Меню Закрыть

Пиролизный котел своими руками чертежи и принцип: Пиролизный котел своими руками чертежи и принцип работы

Содержание

Пиролизный котел своими руками. Чертежи пиролизных котлов. Самодельные газогенераторные установки

Пиролизный котел своими руками сделать не так просто, как кажется на первый взгляд. Если разобраться в том, что такое пиролизный котёл, становится понятно, почему. Мало спаять электронную схему управления (или купить от промышленного образца, например от vitoligno-100-s).

Чертежи пиролизных котлов предполагают не только сварку жаропрочного железа или легированной стали (особой нержавейки) толщиной более 8 мм.

Качество самодельной газогенераторной установки может быть недостаточно для стабильного контролируемого процесса пиролиза (выделения газа).

Для пиролизного горения необходимо создать особые очень стабильные условия: температура подогрева дров с учётом их влажности (вода, испаряется из дров и уносит с собой огромное количество энергии), контролируемый доступ воздуха…  Все пиролизные котлы имеют приточный, а лучше вытяжной вентилятор и поэтому горение зависит от электроэнергии, работа без вентилятора невозможна, так как дым движется сверху вниз — естественной тяги быть не может, поэтому стоит заранее запастись источником бесперебойного питания UPS. Электроника обеспечивает компромисс между недостатком воздуха (кислорода) для выделения газа и повышенной температурой пиролизного горения, иначе исчезает пиролиз и котёл превратится в простой на дровах. Разработчики из Viessmann добились в своих  котлах  Vitolig 200 возможности регулирования мощности от 50 до 100%  что само по себе уже является большим достижением при помощи мощного вытяжного вентилятора с плавным (точным) регулированием частоты вращения. Возможности современных материалов теплоизоляции котла с такой высокой температурой не позволяют получить тепла от экономного варианта пиролизного котла меньше чем 13 кВт. А если столько не надо,  используются аккумуляторы тепла на воде, чтобы дрова не довели котёл до кипения. Самостоятельное изготовление котла возможно, но не факт, что он сможет работать на высоком КПД из котлов этого же класса промышленного образца. Определить качество любого пиролизного котла можно по дыму в дымоходе. Если дым не имеет запаха неприятного угарного газа на всём рабочем диапазоне мощностей, этот котёл с максимально возможным КПД для этого класса устройств.

Завышенные требования экологической чистоты воздуха в Германии не позволяют производить пиролизные котлы с низким КПД или нестабильного горения.

Конструкция (устройство) котла имеет ряд материалов, сделанных по технологиям из разных областей техники. Каналы первичного воздуха должны быть сделаны из жаропрочной стали или из огнеупорной глины (лучше из глины — шамота). Форсунка камеры сгорания керамическая , а лучше из карбида кремния без примесей. Асбестовый канат для уплотнения щелей дверц.

Это продиктовано условиями процесса пиролиза при температуре более высокой, чем обычное сгорание дров. Мало того, влажные дрова могут не довести котёл до режима эффективной работы — генерации газа.

Пиролиз при определённых условиях возникает и в моём закрытом камине. Выглядит это так: при высокой температуре в топке из торца полена начинает интенсивно выдуваться струя пламени голубого оттенка (как у газовой конфорки), а полено не горит, нет – оно тает, на глазах уменьшаясь в размере!

Описание конструкции пиролизного котла:

A  – Теплообменник с трубчатым щитком
B   – Загрузочная камера для дров
C   – Отверстия для первичного воздуха (воздух тления дров)
D   – Контроллер vitotronic 100
E   – Заслонка для вторичного воздуха (воздух горения газа)
F   – Заслонка для первичного воздуха
G   —  Отверстие для удаления золы и чистки
H   —  Канал сгорания из шамота (исключительное качество горения)
K   —  Подача вторичного воздуха
L   —  Камера сгорания из карбида кремния (долговечность и надёжность)

Схема пиролизного котла для отопления столярных цехов, столярных мастерских,столярок, помещений для обработки дерева, для систем сушки древесины, сушильных камер:

Руководство по установке пиролизного газогенераторного котла Vitoligno-s.

Кроме котла также важно помещение, отведенное под котельную, поэтому разумно ознакомиться с требованиями к котельным на котлах на твёрдом топливе.

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

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

Рассмотрим три основных способа изготовления из различных материалов:

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

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

Пиролизный котел из бочки

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

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

Пиролизный котел из бочки

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

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

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

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

Котел по схеме Беляева

Нам понадобятся следующие материалы:

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

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

Пошаговая инструкция сборки пиролизника:

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

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

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

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

Кирпичный пиролизный котел

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

Схема пиролизного котла из кирпича

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

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

Пиролизная печь своими руками.Порядок сборки и процесс пиролиза

Талантливые умельцы всегда старались воспроизвести в домашних условиях то, что выпускают на заводах. В том числе приборы отопления.

Пиролизные котлы работают на твёрдом топливе, но получают из того же количества энергоносителя больше тепла.

Эффективность пиролизников делает их привлекательными, но цена на промышленные модели очень высока, поэтому рассмотрим, как собрать пиролизный котел своими руками так, чтобы действительно сэкономить.

Виды котлов отопления

Система обогрева жилья и других помещений постоянно развивается и совершенствуется, отсюда множество вариантов исполнения котлов и печей, работающих на столь разных видах топлива.
Это котлы на газе, на жидком топливе и на твердом.

Газовые котлы бывают на сжиженном газе из специальных баллонов и на магистральном, хотя, обычно они могут переводиться с одного вида на другой.

Жидкотопливные работают на мазуте, отработанном трансмиссионном или моторном масле, дизельном топливе и т. д.

Твердотопливные отопительные агрегаты имеют, пожалуй, самое большое разнообразие сырья, из которого получают тепло. Это ископаемый уголь, торф, пеллеты, брикеты, щепа, опилки и дрова. Часто это отходы производства. Поэтому они сравнительно недороги и относительно безопасны по сравнению, например, с газом или отработкой.

Твердотопливные котлы имеют массу достоинств – они имеют высокую теплоотдачу и выдают ровную температуру, однако у них есть один существенный недостаток – высокая цена. Можно ли сделать котел твердотопливный длительного горения своими руками? Читайте далее.

Пошаговую инструкцию по изготовлению котла для бани своими руками вы найдете здесь.

Стоит ли покупать газовые котлы российского производства? По этой ссылке https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/gazovye-rossijskogo-proizvodstva.html вы найдете полезную информацию об отечественном оборудование. Обзор производителей, моделей и цен.

Пиролиз как процесс длительного горения

В двух словах, пиролиз – это медленное горение топлива с выходом продуктов, снова использующихся для генерации тепла. Выделенные атомы не смешиваются друг с другом, представляют собой готовую для использования горючую субстанцию. Суть сгорания заключается в минимальной подаче кислорода для поддержания тления брикетов или дров, но при этом еще и в большой выработке тепловой энергии. Экономия – главное достоинство агрегата.

Преимущества пиролизного котла

Также пиролизный котел обладает следующими преимуществами:

  1. Высокий КПД – коэффициент полезного действия. От 85% — это прекрасный показатель, свидетельствующий о том, что топливная энергия преобразуется в тепловую практически без остатка. Для сравнения – газовый котел генерирует 65% энергии.
  2. Котел или пиролизная печь – экономичные агрегаты. В пересчете на топливо и затраченные средства, они стоят на втором месте после газового генератора. И, конечно, не сравнимы с электрическими котлами.
  3. Агрегаты перерабатывают топливо в два этапа – сжигание древесины и использование выделенного газа. Предусмотренная емкость для накопления горючего газа позволяет устроить второй контур отопления с генерацией горячей воды на собственные нужды.
  4. Котёл длительного горения своими руками – обычное дело, так как конструкция проста и требуется обладать лишь навыками сварного дела. Чертежи и схемы найдутся на любом сетевом портале, равно, как и отзывы о самодельной конструкции.
  5. На твёрдотопливный котёл длительного горения своими руками собранный, не требуется разрешения, как на газовые и электрические котлы. Но от рекомендаций мастеров-установщиков отказываться не стоит – это все-таки агрегаты повышенного риска, но сборка и монтаж на определенное место остаются прерогативой собственника, не требующей от него материальных вложений в исполнении буквы закона.
  6. Время полного сжигания одной порции топлива достигает нескольких суток. Например,котел длительного горения до 7 суток – обычный случай. Это освобождает владельца от постоянного контроля над агрегатом, а собственные автоматические настройки позволят оставить дом с работающей печью.

Необходимые материалы

Для изготовления любого котла нужен металл. Он может быть листовой (для прямоугольных моделей), или круглая труба. Размеры и толщина его тоже зависят от назначения и чертежей конкретного прибора отопления.

Шамотный кирпич необходим для устройства камеры дожига. Механический датчик поможет регулировать температуру горения котла.

Труба для дымоотвода.

Из инструмента понадобятся:

  • болгарка;
  • сварка с электродами;
  • измерительные приборы (угольник, уровень).

Функционирование

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла основан на возможности регулировки мощности посредством наддува вторичного газа. Так результат получается более эффективным в сравнении с обычными отопительными аппаратами. Необходимая температура теплоносителя может быть установлена посредством встроенного терморегулятора.

Устройство пиролизного котла таково, что при его работе сажа полностью отсутствует в процессе горения, а зола образуется в минимальном количестве. Эти особенности ориентированы на предоставление возможности чистить прибор как можно реже.

Если говорить о том, как работает котел пиролизный в сравнении с обычным твердотопливным, то тут стоит отметить и более длительное горение дров при одной закладке, а именно функционирование до 12 часов. Естественно, на это влияют температурные показатели, однако ресурс работы гораздо больше. Дрова расходуются экономно за счет подогрева воздуха, поступающего в зону горения.

Пиролизный котел своими руками – чертежи и схемы

Лучше всего для изготовления своими руками взять схему пиролизного котла без принудительной вентиляции. Таким образом, упрощается и удешевляется конструкция и агрегат получается энергонезависимым.

Однако особое внимание в такой модели нужно уделить качеству выводящей трубы и обеспечению хорошей тяги.

Чертеж пиролизного котла

Требования к дымоотводящей трубе:

  • она должна быть качественно утеплена;
  • без резких поворотов;
  • с отводом конденсата;
  • с легким доступом для чистки;
  • не менее 5-ти метров высотой.

Тяга является залогом стабильной работы котла.

Данная схема котла имеет три основных камеры:

  1. Загрузочная, для топлива.
  2. Камера дожига, куда обеспечивается подача вторичного воздуха.
  3. Теплообменник выходящий в трубу.

Горение происходит сверху вниз. Под колосниками в массиве шамотного кирпича при подаче воздуха дожигаются горючие газы и уходят через лабиринт теплообменника в дымоотвод.

Схема пиролизного котла

Доступнее всего осуществить регулировку тяги от термодатчика на выходе из котла цепочкой связанной с заслонкой подачи вторичного воздуха.

Для более высокого КПД, в некоторых конструкциях, основание отопительного прибора тоже является теплообменником. Оно имеет двойные стенки и нагревает не фундамент, а теплоноситель.

Самостоятельное изготовление котлов

Когда в доме необходимо устройство для отопления, но не хочется тратить на его покупку значительную сумму денег, можно сделать его самостоятельно. Для этого понадобится:

Котел на опилках своими руками – схема устройства

  • трубы с круглым профилем 4-5 см в диаметре;
  • трубы прямоугольные 60Х40 мм;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • шлифовальная машина.

Трубы подбираются так, чтобы они разместились в котле размером 36х40х80 см. Конструкции с прямоугольным сечением будут выполнять функцию вертикальных стоек. В них создаются круглые отверстия для крепления других элементов устройства.

На стенке котла с дверцей будут располагаться трубопроводы по 5 см в диаметре. Для задней части нужны четыре первых прямоугольника размером 5х6 см, а следующие – 4х4 см.

Для подведения труб вырезаются отверстия по 5 см в диаметре. По ним будет поступать холодная и горячая вода.

Процесс изготовления

Передняя и задняя части котла оборудуются таким образом:

  • присоединяются прямоугольные стойки с помощью сварки;
  • перпендикулярно к ним устанавливаются круглые трубы;
  • подключаются трубопроводы для подвода и отвода воды;
  • открытые концы труб закрываются частями металлических листов и завариваются.

Процесс изготовления котла на опилках

Котел проверяется на герметичность – в трубы заливается вода, чтобы сразу обнаружить протекание. Если все в порядке, устройство монтируется в топливник из кирпича. Его можно сделать самим, используя для этого огнеупорные материалы.

Принцип работы

Котел загружается топливом сверху, от дна и до дымоходного среза. Он не имеет ни дверец, ни зольника. Щепа и опилки уплотняются специальным грузом, сделанным из толстого листа стали. К нему приварена труба, по которой воздух подается в топку. Она вертикально проходит через крышку, конец ее выходит наружу – котел разжигается через него.

Процесс работы самодельного котла на опилках

Смысл заключается в горении верхнего слоя биомассы, весь процесс продвигается по направлению вниз. Так происходит нагревание водяной рубашки.

На конец трубы монтируется заслонка – с ее помощью регулируется подача воздуха, чтобы контролировать скорость сгорания топлива. В процессе работы опилок становится все меньше, груз опускается ниже до тех пор, пока котел не опустеет. Он освобождается от продуктов горения через дымоход.

При самостоятельном изготовлении обязательно нужно пользоваться чертежами – так легче разобраться с пропорциями и формой деталей. Чтобы устройство правильно функционировало, оно должно быть правильно собрано.

Собираем простой пиролизный котел своими руками: пошаговая инструкция

Изготовление агрегата начинается с нарезки металла для корпуса.

  1. По имеющимся чертежам точно размечаются детали и для удобства маркируются, например, мелом.
  2. Все нарезанные элементы сначала скрепляются на «прихватках» сваркой и только после окончательных замеров провариваются.
  3. Конструкция собирается на металлическом листе образующем дно. Затем устанавливаются на свои места боковые стенки и задняя панель, которые являются внутренней стороной котла и провариваются с двух сторон. Так как внешних стенок еще нет, получается, мы видим котел изнутри водяной рубашки.

Сюда больше не будет возможности попасть, поэтому важно тщательно проверить каждый сантиметр шва и можно обработать сварочным герметиком для полной уверенности.

Самодельный отопительный пиролизный котел

На этом этапе монтируются трубы теплообменника.

Затем наваривается «кожух» (внешняя стенка) и обечайки дверок.

Необходимо проверить возможность замены кирпичных элементов (шамотных камней) внутри котла без его разборки.

Устройство

Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, необходимо не только рассмотреть его устройство, но и определить, как функционирует каждый отдельный узел прибора. В его состав входит немалое количество механизмов и деталей. Однако в качестве основы служит пара камер. Их обычно выполняют полностью герметичными из стальных листов, которые обладают толщиной не менее 5 мм. В качестве разделителя камеры используется форсунка. Верхнюю часть топки сделали в виде топливного бункера, то есть отдельной конструкции, а нижнюю применяют одновременно в качестве камеры сгорания и зольника.

Каждая камера предназначена для протекания вполне определенных процессов. В верхнем отделе происходит подсушивание дров с одновременным нагревом воздуха, направляемого после этого в следующий отсек. В нижней камере происходит сжигание полученного газа и накопление золы.

Прочие особенности газогенераторного котла

Дымоход газогенераторного котла собирается таким образом, чтобы труба наращивалась, вставляясь внутрь предыдущей, иначе конденсат будет выходить на внешнюю сторону трубы.

Желательно на внешней стенке котла установить вентиль, при помощи которого можно будет контролировать, проходящий через отопительный прибор, теплоноситель.

Котел имеет достаточно большой вес, а это влечет за собой устройство легкого фундамента.

Котел газогенераторный

Несмотря на то, что котел может довольно долго работать автономно, участие человека в его жизни – обязательно.

Дверца для закладки дров обычно делается прямоугольной. Очень важно, чтобы она максимально плотно прилегала к стенкам котла.

Специальный ограничитель должен дозировать поток воздуха, проходящий внутрь.

Суть пиролиза

Газогенераторные котлы работают на принципе пиролизного сжигания топлива. Его суть состоит в том, что в условиях недостатка кислорода и под действием высокой температуры происходит процесс разложения сухой древесины на летучую и твердую части. Процесс обычно происходит при температуре 200-800 градусов Цельсия, причем это экзотермический процесс, то есть при нем еще и выделяется тепло, что позволяет улучшить прогрев топлива и его подсушивание в котле. Это сопровождается еще и подогревом воздуха, поступающего непосредственно в зону горения.

Смешение кислорода с пиролизным газом, выделившемся из древесины в условиях высокой температуры, приводит к горению последнего, что в дальнейшем приводит к получению тепловой энергии. В процессе сгорания происходит активное взаимодействие с активным углеродом, а это позволяет минимизировать выход вредных примесей. По большей части это получается смесь водяного пара и углекислого газа.

Техника безопасности

Как самодельные, так и заводские устройства отопления запрещено устанавливать в помещении близко от легковоспламеняющихся поверхностей (в любом случае не менее 20 см.)

Обязательно использование предтопочного металлического листа, если основание не бетонное.

Вентиляция в помещении где установлен котел – обязательна (сечение окна не менее 100 см2).

Запрещено подливать жидкие средства для розжига на тлеющие угли.

При подкладке дров, для того чтобы избежать проникновения угарного газа в помещение, увеличивают тягу, закрывая отверстие для подачи вторичного воздуха.

Самодельными котлами не рекомендуется отапливать жилые дома. Только подсобные помещения.

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.

Видео: принцип работы котла

Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином. При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей. Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой. Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки. К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы. Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.

Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.

Ввод в эксплуатацию

После того как вы убедились, что все подготовительные работы сделаны, нужно визуально осмотреть на наличие течи и проверить уровень теплоносителя.
Запуск холодного котла представляет собой трудности по нескольким причинам:

  • Нет тяги в холодном дымоходе;
  • Обильный конденсат на стенках мешает разгораться топливу, создает копоть.

Вначале нужно прогреть трубу. Для этого в отверстие для её чистки направляется пламя, например, газовой или бензиновой горелки, подойдут и газеты. Только после установления тяги разрешается зажигать топливо в котле. После выхода на оптимальный режим работы производится доводка, регулирующих температуру горения, заслонок.

В начале работы допускается шум от перемещения теплоносителя по трубам, так как где-то образовались воздушные пробки, и удаляется воздух. Вначале лучше всего погонять котел на полную мощность, чтобы так сказать, опрессовать систему.

После нескольких дней эксплуатации можно будет сказать, что котел запущен и обкатан надлежащим образом.

Правильная эксплуатация и чистка печи

Первый розжиг агрегата производите с открытой шиберной заслонкой: на колосниковую решётку положите быстро прогорающее твёрдое топливо и подожгите. После прогорания добавьте ещё поленья, закройте дверцу и заслонку, а с помощью поддувала отрегулируйте мощность. Стоит помнить, что шибер имеет разрез, не позволяющий перекрыть дымоход.

Схемы устройства различны, но принцип работы пиролизных печей един — сгорание топлива без кислорода

Чистить печи длительного горения не приходится часто: топливо выгорает полностью, и сажа в дымоходе образуется в малых количествах.

Регулярный ремонт пиролизной печи своими руками предполагает своевременное устранение неполадок. При деформации дверцы топки следует исправить или заменить этот элемент. Если конструкция расходится по шву, то важно прекратить эксплуатацию и срочно устранить щели.

Печь такого типа легко сделать своими руками, но конструкцию необходимо создавать с большой точностью, применяя готовые чертежи или разработав их самостоятельно. Отопительная система требует применения качественных материалов и внимательности при изготовлении и сборке. Только в этом случае пиролизная печь будет безопасна в использовании и эффективна.

Выбор топлива

При том что устройство пиролизного котла предполагает его работу на дровах, что признано самым выгодным с точки зрения экономии, на практике для его функционирования могут использоваться и альтернативные виды органического топлива, к примеру, уголь, торф. Для повышения эффективности работы оборудования требуется учесть, что у каждого вида сырья своя длительность времени полного сгорания. В случае с мягкой древесиной это 5 часов, с твердой – 6, с коксом – 10.

Проведенные исследования и опросы пользователей свидетельствуют в пользу того, что наибольшая эффективность функционирования отопительного оборудования достигается при работе на сухих дровах. Влажность древесины не должна быть более 20%, а длина поленьев может составлять до 65 см. Это топливо не только обеспечит максимальную мощность оборудования, но и существенно увеличит время его бесперебойного функционирования. Однако если нет возможности приобрести такой вид ресурса, можно использовать альтернативный вид органического топлива, при условии, что изготовителем оно было разрешено. Это могут быть: торф, пеллеты, древесные отходы, целлюлозосодержащие отходы промышленности, каменный уголь.

Однако при выборе любого вида топлива важно помнить, что излишняя его влажность может привести к выделению пара во время работы аппарата, что становится причиной образования копоти и снижает тепловые характеристики оборудования во время эксплуатации. Только при использовании сухих веществ и правильной регулировке расхода первичного и вторичного воздуха происходит минимизация выделения канцерогенных веществ пиролизными газами.

Этап подготовки

На подготовительном этапе важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора, а также выбрать модель, которая будет использоваться для отопления дома.

По правилам эксплуатации данных приборов для установки пиролизного котла следует оборудовать отдельную комнату с высокими потолками, со свободным доступом воздуха, но находиться в такой комнате продолжительное время, а тем более оставаться на ночлег, не рекомендуется.

Для изготовления пиролизного котла своими руками понадобятся следующие инструменты и материалы:

  1. Сварочный аппарат. Лучше всего использовать устройство инверторного типа.
  2. Болгарка.
  3. Электродрель.
  4. Молоток.
  5. Отвёртки и гаечные ключи
  6. Газовый баллон от грузового автомобиля объёмом 175 литров.
  7. Сталь листовая высокоуглеродистая толщиной 5 мм.
  8. Труба стальная диаметром 28 мм.
  9. Труба стальная диаметром 112 мм.
  10. Маркер.
  11. Уголок металлический 50 * 50 мм.
  12. Металлическая дверца для зольника.

Кроме этого необходимо подготовить расходные материалы: электроды для сварки, наждачные круги и свёрла.

Самодельный пиролизный котёл

Преимущества газогенераторного оборудования

Теперь, когда известно, как устроен пиролизный котел и какие виды топлива можно для него использовать, следует отметить, что среди твердотопливных моделей это наиболее экономичный вид. Функционирование подобного оборудования характеризуется:

— быстрым переходом на режим энергоэффективности;

— стабильной температурой в отопительной системе при условии, что в топке есть топливо;

— нет необходимости в частой чистке;

— котел уместно использовать в комплексе с любой системой;

— не нуждается в установке дымохода;

— выполнен из устойчивых к коррозии жаростойких материалов.

Такой перечень параметр указывает на эффективность работы пиролизных котлов в сравнении с традиционными твердотопливными моделями, поэтому их можно использовать для работы в любых помещениях. Высокая стоимость – это единственный недостаток подобного оборудования, однако в случае невозможности применения альтернативных устройств, помимо твердотопливных, выбор будет в пользу первых.

Пиролизный котел по схеме Беляева мощностью в 25-40кВт своими руками

Пиролизный котел

Содержание:

В современной газифицированной России остается достаточно много регионов, где единственным возможным видом топлива остаются дрова и уголь.

Альтернативой неудобным твердотопливным котлам является отопление помещений при помощи электроэнергии, однако этот способ достаточно дорог.

В последнее все время на смену твердотопливным котлам все чаще приходят пиролизные котлы, работающие на прессованных брикетах и древесине. Стоимость такого оборудования на порядок выше, однако, пиролизный котел доступно сделать самостоятельно, значительно сэкономив, таким образом, свой бюджет.

Делая котел своими руками, вы можете быть уверены в качестве прибора, а также не ограничены строгими рамками характеристик готовой продукции.

Принцип работы, достоинства и недостатки

В основе работы устройства лежит пиролиз топлива. Процесс пиролиза – это сжигание топлива при температуре от 200 до 800 градусах по Цельсию в условиях недостатка притока кислорода. При подобном сжигании происходит разложение сухого дерева на три составляющих – твердый остаток, кокс и пиролизный газ.

Газ впоследствии смешивается с кислородом, вызывая тем самым более активное горение. Экзотермическая реакция пиролиза является более эффективной простого горения угля.

Также стоит отметить высокую экологичность установки – пиролизный газ вступает во взаимодействие с углекислым газом, выделяемым в процессе горения, и практически сводит на нет выделение вредных веществ в атмосферу.

Твердый остаток древесины также сгорает, выделяя достаточное количество энергии. Экзотермический процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая используется в установке для просушки топлива и воздуха.

Достоинства:

  • Длительное время поддержания выделения тепловой энергии автономно. Это обусловлено высоким КПД установки и большим объемом камеры для загрузки топлива.
  • Высокая экологичность – практически не выделяет вредных химических соединений.
  • Возможность использовать в качестве топлива резину, ДСП и полимерные пластмассы, тем самым утилизируя их.

Важно: Не превышайте предельно допустимое процентное соотношение данного вида топлива с древесиной. Оно должно равняться 70% древесины и 30% полимеров.

Недостатки:

  • Высокая стоимость пиролизного котла, хотя значительная экономия возможна при самостоятельном изготовлении отопительной установки.
  • Большие габариты в сравнении с другими видами отопительных приборов.
  • Обязательное условие использования сухой древесины, иначе полезное действие установки резко падает так, как часть тепловой энергии выходит с паром.
  • Обязательное подключение к электричеству. Работа котла связана с использованием электрического вентилятора, обеспечивающего дополнительную тягу. Этот недостаток не позволяет использовать котел в не электрифицированных районах.

Внутреннее устройство и элементы

Внутреннее устройство

Конструктивная особенность пиролизного котла заключается в наличие 2-х камер для сгорания топлива. Такая необходимость обусловлена особенностями процесса пиролиза.

Первая камера сгорания необходима непосредственно для пиролиза топлива. Процесс разложения древесины на составляющие возможен только при низком проценте содержания кислорода.

Газы, полученные в результате пиролиза, попадают в следующую камеру сгорания с принудительным притоком кислорода, обеспечивающим более качественное горение.

Разделяются две камеры колосником, на который происходит укладка брикетов. Повышенное аэродинамическое сопротивление в топке обязывает применять принудительное нагнетание воздуха при помощи дымососа или вентилятора.

Расходные материалы и необходимый инструмент

Пример самодельного котла

Сборка котла дело не простое. Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению установки нужно внимательно ознакомиться со всеми нюансами и реально оценить свои возможности.

Если вы все же решились осуществить сборку пиролизного котла своими руками, то ваша экономия составит около 2000 долларов.

Сборку котла своими руками производят многие народные умельцы. Благодаря этому в сети можно найти достаточно много открытой информации на тему пиролизных котлов. Однако не все из них делятся информацией бесплатно. Некоторые из Кулибиных осуществляют продажу готовых проектов собственной разработки или же оказывают платные консультации.

Что же, это право авторства, ведь сам процесс разработки и воплощение работающей схемы в жизнь труд не легкий. Для начала следует, изучить все открытые источники и если вы почувствуете недостаток информации, то сможете прибегнуть к платной помощи.

Однако, даже в случае затрат на покупку готового проекта вы значительно сэкономите нежели потратили бы на промышленный котел.

Инструменты, которые вам понадобятся:

  • Сварочный аппарат постоянного тока.
  • Электрическая дрель.
  • Две болгарки — большая (под круг 230) и малая под круг 125

Необходимые расходные материалы на постройку:

  • Листы металла, толщиной 4 мм.
  • Трубы диаметром 5,7 см (7-8 м).
  • Трубы диаметром 15,9 см (0,5 м)
  • Огнеупорный кирпич – 15 штук
  • Трубы диаметром 3,2 см (1 м)
  • Профтруба 60 на 30 (1,5 п.м)
  • Полоска стали, 20 см на 7,5 м (толщина стали 4 мм)
  • Профтруба 80 на 40 (1 п.м)
  • 5 упаковок электродов для сварочного аппарата
  • Полоса стали 0,8 см 1 п.м
  • Отрезные круги диаметром 125мм -10штук
  • Шлифовальные круги диаметром 125мм – 5 штук
  • Вентилятор, для организации тяги
  • Температурный датчик

Вот и все, что понадобится вам для сборки собственной пиролизной установки.

Схема сборки устройства и монтаж по правилам ТПБ

Схема сборки и размеры элементов

Прежде чем начать сборку установки требуется составить план — смеху будущего устройства и сделать чертежи и необходимые расчеты. Если вы совсем новичок и никогда не делали ничего подобного, рекомендуется не заниматься разработкой схемы устройства самостоятельно.

Обозначение элементов

Лучшим вариантом будет взять из открытых источников уже готовую и проверенную схему котла и внести в нее изменения, в соответствии со своими потребностями.

Таблица размеров и мощностей

За основу можно взять схему пиролизного котла Беляева, которую легко отыскать в сети.

Данная схема позволит собрать устройство мощностью 40кВт. Вносить принципиальные изменения в конструкцию котла не стоит, если только вы не инженер, специализирующийся на разработке тепловых установок. Важно при любом внесении изменений оставить неизменным внутренний размер камеры горения.

Помните: При первом пуске пиролизного котла определите его коэффициент полезного действия. Оценить КПД можно по запаху дыма из тяговой трубы – отсутствие примесей угарного газа свидетельствует о достаточно высоком показателе.

Выбор пиролизного котла для дачного отопления имеет ряд преимуществ, однако главным из них является возможность использования в качестве теплоносителя воздух, вместо воды. Такой способ отопления предохранит трубы от замерзания зимой и не потребует слива системы. При отоплении воздухом создается такая же замкнутая система труб, как и при водяном отоплении.

Установка котла после сборки требует соблюдения требований пожарной безопасности. Нарушение данных требований влечет за собой большой риск получения не только материального ущерба, но и ставит под угрозу жизнь и здоровье людей, проживающих в доме.

  • Под отопительное оборудование должна быть отведена отдельная комната, являющаяся не жилой.
  • Под отопительной установкой обязательно должно быть прочное каменное основание – кирпич или бетонная стяжка.
  • Камеры топок должны быть дополнительно защищены металлическим листом толщиной не менее 2-х мм.
  • Котел должен быть установлен на расстоянии от стен (минимально допустимое – 20см)
  • Помещение, отведенное под котельную, должно быть оборудовано дополнительной вентиляцией (площадь отверстия вентиляции не менее 100 см)

Совет: дымоход следует дополнительно утеплить минеральным утеплителем. Это необходимо для предотвращения его разрушения вследствие охлаждения газов и образования конденсата и дегтевого налета

Мало места для котла? Поставьте печь!

Пиролизная печь

Для владельцев маленьких дачных домиков, где нецелесообразно устанавливать полноценный котел из-за малой площади стоит обратить свое внимание на пиролизную печь.

Принцип работы печи тот же, что у котла и основан на горении древесины.

Для изготовления такой печи вам потребуются следующие материалы:

  • Керамический кирпич  около  400 шт.
  • Шамотный кирпич около 100 шт.
  • Лист стали толщиной 4 мм (6 на 1,5 метра)
  • Вентилятор для нагнетания воздуха
  • 3 чугунных колосника.
  • Регулятор температуры (рычаг).
  • Металлические дверцы для топки и поддувала.

Из перечисленных материалов вы сможете собрать печь мощностью 15-25 кВт. Такая печь с легкостью создаст тепло в маленьком дачном домике площадью до 60 квадратных метров.

Из этих материалов у вас получится печь, мощностью до 25 кВт. При необходимости отапливать меньший объем достаточно уменьшить размеры печи под вашу площадь.

Большинство людей отказались от дровяного отопления в пользу газификации по причине автономности последнего. Однако в загородном дачном домике, где не требуется проживать постоянно потрескивание поленьев в огне, и особое тепло создаст уют и гармоничную обстановку. Дача это место где люди отдыхают от городской суеты. Отопление на дровах будет особенно актуальным.

чертежи, устройство и принцип работы, особенности конструкции

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

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

Принцип работы пиролизной печи

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки пиролизной печи

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

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

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

Однако, пиролизная печь имеет и недостатки:

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

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

Технология изготовления пиролизного котла

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

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

Этапы изготовления котла.

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

Технология изготовления пиролизной печи

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

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

Печь не подключается к системе отопления.

Такая печь не автоматизирована и поэтому требует постоянного контроля и настройки режима горения.

Как изготовить пиролизную печь своими руками?

Технология изготовления пиролизной печи своими руками выполняется в такой последовательности.

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

Место установки пиролизной печи

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

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

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

Пиролизный котел своими руками: принципы изготовления и инструкция

Для собственников частных домов, дач, коттеджей очень актуальным является вопрос об отоплении своих жилищ в холодное время года. Почему этот момент важен и акцентирован? Дело в том, что газопроводы установлены не везде, к центральным магистралям также подключено не все население страны. То есть необходимость отопления есть, а возможности ограничены. Что делать в такой ситуации?

Одним из оптимальных вариантов обогрева жилища, стал монтаж котлов. Эти оборудования можно назвать современными печками, так как действие их связно с использованием твердого топлива: дров, углей.

В недалеком прошлом обыкновенные котлы считались очень удобным, практичным  устройством (это по сравнению с печками!). Но современные технологии и наука не стоят на месте, и на смену стандартным котлам пришли пиролизные котлы. Чем эти устройства отличаются от старых моделей, в чем сущность их действия и как сделать пиролизный котел своими руками – рассмотрим в статье.

Пиролизные котлы: принцип действия

Принцип действия пиролизного котла

В отличие от обычных котлов, в которых дрова сгорали за естественные 3-4 часа, соответственно именно на этот промежуток времени помещение и отапливалось, пиролизные котлы продлевают свое действие до 12 часов. С чем это связано? Давайте рассмотрим.

Пиролиз, или иначе процесс сухой перегонки, заключается в полном сгорании твердого топлива с выделением большого количества тепла. За счет меньшего присутствия кислорода в баке, сгорание происходит медленнее. Отсюда и длительное время теплоподачи – 12 часов.

Процесс пиролиза гораздо более эффективен и выгоден, его КПД составляет до 90%.

Таким образом, положительными качествами пиролизных котлов являются:

  • Значительно повышенное КПД;
  • Длительное время теплоподачи;
  • Автоматическое поддержание температуры горения;
  • Широкий выбор твердого топлива

Однако, как и в любом другом устройстве, пиролизные котлы имеют ряд некоторых минусов, а именно:

  • Объемные габариты. Пиролизному котлу необходимо большее пространство для сгорания топлива, чем обычному котлу;
  • Обязательное требование к топливу. Дрова, закладываемые в пиролизный котел, должны быть абсолютно сухими. В противном случае эффективность и длительность работы котла заметно упадут;
  • Зависимость от электропитания. В устройстве котла немаловажную роль играют вентилятор и различная автоматика, без которых его деятельность осуществляться не будет;
  • Стоимость. Лучшее качество и характеристики соответственно образуют большую цену. Зачастую высокая именно высокая цена останавливает собственников частных домов, при покупке. Однако есть возможность установить в своем доме такую полезную вещь и без траты огромной кучи денег – это собирание пиролизного котла своими руками

Пиролизный котел своими руками: правила и нюансы

Пиролизный котел своими руками

Для того, чтобы установить пиролизный котел своими руками, сохраняя при этом все его рабочие качества, необходимо основываться на точный чертежах  и вычислениях. Неправильно собранный котел, смонтированный по некомпетентной схеме, не только будет плохо выполнять свои функции, но еще и представит угрозу безопасности окружающей среде и Вам в первую очередь.

Правила сборки пиролизного котла своими руками:

  • Вашей первоочередной задачей, перед стартом сборки, становится обязательное ознакомление с чертежами, планами и схемами. Они помогут определить количество необходимого материала для работы, а также уберегут Вас от возможных аварийных ситуаций;
  • Проверьте наличие основополагающих элементов, без которых невозможна собственноручная сборка пиролизного котла. Это: регуляторы, отверстия для воздуха, дымовые каналы, трубы для отвода воды, камера сгорания, трубы для подачи воды, а также вентилятор;
  • Учтите, что если Вы предполагается отапливать стандартный загородный дом, Вам вполне подойдет пиролизный котел мощностью 40 кВт, а если Вы владелец совсем небольшого коттеджа, то хватит и 30 кВт-ного котла. Устанавливать супер мощные котлы нет смысла, так как и небольшое устройство, прекрасно утеплит помещения, в то время как огромные агрегаты будут стоить больших денег, и потребуют значительных затрат;
  • Не лишним будет заготовка необходимых инструментов для монтажа котла. Чтобы Вам не пришлось лишний раз бегать в строительный магазин, приготовьте все нужное сразу. Для установки пиролизного котла своими руками, Вам потребуется вот такой вот инструментарий: болгарка, шлифовальные круги, сварочный аппарат, электрическая дрель, трубы различного диаметра электроды, вентилятор, полосы стали, термодатчик, металлические листы

Учтите, что сборка пиролизного котла своими руками долгий и кропотливый процесс, поэтому будьте готовы к возможным сложностям. Однако, тщательно подготовившись к процессу, Вы значительно снижаете риск возникновения неожиданных проблем.

После того, как все правила соблюдены, нужная схема выбрана, пора приступать к непосредственной сборке. Поэтапно собирая устройство, следите за выполнением следующих нюансов:

  • В отличие от обычных котлов, отверстие для помещения дров в топку, должно быть расположено несколько выше;
  • Обязательно проверьте наличие ограничителя, который фиксирует подачу воздуха в котел. Его оптимальные размеры – 70 мл в сечении и длина, превышающая размеры корпуса;
  • Диск, привариваемый к ограничителю, должен быть изготовлен из нержавеющей стали, и располагаться внизу всей конструкции;
  • Отверстие для подачи твердого топлива лучше всего желать прямоугольной формы. Для пиролизного котла такая форма является оптимальной;
  • Дверца должна плотно и надежно закрываться, необходима специальная накладка, которая будет плотно фиксировать закрытие;
  • Заранее предусмотрите, а затем не забудьте выполнить специальное отверстие, с помощью которого Вы будете удалять накопившуюся золу;
  • Труба для теплоносителя должная быть не прямой, а слегка изогнутой. Такая форма необходима для повышения теплоподачи;
  • Расположение вентиля должно быть удобным и доступным. Благодаря нему Вы будете контролировать процесс поступления воздуха в топку;
  • Первый запуск. После того, как вы закончили сборку и монтаж пиролизного котла своими руками, проведите пробный запуск устройства. При помощи специального оборудования, проверьте безошибочность эксплуатации на всех этапах, и убедитесь, что в котле не скапливается угарный газ. Только после этого, можно полноценно вводить котел в работу

Заключение

Процесс сборки пиролизного котла своими руками достаточно трудоемкий и недешевый процесс. Однако, имея дачу или загородный дом, Вы, спустя уже три – четыре отопительных сезона полностью окупите стоимость котла.

В случае, когда нет возможности подключения к центральному газопроводу пиролизный котел своими руками – это наилучший вариант обогрева. Тем более учитывая стоимость готового котла, которая неизменно высока, прибор собранный собственными руками – просто сплошная выгода.

Самое главное, что нужно не забыть при сборке, заручитесь надежной технической и документальной поддержкой. При правильно составленном чертеже последующая работа станет вдвое легче и проще.

Тверодотопливный котел – это качественный вариант отопления для значительного числа наших соотечественников. По сравнению со своими электронными собратьями пиролизный котел экономически выгоднее при эксплуатации.

Что крайне удобно, так это непривередливость пиролизного котла в плане топливных материалов. Топить котел можно даже деревянными отходами, спрессованными опилками, различными обрезками, полученными при деревообработке. Главное, чтобы дрова были сухими.

Если Вы совсем не разбираетесь в сборке, установке или далеки от того, чтобы мастерить что-то своими руками, то Вы можете доверить сборку пиролизного котла специалистам. Даже при условии помощи мастеров, сборка котла своими руками обойдется дешевле, чем приобретение готового устройства. Компаний специализирующихся на установке котлов сегодня очень много. Найти подходящую не составит труда.

котел попова длительного горения своими руками чертежи,установка

 Использование эффекта пиролиза – причина появления нового типа котлов длительного горения. Внешне они схожи с традиционными твердотопливными моделями, за исключением наличия дополнительной камеры сгорания. Один из примеров усовершенствования отопительного оборудования – пиролизный котел Попова, работающий на древесном топливе.

Особенности конструкции, характеристики

Суть пиролиза заключается в разложении органических веществ во время тления, при минимальном доступе кислорода. В результате формируются летучие горючие газы с высоким показателем теплотворности – водород, окись углерода, этилен, метанол. Они же являются основным источником тепла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базовая конструкция котла Попова включает в себя такие элементы:

  • Топливная камера, расположенная в передней части. Загрузка осуществляется через верхний люк, розжиг – через небольшую боковую дверцу. Возможно увеличение объема топлива за счет установки дополнительного блока.
  • Камера дожига. Она имеет Г-образную форму, вход в нее расположена под топливным отсеком, за колосниками. Основная область горения – в задней части конструкции.
  • Заслонка, регулирующая объем притока воздуха. Она соединена с механическим термостатом.
  • Теплообменник. Имеет спиралевидную форму, находится сзади.
  • Патрубок для подключения дымохода.

Котел Попова в разрезе не отличается сложностью. Его конструкция схожа с традиционными «шахтными» моделями. Инновационные решения – возможность увеличения топливной камеры, спиралевидный теплообменник. В некоторых моделях можно подключить бак косвенного нагрева.

 

Для контроля процесса горения в конструкции предусмотрены такие компоненты:

  • Трубы окислителей. Необходимы для контроля притока воздуха в камеру дожига. Регулировка происходит за счет изменения положения нижней заслонки.
  • Верхний шибер. Ограничивает отвод угарных газов через дымоход.
  • Шиберы-заглушки. Предназначены для обслуживания оборудования, предотвращают попадание продуктов горения в помещение.

Это основные особенности, которыми обладает твердотопливный котел Попова. Дополнительная информация – зона горения газов сделана из жаропрочной стали толщиной 10 мм. Это влияет на стоимость в сторону повышения, но значительно увеличивает энергоресурс оборудования.

Принцип работы, нюансы настройки

В отличие от стандартных твердотопливных моделей нужно знать, как правильно топить котел Попова. Рекомендуется применять сыпучее топливо – опилки, древесную стружку. Их масса создает требуемое давление на зону пиролиза, плотность не позволяет газу подниматься вверх.

На дно топливной закладки рекомендуется положить поленья диаметром 10-15 см. Высота слоя – до 20 см. Поверх них засыпается мелкофракционное топливо. Эффективное отопление пиролизным котлом возможно по такой схеме.

  1. Загрузка топлива, проверка герметичности верхней крышки.
  2. Розжиг поленьев, нижняя заслонка максимально открыта.
  3. После формирования пламени ограничивают доступ воздуха в топливную камеру.
  4. В процессе сгорания пиролизных газов контролируется температура воды в теплообменнике.

На первом этапе важно обеспечить хорошую тягу. Верхний шибер должен быть открыт полностью. После 20-30 минут работы его можно частично закрыть. Если в котельную попадают продукты сгорания – шибер снова открывают.

Правила монтажа, базовые требования

Корректная установка пиролизного котла Попова начинается с выбора места монтажа. Рекомендуется обустроить котельную, правила изложены в СНиП 42-01-2002. Делают естественную и принудительную вентиляцию, материал отделки стен и пола в зоне установки отопительного оборудования не горюч. Топливо хранится в отдельном помещении.

Дополнительно учитываются специфические требования:

  • Утепленный дымоход для котла Попова. Причина – температура угарных газов на выходе низкая – до +140°С. Это становится причиной появления конденсата и его стекания в камеру дожига. Рекомендуется использовать сэндвич-дымоходы, между оцинкованными стенками которых установлена базальтовая вата.
  • Длина дымохода – от 4 м. Это нужно для формирования тяги.
  • Обслуживание. Требуется периодическая чистка теплообменника, удаление сажи с внутренней поверхности зоны сгорания газов. Дверцы расположены в задней части корпуса. Доступ к ним должен быть свободным.

При подключении бака косвенного нагрева длина магистралей минимальная. Это снизит тепловые потери при транспортировке теплоносителя.

Трудности самостоятельного изготовления

Высокая стоимость отопительного оборудования один из отрицательных факторов. Можно попытаться сделать котел попова длительного горения своими руками – чертежи и порядок сборки частично есть в Сети. На практике это проблематично – нет точных схем с размерами компонентов оборудования. Известно лишь марка и толщина используемой стали.

В процессе проектирования и изготовления можно столкнуться со следующим проблемами:

  • Из-за высокой температуры пиролизных газов стенки камеры дожига делают из огнеупорной стали толщиной 10 мм. Сварить подобную конструкцию в домашних условиях с обеспечением герметичности сложно.
  • Размеры канала для отвода газов относительно объема топливного блока. Они напрямую влияют на мощность, но правильное соотношение знает только разработчик оборудования.
  • Змеевидный теплообменник. Для его изготовления требуется согнуть стальные трубы, что может привести к утончению стенок. При длительном температурном воздействии это станет причиной разгерметизации.

Для самостоятельного изготовления можно рассмотреть альтернативные варианты пиролизных котлов. В качестве примера часто используют схему модели НЕУС-Т. Она характеризуется простотой сборки, наличием турбины для контроля подачи воздуха.

 

 

 

 

 

 

Как самому сварить твердотопливный котел. Экономичный котел отопления своими руками. Основные элементы устройства

Самодельный — не значит бракованный. В какой канавке убеждаемся, что нехватка свободного времени и определенных навыков сильно бьет по карману. Это замкнутый круг, но в принципе мы не об этом. Даже такие сложные и ответственные устройства, как котлы отопления, можно собрать самостоятельно, полностью или частично. Они могут иметь несовершенную кривую эффективности или слабый внешний вид, но все они работают.Они отапливают дома если не как основное отопительное оборудование, то как запасное или вспомогательное. Некоторые варианты решения проблем с отоплением своими руками мы сегодня предложим.

Отопительные котлы бытовые

Несмотря на то, что нефть стремительно дешевеет, на простых людей это в лучшем случае никак не влияет. То же самое происходит и с другими источниками энергии, кроме солнечной, но это уже другая история. Любое топливо стоит денег, и прежде чем установить систему отопления в частном доме своими руками, следует определиться с видом топлива.Лучше всего, если это будет универсальная система, которая сможет использовать для обогрева максимальное количество источников энергии.

Абсолютно доступных и дешевых вариантов отопления очень мало. Если рассматривать котлы, работающие как универсальные устройства для выработки тепла, то и они имеют свои ограничения в использовании, а твердое топливо не так дешево, как кажется. Уголь, дрова, брикеты — все это нужно покупать в больших количествах и где-то хранить, привозить и хранить, чтобы топливо не потеряло своих свойств.

Электричество и газ как традиционные виды топлива

Электричество – самый доступный вид энергии, в том смысле, что неэлектрифицированных территорий осталось очень мало. Цены на электроэнергию заставляют задуматься над тем, насколько целесообразно сделать ее основным видом топлива. Хотя современные электрические котлы позволяют значительно сэкономить и выбрать наиболее оптимальный тариф, качество электроэнергии, подаваемой в наши дома, оставляет желать лучшего, а перебои и нестабильность подачи могут заставить вас замерзнуть «без электричества» на недели. .

Природный газ тоже можно считать относительно доступным, но у него те же беды, что и у электричества — нестабильность подачи, отвратительное качество, низкое давление и огромные цены. На таком топливе долго не проработает ни один человеческий газовый котел, а ремонт газового оборудования дело долгое и очень дорогое. Поэтому однозначно доверять тепло в своем доме газу нельзя.

Альтернативные источники тепла и твердые вещества

Разнообразие альтернативных источников энергии можно рассматривать только как дополнение к основным видам топлива.Солнечная энергия бесплатная, но цены на оборудование и конвекторы заоблачные. Некоторый интерес в этом плане представляют тепловые насосы, но простая семья из пяти человек физически не может позволить себе вложить 25-30 тысяч евро в будущем, хотя тут скорее дело в приоритетах — примерно столько же стоит средний семейный автомобиль. Что в итоге?

  1. Газ. Дорого, подача нестабильная, качество не позволит установить технологически экономичный газовый котел отопления.
  2. Электричество.Подача нестабильная, напряжение тоже нестабильное, дорого, но есть почти в каждом доме и даже в самой глуши. Электрические котлы в системах отопления чаще всего используются и для горячего водоснабжения. Возможна также установка современных ионных экономичных тепловых пунктов.
  3. Жидкое топливо. Безнадежный способ обогрева, так как тенденция к сокращению использования нефтепродуктов через десяток-другой лет коснется не только бирж, но и Ракукинского сельсовета.обычно рассматривается как вспомогательное отопительное оборудование и для временного отопления. Неудобны в использовании, дымят, эффективность не самая высокая.
  4. твердотопливный. Пока это единственный если не альтернативный, то дополнительный способ организации автономного отопления. Чертежи твердотопливного котла отопления своими руками различных вариантов конструкции мы приводим в качестве иллюстрации возможности такого способа.
  5. Альтернативные методы нагрева. Для нашей страны в первой половине 21 века это остается фантастикой, очень привлекательным и интересным материалом для изучения, но нет возможности реализовать большинство схем получения альтернативной энергии.

Котлы для отопления на дровах

Котел на дровах в самом простом и доступном варианте может быть выполнен по принципу двух цилиндров, один из которых размещен внутри второго. В этом случае для топки будет предназначен цилиндр меньшего диаметра, а в цилиндре большего размера размещается теплоноситель. Его можно реализовать так же просто, как выглядит описанная схема.

В пространство между трубами заливается вода или антифриз, к этому баку подключаются две трубы, а внутренний объем будет рассчитан на сжигание дров.Работает такая схема как на дровах, так и на опилках или щепе, но особо эффективного КПД от такого котла ждать не стоит.

Пиролизный котел своими руками

Самый экономичный из твердотопливных котлов. Суть его работы заключается в достижении такой температуры внутри камеры сгорания, чтобы топливо (дрова, опилки, тырса, брикеты) не сгорало сразу, а разлагалось под воздействием температуры в пределах 300-600 градусов.Если этих условий удастся достичь, то при работе в топке будет выделяться пиролизный газ, который является основным топливом для такого котла.

Дерево начинает разлагаться под воздействием температуры, но полностью сгореть не сможет из-за малого количества кислорода. Если открыть дозированную подачу воздуха, то можно будет регулировать температуру прибора. Чертеж такого устройства мы предоставили на странице, но даже если вы купите пиролизный котел, он окупится всего за сезон.Другое дело, что сделать это своими руками не так просто, как выжечь по дереву.

Котел на жидком топливе своими руками

Котлы жидкотопливные работают на отработанном моторном масле, мазуте, дизельном топливе и других перегонных отработанных маслах. Это достаточно экономично, так как, в принципе, негорючее, а точнее слабо горючее жидкое топливо горит не само по себе, а горят его пары. Газы образуются в результате попадания капель топлива на раскаленную плоскость и так же, как и в дровяных котлах, при сгорании нагревают теплоноситель.

Эти виды котлов отопления не единственные варианты, которые можно построить своими руками. Они просто самые простые, которые показывают, что при умелых руках и желании можно не только здорово сэкономить на оборудовании, но и рассчитать оптимальный котел, который удовлетворит все запросы по топливу, объему отапливаемого помещения и сможет прослужит не меньше заводского оборудования. Не мерзнуть зимой, удачных экспериментов!

Самодельные котлы отопления – это реальность. Особенно для тех, кто любит делать своими руками различные приспособления, повышающие комфортность жизни.

Обычно

Все самодельные котлы отопления работают по одному принципу. Сгоревшее топливо будет отдавать тепло теплообменнику, а тот нагревать теплоноситель. На то, как будет работать отопительный котел, влияют два основных важных фактора – это конструкция теплообменника и полнота сгорания топлива. В первом случае чем больше площадь теплового контакта печи и емкости с теплоносителем, тем больше тепла будет передано в единицу времени.В случае полноты сгорания топлива — если подача кислорода незначительна, то вместе с продуктами сгорания будет уходить и пиролизный газ. А он — может выделять тепло при горении.

Создать котел

Безусловно, на конструкцию котла, сделанного своими руками, влияет несколько факторов:

  • Прежде всего, это наличие определенных материалов. Конечно, термостойкие виды нержавейки будут более долговечными. Но быстрее и дешевле будет приобрести обычный лист.
  • Также важным аспектом является возможность обработки. В своем гараже вы, скорее всего, не сможете создать чугунную печь, потому что оборудование для этого будет стоить дороже самой печи. Поэтому решения здесь могут быть самые разные — все зависит от вашей фантазии и от способности физических законов ее реализовать. Обычно котел отопления своими руками создается из традиционного материала – листовой стали толщиной до 5 мм. А такую ​​сталь легко резать болгаркой, а кроме того, можно сделать это бензорезом или электросваркой.

Конструкция будущего котла также будет напрямую зависеть от того, какое топливо будет использоваться.

Также на конструкцию влияет способ циркуляции охлаждающей жидкости. Ведь для того, чтобы циркуляция была естественной, требуется большая высота бака и большой диаметр труб и отопительных контуров. Чем меньше диаметр, тем больше сопротивление движению воды и тем ниже шансы получить хорошую скорость циркуляции теплоносителя без использования насоса.

А вот самодельный котел отопления с циркуляционным насосом позволяет сделать диаметр труб меньше, высоту бака тоже. Но тут пользователей подстерегает некая ловушка – если прекратится подача электроэнергии во время работы котла отопления, то прекратится и циркуляция воды. В результате можно увидеть разорванный паром котел. Поэтому вот несколько советов, которые помогут вам в таком процессе, как изготовление котлов отопления своими руками.

Трубы котлов, контуры отопления — все это нужно делать трубой не менее 32 мм.Диаметр трубы на выходе из теплообменника 32 мм. Если насос остановится, скорость циркуляции воды замедлится, а температура, наоборот, начнет расти. Поэтому контур лучше делать не из металлопластика или полипропилена, а из оцинковки, заделывая резьбу льном краской или суриком.

дровяные котлы

Котлы отопления на дровах своими руками – если рассматривать самый простой вариант, это два цилиндра разного диаметра, которые помещаются один внутрь другого.Во внутреннем цилиндре будет топка, во внешнем бак для воды.

В целях сокращения сварки котлов отопления берется готовая толстая труба большого диаметра.

Конечно, в этом случае вы можете комбинировать формы и размеры труб, в зависимости от того, что у вас есть в наличии. Пространство между трубками заполнено водой. Такие котлы отопления своими руками универсальны – они будут работать на любом твердом топливе. Сделать такой котел несложно, пользоваться им тоже несложно, но обратная сторона медали – низкий КПД.

Пиролизные котлы

Когда самодельный котел для отопления дома использует температуру 200-800 градусов и при недостатке кислорода, древесина будет разлагаться на древесный кокс и пиролизный газ, выделяя тепло. Теперь нужно просто смешать воздух с пиролизным газом — и он воспламенится. Стоимость материалов для осуществления изготовления котлов отопления данного типа будет выше. Но такой котел окупится за 3-4 отопительных сезона. Чертежи и конструкции пиролизных котлов можно найти на нашем сайте.

Котлы на отработанном масле

Конструкция такого котла весьма любопытна. Перед сжиганием котел испаряет масло. После воспламенения при рабочей температуре котла масло, капающее в специальный поддон, моментально превращается в горючие газы. Именно они нагревают теплообменник. В качестве топлива — без различных модификаций может использоваться дизельное топливо.

Электрические котлы

Изготовление котла отопления своими руками электрического типа – это реальность.Такие котлы просты по конструкции. Нагревательный элемент размещается внутри трубы, которая располагается вертикально. Снизу идет патрубок от обратки, а сверху подключается подача. В принципе котел почти готов.

Но есть некоторые нюансы, влияющие на то, как сварить котел отопления. Как известно, цены на электроэнергию постоянно растут – ведь это самый затратный вид отопления собственного дома. Кроме того, следует знать, что инструкция по технике безопасности запрещает подключать котлы мощностью выше 7 кВт к сети 220 Вольт.Но 380 есть не везде и не у всех. Самый простой электрокотел – это трубчатый корпус, нагревательный элемент, естественная циркуляция теплоносителя.

Отдельно стоит отметить индукционные котлы. Если брать самые простые вариации, то это толстостенная пластиковая труба, на нее намотана сотня витков эмалированного провода, который подключен к сварочному инвертору с выходным током около 15 ампер.

Внутри находятся те компоненты, которые будут нагреваться вихревыми токами – обрезки толстой проволоки или рубленого стального змеевика.Обратный трубопровод подключается снизу, подающий – сверху. Схема заполнена водой — и все, можно подавать питание. Но только не включайте систему без охлаждающей жидкости! Это расплавит пластик в одно мгновение.

При проектировании системы отопления частного дома многие собственники с целью снижения затрат на приобретение оборудования предпочитают заводским котлам отопления самодельные. Действительно, заводские агрегаты достаточно дороги, но вполне можно обойтись при наличии грамотных чертежей и навыков обращения с инструментами для механической обработки материалов, а также со сварочным аппаратом.

Схема работы водогрейных котлов, как правило, универсальна — тепловая энергия, которая выделяется при сгорании топлива, передается в теплообменник, откуда поступает на отопительные приборы для отопления дома. Конструкция агрегатов может быть самой разной, как и используемое топливо, и материалы для изготовления.

Пиролизные котлы длительного горения

Схема работы пиролизного аппарата длительного горения основана на процессе пиролиза (сухой перегонки). При тлении дров выделяется древесный газ, который горит при очень высокой температуре. При этом выделяет большое количество тепла – оно идет на нагрев водяного теплообменника, откуда по магистрали поступает в обогреватели для обогрева дома.

Твердотопливные пиролизные котлы – достаточно дорогое удовольствие, поэтому многие хозяева для своего дома предпочитают делать самодельный котел отопления.

Конструкция такого агрегата достаточно проста.Пиролизные котлы на твердом топливе состоят из следующих элементов:

  • Камера загрузки дров.
  • Решетка.
  • Камера сгорания летучих газов.
  • Дымосос — средство для обеспечения принудительной тяги.
  • Теплообменник водяного типа.

Дрова помещаются в загрузочную камеру, поджигаются и заслонка закрывается. В герметичном помещении при тлении дров образуются азот, углерод и водород. Они попадают в специальный отсек, где и догорают – при этом выделяется большое количество тепла.Он используется для обогрева водяного контура, откуда вместе с нагретым теплоносителем идет на обогрев дома.

Время сгорания топлива для такого водогрейного прибора составляет около 12 часов – это достаточно удобно, так как нет необходимости часто посещать его для загрузки новой порции дров. По этой причине твердотопливные пиролизные котлы высоко ценятся среди домовладельцев частного сектора.

Чертеж на схеме наглядно демонстрирует все конструктивные особенности пиролизных водогрейных котлов.

Для самостоятельного изготовления такого устройства вам понадобится болгарка, сварочный аппарат и следующие Расходные материалы:

  • Лист металла толщиной 4 мм.
  • Металлическая труба диаметром 300 мм с толщиной стенки 3 мм.
  • Металлические трубы диаметром 60 мм.
  • Трубы металлические диаметром 100 мм.

Пошаговый алгоритм изготовления следующий:

  • От трубы диаметром 300 мм отрезаем отрезок длиной 1 м.
  • Далее необходимо прикрепить днище из листового металла – для этого необходимо вырезать отрезок необходимого размера и приварить его к трубе. Стойки можно сварить из швеллера.
  • Далее делаем воздухозаборник. Вырезаем из листового металла круг диаметром 28 см. Посередине сверлим отверстие размером 20 мм.
  • С одной стороны размещаем вентилятор — ширина лопастей должна быть 5 см.
  • Далее ставим трубу диаметром 60 мм и длиной более 1 м.С верхней стороны приделываем люк, чтобы можно было регулировать приток воздуха.
  • В нижней части котла необходимо отверстие для топлива. Далее нужно приварить и прикрепить люк для герметизации.
  • Поместите дымоход сверху. Его располагают вертикально на расстоянии 40 см, после чего пропускают через теплообменник.

Пиролизные водогрейные котлы на твердом топливе очень эффективно обеспечивают отопление частного дома. Изготовление их своими руками помогает сэкономить очень значительную сумму денег.

Как сделать паровой котел своими руками

Схема работы систем парового отопления основана на использовании тепловой энергии горячего пара. При сгорании топлива выделяется определенное количество тепла, которое поступает в водогрейную часть системы. Там вода превращается в пар, который под высоким давлением поступает из секции горячей воды в теплотрассу.

Такие устройства могут быть одноконтурными и двухконтурными. Одноконтурный прибор используется только для отопления.Двухконтурность также предусматривает наличие горячего водоснабжения.

Система парового отопления состоит из следующих элементов:

  • Устройство для горячей воды и пара.
  • Стояков.
  • Автомобильные дороги.
  • радиаторы отопления.

Чертеж на рисунке наглядно демонстрирует все нюансы конструкции парового котла.

Сварить такой агрегат своими руками можно при наличии некоторых навыков обращения со сварочным аппаратом и инструментами для механической обработки материалов.Самой важной частью системы является барабан. Подсоединяем к нему трубы водяного контура и приборы контроля и измерения.

V верхняя часть Подача воды в агрегат осуществляется с помощью насоса. Вниз направлены трубы, по которым вода поступает в коллекторы и подъемный трубопровод. Он проходит в зоне сгорания топлива и там нагревается вода. Фактически здесь задействован принцип сообщающихся сосудов.

Для начала нужно хорошо продумать систему и изучить все ее элементы.Тогда вам необходимо приобрести все необходимые расходные материалы и инструменты:

  • Трубы из нержавеющей стали диаметром 10-12 см.
  • Лист из нержавеющей стали толщиной 1 мм.
  • Трубы диаметром 10 мм и 30 мм.
  • Предохранительный клапан.
  • Асбест.
  • Инструменты для механической обработки.
  • Сварочный аппарат.
  • Приборы контроля и измерений.

  • Делаем корпус из трубы длиной 11 см с толщиной стенки 2.5 мм.
  • Делаем 12 дымовых труб длиной 10 см.
  • Делаем жаровую трубу 11см.
  • Изготавливаем перегородки из листа нержавейки. Делаем в них отверстия для дымовых труб – привариваем их к основанию.
  • Привариваем к корпусу предохранительный клапан и коллектор.
  • Теплоизоляция выполняется с использованием асбеста.
  • Комплектуем агрегат приборами управления и регулировки.

Заключение

Как показывает практика, изготовление котлов для систем отопления частных домов достаточно распространено.При правильном выполнении всех теплотехнических расчетов, при наличии грамотно составленного чертежа и схемы разводки магистрали такие устройства достаточно эффективно справляются со своей задачей и экономят значительные средства, так как такие устройства заводского изготовления достаточно дорого.

Самостоятельное изготовление отопительных приборов – дело кропотливое, сложное и трудоемкое. Для того чтобы с ней справиться, нужно уметь пользоваться сварочным аппаратом и иметь навыки обращения с инструментами для механической обработки материалов.Если у вас нет таких навыков, такое дело будет хорошим поводом научиться – и вы сможете своими руками обеспечить свой дом теплом и уютом.

Решив построить котел для отопления частного дома своими руками, вам придется решить несколько вопросов. Начните с выбора используемого топлива. Здесь вариантов довольно много:

Имеются разработки (скорее теоретические), например комбинации нескольких видов топлива для разных ступеней нагрева, совмещенные в одной конструкции.Практически не используется, в связи со сложностью расчетов и отсутствием опыта практического применения. Часто проектируют универсальные «многотопливные» котлы, работающие на разных видах топлива одного вида (твердое или жидкое). Они имеют меньший КПД по сравнению с адаптированными под конкретное топливо, но благодаря своей универсальности пользуются популярностью у самодельщиков.

Низкое распространение самодельных газовых котлов объясняется высокой взрывоопасностью газа и сложностью получения разрешительных документов.Технически самоделка отличается от своих собратьев только конструкцией горелки и повышенными мерами безопасности. При расчете КПД котла необходимо учитывать реальную (а не теоретическую) теплоту сгорания (теплотворную способность) газа. Обвязка газового котла отопления своими руками практически не производится – используются стандартные покупные элементы – фильтры, расширительный бак, взрывной клапан.

Биогаз для самодельных котлов набирает заслуженную популярность, сдерживаемую необходимостью находиться в непосредственной близости от биогазового реактора.Использование пиролизного газа происходит в одноименных твердотопливных котлах, где он является побочным продуктом бескислородного горения, и в рамках данного «газового» блока не рассматривается.

Большинство самодельщиков изготавливают газовые котлы с одним отопительным контуром, ссылаясь на трудности проектирования двухконтурной системы.

Хотя если хорошенько разобраться, то станет понятно, что изготовление и монтаж двухконтурного газового котла своими руками, при наличии соответствующей квалификации, не составляет труда

Электричество как носитель энергии

Электронагреватели

– самая распространенная группа самодельных котлов.Это связано с относительной простотой изготовления, большим выбором различных водонагревательных элементов, хорошей изученностью вопроса на практике. При изготовлении своими руками нужно определиться, какой тип обогрева будет использоваться – активный, с помощью ТЭНов, или реактивный, с помощью реактора. Нагрев подготовленной воды происходит при прохождении через нее тока.

Соорудить своими руками электрокотел реакторного типа гораздо сложнее, из-за применения химически инертных электродов и подготовленной воды (теплоносителя) с омическим сопротивлением.Мастера, изготавливающие котлы для отопления своими руками, стараются использовать прямой электрический нагрев воды, получая приемлемый КПД, малые габариты и дешевизну комплектующих. По большому счету вам понадобится насос, ТЭН, бак приемлемых размеров и элементы автоматики. В сети много разных схем и инструкций, как собрать и установить котлы отопления своими руками.

Использование отработанного масла

Принцип работы аналогичен котлам на жидком топливе.Помимо своей основной функции – нагрева воды, они выполняют еще одну важную роль – утилизацию масла, используемого в столовых, барах и кафе. Собирая котёл отопления на отработанном масле своими руками, мы помогаем своей экологии, при этом используя бесплатный источник энергии.

Котлы на твердом топливе

При сборке самодельных котлов для отопления частного дома необходимо знать, что нагрев теплоносителя, в большинстве конструкций, основан на непосредственном нагреве воды за счет сжигания топлива. Отопление по типу конденсационных котлов в самодельных устройствах не используется.

После природного газового угля наибольшей калорийностью обладают пеллеты, а также:


Пеллеты в самодельных котлах

Использовать обычный режим сжигания пеллет в самодельных котлах экономически нецелесообразно, так как добиться высокого КПД можно только при использовании покупной горелки специального типа – пеллетной. Его цена на данный момент неподъемна для самодельщиков, а также относительно высокая стоимость пеллет существенно сдерживает изготовление котлов данного типа.

Принципы самостоятельного проектирования

Проект котла условно можно разделить на четыре части: теоретические расчеты, составление схемы будущего котла (или корректировка существующей схемы), приобретение необходимых комплектующих и непосредственно сборка и настройка.


Ключевым моментом при самостоятельном проектировании является расчет параметров будущего котла.
По известным формулам рассчитывается объем отапливаемого помещения в кубометрах.Следующим шагом является расчет выходной мощности котла независимо от вида топлива. При расчете мощности необходимо использовать поправочный коэффициент, учитывающий теплоизоляцию помещения.

Зная требуемую мощность, можно определить вид топлива и соответственно конструкцию котла.

Конкретные схемы и расчеты в статье не приводятся — это материал отдельной брошюры. Формат данного материала дает лишь предварительное ознакомление и теоретическое обоснование для самостоятельного моделирования.Дано общее направление поиска справочной информации, необходимой для проектирования.

© При использовании материалов сайта (цитаты, изображения) обязательно указание источника.

«Котел это действительно печка в бочке с водой»… и КПД такого агрегата будет в лучшем случае 10%, а то и 3-5%. Какой-то, но твердотопливный котел — это вообще не печь, а твердотопливная печь — это не водогрейный котел. Дело в том, что процесс горения твердого топлива, в отличие от газа или горючей жидкости, непременно будет растянут в пространстве и времени.Газ или мазут можно полностью сжечь сразу в небольшом зазоре от сопла до диффузора горелки, а древесно-угольную — нет. Поэтому требования к конструкции твердотопливного отопительного котла иные, чем к отопительной печи; в него нельзя просто поставить на постоянную циркуляцию водонагреватель отопительного контура. Почему так, и как должен быть устроен котел отопления непрерывного действия, и призвана объяснить эта статья.

Собственный отопительный котел в частном доме или квартире становится необходимостью.Газ и жидкое топливо неуклонно дорожают, а взамен на рынке появляются недорогие альтернативные виды топлива, например. из отходов растениеводства — соломы, лузги, шелухи. Это только с точки зрения владельцев дома, не говоря уже о том, что переход на индивидуальное отопление позволит избавиться от потерь электроэнергии в сетях ТЭЦ и ЛЭП, а они отнюдь не малый, до 30%

Самому газовый котел не сделаешь, хотя бы потому, что разрешения на его эксплуатацию никто не даст.Запрещается применять индивидуальные жидкотопливные котлы для отопления жилых помещений в связи с их повышенной пожаровзрывоопасностью при децентрализованном использовании. А вот твердотопливный котел можно сделать своими руками и оформить так же, как и отопительную печь. Это, пожалуй, единственное, что их объединяет.

Особенности твердого топлива

Твердое топливо сгорает не очень быстро, и в его пламени видны не все компоненты, несущие тепловую энергию. Для полного сгорания дымовых газов необходима высокая, но вполне определенная температура, иначе возникнут условия для протекания эндотермических реакций (например, окисления азота), продукты которых унесут энергию топлива в трубу .

Почему котел не печет?

Печь является циклическим устройством. В его топку загружается сразу столько топлива, чтобы его энергии хватило до следующего нагрева. Избыточная энергия сгорания топливной загрузки частично используется для поддержания оптимальной температуры дожигания в газовом тракте печи (ее конвективной системе), а частично поглощается корпусом топки. По мере выгорания нагрузки соотношение этих частей энергии топлива меняется, и внутри топки циркулирует мощный тепловой поток, в несколько раз превышающий текущую потребность в нагреве.

Корпус печи, таким образом, является аккумулятором тепла: основной нагрев помещения происходит за счет его охлаждения после нагрева. Поэтому нельзя отводить циркулирующее в печи тепло, из-за этого так или иначе будет нарушен ее внутренний тепловой баланс, и КПД резко упадет. Можно, да и то не в каждом месте конвекционной системы отводить до 5% на пополнение накопительного бака ГВС. Также печь не нуждается в оперативной регулировке своей тепловой мощности, достаточно загружать топливо из расчета требуемой среднечасовой на время между топками.

Водогрейный котел, на каком бы топливе он ни был, является устройством непрерывного действия. Теплоноситель в системе все время циркулирует, иначе он не нагреется, а котел должен в каждый данный момент отдавать ровно столько тепла, сколько ушло на улицу за счет теплопотерь. То есть топливо должно либо периодически загружаться в котел, либо необходимо оперативно регулировать тепловую мощность в достаточно широких пределах.

Второй момент – дымовые газы. Они должны подходить к теплообменнику, во-первых, максимально горячими, чтобы обеспечить высокий КПД.Во-вторых, они должны быть полностью выжжены, иначе энергия топлива осядет на регистре сажей, которую также нужно будет чистить.

Наконец, если печь греет вокруг себя, то котел как источник тепла и его потребители разделены. Для котла требуется отдельное помещение (котельная или топка): из-за большой концентрации тепла в котле пожароопасность его значительно выше, чем у печей.

Примечание: индивидуальная котельная жилого дома должна иметь объем не менее 8 куб.м, высота потолков не менее 2,2 м, открывающееся окно не менее 0,7 кв. м, постоянный (без клапанов) приток свежего воздуха, отдельный от других коммуникаций дымовой канал и противопожарная развязка с остальными помещениями.

Из этого следует, во-первых, Требования к топке котла:

  • Должен обеспечивать быстрое и полное сгорание топлива без сложной системы конвекции. Этого можно добиться только в печи из материалов с минимально возможной теплопроводностью, т.к.Быстрое сгорание газов требует высокой концентрации тепла.
  • Сама топка и связанные с ней по теплоте части конструкции должны иметь как можно меньшую теплоемкость: все тепло, пошедшее на их обогрев, останется в котельной.

Эти требования изначально противоречивы: материалы, плохо проводящие тепло, как правило, хорошо его аккумулируют. Поэтому обычная топочная топка для котла не подойдет, нужна какая-то особенная.

Регистр теплообменника

Теплообменник — важнейший узел отопительного котла, он в основном определяет его КПД. По конструкции теплообменника называется весь котел. В бытовых отопительных котлах применяются теплообменники — водяные рубашки и трубчатые, горизонтальные или вертикальные.

Котел с водяной рубашкой – это та же «печка в бочке», в ней топку окружает теплообменный регистр в виде бака. Котел с рубашкой также может быть достаточно экономичным при одном условии: если горение в топке беспламенное.Пламенная твердотопливная печь непременно требует дожигания отходящих газов, и при соприкосновении с рубашкой их температура сразу падает ниже требуемой для этого величины. Как результат — КПД до 15% и повышенное отложение сажи, и даже кислотного конденсата.

Горизонтальные регистры, вообще говоря, всегда наклонены: их горячий конец (подача) должен быть приподнят над холодным (обратка), иначе произойдет реверс теплоносителя, и выход из строя принудительной циркуляции сразу приведет к тяжелой аварии.В вертикальных регистрах трубы располагаются вертикально или с небольшим уклоном в сторону. И там, и там трубы, чтобы газы в них лучше «запутывались», расположены рядами в шахматном порядке.

По направлениям движения горячих газов и теплоносителя регистры труб подразделяются на:

  1. Проточные — газы проходят обычно перпендикулярно потоку теплоносителя. Чаще всего эту схему применяют в горизонтальных промышленных котлах большой мощности ради меньшей их высоты, что удешевляет монтаж.В быту ситуация обратная: чтобы регистр правильно улавливал тепло, его приходится делать вытянутым вверх над потолком.
  2. Противоток — газы и теплоноситель движутся по одной линии навстречу друг другу. Такая схема дает наиболее эффективный теплообмен и самый высокий КПД.
  3. Поток — газы и теплоноситель движутся параллельно в одном направлении. В котлах специального назначения применяется редко, т.к. В этом случае эффективность низкая, а износ оборудования высокий.

Далее теплообменники бывают жаротрубные и водотрубные. В дымогарных трубах дымовые трубы с дымовыми газами проходят через бак с водой. Жаровые регистры работают стабильно, а вертикальные дают хороший КПД даже в проточной схеме, т.к. в баке установлена ​​внутренняя циркуляция воды.

Однако, если рассчитать оптимальный температурный градиент для передачи тепла от газа к воде исходя из соотношения их плотности и теплоемкости, то он оказывается около 250 градусов.И чтобы протолкнуть этот тепловой поток через стеновую стальную трубу 4 мм (меньше нельзя, она очень быстро прогорит) без заметных потерь в теплопроводности металла, нужно около 200 градусов. В результате внутренняя поверхность дымовой трубы должна быть нагрета до 500-600 градусов; 50-150 градусов — рабочий запас по обводненности топлива и др.

Из-за этого ограничен срок службы жаровых труб, особенно в больших котлах. Кроме того, КПД жаротрубного котла невысок, он определяется соотношением температур горячих газов, поступающих в регистр, и выходящих из дымовой трубы.В жаротрубном котле нельзя допускать охлаждения газов ниже 450-500 градусов, а в обычной топке температура не превышает 1100-1200 градусов. По формуле Карно получается, что нельзя получить КПД выше 63%, и даже КПД печи не более 80%, так что в сумме получается 50%, что совсем плохо.

У малых бытовых котлов эти особенности менее выражены, т.к. с уменьшением размеров котла увеличивается отношение поверхности регистра к объему дымовых газов в нем, это т. н.закон квадрата-куба. В современных пиросных котлах температура в камере сгорания достигает 1600 градусов, КПД их топки под 100%, а регистры фирменных котлов имеют гарантию 5 лет и более только из тонкостенной жаропрочной специальной стали. В них газам можно дать остыть до 180-250 градусов, а общий КПД достигает 85-86%

Примечание: Чугун для дымогарных труб вообще непригоден, трескается.

В водотрубных регистрах теплоноситель течет по трубам, помещенным в топку, куда поступают горячие газы. Теперь температурные градиенты и закон квадрата-куба действуют в обратном порядке: при 1000 градусов в камере внешняя поверхность труб будет нагрета всего до 400 градусов, а внутренняя поверхность до температуры теплоносителя. В результате обычные стальные трубы служат долго, а КПД котла составляет около 80%.

А вот горизонтальные проточные водотрубные котлы склонны к т.н.»пузырь». Вода в нижних трубах намного горячее, чем в верхних. Она проталкивается к подаче в первую очередь, давление падает, и более холодные верхние трубы «выплевывают» воду. «Порка» не только дает шума, тепла и уюта не меньше соседа — пьяницы и дебошира, но и чревата импульсом в системе из-за гидроудара.

Вертикальные водотрубные котлы не заполняют, но если для дома проектируется водотрубный котел, то регистр должен располагаться на дымоходе ниже по течению, в зоне прохождения горячих газов сверху вниз.В проточном, с одинаковым направлением движения газов и теплоносителя, водотрубном котле резко падает КПД и интенсивно осаждается сажа на трубах вблизи подачи, а выше вообще недопустимо делать обратку поставки.

О емкости теплообменника

Соотношение мощностей теплообменника и всей системы охлаждения взято не произвольно. Скорость передачи тепла от газов к воде не бесконечна, вода в регистре должна успеть набрать тепло перед тем, как покинет систему.С другой стороны, нагретая внешняя поверхность регистра отдает тепло в воздух, и оно теряется в котельной.

Слишком маленький регистр склонен к закипанию и требует точной, быстрой регулировки мощности топки, что недостижимо в твердотопливных котлах. Регистр большой емкости долго прогревается, а при плохой внешней теплоизоляции или ее отсутствии котел теряет много тепла, а воздух в котельной может прогреться выше допустимой пожарной безопасности и нормативов по пожарной безопасности. паровой котел.

Величина емкости теплообменника твердотопливных котлов колеблется в пределах 5-25% мощности системы. Это необходимо учитывать при выборе котла. Например, для отопления по расчету получилось всего 30 секций радиаторов (батарей) по 15 литров каждая. С водой в трубах и расширительным бачком общая емкость системы составит около 470 литров. Вместимость котлового регистра должна быть в пределах 23,5-117.5 литров.

Примечание: существует правило — чем больше теплотворная способность твердого топлива, тем больше должна быть относительная мощность регистра котла. Поэтому, если котел угольный, емкость регистра следует брать ближе к верхнему значению, а для дровяного — к нижнему. Для медленногорящих котлов это правило не верно; мощность их регистров рассчитывается исходя из наибольшего КПД котла.

Из чего сделан теплообменник?

Чугун как материал котлового регистра не соответствует современным требованиям:

  • Низкая теплопроводность чугуна приводит к низкому КПД котла, т.к.охлаждать выхлопные газы ниже 450-500 градусов нельзя, так как через чугун в воду не пройдет столько тепла, сколько нужно.
  • Большая теплоемкость чугуна является и его минусом: котел должен быстро отдать тепло в систему, прежде чем оно улетучится куда-то еще.
  • Чугунные теплообменники не вписываются в современные требования по весу и габаритам.

Для примера возьмем секцию М-140 от старой советской чугунной батареи.Его площадь составляет 0,254 кв.м. Для отопления 80 кв.м. м. жилплощади нужна поверхность теплообмена в котле около 3 кв.м, т.е. 12 секций. Вы видели 12-элементную батарею? Представьте, какой должен быть казан, в который он поместится. И нагрузка от него на пол точно превысит норму по СНиП, и под котел придется делать отдельный фундамент. В целом на теплообменник, питающий накопительный бак ГВС, пойдет 1-2 чугунные секции, а вот для котла отопления вопрос чугунного регистра можно считать закрытым.

Регистры современных заводских котлов изготавливаются из жаростойкой и жаропрочной специальной стали, но для их изготовления необходимы производственные условия. Остается обычная конструкционная сталь, но она очень быстро корродирует при 400 градусах и выше, поэтому жаротрубные котлы из стали нужно выбирать для покупки или разрабатывать очень тщательно.

Кроме того, сталь является хорошим проводником тепла. С одной стороны, это неплохо, можно рассчитывать на простые средства для получения хорошей эффективности.С другой стороны нельзя допускать, чтобы обратка остывает ниже 65 градусов, иначе на регистр в котле попадет кислый конденсат от дымовых газов, который может разъесть трубы в течение часа. Устранить возможность его отложения можно 2 способами:

  • При мощности котла до 12 кВт достаточно перепускного клапана между подачей и обраткой котла.
  • При большей мощности и/или отапливаемой площади более 160 кв.м также необходим элеваторный узел, а котел должен работать в режиме перегрева воды под давлением.

Перепускной клапан управляется либо электрически от датчика температуры, либо энергонезависимо: от биметаллической пластины со штоком, от расплавления парафина в специальной емкости и т. д. Как только температура обратки падает ниже 70-75 градусов, он пускает горячую воду с подачи.

Элеваторный блок, или просто элеватор (см. рис.), действует наоборот: вода в бойлере нагревается до 110-120 градусов под давлением до 6 атм, что исключает кипение. Для этого повышают температуру сгорания топлива, что повышает КПД и исключает образование конденсата.А перед подачей в систему горячая вода разбавляется обраткой.

В обоих случаях необходима принудительная циркуляция воды. Однако вполне возможно создать стальной котел с термосифонной циркуляцией, не требующий питания циркуляционного насоса. Некоторые конструкции будут рассмотрены ниже.

Циркуляция и бойлер

Термосифонная (гравитационная) циркуляция воды не позволяет отапливать помещение площадью более 50-60 кв.м. Дело не только в том, что воде сложно протиснуться через развитую систему труб и радиаторов: если открыть сливной кран при полном расширительном бачке, вода хлынет сильной струей. Дело в том, что энергия для проталкивания воды по трубам берется из топлива, а эффективность преобразования тепла в движение в термосифонной системе мизерная. Поэтому КПД котла в целом падает.

Но циркуляционному насосу нужна электроэнергия (50-200 Вт), которую можно потерять.ИБП (источник бесперебойного питания) на 12-24 часа автономной работы очень дорог, поэтому правильно спроектированный котел рассчитан на принудительную циркуляцию, и в случае отключения электроэнергии он должен без постороннего вмешательства переходить в термосифонный режим, когда отопление еле теплое, но все же греет.

Как устанавливается котел?

Из требования минимальной собственной теплоемкости котла непосредственно вытекают его малый вес по сравнению с топкой и весовая нагрузка от него на единицу площади пола.Как правило, она не превышает минимально допустимых по СНиП для перекрытий 250 кг/кв.м. Поэтому установка котла допустима без фундамента и даже разбора настила, в т.ч. и на верхних этажах.

Установите котел на ровную устойчивую поверхность. Если пол люфтит, его все равно придется демонтировать в месте установки котла до бетонной стяжки с расширением в стороны не менее 150 мм. Основание под котел застилают асбестовым или базальтовым картоном толщиной 4-6 мм и листом кровельного железа 1.На него укладывается толщиной 5-2 мм. Далее, если перекрытие было разобрано, дно котла обмуровывается цементно-песчаным раствором до уровня пола.

Вокруг котла, выступающего над полом, делается теплоизоляция, такая же, как и под днищем: асбестовый или базальтовый картон, а на нем железо. Вынос изоляции в стороны котла от 150 мм, а перед дверкой топки не менее 300 мм. Если котел допускает дозагрузку топлива до выгорания предыдущей порции, то необходимо вынос перед топкой от 600 мм.Под котлом, который ставится прямо на пол, укладывается только теплоизоляция, закрытая стальным листом. Удаление — как и в предыдущем случае.

Для твердотопливного котла требуется отдельная котельная . Требования перечислены выше. Кроме того, практически все твердотопливные котлы не позволяют регулировать мощность в широких пределах, поэтому им необходима полноценная обвязка – комплект дополнительного оборудования, обеспечивающий эффективную и безаварийную работу. Об этом мы еще поговорим, а вообще обвязка котла — это отдельная большая тема.Здесь упомянем только неизменяемые правила:

  1. Монтаж трубопровода осуществляется противотоком к воде, от обратки к подаче.
  2. По окончании монтажа его правильность и качество соединений проверяют визуально по схеме.
  3. К монтажу системы отопления в доме приступают только после обвязки котла.
  4. Перед загрузкой топлива и, если требуется, подачей питания, всю систему заполняют холодной водой и в течение дня контролируют все соединения на герметичность.В данном случае вода есть вода, а не какой-то другой теплоноситель.
  5. При отсутствии утечек или после их устранения пускают котел на воду, постоянно контролируя температуру и давление в системе.
  6. При достижении номинальной температуры контролируют давление в течение 15 минут, оно не должно измениться более чем на 0,2 бар, этот процесс называется опрессовкой.
  7. После опрессовки котел гасят, дают системе полностью остыть.
  8. Слить воду, залить обычную охлаждающую жидкость.
  9. В очередной раз стыки проверяются на герметичность сутки. Если все в порядке, запустите котел. Нет — устранить протечки, и снова ежедневный контроль перед запуском.

Выбор котла

Теперь мы знаем достаточно, чтобы выбрать котел исходя из предполагаемого вида топлива и его назначения. Давайте начнем.

