Что такое пиролизный двигатель

Дровяное отопление

Пиролиз древесины

Пиролиз – разложение вещества под воздействием температуры. Соответственно, пиролизное горение – горение вещества, с предварительным его температурным разложением.

Пиролиз древесины известен издавна и широко используется человечеством для своих нужд, в первую очередь – для получения химического сырья и топлива. Древесный уголь (продукт пиролиза древесины) издревле и по ныне используется во многих сферах человеческой деятельности. Пиролизный (древесный) газ в Европе использовали для освещения и как источник топлива для двигателей внутреннего сгорания. Говорят, еще во вторую мировую немцы ездили на автомобилях на дровах с пиролизными газогенераторами. Ныне, пиролиз древесины представляет интерес для химической промышленности.

Пиролизное горение древесины

Здесь возникает вопрос о разнице межу обычным и пиролизным горением вещества (топлива, древесины, дров). С точки зрения протекания термохимических реакций – разницы нет никакой, ни в самом процессе горения (обычного и пиролизного), ни в его результате. И обычное, и пиролизное горение – это один и тот же процесс, который невозможно представить без предварительного подогрева и температурного разложения (пиролиза) топлива.

Единственная разница заключается в том, что при обычном горении топлива — пиролиз и горение его продуктов происходит в едином объеме пространства, а при пиролизном горении – в разделенном. Разницу заметить будет гораздо проще, если поочередно заглянуть внутрь обычного котла и котла пиролизного. У обычного котла есть топка. В этой топке горит топливо. В топке происходит, как пиролиз топлива, так и сгорание продуктов пиролиза.

Топка пиролизного котла

У пиролизного котла топки нет. Вернее, она есть, но состоит из двух, раздельных камер – камеры пиролиза и камеры сгорания. В камере пиролиза, понятное дело, происходит термическое разложение топлива и получение пиролизного газа. Затем, продукты разложения (пиролизные газы) поступают в камеру сгорания, где и сгорают в виде факела пламени. Такое горение топлива, когда в одной камере происходит его термическое разложение (пиролиз, газогенерация) а в другой – сгорание продуктов пиролиза, получило название «пиролизное горение». Соответственно, котлоагрегаты, использующие этот принцип сгорания топлива, называются пиролизными или газогенераторными котлами.

Пиролизные котлы имеют две камеры — камеру пиролиза (загрузки) топлива и камеру сгорания. В камере пиролиза, под воздействием высокой температуры, происходит термическое разложение древесины и из нее выделяется пиролизный (древесный) газ.

В камере сгорания, пиролизный (древесный) газ горит с выделением тепла. При этом, температура в камере сгорания может достигать 1300 °С, что не возможно при сгорании древесины в обычных котлах. Благодаря наличию двух камер в конструкции пиролизного котла, достигается высокий (до 92%) КПД котла и уменьшение выброса вредных веществ в атмосферу. Благодаря такому конструкторскому решению, пиролизные котлы выгодно отличаются от своих традиционных твердотопливных собратьев.

камера газогенерации пиролизного котла

камера сгорания пиролизного котла

Как видно на фотографиях, в пиролизной камере нет огня, есть только раскаленные угли. Факел огня находится в камере сгорания, там же видно раскаленную добела окалину.

АТОМ МС-98 пиролизный котел, диапазон мощности 50 — 120 кВт, основное топливо дрова, Украина

  • Производитель: АТОМ (Украина)
  • Код товара: котел АТОМ МС-98
  • Доступность: Нет в наличии
  • 0.00 грн

    • Описание
    • Характеристики
    • Отзывы (0)
    НЕТ В НАЛИЧИИ
    АТОМ МС-98 твердотопливный водогрейный отопительный, пиролизный котел газогенераторного типа, мощностью 98 кВт. Применяется для подогрева теплоносителя в системах отопления с рабочим давлением до 3 атмосфер и температурой до 85 °C, рекомендуемая отапливаемая площадь от 500 до 1200 квадратных метров, (зависит от объема воды в системе отопления и объема отапливаемого помещения — высоты потолка). В качестве основного топлива используется древесина (поленья) с максимальной длиной 1 метр и диаметром 10 — 40 см при влажности не более 20 — 50%. При условии загрузки качественного топлива котел обеспечивает КПД в диапазоне 82 — 90%. Допускается и спользование опилок и других мелких древесных отходов вместе с дровами в качестве топлива, но не больше 30% от общего объема всей загрузочной камеры котла.

    Наличие электронного блока управления RT-04B с цифровым табло позволяет плавно регулировать температуру теплоносителя в диапазоне от 65 до 85°C, осуществлять регулировку мощности нагнетающего вентилятора и управлять циркуляционным насосом. Управление происходит полностью в автоматическом режиме по заранее заданным параметрам.

    При изготовлении стенок камеры сгорания и камеры загрузки в котлах АТОМ МС-98 используют высококачественную сталь толщиной 6-10 мм и покрытие (футеровка) из качественного керамобетона. Наличие футеровки камеры сгорания позволяет надежно защитить стенки котла от возможного прогорания, и значительно повысить температуру внутри котла. Футеровка котла также создает отличные условия для полного сжигания твердого топлива с минимумом выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и дает возможность сжигать сырые дрова с влажностью до 50%.

    Котлы на твердом топливе украинского производства оборудованы большой загрузочной камерой, а так же большими дверцами, которые позволяют Вам дозагружать топливо 2 раза в сутки, а колоть дрова нет никакой необходимости.

    В блок управления котла АТОМ МС-98 входит микропроцессорный терморегулятор для котлов на твердом топливе RT-04B (в дальнейшем регулятор) и кабели, соединяющие его с двигателем вентилятора, датчиком температуры и розеткой для подключения циркуляционного насоса.
    Электронный блок управления предназначен для управления работой котла, посредством двигателя дутьевого вентилятора (включения, выключения, плавной регулировки оборотов), внешнего циркуляционного насоса (включение, выключение), приёма информации от датчика температуры, индикации текущей температуры теплоносителя, а также для защиты от перегрева.
    Основные технические характеристики блока регулятора
    — напряжение питания 220В / 50Гц
    — потребляемая мощность
    (без вентилятора и насоса), не более 5Вт
    — температура окружающей среды 0 — 40°С
    — диапазон измерения температуры 0 — 99 (± 1°С)
    — диапазон регулирования температуры 40 — 90 °С
    — диапазон регулирования производительности вентилятора 10 — 100%
    — мощность внешнего циркуляционного насоса (в комплект поставки не входит) не более 300Вт*
    — температура включения аварийного термостата 94°С
    — электрическая защита (плавкий предохранитель) 3,15А / 220В

    * для подключения более мощного насоса необходима установка промежуточного реле.

    Газогенератор

    Все чаще продавцы и производители в рекламных материалах используют красивые малопонятные покупателю слова, часто делая упор, что толька такая » » эксклюзивная технология позволяет удвоить надои от отдельно взятой коровы без применения музыки Моцарта.

    Не обошло это явление и рынок котлов на деревоотходах.

    Героем этой статьи стал газогенератор.

    Автору этих строк не раз приходилось сталкиваться с существительным «газогенератор». Причем у одних это символ не лучшего в работе оборудования, для других — синоним совершенства в котлостроении. Если первые в чем то правы то вторые скорее больше врут. На самом деле человеку досконально не разбирающемуся в тонкостях химических и физических процессов протекающих при горении, понять что именно за «зверь» этот «газогенератор» не представляется возможным. Применительно к котельному оборудованию «газогенератор» обозначает ту или иную организацию процесса горения, так уж повелось, хотя газогенератор не совсем котел и точно не способ сжигания целью которого является получения тепла. Способствует распространению такого заблуждения отсутствие четкой классификации методов сжигания ( в рамках этой статьи рассматривается сжигание древесного топлива, опил, стружка, горбыль, кора и т.д.)

    Спросив у Яндекса получим:
    Газогенератор ( далее — Г.) — аппарат для термической переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Г. газы называются генераторными. Горение твёрдого топлива в Г. в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (например, при работе на паровоздушном дутье в Г. подаётся 33-35% воздуха от теоретически необходимого). Образующиеся в Г. газы содержат продукты полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления, неполного горения и пирогенетического разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в Г., называется газификацией топлива.

    Особо надо подчеркнуть, что целевым продуктом газогенератора является генераторный газ, а не тепло. Генераторный газ используют в основном как сырье для химической промышленности или как топливо, там где нельзя использовать исходное топливо (двигателя внутреннего сгорания и т.д.). По важнейшей характеристике топлива — удельной теплоте сгорания, генераторный газ сильно, в 10 раз, уступает природному — 3,8-6,7 мДж/м 3 против 35-45 мДж/м 3 .

    Газогенератором чаще всего обзывают котел с двухкамерной топкой. В такой топке первичное и вторичное сжигание топлива производится в физически отделенных друг от друга топочных объемах. В первой камере ( иногда называют предтопком, предварительной топкой и т.д.) в которую подается топливо и только часть необходимого для полного сгорания воздуха, происходит сжигание или частичная газификация топлива. Далее газы поступают во вторую камеру, куда подается вторичный воздух, и здесь происходит полное сгорание топлива. Часто вторая камера конструктивно выполнена в теплообменном агрегате котла. Таким образом, в двухкамерных топках зоны пиролиза и газификации и зона окисления в большей степени разделены в пространстве, чем в других установках для сжигания древесного топлива. Есть возможность создания турбулентности воздуха и топочного газа во вторичной топке, что способствует полному сгоранию топлива и снижению выбросов. Вместе с тем есть и ряд недостатков:

    • &#8212 Отсутствие водяного охлаждения первой топки повышает теплопотери,
    • &#8212 Высокая вероятность образования шлака,
    • &#8212 Капризность в регулировке (небольшая разрегулировка может вызвать повышение NOx и другие последствия),
    • &#8212 Сильная зависимость от состава топлива,
    • &#8212 Большая площадь занимаемая котлоагрегатом по сравнению с другими способами сжигания.
    • &#8212 Более сложное устройство.
    • &#8212 Большие сложности при сжигании кускового и разнофракционного топлива.
    • &#8212 Дополнительные сложности с ростом мощности установки.

    Применение газогенератора, как устройства для получения генераторного газа, в частности, из отходов деревообработки, перспективно для питания газового дизеля, работающего на выработку эл. энергии. Однако цена комплекта оборудования ( газогенератор; устройство охлаждения, очистки, хранения газа; дизель; генератор; автоматика &#8212 это не полный перечень) дааалеко не всегда приемлема и сопряжено с различными трудностями. Наиболее эффективно применение двухкамерных топок при переводе существующих котлов с жидкого топлива и природного газа на биомассу или другие виды дешёвого твердого топлива. В остальных случаях никаких достойных внимания приемуществ двухкамерная топка не имеет.

    Газогенератор для получения газа

    Газогенераторы для газификации твердого топлива существуют давно. Позволяют преобразовать различные виды твердого топлива, в том числе дрова и отходы дерева, в газообразное топливо. Газ намного легче транспортируется, на газу может работать двигатель внутреннего сгорания, и т.д. Генераторный газ может использоваться как сырьё в химической промышленности.

    Установки для газификации топлива известны достаточно давно, за это время опробовано большое число конструктивных схем. Так в 50-х годах прошлого века в СССР были разработаны и серийно выпускались газогенераторные установки для тракторов, передвижных электростанций. Все существующие конструкции базируются на опробованных ранее схемах и не имеют принципиальных преимуществ.

    Работа газогенератора на древесной биомассе.

    Генераторный газ образуется при термическом разложении компонентов топлива. Для необходимого нагрева сжигается часть этого же топлива. Несмотря на существование различных типов установок газификации древесины характеристики газа получаемого в них достаточно постоянны. Так теплота сгорания газа всего 4-5 МДж/кг. Основные горючие составляющие генераторного газа это угарный газ и водород. Угарный газ образуется в результате неполного сгорания углерода топлива при недостатке кислорода и высокой температуре. Водород образуется при термическом разложении паров воды в высокотемпературной зоне в присутствии углерода. Все реакции образования горючих газов идут с поглощением энергии.

    • Легко видеть, что наличие паров воды способствует улучшению параметров генераторного газа, однако введение воды в топку в любом виде, снижает низшую (рабочую) теплоту сгорания топлива. Если «газогенератор» &#8212 это котел для получения тепла, где газ из предтопка сгорает в топке, то увлажнение позволит лишь перераспределить (незначительно) тепловыделение между предтопком и топкой при неизбежном росте расхода топлива. Снижение тепловыделения в предтопке полезно, с точки зрения долговечности частей, находящимся под воздействием высокой температуры. Часто использование сухих отходов древесины приводит к быстрому выходу из строя предтопка, чего нет в «обычных» котлах. Избыточная влажность дров, также вредна для газогенерации вследствие снижения жаропроизводительности топлива и понижения температуры в зоне горения.

    Основная причина низкой теплоты сгорания генераторного газа &#8212 это забаластированность азотом воздуха, подаваемого в газогенератор. Исправить это можно применением кислородного дутья, но это усложняет установку и снижает экономическую эффективность.

    Значительной является проблема очистки газа от дегтя, золы, сажи, водяного пара. Присутствие примесей в газе, идущем в двигатель, резко сокращает его ресурс. Фильтры громоздки, требуют регулярного обслуживания, замены фильтрующего материала. Наличие в генераторном газе значительной концентрации угарного газа и ядовитых продуктов неполного сгорания дерева ( включая канцерогенные) делает обслуживание установки сложным, небезопасным мероприятием.

    Газ на выходе из газогенератора, как правило, имеет температуру 400-800 °С. До подачи газа в двигатель внутреннего сгорания его необходимо охладить. Технически это не сложно, но связано с определенными затратами.

    Двигатель для работы на генераторном газе должен быть специально подготовлен для этого. Применение серийного двигателя приводит к снижению кпд и мощности, часто требует применения дизельного топлива для стабилизации работы.

    В итоге, на самом современном оборудовании с использованием газогенератора и двигателя внутреннего сгорания для выработки электроэнергии из отходов дерева &#8212 в электричество преобразуется не более 18% располагаемой энергии топлива. При этом к моменту окупаемости установки ресурс ДВС закончится.

    В настоящее время в Европе появились газогенераторные установки, где газификация осуществляется при высоком давлении (50 атм.) на катализаторе. Вероятно, из такой установки можно получить газ гораздо более высокого качества. При переходе от ископаемого топлива к возобновляемым видам, таким как древесная биомасса, возможно широкое распространение таких установок. Что, однако, невозможно без активной государственной поддержки. Чем не инновационное развитие?

    Что такое пиролизный двигатель

    Николай Наумчик из Корюковки Черниговской области своими руками сделал три автомобиля, электровелосипед, токарный и фрезерный станки, пиролизный котел, дровокол, сварочный аппарат и много других интересных вещей. Кроме того, он сконструировал газогенераторную установку, благодаря которой старенький «Мерседес» теперь ездит на дровах, сообщает сайт gorod.cn.ua.

    Домашнее подворье Николая Наумчика бросается в глаза: он спроектировал и построил ветряную установку, которую видно издалека. Ветряк стал ему большим помощником в мастерской — энергии хватает для питания токарного и деревообрабатывающего станков. В своей мастерской он и создал газогенератор. Его он спрятал в багажнике: это и вид автомобиля не портит и не привлекает лишнего внимания окружающих.

    «Открываю крышку установки и бросаю сюда заранее подготовленные сухие дрова, — рассказывает Николай Петрович. — Они должны быть небольшого размера, где-то с картофелину. Лучше всего применять граб, дуб, березу, шелковицу, акацию . Не рекомендую ель и сосну, потому что быстро горят и имеют низкую отдачу тепла. Наполняю дровами бак почти до самого верха, а затем поджигаю. Когда температура достигает отметки 1100 градусов, на это нужно минут десять, можно садиться за руль и трогаться. Агрегат прост, действует по принципу твердотопливного котла дрова тлеют — машина едет. Газ получаю чистый и не переживаю, что испорчу двигатель. Полного бака древесины хватает на 50 километров. Максимальная скорость, которую развивала машина на дровах — 80 км/ч».

    По словам мужчины, запасные дрова он возит с собой в ведре в багажнике или в мешке в салоне. А если случайно забудет, то и не переживает: горючее же под ногами лежит. На обочине автодороги можно без особых усилий собрать сухих веток и подзаправить «Мерседес». Вместо заправочного пистолета у Николая Наумчика — пила. Немного усилий — и уже полный бак!

    В Черниговской области таких чудо-автомобилей — три. Один владелец техники живет в Сновске, другой — в Седневе, третий — в Корюковке. У первых двух водителей, которые заправляют своих железных коней дровами, газогенераторные установки прикреплены сзади автомобилей, а вот у Николая Наумчика она скрыта в багажнике.

    «Запаха дыма в машине не чувствую. Чтобы в салон он не попадал, вывел из багажника специальную трубу, по которой выхлоп выходит на улицу», — объясняет умелец.

    На дровах сорокалетний «Мерседес» ездит сравнительно недолго, с мая 2016 года. Досталась газогенераторная установка на автомобиль Николаю Наумчику даром. Все, что понадобилось для ее изготовления, в его мастерской нашлось. На достигнутом мастер останавливаться не собирается. Николай Петрович уже работает над более мощной газогенераторной установкой, с теплоизоляцией.

    А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

    • Назад
    • Вперёд

    Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

    Читать еще:  Что такое jz2 двигатель
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector