотвратить утечку микроволн.

4.2. Калибровка мощности калориметрического магнетрона

Мощность магнетрона, поступающего в MRC, может быть откалибрована с использованием метода нагрузки с открытой тарелкой воды, см., Например, Британский стандарт 7509: 1995 и IEC 1307: 1994. Следовательно, учитывая, что теплоемкость воды составляет 4,184 Дж / (г · К), расчетная приложенная мощность ( P ) внутри полости может быть получена путем помещения известной массы воды ( м ) в полость и нагрева. на короткое время ( т ), следя за тем, чтобы вода не закипела.Зная измеренное изменение температуры воды ( ΔT = конечная температура - начальная температура), микроволновая мощность, поступающая в резонатор, калибруется для заданной настройки мощности с использованием следующего уравнения (см. Также [40]):

Однако калибровку следует рассматривать как верхнее значение для плазменной обработки, поскольку ее диэлектрический объем будет отличаться от калибровки по воде. (Примечание: когда объем технологической камеры или геометрическая форма не позволяют использовать метод открытой чаши, можно использовать альтернативный метод потока, как указано в [46]).

Учитывая (4), плотность мощности микроволн (Вт · см -3 ) системы может быть вычислена путем деления на объем технологической камеры. В качестве иллюстративного примера приводится следующий метод нагрузки с открытой тарелкой для MRC 100: реакторы MRC-100 и MRC-200 имеют расчетную прикладываемую мощность магнетрона 104 Вт, что соответствует плотности мощности 0,116 Вт · см −3 . Для реактора MRC-200 калориметрические измерения дают значения приложенной мощности магнетрона 200 Вт (0.022 Вт · см −3 ) и 450 Вт (0,05 Вт · см −3 ).

4.3. Измерение температуры поверхности

Знание температуры поверхности материалов, погруженных в плазму, полезно для понимания взаимодействия гетерогенной плазмы с поверхностью. Это особенно важно, когда локальный диэлектрический нагрев имеет потенциал теплового разгона, потому что большинство материалов увеличивают свои диэлектрические потери с температурой [12]. Были использованы два простых способа оценки локальной температуры поверхности материалов, погруженных в микроволновую плазму.Для температур поверхности ниже 180 К можно использовать жидкокристаллические термочувствительные (от 20 ± 5 К до 180 ± 5 К) полоски, прикрепленные к поверхности, погруженной в плазму [27]. Для более высоких температур использовались соли с известной температурой плавления (KCl = 1043 K и NaCl = 1074 K), запаянные в кремнеземные капилляры [13].

4.4. Плазма ближнего поля
E- Измерение зонда

Попытки поразить плазму за пределами давления воспламенения от 0,1 до 20 мбар (от 10 до 2000 Паскалей) приводят к сохранению микроволнового излучения «за цикл» в режиме пустой полости ; в этих условиях скорость потерь энергии на стенку полости может существенно нагреть структуру MRC, и в крайнем случае утечка микроволнового излучения может стать опасностью для здоровья.Кроме того, если MRC загружен материалами (полупроводниковыми пластинами и материалом с низкой диэлектрической прочностью), они могут быть электрически или механически повреждены. Следовательно, становится необходимым иметь устройство автоматического отключения питания, чтобы предотвратить утечку микроволн и повреждение как реактора, так и загружаемых материалов. Плазменный зонд ближнего поля E-, описанный Лоу [47], является одним из таких устройств, которое помогает отслеживать такие события. В этой схеме неоновая газоразрядная лампа, фотодиод и опорное напряжение подключены, как показано на рисунке 6, при этом одна ножка неона выступает в резонатор и действует как датчик ближнего поля E-.В исходной конструкции схемы полосковая диаграмма используется для записи данных временного ряда напряжения, но с сегодняшними аналого-цифровыми преобразователями и программным обеспечением (таким как LabView) пространство состояний плазменного зажигания и пространство состояний плазмы могут быть контролируется с уровнями запуска, установленными для выдачи двоичного управляющего выхода Go / No [24, 47].


4.5. Bébésonde Electrostatic Probe Measurement

Для плазменных процессов обычно считается, что поток ионов, прибывающих и покидающих поверхность, определяет плазменный процесс.Однако использование методов электростатического зонда для определения плотности ионов и температуры плазмы, возбуждаемой модулированным источником энергии в присутствии распыленного изоляционного материала, является проблематичным. Так обстоит дело с плазмой, содержащей CF 4 . В этом разделе описывается метод датчика, который устойчив к модуляциям возбуждения и разбрызгиванию изоляционных материалов. Следующие измерения были выполнены в Оксфордском исследовательском центре Открытого университета на реакторе MRC-100. Используемый зонд представляет собой зонд ионного потока с высокочастотным смещением (известный в просторечии как «Bébésone, или BBs»).Полную информацию о датчике и измерениях см. В [48].

Для качественных измерений зонда обычно требуются визуальные наблюдения за объемом плазмы в целом и вокруг самого зонда. Для реакторов MRC было сочтено необходимым заменить стандартную переднюю фланцевую дверцу на фланец с отверстием для зонда и смотровым отверстием, закрытым открытой сеткой. Учитывая эту модификацию, аргоновая плазма внутри MRC-100 визуально имеет небольшую структуру с небольшим осветлением вблизи границы диэлектрического кольца.Тем не менее, нет никаких свидетельств микроволновой структуры в оптическом излучении, что указывает на то, что энергия быстро гомогенизируется в электронной популяции.

После этих визуальных проверок базовой линии, Bébésonde использовался для определения потока ионов в режиме низкой мощности и высокой мощности с потоком газообразного аргона, изменяющимся от максимального (5 л · мин -1 ) до минимума, при котором плазма могла быть выдержанный (2 л · мин −1 ). Для реактора MRC-200 измеренные плотности ионов аргона находятся в диапазоне от 2 × 10 11 · см −3 при 50 мбар (5 к · Паскаль) до 3 · 10 12 · см - 3 при 1 мбар (100 Паскаль), а температура электронов находится в диапазоне от l до l.5 эВ для входной мощности 0,022 Вт · см. −3 : более высокая плотность плазмы при низком давлении соответствует большей длине свободного пробега и повышенной передаче энергии электронами.

4.6. Ультрафиолетовый флуоресцентный микроволновый зонд

Для многих обрабатывающих плазм энергия фотонов ( E = hc / λ ) изменяется от 10 до 1 эВ с предпочтительной интенсивностью на дискретных спектральных длинах волн. Спектральная характеристика определяется природой процессов возбуждения и релаксации газа, которые чувствительны к локальной температуре электронов и сечениям возбуждения газа.Таким образом, состав газа и режим производства плазмы оказывают большое влияние на образование УФ-излучения и химический состав плазмы.

Ультрафиолетовый флуоресцентный зонд использует активированные соли редкоземельных элементов: Y 2 SiO 5 : Ce (поглощение <200 нм) и Zn 2 SiO 4 : Mn и Y 2 O 3 : Eu 3+ (поглощение <300 нм). Для получения полной информации об этих датчиках см. [49]. При этих энергиях решетка-хозяин (H) подвергается электронному возбуждению за счет разделения электронно-дырочных пар (6), за которым следует флуоресценция пути дезактивации с наименьшей энергией на длинах волн, превышающих исходное излучение.Как правило, спектр флуоресценции состоит из узкой полосы с точной длиной волны, определяемой тесной связью между активатором (Ce, Mn и Eu 3+ ) и решеткой хозяина, а также облучающим фотонным излучением:

Самая простая форма датчиков представляет собой капсулу из синтетического плавленого кварца марки DUV (диаметр 12 мм × 20 мм), содержащую одну из трех активированных солей при номинальном пониженном давлении 10 мбар. Плавленый кварц имеет коэффициент пропускания T = 0.5 при 170 нм. При помещении в объем плазмы зонд собирает 4 π стерадиана падающего фотонного излучения DUV. Испускаемая флуоресценция просматривается через смотровое окно из оптического стекла короны ( T = 0,5 при 380 нм). Из-за диэлектрической капсулы фотолюминесценция, а не электролюминесценция, считается основным механизмом флуоресценции в этих датчиках. Диэлектрик также действует как дискриминатор длины волны и обеспечивает верхний рабочий предел зонда 1100 К.

Используя эти знания, соли Zn 2 SiO 4 : Mn и Y 2 O 3 : Eu 3+ (помещенные в собственную капсулу) интегрируют плазму DUV, а Y 2 SiO 5 : Ce при помещении непосредственно в объем плазмы интегрирует ВУФ (<200 нм) плазму, таким образом, их флуоресценция проявляется в зеленом, красном и синем цветах соответственно.

5. Цепи управления магнетронной печи

В микроволновых печах обычно используется один из двух типов схем управления магнетроном.Для микроволновых печей с малой выходной мощностью (обычно <500 Вт) выходная мощность достигается за счет широтно-импульсной модуляции единичной мощности, падающей на магнетрон, с временем приготовления, установленным от 0 до 30 минут. В диапазоне от 500 Вт до 1100 Вт используется непрерывное приложение микроволновой мощности, когда уровень мощности устанавливается значением конденсатора привода магнетрона:

Выбор любой из этих двух схем возбуждения может повлиять на схему управления магнетроном. возможность проводить выбранный плазменный процесс.Этот выбор иллюстрируется сравнением коротких и низких энергозатрат при быстром плазменном синтезе органических соединений [7, 8], очистке предметных стекол и полимеров [14] с высокой мощностью и длительным временем обработки твердотельных оксидов металлов. обработка [13] и плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов [26, 27].

5.1. Цепь управления емкостным магнетроном с конденсаторным управлением

В этом разделе рассматривается выбор схемы управления с конденсаторным управлением, а также схема управления безопасностью, которая используется в плазменных реакторах MRC-100/200.Схема цепи управления, управляемой конденсатором, показана на рисунке 7. Аналогичная схема управления резонаторным магнетроном, управляемая конденсатором, описана в [23]. Chaichumporn et al. также сообщили о дальнейшем уточнении анодного напряжения магнетрона (от 3,3 до 6,6 кВ) в [40].


Трансформатор состоит из двух цепей обмоток: первая обеспечивает передаточное отношение обмоток для выработки от 240 В при 50–60 Гц до приблизительно 3,5 В при 50–60 Гц для катодного нагревателя, а вторая обеспечивает повышающее напряжение ( От 240 В при 50–60 Гц до 2–3 кВ при 50–60 Гц).Конденсатор высокого напряжения (0,6–1,5 мк Ф) и диод высокого напряжения используются для смещения катода отрицательно по отношению к анодному блоку, который содержит структуру резонатора магнетрона. При таком расположении емкость конденсатора и диода определяют мощность постоянного тока, рассеиваемую в структуре резонатора магнетрона. По соображениям безопасности как пассивные, так и активные компоненты управления встроены по обе стороны от установочного трансформатора. К ним относятся следующие: цепь с предохранителями с обеих сторон трансформатора плюс кнопка аварийного останова, блокировка шасси, термовыключатель магнетрона (135 ° C) и охлаждающий вентилятор Chasse.Кроме того, цепь 24 В постоянного тока используется для дистанционного пассивного и активного управления цепью привода (см. Раздел 5.2).

5.2. Цепь управления 24 В постоянного тока

В специально разработанных плазменных реакторах для микроволновых печей вспомогательное оборудование (вакуумные насосы, вакуумные клапаны, манометр, газовые линии, продувочные линии, технологический таймер и микроволновая мощность) синхронизируется с процессом плазменной резки безопасным способом. . Роль цепи управления 24 В постоянного тока заключается в синхронизации вспомогательных компонентов с плазменным процессом и отключении системы в случае аварийного отказа: это особенно важно при использовании легковоспламеняющихся, коррозионных и токсичных газов-прекурсоров и побочных продуктов. .Схема спроектирована таким образом, что все регуляторы хода изолированы от управляющей цепи магнетрона резонатора, управляемой конденсатором, с помощью реле и соленоидов. Следует отметить, что при переделке отечественной СВЧ-печи в плазменный реактор синхронизацию приходится строить с нуля.

6. Выводы

В этой работе рассматривается превращение домашней микроволновой печи в источник для очистки, а также химических реакций. Описывается преобразование бытовых систем в плазменный реактор, а также строительство специальных плазменных реакторов для микроволновых печей.Калибровка MRC обсуждалась вместе с определением двух типов используемых схем привода магнетрона. Также было представлено профессиональное и арматурное использование, в последнем случае в основном ограниченное экспериментами с кухонной поверхностью. Доказательство принципа и небольшие серийные процессы, применяемые в этих плазменных реакторах, варьируются от плазменной очистки поверхности стекла и полимера и удаления токсичных металлов с керамических поверхностей до производства углеродных наноструктур и пиролиза бумаги для производства газообразных побочных продуктов.Во всех случаях источником питания является магнетрон с корпусным резонатором, работающий с выходной мощностью менее 1100 Вт и давлением в диапазоне от нескольких 0,1 с до номинального атмосферного давления (101,3 Паскаль).

Было обнаружено, что при атмосферном давлении или близком к нему, электроды с одинарной или многопроволочной антенной, физическая длина которых составляет примерно 1/4 или 1/2 длины микроволн, в которую они погружены, играют каталитическую роль в инициировании образования плазмы. , а в случае производства углеродных наноматериалов обеспечивают подложку, на которой может расти углеродный материал.Что касается скорости реакции, возрастающей с увеличением числа электродов (от 1 до 6), за пределами которой скорость реакции становится ограниченной, в этой статье предлагается эффект геометрической нагрузки вокруг проволочной антенны. Независимо от того, является ли причиной этого эффекта потеря мощности или электромагнитного поля, необходимы дальнейшие работы. Кроме того, в этой работе реконструирован предварительно отформованный дисковый воздушный электрод (воспламенитель), пригодный для узкотрубного реактора [16, 40] (рис. 4).

Было обнаружено, что пламя предохранительной спички, зажженная сигарета, нарезанный виноград и металлический антенный электрод играют роль катализатора в образовании плазмы и плазмоидов.Чтобы различать металлическую антенну и термохимический катализатор, было выдвинуто предположение, что металлические антенны можно классифицировать как пассивный катализатор, поскольку они обеспечивают только поверхность, генерирующую свободные электроны, в то время как пламя предохранительной спички, зажженная сигарета и нарезанный виноград можно классифицировать как активный катализатор, поскольку они поставляют энергию в виде тепла и свободных электронов из электролита.

Наконец, в этом обзоре также освещается приготовление пищи с помощью плазмоида в MRC и использование плазменного разряда для удаления запаха пищи из микроволновых печей.Учитывая, что вопросы безопасности пищевых продуктов решаются, разумно предусмотреть плазменные реакторы для микроволновых печей, включающие как плазменную варку пищевых продуктов, так и плазменную дезодорацию побочных продуктов приготовления, которая может быть реализована в ближайшем будущем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *