Пиролизный котел своими руками пошаговая инструкция: пошаговая инструкция создания самодельного устройства с верхней загрузкой с чертежами

Содержание

пошаговая инструкция создания самодельного устройства с верхней загрузкой с чертежами

За красивым пламенем горящих дров прячется сложный химический процесс.

На самом деле, горят не твёрдые дрова, а газы, которые выделяются из них при высокой температуре. Этот процесс получил название пиролиза.

Из чего состоит пиролизный котёл

Принцип разложения топлива и дожиг получившихся газов используется в пиролизных котлах. Сгорание происходит при высокой температуре и полностью.

Конструкция таких котлов сложнее обычных колосниковых, они дороже, но гораздо эффективнее.

Пиролизный котёл состоит:

Из первичной камеры. Она напоминает топку обычного котла, в которую загружается топливо. В зависимости от конструкции горение может происходить как внизу топливной камеры, так и сверху вниз.
Вторичной камеры. В ней происходит смешивание пиролизных газов с вторичным нагретым воздухом и жаркое горение получившейся смеси. Благодаря высокой температуре происходит полное окисление углерода до углекислого газа.
Системы поступления, разделения и подогрева воздуха. Бывают котлы на естественной тяге или с принудительной подачей воздуха.
Системы теплообмена и дымоудаления.
Автоматики управления.

Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?

Дрова в пиролизном котле с верхней загрузкой сгорают так:

Загруженная топка поджигается, пламя на естественной тяге нагревает топку до температуры в первичной камере 60 °C.
Закрывается дверца, включается подача первичного воздуха. За несколько минут температура в очаге горения достигает 600 °C — оптимальный режим для разложения газов. Дрова тлеют при недостатке кислорода.

Фото 1. Загруженная дровами топка пиролизного котла, пламя нагревает ее при естественной тяге до 60 °C.

Во вторичную камеру подаётся предварительно пропущенный через пламя первичной камеры воздух. Горячие газы смешиваются, получается смесь со стехиометрическим числом – оптимальным соотношением воздуха и горючего газа.
Проходя через форсунку, смесь воспламеняется и горит с выделением большого количества тепла. Часть тепла расходуется на поддержание горения в первичной камере.
Тепло улавливается системой теплообменников, выделяемый углекислый газ удаляется через дымоход.

Делаем устройство своими руками: пошаговая инструкция

Высокая стоимость заводского пиролизного котла побуждает народных умельцев к сооружению копий заводских котлов своими руками или самостоятельному поиску инновационных технических решений. Процесс постройки такого оборудования сложный, но интересный.

Выбираем схему и чертеж

Перед началом работ самый ответственный этап — выбор проекта. По возможности стоит приобрести уже испытанный готовый проект, чтобы не набивать шишки на своём опыте.

Фото 2. Схема самостоятельной сборки пиролизного котла с дымоходным каналом и верхней загрузочной дверцей.

Что следует учесть при проектировании и создании чертежа:

Мощность горелки. Она зависит от площади первичной камеры сгорания и размера топки, а также от интенсивности нагнетания кислорода.
Размер топки. От неё зависит, сколько топлива будет заправлено, а значит – сколько времени котёл будет работать без подзарядки.
Вид наддува. Бывают котлы на естественной тяге, но они не обеспечивают стабильного горения газов. На котёл можно установить как вентилятор наддува, так и дымосос.
Вид теплообменника. Выходящее тепло должно эффективно улавливаться. Водяная рубашка или пластинчатый теплообменник на выхлопе хорошо справятся с задачей.
Футеровка первичной и вторичной камеры, а также способ регулирования первичного и вторичного воздуха.

Фото 3. Пример чертежа пиролизного котла длительного горения с указанными размерами. Вид сбоку и спереди.

Вам также будет интересно:

Материалы и инструменты

Для постройки пиролизного котла своими руками нам понадобятся:

Листы высоколегированной стали толщиной 4 мм. Их легче сваривать, они не прогорят от высокой температуры.
Вентилятор принудительного наддува и автоматика.

Справка! Вариант дороже — заводской вентилятор и контроллер плавной регулировки, вариант дешевле – вентилятор отопителя автомобиля, ступенчатый регулятор и простейший шибер для точной регулировки.

Материал для футеровки. Вторичная камера сгорания обязательно отделывается огнеупорной прослойкой, так как температура горения пиролизных газов — 1200 °C. Это может быть каолиновая вата, или шамотный кирпич.

Датчик давления и температуры.
Трубы, фитинги, пруты, завесы, шарик для клапана, термоустойчивая краска.

Чтобы построить котёл, нужна оборудованная слесарная мастерская. Мастеру понадобятся навыки разметки и подгонки деталей, умение читать чертежи и кроить металл.

Нам понадобятся:

Инструменты для обработки и соединения металла. Углошлифовальная машинка, сварочный аппарат, электроды. Идеально, если детали будут раскроены по заказу на лазерном станке с ЧПУ — это добавит красоты и облегчит задачу.

Внимание! Соблюдайте правила безопасной эксплуатации инструментов. Следите за целостью изоляции проводов, следите за направлением искр при резке металла.

Измерительные приборы: циркуль, линейка, уголок, рулетка.
Инструменты для обработки шамотного кирпича: диск для УШМ с твердосплавными напайками.

Ход работ

Пошаговая инструкция постройки:

Разметка деталей первичной и вторичной камеры. Размер вторичной камеры подбираем, чтобы шамотный кирпич укладывался без подрезок. Дно первичной камеры сужается и завершается щелевой форсункой для горения газов.
Разметка и устройство доступа воздуха. С одной стороны на воздуховод из квадратной трубы надевается вентилятор, с другой — воздух разделяется на первичный и вторичный.

Регулирование количества подаваемого воздуха осуществляется клапаном — шарик от подшипника большого диаметра, приваренный к болту или шаровый кран. Он перекрывает подачу воздуха.

Монтаж воздуховодов первичного и вторичного воздуха. Следует учесть, что форсунка пиролизных газов сильно нагревается, эта энергия должна эффективно сниматься воздуховодами. Вторичный воздух должен быть горячим, иначе сжигание получится неровным. Сопла воздуха должны быть параллельны движению пиролизных газов.
Пиролизный котёл имеет два выхода на дымоход — из первичной и вторичной камеры. После розжига и подачи воздуха дымоход первичной камеры перекрывается — необходимо запланировать герметичную заслонку с прижимным механизмом.
Футеруем вторичную камеру.
Обшиваем конструкцию водяной рубашкой толщиной 3 см. Для повышения прочности можно предусмотреть связи, все швы должны быть герметичны.
В корне дымохода устанавливается дополнительный пластинчатый или трубчатый теплообменник. Можно использовать готовые радиаторы, но из-за возможного засорения сажей чистить их будет сложнее.
В корпусе выполняются технологические гнёзда для датчиков температуры — в водяную рубашку, термопару можно установить в зоне тления и вторичной камере.
Навешиваются дверцы загрузки и вторичной камеры. Напротив теплообменника на болтах крепится лючок прочистки.
Для эстетичного вида котёл нужно покрасить, лучше использовать термостойкую краску с молотковым эффектом.

Фото 4. Напольный пиролизный котел в помещении, окрашенный в синий цвет термостойкой краской.

Правильное подключение

Пиролизный котёл имеет несколько особенностей при подключении. Разложению топлива мешает низкая температура теплоносителя, поэтому на обвязку устанавливается трехходовой клапан.

Внимание! При растопке жидкость циркулирует по малому кругу, при достижении 60 °C теплоноситель начинает греть систему отопления. Выходная труба и малый круг обязательно монтируется из металла.

Оборудование котельной

Для работы самодельного пиролизного котла потребуется оборудованное отдельное помещение — котельная.

Обязательно в котельной должен быть выход дымохода и естественная вентиляция.

Место для установки котла выбирается так, чтобы был доступ ко всем поверхностям и прочистке.

Перед топкой оборудуется площадка из несгораемых материалов, для установки котла потребуется фундамент. Подключение дымохода должно быть максимально коротким.

Сложности при сборке котла

При постройке пиролизного котла основная сложность — выбор правильного проекта и материалов. Без понимания процессов, которые протекают в топках, правильно построить котёл невозможно.

Основные ошибки, которые допускают при самостоятельном проектировании:

Недостаточная футеровка зон сгорания. Шамотный кирпич важен, так как поддерживает постоянную температуру в зоне горения и предохраняет колосник и стенки топки от прогорания.
Излишний теплосъем. Теплообменник должен улавливать то тепло, которое не нужно для поддержания внутренних процессов в котле. Расположение водяной рубашки рядом с зоной горения недопустимо.
Несоответствие размеров загрузочной камеры и камеры газификации. Слишком малая камера газификации может привести к зависанию крупных поленьев.
Неправильный размер или направление воздушных сопел. Смешивание воздуха и пиролизных газов должно быть максимально равномерным.
Некачественно сделанная регулировка потоков первичного и вторичного воздуха, отсутствие принудительной подачи кислорода. Обязательно ставить либо дымосос или дутьевой вентилятор с регулировкой мощности.

Как проверить работу самодельного оборудования?

Итогом длительной работы по выбору проекта котла и воплощению этого проекта в жизнь будет экономичный и надёжный источник тепла. Хорошо работающий котёл обладает следующими качествами:

Правильно подобранная мощность. Пиролиз обладает малым диапазоном регулировок. Котёл невозможно «придушить» или сильно «разогнать». Горение в этом случае либо прекращается вовсе, либо начинается в камере газификации. Поэтому мощность котла должна соответствовать теплопотерям дома.
Возможность длительной работы в форсированном режиме. Одной закладки должно хватать на длительное время.
Лёгкий выход на газификацию, пиролизный факел в камере дожига должен наблюдаться уже через 15–20 минут после розжига.
Температура газов в дымоходе не должна быть выше 40–60 °C. Если температура выше — увеличиваем площадь теплообменника.
При тестировании котла после выхода на пиролиз из дымохода должен выходить только углекислый газ и пар. Наличие тёмного дыма и запаха свидетельствует о неполном сжигании топлива.

Полезное видео

В видео демонстрируется изготовление пиролизного котла самостоятельно из заранее подготовленных материалов.

Заключение

При выборе системы отопления стоит обратить внимание на различные виды котлов и дополнительных элементов. Пиролизный котёл отлично подойдёт для получения постоянной температуры теплоносителя в отопительный сезон, не требует частого подбрасывания дров. Однако стоит знать, что для его работы понадобится электричество, котёл требователен к качеству дров.

Что такое пиролизный котел — создание своими руками пошаговая инструкция

Отопительное оборудование, работающее на твёрдом топливе, всегда будет востребовано. Даже в странах, экспортирующих углеводороды нет полного покрытия газовыми сетями. Особенно обделёнными в этом отношении являются отдалённые населённые пункты. Чтобы максимально автоматизировать процесс горения твёрдого топлива применяется специальная установка — пиролизный котёл. В отличие от традиционных печек и каминов такие устройства имеют ряд преимуществ, о которых и будет рассказано в этой статье.

Содержание статьи:

Что такое пиролизный котёл

Пиролизный котёл представляет собой установку, в которой сгорание твёрдого и газообразного топлива разделены по разным камерам. Как правило, в таком отопительном приборе нагревается жидкий теплоноситель, который затем подаётся к радиаторам.

Обратите внимание! Наиболее часто для работы такой установки используются дрова, а также различные брикеты, изготовленные из отходов деревообрабатывающих предприятий.

Газообразное топливо образуется в результате разложения твёрдого топлива.

Преимущества и недостатки

Пиролизные котлы, работающие на твёрдом топливе имеют, как преимущества, так и недостатки. К полюсам таких установок относятся:

Можно легко управлять интенсивностью горения топлива, даже при полной загрузке рабочей камеры.
Возможность использования более крупных поленьев дров.
Высокий КПД.
Более экологичный выброс.
Можно автоматизировать процесс управления котлом.

Недостатки пиролизных котлов:

Относительно высокая стоимость.
Большая часть моделей энергозависима (электрический привод дымососа).
Высокие требования к процентному содержанию влаги в топливе.
Нестабильная работа при загрузке менее 50%.

Несмотря на наличие недостатков, альтернативы пиролизным котлам не существует, когда необходимо организовать недорогой и современный способ отопления частного дома в местности, где невозможно подключиться к газовой трубе.

Принцип работы

Для запуска пиролизного котла горючее закладывается в основную камеру и поджигается. Затем запускается установка, удаляющая дым, при этом дверца плотно закрывается. При недостаточной концентрации воздуха и высокой температуре происходит выделение горючего пиролизного газа.

Газообразное топливо сгорает в другой камере. Во вторичной камере происходит циркуляция воды. Жидкость нагревается и направляется в радиаторы по трубам отопительной системы. Существуют также модели, в которых такой принцип сжигания топлива используется только для нагрева воздуха в помещении. Такой дробный вариант сгорания топлива, позволяет максимально повысить эффективность отопительной установки, работающей на дровах.

Внимание! Заводские модели пиролизных котлов, например, установка Гейзер могут развиваться тепловую мощность до 700 кВт.

Основные виды пиролизных котлов

Пиролизные котлы могут существенно отличаться по конструкции. Наиболее часто встречающимися особенностями являются строение дымоходной системы и основной камеры сгорания.

Длительного горения

Пиролизные котлы длительного горения, в которых используется каменный уголь, могут работать несколько суток. При использовании дров установки этого типа выделяют тепло в течение не менее 12 часов.

Обратите внимание! Особенностью такой конструкции является большой объём основной рабочей камеры, а также более точная регулировка интенсивности сгорания топлива.

На твёрдом топливе

Твёрдотопливный пиролизный котёл может работать как на дровах, так и на угле. В таких установках наиболее часто устанавливается водяной контур, но встречаются модели, в которых теплоносителем является обычный воздух. В более дорогих установках жидкость нагревается не только для отопления, но и для обеспечения горячей водой.

Другие виды

Кроме чисто пиролизных установок, в которых можно использовать дрова, каменный уголь или специальные брикеты, в продаже можно встретить универсальные котлы. Такие изделия могут работать на солярке, сжиженном или природном газе, но когда необходимо в них можно загрузить твёрдое топливо. Особенно востребованы модели этого типа, если существуют перебои с доставкой какого-либо одного энергоносителя. В этом случае, можно легко перезапустить оборудование на другом виде топлива.

Чертежи для создания пиролизного котла своими руками

Для создания пиролизного котла можно использовать следующие чертежи:

Несмотря на представленные на схемах довольно простые конструкции.

Самым доступным вариантом изготовления пиролизного котла в домашних условиях, является аналог такой установки из газового баллона.

Создание пиролизного котла своими руками: пошаговая инструкция

Одним из самых простых самодельных моделей является котёл «Бубафоня» из стандартных газовых баллонов. Для изготовления такой установки достаточно следовать пошаговым инструкциям, изложенным далее. Прежде всего, для выполнения этой работы не обойтись без следующих инструментов:

Электрического сварочного аппарата.
Болгарки.

Также потребуется подготовить материалы:

Пропановый газовый баллон 50 л.
Листовой металл толщиной не менее 3мм.
Стальная труба большого диаметра.

Работа выполняется в такой последовательности:

С баллона стравливаются остатки газа, удаляется вентиль и ёмкость заливается водой.
После проведения дегазации болгаркой срезается верхняя часть баллона в месте закругления.
К верхней части баллона приваривается стальная лента вырезанная из листового металла. Этот элемент позволит крышке более плотно закрыть камеру сгорания.

Из стального листа вырезать круг, который по диаметру должен быть на 2 см меньше внутреннего диаметра баллона. Эта деталь необходима для прижимания топлива и разделения камеры, где будет происходить пиролиз топлива с камерой сгорания.
В нижней части вырезается отверстие для воздуховодной трубы диаметром 10 см.
Для изготовления системы дымоудаления в ранее удалённой крышке газового баллона расширяется центральное отверстие около 10см в диаметре. Затем к отверстию приваривается стальная труба сечением не менее 100 мм.

Внижней части необходимо сделать отверстие для удаления золы. Для этого с помощью болгарки вырезается прямоугольник. Затем из листового металла делается дверца немного большего размера и приваривается через навесы к корпусу плиты. Также необходимо сделать ручку к дверце, а также установить уплотнение из асбестового шнура по всему периметру.
К воздуховодному отверстию котла следует приварить металлическую трубу с вентилем для регулировки подачи кислорода в пиролизную камеру.

На этом изготовление пиролизного котла своими руками можно считать завершённым. Для того чтобы запустить такую отопительную установку необходимо.

Заложить сухое древесное топливо в баллон, при этом в верхней части следует разместить легко возгораемые материалы (бумагу, щепу и т. д.)
Поджечь топливо.
Установить на дрова разграничительный круг.
Поставить наместо крышку с трубой.

Регулирование интенсивности сгорания топлива осуществляется перемещением вентиля на воздуховодной трубе. Дверка для забора золы должна быть плотно закрыта во время работы самодельного пиролизного котла. Для удаления продуктов сгорания к трубе крышки потребуется прикрепить гофрированную металлическую трубу, которая должна иметь выход на улицу.

Внимание! Устанавливать такой тип оборудование запрещается в спальных комнатах. Кроме этого следует позаботиться о противопожарной безопасности помещения.

Советы и рекомендации по безопасному использованию самодельного пиролизного котла

Только при соблюдении всех правил можно надеяться на безопасную эксплуатацию самодельных пиролизных установок. При использовании теплового оборудования этого типа рекомендуется придерживаться следующих правил:

Размещать самодельные пиролизные котлы только в подсобном помещении, в котором следует оборудовать хорошую вентиляцию.
Чтобы внутри дымохода не образовывалась жидкость необходимо утеплить его минеральной ватой.
Установка котла должна осуществляться на поверхность из негорючего материала.

Если придерживаться этих рекомендаций, то самодельный пиролизный котёл можно будет эксплуатировать безопасно в течение продолжительного времени.

Пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы

Несмотря на то, что газификация в городах России официально была закончена еще в прошлом веке, все-таки остались обделенные вниманием небольшие населенные пункты, в которых данные коммуникации не проведены и их проведение не планируется властями. Именно поэтому, высокий спрос на печи из кирпича не в далеком прошлом, как это может показаться на первый взгляд. Многие люди ошибочно считают, что это всего лишь простая конструкция, с помощью которой можно без труда отопить любое помещение при необходимости. Но если вы планируете регулярно эксплуатировать данное приспособление в качестве основного источника тепла, вы можете столкнуться с неожиданными для себя трудностями и проблемами. Именно поэтому, в момент создания печи своими руками, важно соблюдать огромное количество нюансов, о которых мы и поговорим в этой статье. Чертеж котла

Пиролизная печь в качестве доступного аналога кирпичной конструкции

Первое, что нужно знать тем, кто решил создать данный источник тепла, это обязательное наличие прочного и надежного фундамента. Его создание лучше всего доверить профессионалам своего дела, которые имеют необходимый опыт и навыки. Данные услуги специалистов, разумеется, стоит не мало, ведь это весьма кропотливая и непростая задача. Но, в том случае, если вы не располагаете крупной суммой, обратите свое внимание на неплохой аналог – пиролизные печи. За их создание вы можете взяться самостоятельно, для этого понадобятся только расходные материалы, а также соответствующие чертежи и схемы. Сегодня конструкции из кирпича своими руками достаточно востребованы в загородном и дачном домостроении, особенно в тех регионах, где не были проведены центральные газовые магистрали и не введены в эксплуатацию отопительные системы. Стоит отметить, что существует возможность создать печь из кирпича, которая будет функционировать, реализуя принцип пиролиза, но при этом не будет нуждаться в надежном фундаменте. Такое оборудование пригодно для ежедневной эксплуатации и при этом сможет прослужить вам достаточно долго. Все что будет требоваться от вас – подбрасывать топливо по мере необходимости.

Почему стоит отдать предпочтение такой печке?

Основными достоинствами такой конструкции стоит назвать следующие характеристики: Принцип работы пиролизной печи

Возможность поддерживания установленного температурного режима на протяжении длительного времени. Для этого потребуется только увеличить вместительности топливной камеры.

Минимальный уровень выделения токсических веществ в процессе переработки топлива. Именно поэтому, такая печь обеспечит комфортную для проживания температуру, а также безопасный для здоровья микроклимат в помещениях.

Данная печь способна сжигать всевозможные строительные и бытовые отходы, в том числе и автомобильную резину, пластик, а также части ДВП. Перечисленные материалы, будут хорошим топливом, но категорически не рекомендуется использовать отходы в качестве постоянного топлива. Кроме того, их сжигание будет безопасным, только в том случае, если при загрузке он будет составлять третью часть от всего количества топлива.

Несмотря на все перечисленные достоинства, пиролизная конструкция имеет и свои минусы. Самыми существенными являются:

Высокие требования к качеству топлива. Оно должно быть, в первую очередь, сухим. Влажный материал не допустим к использованию, так как эксплуатация пиролиза в таком случае не даст необходимого результата, так как выделяемое тепло попросту растворится паром в процессе горения.
Крупные габариты. Данную особенность можно считать недостатком, если пиролизный котел своими руками вы планируете расположить в небольшом помещении.
Зависимость от вспомогательного оборудования. Обеспечивающий хорошую тягу вентилятор, к сожалению, не будет работать в круглосуточном режиме.
Постоянный уход за печью. Для того, чтобы поддерживать микроклимат в доме, нужно постоянно следить за наличием дров в камере, а также перед каждой новой закладкой убирать перегоревшие угли.

Работа кирпичной пиролизной печи

До начала монтажных работ, чрезвычайно важно провести все необходимые расчеты, учитывая особенности помещения, после чего составить схему будущего оборудования. Сегодня существует возможность воспользоваться уже готовым чертежом из интернета, который создавался профессионалом. Принцип работы

Вместо основания, для устойчивости конструкции, проводится укладка периметр печи керамическим кирпичом. Создание перегородок внутри печи происходит с использованием шамотного кирпича. Полноценно эксплуатировать конструкцию можно будет лишь после окончательной сборки и обустройства системы вентиляции. Чрезвычайно важно брать в учет время, которое будет необходимо для полного сгорания топлива. Специалисты в области строительства рекомендуют использовать прессованные дрова для обогрева помещения. Когда пиролизная печь будет запущена, следует определить КПД (коэффициент полезного действия). Для этого не требуется закупать никакое измерительное оборудование, нужно только хорошенько принюхаться к запаху дыма. Если вы не ощущаете угарный газ, то КПД достаточно высок. Внешний вид готового котла для пиролизной печи

Создавая пиролизный котел своими руками пошаговая инструкция необходима в первую очередь для того, чтобы должным образом соблюсти все правила пожарной безопасности. Пренебрегая данным требованиям, вы можете спровоцировать пожар в своем доме или же нанести непоправимый урон здоровью всех жильцов. Кроме того, настоятельно рекомендуется проводить монтаж печи в отдельном нежилом помещении. Для того, чтобы камера прослужила долго, следует позаботиться о ее защите с помощью плотного металлической обшивки. Сравнение конструкции котлов

Теперь важно поговорить о материалах, которых понадобятся для проведения работ.

Чугунные колосники;
Керамический и шамотный кирпич.
Стальной лист для защиты камеры. Его толщина должна быть не менее 2 миллиметров, но не более 4 миллиметров.

Мощный вентилятор для циркуляции воздуха.
Регуляторы температурных показателей.
Дверцы для печи.
Дверцы для котла.
Сварочный электрический аппарат, болгарка, дрель.
Несколько труб разного диаметра.
Электроды для сварочных работ.

Нюансы, которые нужно знать

Как мы уже сказали, создание такой печи – процесс достаточно простой, но, требующий определенных познаний. Так как данная конструкция относится к обогревательному оборудованию, то будьте готовы к тому, что во время выполнения работ вам придется работать с повышенными температурами и учитывать многие особенности герметизации, что выполнить самостоятельно практически невозможно. Но учитывая советы, которые были упомянуты в данной статье, вам непременно удастся сделать действительно долговечные пиролизные печи.

Если вы желаете усилить тепловой эффект, то обустройте уже завершенную конструкцию дополнительной стенкой из шамотного и огнеупорного кирпича. Создание котла возможно даже с минимальными умениями в работе по свариванию металла. Учитывайте тот факт, что создание пиролизной печки – это не только процесс кирпичной кладки, но и монтаж камеры котла, которую по праву можно назвать основным конструкционным элементом. Самым правильным решением будет покупка уже собранного котла, который будет необходимо лишь обложить кирпичом

Особенности установки котла

Котел в готовом виде можно приобрести в специализированных магазинах. Производители выпускают оборудование, к которому обязательно идет руководство по монтажу и эксплуатации. Но как показывает практика, поданных данных, зачастую, не хватает для того, чтобы беспрепятственно провести установку. Помните, что котел представляет собой достаточно крупное сооружение, имеющее немалый вес. Основание под конструкцию традиционно выкладывается из кирпича. Оно является прочным и надежным, потому что без труда выдержит нагрузку. Конструкционные особенности камеры сгорания

Даже после нескольких лет эксплуатации печи, будьте уверены, что фундамент не даст трещину и уж тем более не начнет деформироваться. Для выполнения процесса кладки, применяйте предварительно замешенный песочно-глиняный раствор из песка и глины. Мы подробно рассмотрели все нюансы и особенности создания пиролизной печи, уточнили все, что нужно знать о котлах, а также раскрыли секреты для облегчения строительных работ. Надеемся, что данная информация будет полезной и пригодится вам.

Как сделать теплый пол своими руками: пошаговая инструкция

Делаем водяной теплый пол самостоятельно

В принципе теплые полы водяные можно монтировать практически в любом помещении, но желательно, чтобы вентиляция в нем была в отменном состоянии, так как данного рода покрытие высушивает воздух. Итак, рассмотрим вкратце основные этапы установки теплого пола.

Первый этап: готовим помещение

На этом этапе демонтируется старое покрытие и производится заливка. При этом нужно помнить, что последняя повышает уровень пола приблизительно на 6-7 сантиметров, так что дверные проему тоже потребуется сместить.

Второй этап: готовим стояк

Второй этап укладки водяного теплого пола: готовим стояк

Весь стояк, разумеется, менять не нужно, достаточно лишь заменить старые трубы на новые, из полипропилена. Также сюда нужно впаять шаровые краны на таком расстоянии друг от друга, чтобы в случае неисправности пола их можно было бы заменить радиаторами.

Третий этап: укладываем гидроизоляцию

Современные теплые полы водяные (детальнее о них написано тут http://sdelai-pol.ru/teplyj-pol-vodyanoj) очень надежны, но все же протечка воды всегда возможна, поэтому следует позаботиться о качественной гидроизоляции. Ее нужно накладывать внахлест (по десять сантиметров), а швы при этом спаивать паяльной лампой.

Третий этап: укладываем гидроизоляцию

Четвертый этап: заливаем черновую стяжку

Черновая стяжка необходима в тех случаях, когда напольное покрытие располагается непосредственно на плитах перекрытия. Для этого делается разметка (хотя при небольших размерах комнаты в этом нет необходимости), после чего происходит заливка специальным раствором. Раствор изготавливается из цемента и керамзита. Как утверждают опытные строители, такую смесь достаточно сложно готовить, поэтому будьте готовы к трудностям.

Пятый этап: укладываем трубы

Укладка труб требует предварительного покрытия фольгированным утеплителем. Это будет своеобразным экраном, и соединять стыки нужно посредством скотча.

Далее трубы нужно загибать, используя обычную пружину. На трубы накладываются фитинги, а места стыков следует обработать герметиком, который сможет выдерживать температуру в девяносто пять градусов минимум.

Шестой этап: чистовая стяжка

После высыхания герметика нужно попробовать запустить систему и, если с ней все в порядке, начинать заливать чистовую стяжку. Это делается практически так же, как и в случае с черновой – ложится сетка, ставятся маячки и так далее. После высыхания стяжки необходимо взять терку и обработать ею все неровности на поверхности.

Шестой этап: чистовая стяжка

Если следовать всем нашим инструкциям, то вы получите надежный и качественный теплый пол, который прослужит вам очень долго.

Кроме того, не нужно забывать, что самое главное не нагреть помещение, а сохранить это тепло в нем! Для этого нужно позаботиться о хорошей изоляции стен, также рекомендуется заменить окна на современные герметичные.

7. Исследование процессов пиролиза биомассы

7. Исследование процессов пиролиза биомассы.

7.1. Общее введение
7.2. Система пиролиза биомассы
7.3. Продукты и их характеристики
7.4. Предварительная обработка и определение характеристик исходного сырья
7.5. Установлен пилотный реактор с вращающимся конусом в САУ
.

7.1.1 Что такое пиролиз?

Пиролиз — это термическая деградация либо при полном отсутствии окислителя, либо с такой ограниченной подачей, что газификация не происходит в значительной степени или может быть описана как частичная газификация. Применяются относительно низкие температуры от 500 до 800 ° C по сравнению с 800 до 1000 ° C при газификации. Обычно производятся три продукта: газ, пиролизное масло и древесный уголь, относительные пропорции которых очень сильно зависят от метода пиролиза, характеристик биомассы и параметров реакции.Быстрый или мгновенный пиролиз используется для максимального увеличения количества газообразных или жидких продуктов в зависимости от используемой температуры.

7.1.2 История пиролиза биомассы

Чем интересен пиролиз?

Есть несколько способов использовать энергию, содержащуюся в биомассе, от прямого сжигания до газификации и пиролиза. Выбор наиболее прибыльного метода рекуперации энергии из биомассы определенного типа является и наиболее важным шагом на пути к прибыльным инвестициям.

Прямое сжигание — это старый способ использования биомассы. Биомасса полностью превращается в тепло, но эффективность составляет всего около 10 процентов. Газификация доводит до максимального уровня крекинг биомассы, полностью превращая ее в горючий газ перед сжиганием. Производство древесного угля, медленный пиролиз древесины при температуре 500 ° C — это процесс, который производители древесного угля использовали на протяжении тысячелетий. Древесный уголь — бездымное топливо, которое до сих пор используется для отопления.Его первое технологическое использование можно отнести к железному веку, когда древесный уголь использовался при плавке руды для производства железа. Производство древесного пара обычно связано с копчением, которое является одним из старейших методов консервирования пищевых продуктов, вероятно, применяемым с момента развития кулинарии на огне. Эти пары, содержащие природные консерванты, такие как формальдегид и спирт, использовались в качестве исходного сырья. Основная привлекательность — небольшие и очень простые установки, которые можно изготавливать с очень низкими инвестиционными затратами. Недостаток — довольно низкая выработка энергии и загрязнение воздуха.

Пиролиз биомассы привлекателен, потому что твердая биомасса и отходы очень сложны и дороги в обращении. легко превращается в жидкие продукты. Эти жидкости, такие как сырая бионефть или суспензия древесного угля из воды или масла, имеют преимущества при транспортировке, хранении, сжигании, модернизации и гибкости в производстве и сбыте. Плотность энергии сведена в Таблицу 7.1.

Неочищенное пиролизное масло представляет собой холостой флюид, который часто называют бионефть, пиролизное масло или просто нефть.Другой основной продукт — это суспензия, которую можно приготовить из отходов и древесного угля с добавлением химикатов для стабилизации суспензии. Сообщалось о стабильной и подвижной концентрации до 60 мас.%. Суспензии также можно приготовить из масла и древесного угля.

На пилотной установке газ обычно сжигается на факеле, но в промышленном процессе он будет использоваться для управления процессом или для сушки топлива или выработки электроэнергии.

При транспортировке важна насыпная плотность, некоторые расчетные значения приведены в таблице 7.1 Смеси нефти и навозной жижи имеют явное преимущество перед древесной щепой и соломой по объемной плотности при транспортировке и заметны по удельной энергии.

Для сбора биомассы на большие расстояния эта разница может быть решающим фактором.

Хранение и транспортировка могут быть важны из-за сезонных колебаний производства, и всегда будет требоваться некоторое хранение. Помимо насыпной плотности и учета энергии, важно, чтобы сырая биомасса ухудшалась во время хранения из-за процесса биологического разложения.Однако уголь очень стабилен и биологически не разлагается. Другим важным фактором является обращение с жидкостью, при котором жидкости имеют значительные преимущества перед твердыми веществами.

Обычно жидкие продукты легче контролировать в процессе сгорания, и это важно при модернизации существующего оборудования. Существующие горелки, работающие на жидком топливе, не могут полностью работать на твердой биомассе без какой-либо модификации устройства, что может не быть заинтересовано в неопределенных рынках топлива. Тем не менее, бионефти, суспензии полукокса и воды, вероятно, потребуются лишь относительно небольшая переделка оборудования или даже не потребуется в некоторых случаях.Горелки для угля с электроприводом относительно легко могут принять древесный уголь в качестве частичной замены топлива, если содержание нарушения совместимо с конструкцией горелки.

На электростанциях газовые турбины могут легко работать на биомасле и жидком топливе, хотя при этом требуется щелочная зола в составе полукокса пульпы. Некоторые модифицированные двигатели могут использоваться для использования модернизированного масла. В некоторых странах. существует рынок кусков древесного угля и брикетов для отдыха и промышленного использования.

Табл.7.1 Энергетические и плотностные характеристики

Корм	Насыпная плотность кг / м ³ )	Теплотворная способность в сухом виде (ГДж / т)	Плотность энергии (ГДж / м ³ )
солома	100	20	2
щепа	400	20	8
пиро-масло	1200	25	30
уголь	300	30	9
суспензия древесного угля и воды (50/50)	1000	15	15
суспензия угольного масла (20/80)	1150	23	26

7.1.3 Общее введение в процесс пиролиза биомассы

На сегодняшний день существует множество видов процессов пиролиза биомассы, таких как обычные, мгновенные или быстрые, которые зависят от параметров реакции. Однако типичный процесс пиролиза можно описать следующим образом:

Биомассу предварительно измельчают и сушат, чтобы полностью контролировать процесс. Таким образом, биомасса подается в реактор с воздухом, достаточным для сжигания той части биомассы или теплоносителя (песка или другого), обеспечивающего тепло, необходимое для процесса.Система циклонов и конденсаторов позволяет восстанавливать продукты. Вообще говоря, система пиролиза биомассы имеет дело со многими аспектами: посадка биомассы, предварительная обработка, процесс пиролиза, использование и обновление продуктов, стоимость и экономическая оценка. Ниже будут рассмотрены новейшие технологии пиролиза биомассы в странах Европы и США

7.2.1 Классификация пиролиза

Пиролиз применялся на протяжении веков для производства древесного угля.Это требует относительно медленной реакции при очень низких температурах для максимального увеличения выхода твердого вещества. Совсем недавно исследования механизмов пиролиза предложили способы существенного изменения пропорций газа, жидких и твердых продуктов путем изменения скорости нагрева, температуры и времени пребывания.

Высокие скорости нагрева, до заявленных 1000 ° C / с или даже 10000 ° C / с, при температуре ниже примерно 650 ° C и с быстрым охлаждением, вызывают конденсацию жидких промежуточных продуктов пиролиза до того, как дальнейшая реакция развалится. частицы с более высокой молекулярной массой в газообразные продукты.Высокие скорости реакции также сводят к минимуму образование полукокса, и при некоторых условиях, по-видимому, не образуется никакого полукокса. При высокой максимальной температуре основным продуктом является газ. Пиролиз при таких высоких скоростях нагрева известен как быстрый пиролиз, или мгновенный пиролиз, в зависимости от скорости нагрева и времени пребывания, хотя различия нечеткие. В другой работе была предпринята попытка использовать сложные механизмы разложения путем пиролиза в необычной среде. Основные варианты пиролиза перечислены в таблице 7.2, а характеристики основных моделей пиролиза обобщены в таблице 7.3.

Таблица 7.2 Вариант технологии пиролиза

Тех.	Время пребывания	Скорость нагрева	Температура ° C	Продукты
карбонизация	дней	очень низкий	400	древесный уголь
Обычный	5-30 мин	низкий	600	нефть, газ, уголь
Быстро	0.5-5с	очень высокий	650	биомасло
Вспышка	<1 с	высокая	<650	биомасло
Вспышка газа	<1 с	высокая	<650	химикаты, газ
Ультра	<0.5	очень высокий	1000	химикаты, газ
Вакуум	2-30с	средний	400	биомасло
Hydro-pyro.	<10 с	высокая	<500	биомасло
Метано-пиро.	<10 с	высокая	> 700	химических веществ

Таблица 7.3 Характеристики пиролизных технологий

		Низкая температура вспышки	Вспышка высокая T	Медленная	Карбонизация
Сырье
	Размер канала	малый	малый	умеренный	большой
	Влажность	v.низкий	v. Низкий	низкий	низкий
	Параметры
	Температура ° C	450-600	650-900	500-600	450-600
	Давление, бар	1	0.1-1	1	1
	Макс. расход, т / ч	0,05	0,02	5	10
	Товар
	Газ,% сухой	<30	<70	<40	<40
	МДж / Нм3	10-20	10-20	5-10	2-4
	Жидкость%	<80	<20	<30	<20
	МДж / кг	23	23	23	10-20
	Цельный%	<15	<20	<30	<35
	МДж / кг	30	30	30	30

7.2.2 Текущее состояние технологий

В Европе демонстрационная установка производительностью 500 кг / ч в настоящее время работает в Италии для производства жидкости. Планируется, что на основе этой технологии появятся небольшие коммерческие предприятия в Италии, Испании и Греции в качестве проектов LEBEN. Пилотная установка производительностью 250 кг / ч, основанная на процессах Ватерлоо, построена в Испании. Несколько заводов работают на демонстрационном уровне для отстоя сточных вод и бытовых отходов в Западной Германии с производительностью до 2 т / ч на основе медленного пиролиза.

В другом месте в Северной Америке работает ряд демонстрационных установок для мгновенного пиролиза с производительностью до 25 кг / ч с планами нескольких коммерческих разработок с производительностью до 40 кг / ч, включая коммерческую установку, запланированную в Калифорнии на основе абляционный пиролиз и пиролиз осадка сточных вод SERI в Канаде и Австралии. Примеры текущих исследований и разработок перечислены в Таблице 7.4. Некоторые свойства, о которых было сообщено, суммированы и сравниваются в Таблице 7.5.

A. Реактор с неподвижным слоем

Древесный уголь можно производить с помощью реактора с неподвижным слоем, в котором сырье биомассы частично газифицируется воздухом. Компания Bio-Alternative SA использовала газогенератор с нисходящим потоком с неподвижным слоем газа диаметром 1 м и высотой 3 м (Bridgwater and Bridgw, 1991). с производительностью по биомассе 2000 кг / ч. Продуктами этого процесса являются газ, вязкие смолы и древесный уголь, выход которых максимален. Для древесины пихты и бука был достигнут выход древесного угля 300% по весу в пересчете на загружаемую древесину.Все продукты используются как энергоносители.

Таблица 7.5. Характеристики различных технологий пиролиза бионефти

Технологии		ГИТ	Энсин	лавал	СЕРИИ	Твенте
Температура [° C]		500	550	480	510	600
Давление [бар абс.]		1.0	1.0	0,01	1.0	1.0
Расход [кг / ч]		50	50	30	30	12
dp [мм]		0,5	0.2	10	5	0,5
т газа [с]		1.0	0,4	3	1	0,5
т твердых [с]		1.0	0,4	100		0.5
Выход газа [мас.%]		30	25	14	35	20
Выход гудрона [мас.%]		60	65	65	55	70
Выход полукокса [мас.%]		10	10	21	10	10
Характеристики гудрона (на мокрой основе)
Плотность		1.23	1,21	1,23	1,20	1,20
Вязкость [cp]		10 (60c)	90 (25c)	5 (40c)	90 (30c)	80 (20c)
C мас.%		39.5	45,5	49,9	54,4	43,2
H вес.%		7,5	7,0	7,0	5,7	8,2
0 мас.%		52,6	45.4	43,0	39,8	48,6
HHV [МДж / кг]		24	19,3	21	15	25
Вода в гудроне [мас.%]		29	16	18	15	25
Выход продукта
	% по массе жидкости	21		59	66	70
	вода	26		26	10	10
	знак	21		15	14	10
	газ	32		–	10	10

Таблица 7.4 Сравнение технологий процесса пиролиза: ранжирование по желаемым продуктам

Технологии	Организация	Производительность (кг / ч)	Требуемый газ / смола / уголь		T (° С)
Технологии	Организация	Производительность (кг / ч)	товар	(Вес%)	T (° С)
Фиксированная кровать	Био-альтернатива	2000	Char	55/15/30	500-800
псевдоожиженный слой	ОНИ	500	Газ	80/10/10	650–1000
Радиационная печь	Univ.Сарагоса	100	Газ	90/8/2	1000–2000
Обычный	Альтен (КТИ + Itaenergy)	500	Смола
Циркуляционный псевдоожиженный слой	Энсин Инжиниринг	30	Смола	25/65/10	450-800
Быстро увлеченный поток	Технологический исследовательский институт Джорджии.	50	Смола	30/60/10	400-550
Вакуум	Университет Лаваля	30	Смола	15/65/20	250-450
Вихревой реактор	Исследования солнечной энергии Ins.	30	Смола	35/55/10	475-725
низкая температура	Тюбингенский университет	10
Flash с псевдоожиженным слоем	Университет Ватерлоо	3	Смола	20/70/10	425-625
Реактор с вращающимся конусом	Univ.Твенте	10	Смола	20/70/10	500-700

B. Реактор с псевдоожиженным слоем

Хорошо известная технология реакторов с псевдоожиженным слоем применялась Косстрином (1980), Гуртеем и др. (1987) и Скоттом и др. (1988). Выходы смолы, производимые реактором с псевдоожиженным слоем среднего масштаба (100 кг / ч), довольно низкие из-за крекинга паров в больших объемах слоя и надводного борта.Технология реакторов с псевдоожиженным слоем предлагает хорошие возможности для газификации сырья биомассы с минимальным образованием смол. В этом случае материал слоя следует выбирать на основе оптимальных характеристик каталитического крекинга гудрона. Однако, если продуктом является деготь, следует применять некаталитический неглубокий псевдоожиженный слой с последующим немедленным гашением газообразных продуктов.

C. Специфические технологии производства бионефти.

Производство бионефти максимально при средних температурах процесса (450-650) и коротком времени пребывания паров в реакторе.Полезными критериями для выбора технологий пиролиза для производства бионефти являются: i) выход биомасла на единицу массы древесины, который должен быть как можно более высоким, ii) мощность реактора процесса должна быть достаточно большой, чтобы ограничить количество шагов по увеличению мощности до полной мощности завода. Технологии пиролиза, включенные в следующий обзор, выбираются на основе этих критериев. Соответственно, было решено рассматривать только процессы с выходом биомасла более 50 мас.% В пересчете на сухую древесину и производительностью установки более 10 кг / ч.Схематическое расположение четырех известных технологий представлено на рис. 7.1; их особенности приведены в таблице 5 вместе с характеристиками «процесса вращения конуса Твенте».

а. Реактор с увлеченным потоком

Пиролиз биомассы в проточном реакторе с увлеченным потоком был изучен Гортоном и др. (1990) в Технологическом институте Джорджии, Атланта, Джорджия, США. Технологическая схема их процесса представлена на рис. 7.1a. Вертикальная трубка реактора имеет длину 6,4 м и внутренний диаметр 0 мкм.15м. Воздух и пропан вводятся стехиометрически и сгорают в нижней части их реактора. Полученный горячий дымовой газ течет вверх по трубе, проходя через точку сбора биомассы. Таким образом, тепловая энергия горючего газа используется для нагрева частиц биомассы и, при необходимости, для обеспечения тепла реакции пиролиза. Типичные рабочие условия — отношение массового расхода газа-носителя к массовому потоку пиролиза около 4, температура на входе в реактор 900 ° C, атмосферное давление в реакторе и пропускная способность реактора 500 кг.час Недостатком является необходимость в большом количестве газа-носителя (азота).

г. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Реактор с восходящим потоком циркулирующей жидкости эксплуатируется компанией Ensyn в Оттаве, Канада (Graham, 1988). Рис. 7.1b показывает, что частицы биомассы и предварительно нагретый песок подаются вместе в нижнюю часть реактора с циркулирующей жидкостью. К сожалению, в литературе нет сведений о размерах и расходах предварительно нагретого газа-носителя и песка для этого процесса.Обычно этот реактор работает при температуре 600 ° C и производительности по биомассе 100 кг / ч. Утверждается, что 60% биомасла можно получить из древесины тополя в качестве исходного сырья. Использование песка в качестве теплоносителя дает преимущество компактной конструкции из-за высокой скорости передачи тепла от песка к частицам биомассы. Еще одно преимущество — короткое время пребывания газа, за счет которого подавляется вторичный крекинг гудрона. Когда этот реактор становится масштабным, особое внимание следует уделять быстрому смешиванию частиц биомассы с твердым теплоносителем.И снова потребность в газе-носителе является недостатком.

г. Вакуумная печь реактор

Вакуумный пиролиз полярной осины в многоподовом реакторе был изучен Роем и др. (1992, 1993) в Университете Лаваля, Квебек, Канада. Шесть обогреваемых подов диаметром 0,7 м установлены наверху общей высотой 2 м как часть реактора, показанного на рис. 7.1c. Древесина подается в верхний отсек реактора и транспортируется вниз под действием силы тяжести и скребков, которые в настоящее время находятся в каждом отсеке.Если биомедицина полностью преобразована, нижнее отделение будет содержать только древесный уголь, который можно легко удалить из реактора. Температура верхнего пода составляет около 200 ° C и увеличивается по направлению к нижней части реактора, где она достигает 400, 900, 16, ° C для получения максимального количества бионефтепродуктов. Вакуумный насос используется для поддержания давления в реакторе на уровне 1 кПа. Трудность масштабирования реактора связана с установкой вакуумного насоса большой мощности, который чувствителен к загрязнению, а также является очень дорогостоящим.

г. Вихревой реактор

Вихревой реактор был построен Diebold and Power (1988) в Исследовательском институте солнечной энергии, Голден, Ко. США. Этот реактор имеет диаметр трубы 0,13 м и длину 0,7 м. Для правильной работы реактора частицы биомассы должны быть увлекаются потоком азота со скоростью 400 м / с и входят в трубку реактора по касательной (см. рис. 7.1d). В таких условиях частицы биомассы испытывают высокие центробежные силы, которые вызывают высокие скорости абляции частиц на нагретой стенке реактора (625 ° C).Удаляемые частицы оставляют на стенке жидкую пленку биомасла, которая быстро испаряется. Если древесные частицы не преобразованы полностью, они могут быть переработаны с помощью специального контура рециркуляции твердых частиц. В своей статье Диблод и Пауэр (1988) оценивают количество циклов, необходимых для достижения полного преобразования частиц биомассы, примерно в 15, что считается слишком высоким. Однако до сих пор было получено 80 мас.% Биомасла на основе сухой древесины.

В зависимости от используемого процесса первичные продукты могут быть газовыми, жидкими и твердыми.Большинство проектов заинтересованы в жидких продуктах из-за их высокой энергоемкости и потенциала замещения нефти.

Жидкость при образовании приближается к биомассе по элементному составу с немного более высокой теплотворной способностью 20-25 МДж / кг и состоит из очень сложной смеси кислородсодержащих углеводородов. Сложность возникает из-за разложения лигнина и широкого спектра фенольных соединений. Жидкость часто называют маслом, но она больше похожа на деготь. Это также может быть разложено до жидкого углеводородного топлива.Неочищенная жидкость пиролиза представляет собой густую смолистую жидкость с содержанием воды до 20% и вязкостью как тяжелая нефть.

Твердым продуктом процесса пиролиза является уголь, который имеет ограниченное применение в развитых странах для металлургии и отдыха. Альтернативный подход к жидким продуктам заключается в измельчении автомобиля и замачивании его водой со стабилизатором. Сообщалось о стабильной и подвижной концентрации до 60 мас.%. Суспензию также можно приготовить из биомасла и полукокса, но максимальная концентрация твердого вещества составляет 30%.

Газовый продукт пиролиза обычно представляет собой горючий газ MHV около 15-22 МДж / м.ми. ³. или LHV топливный газ с концентрацией около 4-8 МДж / Нм ³ от частичной газификации в зависимости от параметров подачи и обработки.

Рис. 7.1 Схематическое расположение четырех известных технологий. A. Реактор с увлеченным потоком (GIT)

Рис. 7.1 Схематическое расположение четырех известных технологий. Б. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем (ENSYN)

Рис.7.1 Схематическое расположение четырех известных технологий. C. Многоподовый реактор (Университет Лаваля)

Рис. 7.1 Схематическое расположение четырех известных технологий. D. Вихревой реактор (SERI)

Сырье, обычно рассматриваемое для термохимической переработки, — это древесина и древесные отходы, энергетические культуры, такие как лесное хозяйство с коротким оборотом и сладкое сорго, сельскохозяйственные отходы и мусор. Основными техническими критериями пригодности для термохимической обработки являются влажность, зольность и характеристики.Основными экономическими критериями являются стоимость, которая включает производство, сбор и транспортировку, и количество, которая включает доступность. Существует также вопрос о конкурирующих применениях, таких как производство целлюлозы и картона, сжигание, рециркуляция или рекуперация материалов, а не рекуперация энергии.

7.4.1 Сушка исходного сырья

Обычно для пиролиза требуется сырье с влажностью менее 15%, но существует оптимизация между содержанием влаги и эффективностью процесса конверсии.Фактическое содержание влаги, необходимое для процесса конверсии, очень мало между конверсионными установками. Полученная биомасса обычно имеет влажность в диапазоне 50-60% (влажная масса).

Пассивная сушка во время летнего хранения может снизить это количество примерно до 30 %. Активная сушка силоса позволяет снизить влажность до 12%. Сушка может осуществляться либо очень простыми средствами, такими как сушка вблизи окружающей среды, солнечная сушка или потоки отходящего тепла, либо с помощью специально разработанных сушилок, работающих на месте.Коммерческие сушилки доступны во многих формах и на разных площадках, но наиболее распространенными являются вращающиеся печи и сушилки с неглубоким псевдоожиженным слоем.

7.4.2 Характеристики исходного сырья

Основные физические характеристики биомассы приведены в Таблице 7.6. Отличительные особенности: довольно высокое содержание влаги, низкая насыпная плотность и широкий диапазон размеров частиц.

Таблица 7.6 Типичные свойства исходного сырья

Сырье	Лесные отходы	дерево процессов	целиком	MSW	Солома
влажность (% )	30-60	20-60	40-60	15-40	10-20
плотность (кг / м3)	300	350	300	350	200

7.4.3 Производство пиролиза, связанное с составом биомассы

Пиролиз древесины приводит к образованию газа, смолы и полукокса (твердого вещества). Конечно, выход этих продуктов напрямую зависит от состава биомассы.

Биомасса состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза представляет собой прямую и жесткую молекулу со степенью полимеризации приблизительно 10.000 единиц глюкозы (сахар C6). Гемицеллюлоза — это полимеры, построенные из сахаров C5, C6 со степенью полимеризации около 200 единиц сахара.И целлюлоза, и гемицеллюлоза могут испаряться с незначительным образованием полукокса при температурах выше 500 ° C. Лигнин представляет собой трехмерный разветвленный полимер, состоящий из фенольных единиц. Из-за ароматического содержания лигнина он медленно разлагается при нагревании и составляет большую часть Образование угля. Помимо основного состава клеточной стенки, такого как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, биомасса часто содержит различные количества видов, называемых «экстрактивными веществами». Эти экстрактивные вещества, которые растворимы в полярных или неполярных растворителях, состоят из терпенов, жирных кислот, ароматические соединения и эфирное масло.Состав различных материалов биомассы представлен в таблице 7.7.

Таблица 7.7 Состав различных типов биомассы

Тип	класс	HCL	LIG	Экстра.	ЯСЕНЬ
Мягкая древесина	41	24	28	2	0.4
Твердая древесина	39	35	20	3	0,3
Кора сосновая	34	16	34	14	2
Солома (пшеница)	40	28	17	11	7
Рисовая шелуха	30	25	12	18	16
Торф	10	32	44	11	6

примечание: CL — Целлюлоза; HCL-гемицеллюлоза; LIG-лигнин

Фиг.7.2 показывает процессы, которые управляют пиролизом частиц биомассы. Первое тепло переносится к поверхности частицы за счет теплопроводности. Нагретый объемный элемент внутри частицы биомассы впоследствии разложился на обугленные и паровые фрагменты, которые состоят из значительных газов (бионефти) и незначительных газов. Из-за объемного образования пара внутри пористой частицы создается давление, которое достигает максимума в центре частицы и уменьшается по направлению к поверхности частицы. Пары, образующиеся внутри пор биомассы, подвергаются дальнейшему растрескиванию, что приводит к образованию полукокса, газов и термически стабильных смол.Длительное время пребывания паров внутри крупных частиц s при низких температурах пиролиза объясняет образование древесного угля в корпусе. Однако этот механизм отсутствует, если размер частиц 1 меньше 1 мм. Когда газообразные продукты покидают частицу биомассы, они попадают в окружающую газовую фазу, где могут разлагаться дальше. Каждый из этих элементарных процессов анализируется ниже с точки зрения свойств частиц, условий процесса и конструкции реактора.

Рис. 7.2. Эскиз разлагающейся древесной частицы, в том числе задействованные пути реакции

Пилотный реактор пиролиза биомассы с вращающимся конусом спроектирован и поставлен Университетом Твенте, Нидерланды.Его производительность 50 кг / час. Вращающийся конус — это реактор нового типа для мгновенного пиролиза биомассы для максимального увеличения производства бионефти. Частицы древесины, подаваемые на дно вращающегося конуса вместе с избытком частиц инертного теплоносителя, преобразуются, перемещаясь по спирали вверх вдоль горячей стенки конуса. Геометрия конуса, используемого в работе, определяется верхним углом 90 градусов радиан и максимальным диаметром 650 мм. Наиболее важными преимуществами технологии атмосферного вращающегося конуса являются ее высокая селективность по отношению к бионефти и отсутствие разбавляющего газа.Выход бионефти сопоставим с выходом других технологий производства бионефти.

Отличительными особенностями этого реактора являются: быстрый нагрев (5000 К / с) твердых веществ, короткое время пребывания твердых частиц (0,5 с) и небольшое время пребывания в газовой фазе (0,3 с). Продукты, полученные в результате мгновенного пиролиза древесной пыли в реакторе с вращающимся конусом, представляют собой неконденсируемые газы, биомасло (гудрон) и полукокс. Поскольку не требуется газа-носителя (снижение затрат), продукты пиролиза будут образовываться в высоких концентрациях.Если необходимо. уменьшение объема газовой фазы внутри вращающегося конуса возможно за счет перекрытия части объема внутри вращающегося конуса; он сокращает время пребывания газовой фазы в реакторе, за счет чего подавляется крекинг смолы в газовой фазе. На рис. 7.3 показано поперечное сечение реактора, в котором виден вращающийся конус.

Рис. 7.3 Поперечное сечение реактора с вращающимся конусом

Выводы и проблемы

Пиролиз является наиболее универсальной системой конверсии биомассы, предлагает высокие выходы жидких продуктов, которые можно использовать напрямую или модернизировать, эта технология открывает большие перспективы для топлива и химикатов, постоянные исследования и разработки необходимы для реализации потенциала.

Для продуктов с более высокой жидкостью используются более продвинутые процессы в Университете Твенте, Альтене, Ватерлоо, Тюбингенском университете и Исследовательском институте солнечной энергии.

Для интегрированной системы. еще предстоит выполнить следующие работы:

— Сбор данных о процессах производства, сбора, переработки и улучшения биомассы;
— Сбор данных о затратах на транспортировку и обработку биомассы и производных продуктов
— Продолжение технико-экономических оценочных исследований для оптимизации системы.
— Спроектируйте установку в направлении более низкой стоимости и простоты эксплуатации.

Утилизация пиролизного масла в промышленных котлах

% PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > поток 2018-08-10T22: 22-07: 002018-08-10T22: 21: 59-07: 002018-08-10T22: 22-07: 00Appligent AppendPDF Pro 5.5uuid: 7aeb516e-a955-11b2-0a00-782dad000000uuid: 7aec9cad- a955-11b2-0a00-a0cf865cff7fapplication / pdf

Использование пиролизного масла в промышленных котлах

Князь 9.0, версия 5 (www.princexml.com) AppendPDF Pro 5.5 Ядро Linux 2.6 64-битная 2 октября 2014 Библиотека 10.1.0 конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 665 0 объект > эндобдж 666 0 объект > эндобдж 667 0 объект > эндобдж 668 0 объект > эндобдж 669 0 объект > эндобдж 670 0 объект > эндобдж 671 0 объект > эндобдж 672 0 объект > эндобдж 673 0 объект > эндобдж 674 0 объект > эндобдж 675 0 объект > эндобдж 676 0 объект > эндобдж 677 0 объект > эндобдж 3706 0 объект >> 1302 0 R] / P 397 0 R / Pg 3744 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3707 0 объект > 1305 0 R] / P 398 0 R / Pg 3744 0 R / S / Link >> эндобдж 3708 0 объект > 1320 0 R] / P 415 0 R / Pg 3748 0 R / S / Link >> эндобдж 3709 0 объект > 1354 0 R] / P 419 0 R / Pg 3750 0 R / S / Link >> эндобдж 3710 0 объект > 1357 0 R] / P 433 0 R / Pg 3752 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3711 0 объект > 1360 0 R] / P 434 0 R / Pg 3754 0 R / S / Link >> эндобдж 3712 0 объект > 1363 0 R] / P 437 0 R / Pg 3754 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3713 0 объект > 1366 0 R] / P 440 0 R / Pg 3757 0 R / S / Link >> эндобдж 3714 0 объект > 1369 0 R] / P 447 0 R / Pg 3759 0 R / S / Link >> эндобдж 3715 0 объект > 1372 0 R] / P 450 0 R / Pg 3761 0 R / S / Link >> эндобдж 3716 0 объект > 1375 0 R] / P 453 0 R / Pg 3763 0 R / S / Link >> эндобдж 3717 0 объект > 1494 0 R] / P 470 0 R / Pg 3765 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3718 0 объект > 1537 0 R] / P 471 0 R / Pg 3767 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3719 0 объект > 679 0 R] / P 3770 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3720 0 объект >> 1611 0 R] / P 484 0 R / Pg 3772 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3721 0 объект > 682 0 R] / P 3775 0 R / Pg 3769 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3722 0 объект > 1615 0 R] / P 488 0 R / Pg 3777 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3723 0 объект > 1811 0 R] / P 499 0 R / Pg 3779 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3724 0 объект > 685 0 R] / P 3781 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3725 0 объект > 1814 0 R] / P 503 0 R / Pg 3783 0 R / S / Link >> эндобдж 3726 0 объект > 688 0 R] / P 3785 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3727 0 объект > 690 0 R] / P 3787 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3728 0 объект > 1817 0 R] / P 507 0 R / Pg 3789 0 R / S / Link >> эндобдж 3729 0 объект > 692 0 R] / P 3791 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3730 0 объект > 1940 0 R] / P 511 0 R / Pg 3789 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3731 0 объект > 694 0 R] / P 3794 0 R / Pg 3769 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3732 0 объект > 1943 0 R] / P 515 0 R / Pg 3796 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3733 0 объект > 697 0 R] / P 3798 0 R / Pg 3769 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3734 0 объект > 699 0 R] / P 3800 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3735 0 объект > 2348 0 R] / P 523 0 R / Pg 3802 0 R / S / Link >> эндобдж 3736 0 объект > 701 0 R] / P 3804 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3737 0 объект > 2450 0 R] / P 534 0 R / Pg 3806 0 R / S / Link >> эндобдж 3738 0 объект > 703 0 R] / P 3808 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3739 0 объект > 2452 0 R] / P 534 0 R / Pg 3806 0 R / S / Link >> эндобдж 3740 0 объект > 2454 0 R] / P 534 0 R / Pg 3806 0 R / S / Link >> эндобдж 3741 0 объект > 705 0 R] / P 3812 0 R / Pg 3769 0 R / S / Link >> эндобдж 3742 0 объект > 707 0 R] / P 3814 0 R / Pg 3769 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 3814 0 объект > эндобдж 3769 0 объект > / MediaBox [0 0 612 792] / Parent 3840 0 R / Resources> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / StructParents 1 / Tabs / S / Type / Page >> эндобдж 3839 0 объект > поток x] o8? Ҿ «~ &) Rww \ 8j7v 뇇 2 ֡ NT /) C / ~ 0_q0 ~ yqqSu ^ + ;: 9fG ׯ r y˙qn_Q4 | KT (6} RU? _͌2? I➤y> x.3 ‘) N.e} ze1: ǖH̓E8 QXNGPt%} J (BAm «(| X`bK : / $> و ~ LOZL ߃ gh] 0S / Oo | a {ME

Эффективность и пропорции продуктов пиролиза отработанных шин в зависимости от типа реактора — Обзор

В этой статье обсуждается текущее использование различных пиролитических реакторов, их конструкция и работа принципы, касающиеся выхода основных продуктов пиролитической переработки отработанных шин. Будет ли получена большая или меньшая прибыль или даже убыток из-за дополнительных сборов за переработку отработанных шин, зависит от продажи продуктов пиролиза (газ, уголь, нефть), пропорции и рыночные цены которых различаются.Самым дешевым является газ, который можно использовать как источник технологического тепла при энергетически самодостаточном пиролизе или после очистки сжигать в котле и преобразовывать в тепло или электричество. Сырой уголь тоже не дорогой. Он требует модернизации, а затем, как технический углерод, может быть повторно использован для производства шин или в виде улучшенного углерода может использоваться в качестве поглотителя или катализатора. Самым дорогим является масло, содержащее в основном ароматические соединения, при условии, что оно не будет сжигаться как дизельное или жидкое топливо.Отсюда приведены выходы масла, полученные в различных типах пиролизеров.

Настоящий обзор реакторов пиролиза организован в соответствии с критерием движения заряда в реакторе и средствами его достижения. В зависимости от способа и скорости движения нагрузки в реакторах их классифицируют на реакторы с неподвижным и подвижным слоем. Последняя группа подразделяется, в зависимости от способа создания этого движения, на пневматические (барботаж, фонтанирующий, циркулирующий или транспортный псевдоожиженный слой), механические (вращающаяся печь, грабли, шнек, абляционный, перемешиваемый) реакторы и реакторы, в которых движется заряд. под действием силы тяжести.

Этот обзор посвящен конструкции и принципам работы реакторов, а также выходу продуктов пиролитического термического разложения изношенных шин. Сводка и сравнение выходов основных продуктов (нефть / газ / уголь), полученных в разных реакторах и разными авторами, представленные в графической и табличной форме, составляют резюме и дополнение к данной работе.

Частичная замена дизельного топлива в водогрейном котле синтез-газом, полученным путем термической конверсии древесных отходов

Разработка технологий, позволяющих эффективно использовать древесные отходы в энергетических целях, является важной задачей с точки зрения рационального использования природных ресурсов.При обработке древесины только 28% от первоначального веса древесины превращается в пиломатериалы, остальное — в отходы. Альтернативой прямому сжиганию древесных отходов является переработка в газ, пригодный для использования в качестве топлива для котлов существующих систем отопления. Способы термического преобразования древесной биомассы в газ можно разделить на два основных типа: газификация и пиролиз.

Газификация — это процесс частичного окисления для получения синтез-газа, основными горючими компонентами которого являются окись углерода, водород и метан.Также он содержит большое количество балластных газов: азот (газификация воздуха), углекислый газ и водяной пар. Кроме того, синтез-газ содержит различные примеси, такие как смолы, частицы золы и углеродистого вещества [3]. Воздух, кислород, пар или их смеси могут использоваться в качестве окислителя в процессе газификации. Синтез-газ, полученный воздушной газификацией, имеет низшую теплотворную способность не более 6 МДж / м ³ [7]. Этот газ можно сжигать в котлах.

Пиролиз — это термическое разложение сырья без доступа окислителя.Продуктами пиролиза являются газовая смесь (состоящая в основном из H ₂, CO, CO ₂, CH ₄, C _n H _m и N ₂), жидкая фракция (смесь воды и пиролизного щелока) и твердый углеродный остаток. Газовые смеси, получаемые из биомассы, имеют более низкую теплотворную способность 20 МДж / м ³ [4]. Соотношение масс жидких и газообразных продуктов составляет около 1,5 и наиболее существенно зависит от скорости нагрева [5]. Основными недостатками пиролиза с точки зрения получения газовых смесей являются относительно низкий удельный выход газа, не превышающий 0.3–0,4 м ³ на 1 кг сырья и с высоким содержанием углекислого газа (до 30 об.%). Это обуславливает низкую эффективность преобразования энергии сырья в газообразные продукты: отношение энергоемкости пиролизного газа к теплотворной способности сырья не превышает 0,3.

Повышение степени конверсии сырья может быть достигнуто за счет переработки жидкой фракции в газ. Различают каталитические [6] и некаталитические методы [5]. В данной работе для получения газа из древесных отходов использован метод, аналогичный тому, который предложен для переработки древесной щепы в [8] и затем подробно изучен в [1, 2].Он основан на крекинге продуктов пиролиза, образующихся при нагревании сырья, в слое пористого углеродного остатка, поддерживаемого при фиксированной температуре около 1000 ° C. Данная схема была принята за основу для создания опытной установки, позволяющей получать синтез-газ с улучшенными характеристиками (более 90% об. H ₂ и CO, низшая теплотворная способность около 11 МДж / м ³ , практически полное отсутствие смол в газе). Полученный синтез-газ можно эффективно использовать как замену дизельному топливу в существующих котлах.

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 пластмасс.

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.

Поэтому в качестве будущего решения предлагаются решения

Wonder, такие как пиролиз «пластика в топливо» (1) и экологически чистая энергия из отходов (EfW). Ибо, 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: 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.

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 совершить переход 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.

Полный текст статьи можно получить бесплатно 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 секторе пиролизной энергии из 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 исследованиях маломасштабной газификации биомассы и является автором книги Газификация: успех с маломасштабными системами , опубликованной Lowimpact.org.

Что такое пиролиз? : USDA ARS

Что такое пиролиз?

Введение Наши исследования Что такое пиролиз? Исследователи бионефти

Объекты Наши партнеры Публикации в новостях Ссылки

Что такое пиролиз?

Биомасса

Лигноцеллюлозная биомасса — самый распространенный возобновляемый источник углерода на Земле.Доступные источники биомассы включают лесные остатки, растительные остатки, специально выращиваемые энергетические культуры (например, травы), отходы животноводства и пищевые отходы. Эти материалы представляют собой волокнистые структурные части растений и в основном состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. По сравнению с так называемым био-сырьем поколения 1 ^st, таким как сахар, крахмал и растительные масла, природа усложнила процесс разложения этих частей растений на химические строительные блоки, что сделало использование этого источника углерода проблемой для ученых и инженеров.Биоперерабатывающие заводы — это объекты, на которых биомасса превращается в различные продукты. Наши целевые продукты включали передовое углеводородное биотопливо, которое неотличимо от ископаемого бензина, дизельного топлива или топлива для реактивных двигателей, а также химические вещества и материалы на биологической основе. Необходимо разработать технологии для более эффективного преобразования этого возобновляемого источника углерода, чтобы возобновляемые биопродукты из биомассы могли быть экономически конкурентоспособными по сравнению с продуктами, производимыми из ископаемых ресурсов.

Пиролиз

Пиролиз — одна из технологий, доступных для преобразования биомассы в промежуточный жидкий продукт, который может быть переработан для получения углеводородного биотоплива, кислородсодержащих топливных добавок и нефтехимических заменителей.Пиролиз — это нагревание органического материала, такого как биомасса , в отсутствие кислорода. Пиролиз биомассы обычно проводят при температуре 500 ° C или выше, обеспечивая достаточно тепла для разрушения прочных биополимеров, упомянутых выше. Из-за отсутствия кислорода горения не происходит, скорее биомасса термически разлагается на горючие газы и биоуглерод. Большая часть этих горючих газов может конденсироваться в горючую жидкость, называемую пиролизным маслом (бионефть), хотя есть некоторые постоянные газы (CO ₂, CO, H ₂, легкие углеводороды), некоторые из которых могут быть сгорел, чтобы обеспечить тепло для процесса.Таким образом, пиролиз биомассы дает три продукта: один жидкий, био-масло , один твердый продукт, биоуглерод и один газообразный синтез-газ. Доля этих продуктов зависит от нескольких факторов, включая состав сырья и параметры процесса. Однако, при прочих равных, выход биомасла оптимизируется, когда температура пиролиза составляет около 500 ° C, а скорость нагрева высокая (1000 ° C / с) в условиях быстрого пиролиза. В этих условиях выход бионефти 60-70 мас.% Может быть достигнут из типичного исходного сырья биомассы с выходом биоуглерода 15-25 мас.%.Остальные 10-15 мас.% Составляют синтез-газ. Процессы, в которых используется более низкая скорость нагрева, называются медленным пиролизом, и биоуглерод обычно является основным продуктом таких процессов. Процесс пиролиза может быть самоподдерживающимся, поскольку сгорание синтез-газа и части бионефти или биоуглерода может обеспечить всю необходимую энергию для запуска реакции.

Схема процесса быстрого пиролиза.

Био-масло представляет собой плотную сложную смесь кислородсодержащих органических соединений.Его топливная ценность обычно составляет 50-70% от стоимости топлива на нефтяной основе, и его можно использовать в качестве котельного топлива или преобразовать в возобновляемые виды топлива для транспорта. Состав биомасла делает его термически нестабильным и, следовательно, трудным для дистилляции или дальнейшей очистки, что требует дополнительных исследований по производству биомасла более высокого качества. Однако его плотность составляет> 1 кг. L ^-1, что намного больше, чем у исходного сырья биомассы, что делает его более экономичным для транспортировки, чем биомасса. Следовательно, можно представить себе модель распределенной обработки, в которой многие мелкомасштабные пиролизеры (в масштабе фермы) скрывают биомассу в бионефть, которая затем транспортируется в централизованное место для переработки.Чтобы проверить эту гипотезу, наша группа разработала и построила передвижную демонстрационную установку для пиролиза мощностью одну тонну в день на основе конструкции реактора, называемой интегрированной системой пиролиза с уменьшением горения (CRIPS). Установка CRIPS может производить бионефть на месте и может выполнять быстрый или каталитический пиролиз для производства частично дезоксигенированного биомасла.

Мобильная интегрированная система пиролиза (CRIPS) ARS

Кроме того, произведенный биоуглерод можно использовать на ферме в качестве отличного средства для улучшения почвы, которое может связывать углерод.Биоуголь обладает высокой абсорбирующей способностью и, следовательно, увеличивает способность почвы удерживать воду, питательные вещества и сельскохозяйственные химикаты, предотвращая загрязнение воды и эрозию почвы. Внесение биоуголь в почву может улучшить как качество почвы, так и стать эффективным средством связывания большого количества углерода, тем самым помогая смягчить последствия глобального изменения климата за счет связывания углерода. Использование биогольца в качестве улучшения почвы устранит многие проблемы, связанные с удалением растительных остатков с земли.

Наш проект

Наш основной проект в Восточном региональном исследовательском центре в настоящее время преследует четыре основные цели, направленные на обеспечение экономической конкурентоспособности заводов по переработке пиролиза и биодизеля. В их числе:

Разработка термохимических и / или каталитических, углеродосберегающих процессов преобразования биомассы и пластиковых отходов для производства биомасел и биогазосодержащих фракций, пригодных для использования в передовых коммерчески жизнеспособных биотопливах (реактивные, дизельные и бензиновые углеродные диапазоны).
Разработка термокаталитических технологий до и после обработки для производства возобновляемых химикатов и биоуглеродных материалов из биомассы, биоугля, лигнина и био-масел.
Выявление и разработка нового сырья и технологий для производства биодизеля, возобновляемого углеводородного дизельного топлива и биореактивного топлива из жиров и масел.
Точно оцените экономическую ценность процессов термолизной конверсии для производства биотоплива и химикатов.

Наш подход к развитию коммерчески жизнеспособных биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза представлен на рисунке выше.Мы разрабатываем технологии каталитического пиролиза, в которых катализатор используется для снижения содержания кислорода в биомасле для получения стабильного, низкого или среднего уровня содержания кислорода в биомасле, которое может подвергаться процессам разделения, таким как дистилляция, для разделения фракций, которые будут использоваться для различные процессы переработки для производства возобновляемых химикатов в дополнение к биотопливу. Мы также разрабатываем заменители промышленных углей на основе ископаемых углеводородов, таких как кокс и пек, которые можно использовать в отраслях, выделяющих тяжелые выбросы углерода, таких как выплавка алюминия.Кроме того, мы решаем проблему пластиковых отходов, рассматривая пластиковые отходы, особенно очень распространенные полиолефины, как потенциальный источник дешевого водорода, восполняющего недостаток водорода в биомассе. Наши предварительные результаты показывают, что совместный пиролиз биомассы с пластиковыми отходами над катализатором может повысить эффективность преобразования углерода в ценные ароматические углеводороды.

Котел пиролизный своими руками.Изготовление пиролизного котла

Отсутствие топки на уголь или электричество в доме всегда можно компенсировать с помощью природного природного топлива — дров. Более того, этот ресурс будет значительно дешевле дорогого природного газа. Именно поэтому многие собственники сегодня отказываются от современных методов отопления и ищут альтернативные источники тепла. В этих случаях на помощь может прийти такая конструкция, как пиролизный котел. Сделать такое оборудование своими руками вполне возможно, но для начала следует более подробно рассмотреть, что это за устройство и как оно работает.

Общая концепция пиролиза

Принцип работы пиролизного котла заключается в термическом разложении веществ сложного химического состава, при этом не вступая в соединения с другими реагентами. Это означает, что молекулы определенного элемента делятся на более легкие и элементарные части. Именно это явление называется пиролизом.

Данная схема широко применяется в тех частных домах, где нет стационарного отопления. Стоит отметить, что чистый пиролиз отличается тем, что разложение топлива на элементы происходит без доступа кислорода в специальном сосуде, а затем образующиеся газы попадают в аккумулятор и при необходимости используются.

Большим преимуществом таких установок является то, что вы можете добавлять материалы для горения непосредственно во время работы устройства. Кроме того, это оборудование способно работать на любом твердом топливе и поддерживать заданную температуру в течение довольно длительного периода времени.

Конструкция котла пиролизного сжигания

В таких устройствах топка состоит из двух частей. Первая — это загрузочная камера — здесь при небольшом количестве кислорода топливо сгорает и пиролизуется, а все выделяющиеся в процессе газы выгорают уже во второй части устройства, называемой камерой сгорания.Туда поступает вторичный воздух, и тепловыделение очень незначительное.

Пиролизный котел отличается еще и тем, что разделение двух его частей осуществляется с помощью решетки, покрытой брикетами. Попадающий внутрь воздух проходит через дерево сверху вниз, и именно это свойство отличает данную технику от других бытовых отопительных приборов.

Такие котлы обладают повышенным аэродинамическим сопротивлением, что обуславливает необходимость наличия принудительной тяги, которая иногда осуществляется с помощью специального вытяжного вентилятора, а не вентилятора, который в таких случаях является стандартным.

Принцип работы пиролизного котла

Как известно, пиролизные котлы сжигания работают по принципу, согласно которому древесина разлагается под воздействием высокой температуры, превращаясь в конечном итоге в уголь (твердый остаток) и летучую смесь .

В результате процесса, происходящего в загрузочной камере, выделяется генераторный газ, который, проходя через сопло котла, взаимодействует с вторичным воздухом и выгорает.Температура составляет 1200 ° С. Полученная в результате выброса летучая смесь пересекает конвективную часть теплообменника, отдавая свою основную энергию, и затем удаляется через дымоход устройства.

Обе внутренние камеры этого оборудования покрыты специальной футеровкой для предотвращения проникновения огня. Это дает возможность повысить температуру внутри аппарата и создать наиболее благоприятные и эффективные условия для сжигания дров.

Преимущества котла на дровах

При проведении пиролиза важно помнить об основных преимуществах этого оборудования, которые выгодно отличают его от аналогичных устройств, применяемых для отопления.

Большой объем загрузочной камеры и высокий КПД позволяют поддерживать заданную температуру в течение довольно длительного периода времени по сравнению с традиционными устройствами. Есть модели, которые вполне способны проработать 24 часа при одной заправке топлива.

Пиролизные котлы практически не нуждаются в очистке, так как в процессе горения не образуется сажа, а объем получаемой золы минимален.

Продукты сгорания в этом оборудовании менее вредны для здоровья по сравнению с другими устройствами, поскольку количество канцерогенных веществ в них значительно меньше.Полученная смесь в основном состоит из углекислого газа и водяного пара, что маловероятно для здоровья человека.

Еще одно неоспоримое преимущество пиролизного котла для дома — это возможность регулировать мощность в очень широком диапазоне (от 30 до 100%). Кроме того, в таком устройстве есть функция утилизации мусора без загрязнения воздуха, что положительно сказывается на экологической обстановке и микроклимате в помещении.

Топливо, используемое для пиролизных котлов

Оптимальным топливом для такого оборудования является древесина, длина которой составляет около 400-450 мм, а диаметр — от 100 до 250 мм.Опилки можно сжигать вместе с массивными бревнами, но такие отходы не должны занимать более 30% объема загрузочной камеры.

Правильнее всего будет использовать материал, влажность которого не превышает 40%. Это не только повысит эффективность работы устройства, но и продлит срок его эксплуатации. Такие защитные меры легко объяснить: 1 кг древесины с влажностью 20% выделяет энергию 4 кВт / ч, а при влажности расходных материалов 50% тот же объем может обеспечить только 2 кВт / ч.

Отсюда следует, что теплота и эффективность сгорания топлива напрямую зависят от количества содержащейся в нем воды: чем ее больше, тем хуже будет результат. Поэтому непосредственно перед загрузкой древесины важно убедиться, что она хорошо просохла и не содержит лишней влаги.

Схемы создания пиролизного котла

Чтобы понять, сколько материала нужно использовать при установке, рекомендуется обратиться за помощью к специальным схемам устройства такого оборудования.Различные чертежи пиролизного котла всегда можно найти у специалистов, занимающихся аналогичными работами.

Итак, на схеме этого устройства, как правило, отображается расположение топки, теплообменника, а также район, куда будет подаваться вода.

Очень важно правильно соединить все части котла в соответствии с чертежом, чтобы вся конструкция работала исправно и надежно. Не забывайте, что теплоноситель — это воздух, которым можно без лишних затрат прогреть помещение.Этот факт позволяет сэкономить значительную часть финансовых средств, затрачиваемых на отопление, особенно в сравнении с другими конструкциями аналогичного назначения.

Инструменты для изготовления пиролизного котла

Для самостоятельного создания данного оборудования необходимо иметь в наличии определенный набор вспомогательных материалов. Кроме того, необходимо собрать как можно больше информации о рабочем процессе, от расходных материалов до сборки. После этого требуется правильно рассчитать все параметры, чтобы определить, какой должен быть оптимальный тип горения, подходящий для конкретного помещения, так как их может быть два: либо с щелевой горелкой, либо на решетках.Все необходимые для монтажа материалы всегда можно приобрести в специализированных строительных магазинах, так как сегодня проблем с выбором возникнуть не должно.

Итак, для изготовления пиролизного котла необходимы следующие инструменты:

стальной лист толщиной 4 мм;
труба железная с таким же параметром;
комплект электродов;
пруток круглый диаметром 20 мм;
несколько труб профильного типа;
терморегуляторы;
образец;
шнур асбестовый;
кирпич шамотный;
болты и гайки, которые служат крепежными элементами.

Ручная сборка пиролизного котла

Алгоритм действий при самостоятельном изготовлении такого оборудования обязательно должен основываться на чертеже пиролиза. Процесс сборки данного устройства проходит в несколько этапов:

В первую очередь , необходимо разрезать стальные листы и трубы, создав из них заготовки для корпуса котла, его топки и охладителя. В этом случае важно не забыть обработать с помощью кромки материала и разметить участки для сварки.
После этого следует подготовить все инструменты, необходимые для сборки устройства.
Затем можно приступить к процедуре создания корпуса. Он работает по следующему принципу: торцевая стенка укладывается на сварочный стол, после чего боковые кромки, крышка и дно, удерживаемые распорками, прикрепляются к нему точечными швами.
Далее следует процесс установки топки котла, которая внутри всей системы представлена в виде закрытых горизонтальных полок.Также к нему крепится горловина, выполняющая функцию удаления олефинов.
После этого необходимо приступить к сборке колонн фильтрации и охлаждения газа, которые проходят через корпус печи и немного выступают за ее пределы. В их основе лежат трубы, устанавливаемые в предварительно просверленные отверстия в корпусе.
Затем следует изготовить устройство второй камеры котла, которая должна быть подключена к охлаждающей колонне. На этом же этапе можно установить вторую стену параллельно корпусу, чтобы наладить отопление.Он отделен от первого перегородкой.
Процесс сборки продолжается установкой воздухообменника и дымохода.
Последним этапом является установка последней (передней) стенки корпуса, снабженной дверцами и вентиляторами.

Этот способ, как сделать пиролизный котел своими руками, самый проверенный и надежный, он отличается быстродействием и относительной простотой эксплуатации.

Можно ли сделать печь из баллона?

Часто хозяева, не имея под рукой необходимых материалов для сборки, принимают решение спроектировать котел из имеющихся инструментов.Особое внимание уделяется емкости для сжиженного газа, которая имеет круглую форму и подходит по размеру. К тому же толщина стенок такого сосуда соответствует необходимым параметрам.

Однако делать пиролизный котел из газового баллона не рекомендуется. В первую очередь это связано с тем, что корпус такого устройства состоит из стандартной стали, не переносящей тепла и других химических воздействий даже при комнатной температуре.

Однако полностью отказываться от баллона не стоит, так как он может сыграть роль аккумулятора горячей воды в небольшом частном доме, к тому же за счет небольших размеров отопление будет выполнено быстро, а его форма позволит вам долго сохранять тепло даже при использовании самого простого утеплителя.Но если вы решите использовать такой баллон, чертежи пиролизного котла будут совершенно лишними — тогда от его установки лучше отказаться.

Необходимые условия эксплуатации

Работа пиролизного котла, как и любого другого устройства, работающего под воздействием огня, безусловно, связана с определенным риском. Поэтому важно не только правильно оборудовать всю систему, но и позаботиться о правилах безопасности.

Итак, при изготовлении пиролизного котла своими руками нужно учитывать следующие моменты:

установка должна осуществляться исключительно в нежилых помещениях;
желательно, чтобы основание под котел было из бетона или кирпича во избежание чрезмерного нагрева покрытия;
устройство следует располагать так, чтобы оно находилось не ближе 30 см от стен и предметов в комнате;
важно обеспечить помещение котлом с качественной вентиляцией, чтобы выделяющиеся при работе пары выходили наружу.

Кроме того, важно помнить еще об одном: по окончании монтажа оборудования крайне важно утеплить его дымоход минеральной ватой, чтобы изнутри трубы не скапливались смолы и конденсат.

Альтернатива пиролизному котлу

Несмотря на четко регламентированный метод изготовления такого устройства, некоторые владельцы нашли способы сделать его из других материалов.

По мнению многих, нет смысла проектировать котел мощностью менее 15 кВт.Но иногда не хочется создавать такие массивные образцы, особенно если площадь помещения небольшая. Именно для этих целей существует вариант создания печи пиролиза, близкой по своим свойствам и внешним характеристикам к котлу. За работу такого оборудования можно не беспокоиться, так как принцип сжигания топлива в нем аналогичен.

Для изготовления данного образца вам потребуются следующие серии материалов:

кирпич шамотный;
вентилятор;
лист стали толщиной примерно 4 мм;
кирпич керамический;
дверцы дутьевые камеры и камеры сгорания;
решетки чугунные;
термостат рычажного типа.

пошаговая инструкция создания самодельного устройства с верхней загрузкой с чертежами

Из чего состоит пиролизный котёл

Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?

Делаем устройство своими руками: пошаговая инструкция

Выбираем схему и чертеж

Материалы и инструменты

Ход работ

Правильное подключение

Оборудование котельной

Сложности при сборке котла

Как проверить работу самодельного оборудования?

Полезное видео

Заключение

Что такое пиролизный котел — создание своими руками пошаговая инструкция

Что такое пиролизный котёл

Преимущества и недостатки

Принцип работы

Основные виды пиролизных котлов

Длительного горения

На твёрдом топливе

Другие виды

Чертежи для создания пиролизного котла своими руками

Создание пиролизного котла своими руками: пошаговая инструкция

Советы и рекомендации по безопасному использованию самодельного пиролизного котла

Пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы

Пиролизная печь в качестве доступного аналога кирпичной конструкции

Почему стоит отдать предпочтение такой печке?

Нюансы, которые нужно знать

Особенности установки котла

Как сделать теплый пол своими руками: пошаговая инструкция

Первый этап: готовим помещение

Второй этап: готовим стояк

Третий этап: укладываем гидроизоляцию

Четвертый этап: заливаем черновую стяжку

Пятый этап: укладываем трубы

Шестой этап: чистовая стяжка

7. Исследование процессов пиролиза биомассы

Утилизация пиролизного масла в промышленных котлах

Эффективность и пропорции продуктов пиролиза отработанных шин в зависимости от типа реактора — Обзор

Частичная замена дизельного топлива в водогрейном котле синтез-газом, полученным путем термической конверсии древесных отходов

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

Что такое пиролиз? : USDA ARS

Что такое пиролиз?

Котел пиролизный своими руками.Изготовление пиролизного котла

Общая концепция пиролиза

Конструкция котла пиролизного сжигания

Принцип работы пиролизного котла

Преимущества котла на дровах

Топливо, используемое для пиролизных котлов

Схемы создания пиролизного котла

Инструменты для изготовления пиролизного котла

Ручная сборка пиролизного котла

Можно ли сделать печь из баллона?

Необходимые условия эксплуатации

Альтернатива пиролизному котлу

Related Articles

Как сделать своими руками лежанку для кошки из коробки: 7 простых способов сделать лежанку для кошки своими руками

Схема электропроводки своими руками в гараже: схема монтажа электропроводки своими руками, как правильно сделать заземление

Ремонт электродвигателя вытяжки своими руками: Ремонт вытяжки своими руками и смена запчастей

Добавить комментарий Отменить ответ