Дерево

Теплотворная способность дров низкая, у лучших — менее 5000 ккал/кг.Дрова сгорают довольно быстро, выделяя большое количество летучих компонентов, требующих дожигания. Поэтому на высокую эффективность по дереву лучше не рассчитывать, а ведь их можно найти практически везде.

Топка дровами в доме

Домашний котел на дровах может быть только длительного горения, иначе он обыгрывает его по всем параметрам. Промышленные сооружения, например. известные КВР, стоимостью от 50 000 рублей, что все же дешевле постройки печи, не требуют электроснабжения и позволяют регулировать мощность на обогрев в межсезонье.Как правило, работают как на угле, так и на любом твердом топливе, кроме опилок, но на угле расход топлива будет значительно выше: теплоотдача от одной загрузки составляет 60-72 часа, а на специализированном угле — до 20 суток. .

Однако дровяной котел длительного горения может пригодиться в местах, где нет регулярной завозки угля и квалифицированной теплотехнической службы. Стоит он в полтора раза дешевле угля, его конструкция рубашки очень надежна и позволяет построить термосифонную систему отопления площадью до 100 квадратных метров.м.. В сочетании с тлением топлива тонким слоем и достаточно большим объемом рубашки исключается кипение воды, поэтому привязка вполне такая же, как и для титана. Подключение дровяного котла длительного горения также не сложнее титанового, и может быть выполнено самостоятельно неквалифицированным хозяином.

О кирпичных котлах

Схема устройства котла «Благо»

Кирпич — друг печи и враг котла из-за того, что придает конструкции большую тепловую инерцию и вес.Пожалуй, единственный кирпичный котел, в котором кирпич на своем месте, это пиролизный «Благо» Беляева, схема на рис. И потом, его роль здесь совсем в другом: футеровка топочной камеры выполнена из шамотного кирпича. Теплообменник водотрубный горизонтальный; проблема навивки решается тем, что регистровые трубы одинарные, плоские, вытянутые по высоте.

Котел Беляева

действительно всеяден, и предусмотрено 2 отдельных бункера для загрузки разных видов топлива без остановки котла.На антраците «Благо» может работать несколько дней, на опилках — до суток.

К сожалению, котел Беляева довольно дорог, из-за шамотной футеровки он плохо транспортируется и, как и все пиролизные котлы, требует сложной и дорогой обвязки. Его мощность регулируется в небольшом диапазоне перепуском дымовых газов, поэтому хороший КПД в среднем за сезон он покажет только в местах с продолжительными сильными морозами.

О котлах в топке

Котел в топке, о котором сейчас так много говорят и пишут, представляет собой водотрубный теплообменник, замурованный в кладку печи, см. рис.ниже. Идея такова: печь после топки должна отдавать тепла больше регистру, чем окружающему воздуху. Скажем сразу: сообщения о КПД в 80-90% не только сомнительны, но и просто фантастичны. Сама лучшая кирпичная печь имеет КПД не выше 75%, а площадь ее наружной поверхности будет не менее 10-12 квадратных метров. м. Площадь регистра чуть больше 5 квадратных метров. м. В сумме в воду будет уходить менее половины накопленного печью тепла, а общий КПД будет ниже 40%

Следующий момент — печь с регистром сразу теряет свойство .Ни в коем случае нельзя топить вне сезона с пустым реестром. ТК (температурный коэффициент расширения) металла гораздо больше, чем у кирпича, а вздувшийся от перегрева теплообменник разорвет печь на глазах. Термошвы делу не помогут, регистр не лист и не брус, а объемная конструкция, и лопается сразу во все стороны.

Тут есть и другие нюансы, но общий вывод однозначен: печка — это печка, а котел — это котел.И плод их насильственного противоестественного союза не будет жизнеспособным.

Трубопровод котла

Котлы, исключающие кипячение воды (рубашечные длительного горения, титановые) нельзя изготавливать на мощность более 15-20 кВт и вытягивать по высоте. Поэтому они всегда обеспечивают обогрев своей площади в термосифонном режиме, хотя циркуляционный насос, конечно, не помешает. Их обвязка, кроме расширительного бачка, включает только кран слива воздуха в самой высокой точке подающего трубопровода и кран слива в самой нижней точке обратки.

Обвязка твердотопливных котлов других типов должна обеспечивать набор функций, что лучше понятно на рис. справа:

  1. группа безопасности: кран слива воздуха, общий манометр и прорывной клапан для выпуска пара при закипании;
  2. накопительный бак аварийного охлаждения;
  3. его поплавковый клапан, такой же как в унитазе;
  4. термоклапан запуска аварийного охлаждения со своим датчиком;
  5. МАГ-блок — клапан слива, клапан аварийного слива и манометр, собранные в одном корпусе и соединенные с мембранным расширительным баком;
  6. установка принудительной циркуляции с обратным клапаном, циркуляционным насосом и трехходовым перепускным клапаном с электрическим управлением по температуре;
  7. интеркулер — радиатор аварийного охлаждения.

Поз. 2-4 и 7 составляют группу сброса питания. Как уже говорилось, твердотопливные котлы регулируются по мощности в небольших пределах, и при резком потеплении вся система может недопустимо перегреться, вплоть до порыва. Затем термоклапан 4 пропускает водопроводную воду в интеркулер, и он охлаждает подачу до нормы.

Примечание: хозяйские деньги на топливо и воду при этом тихо утекают в канализацию. Поэтому твердотопливные котлы для мест с мягкой зимой и затяжным межсезоньем непригодны.

Группа принудительной циркуляции в штатном режиме перепускает часть подачи на обратку, чтобы ее температура не опускалась ниже 65 градусов, см. выше. При отключении питания термоклапан закрывается. В радиаторы отопления поступает столько воды, сколько они пропускают в термосифонном режиме, лишь бы в комнатах можно было жить. Зато полностью открывается термоклапан интеркулера (держится закрытым под напряжением), и лишнее тепло снова уносит деньги владельца на ветер.

Примечание: при пропадании воды вместе с электричеством котел нужно срочно тушить. Когда вода из бака 2 вытечет, система закипит.

Котлы со встроенной защитой от перегрева стоят на 10-12% дороже обычных, но это с лихвой окупается за счет упрощения обвязки и повышения надежности котла: лишняя перегретая вода здесь сливается в открытую большую емкость расширительный бачок, см. рис., откуда после охлаждения поступает в обратку. Система, кроме циркуляционного насоса 7, энергонезависима и переходит в термосифонный режим плавно, но при резком прогреве топливо все равно тратится впустую, и расширительный бак необходимо устанавливать на чердаке.

Что касается пиролизных котлов, то мы приводим типовую схему их обвязки только для ознакомления. В любом случае, его профессиональная установка обойдется лишь в малую часть стоимости компонента. Для справки: один только тепловой аккумулятор для котла мощностью 20 кВт стоит около 5000 долларов.

Примечание: Мембранные расширительные баки в отличие от открытых устанавливаются на обратку в самой нижней ее точке.

Дымоходы для котлов

Дымоходы твердотопливных котлов в основном рассчитываются так же, как и печные. Общий принцип: слишком узкий дымоход не даст нужной тяги. Для котла это особенно опасно, т.к. он постоянно нагревается, и отходы могут идти ночью.Слишком широкий дымоход приводит к «свисту»: холодный воздух опускается через него в топку, охлаждая печь или регистр.

Дымовая труба котла должна отвечать следующим требованиям: расстояние от конька крыши и между разными дымовыми трубами не менее 1,5 мм, выступ вверх над коньком также не менее 1,5 м. На крыше в любое время года должен быть обеспечен безопасный доступ к дымоходу. При каждом разрыве дымохода за пределами котельной должна быть прочистная дверка, каждый проход трубы через перекрытие должен быть теплоизолирован.Верхний конец трубы должен быть оснащен аэродинамическим колпачком; для дымохода котла она, в отличие от печной, обязательна. Также для дымохода котла необходим сборник конденсата.

В целом расчет дымохода для котла несколько проще, чем для топки, т.к. дымоход котла не такой извилистый, теплообменник просто считается решетчатым барьером. Поэтому можно строить обобщенные графики, например, для разных расчетных случаев.для дымохода с горизонтальным сечением (дымоходом) 2 м и конденсатосборником глубиной 1,5 м см. рис.

По таким графикам после точного расчета по локальным данным можно оценить, была ли грубая ошибка. Если расчетная точка находится где-то вокруг ее обобщенной кривой, расчет правильный. В крайнем случае придется нарастить или обрезать трубу на 0,3-0,5 м.

Примечание: если, скажем, для трубы высотой 12 м нет кривой для мощности менее 9 кВт, это не значит, что котел мощностью 9 кВт нельзя эксплуатировать с более короткой трубой.Просто для нижних труб обобщенный расчет уже невозможен, и нужно рассчитывать именно по местным данным.

Видео: пример строительства твердотопливного котла шахтного типа

выводы

Истощение энергоресурсов и рост цен на топливо в корне изменили подход к проектированию бытовых отопительных котлов. Сейчас от них, как и от промышленных, требуется высокий КПД, малая тепловая инерция и возможность оперативного регулирования мощности в широком диапазоне.

В наше время отопительные котлы по заложенным в них основным принципам окончательно разошлись с печными и разделились на группы для разных климатических условий. В частности, рассматриваемые твердотопливные котлы подходят для районов с суровым климатом и длительными сильными морозами . Для мест с другим климатом предпочтительнее будут другие виды обогревателей.

Lowimpact.org

Инженер-энергетик доктор Эндрю Роллинсон объясняет, почему пиролиз и превращение пластика в топливо не являются устойчивым решением проблемы пластика.


На фоне развала мирового рынка вторичной переработки кажется, что большинство правительств и местных органов власти во всем мире хватаются за соломинку, чтобы найти быстрое решение проблемы пластиковых отходов. Пластик накапливается на суше и угрожает биосфере из-за загрязнения океанов. В то же время большинство правительств проявляют болезненный страх делать что-либо, что может помешать непрерывному экономическому росту.

Технологические решения Wonder, такие как пиролиз «пластика в топливо» (1) и зеленая энергия из отходов (EfW), предлагаются в качестве будущего решения.Ибо, если бы такие машины были способны просто и устойчиво преобразовывать пластик в топливо или энергию, тогда граждане могли бы чувствовать побуждение покупать больше и больше выбрасывать, освобождаясь от чувства вины, зная, что все, что они видят и хотят, можно купить.

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

Пиролиз происходит, когда твердые органические вещества нагреваются, что приводит к выделению газов, масел и угля, отсюда этимологический корень слова «разрыхление или изменение огнем». 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 называют «коксом»; а в случае с пластмассами обугливания практически не образуется.

Р. Фладд, Tractatus Secundi Pars VII De Motu. in libros quatuor divisa, стр. 433–468 (Оппенгейм: де Бри, 1618).

Современное представление состоит в том, чтобы пиролизировать пластик (и другие бытовые отходы) в газ или нефть, которые затем можно использовать в качестве товара, неизменно «топлива», самостоятельно. При этом игнорируется тот факт, что пиролиз является энергозатратным процессом: для обработки отходов необходимо затратить больше энергии, чем может быть рекуперировано. Это никогда не может быть устойчивым.

А что за топливо от этих непродуманных схем? Все продукты пиролиза EfW или «пластик в топливо» должны быть сожжены для высвобождения энергии, при этом высвобождается такое же количество углекислого газа, как если бы пластик сжигался напрямую.Существование продукта было лишь промежуточной стадией сжигания ископаемого топлива.

Но идея еще более опрометчивая. В 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 погоне за «инновацией», которая дает устойчивый ответ. Они игнорируют вышеупомянутые научные предшественники и череду коммерческих неудач (4).

Также были привлечены академические исследования, привлеченные конкуренцией за финансовое вознаграждение. С преобладанием во многих странах грантового финансирования, которое связывает промышленность, инновации и академические исследования, были созданы этические риски, которые принесли отравленные плоды (2).

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

Графический реферат из: Роллинсон, А., Оладехо, Дж.М. 2019. «Запатентованные грубые ошибки», заявления об эффективности и самодостаточности в секторе пиролизной энергии из отходов. Ресурсы, сохранение и переработка, 141, стр. 233-242.

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

Вечный двигатель невозможен, поскольку нарушает законы термодинамики.Эти законы лежат в основе всей инженерии и всех универсальных взаимодействий. Первый закон гласит, что энергия должна сохраняться — то, что входит, должно выходить. Второй закон гласит, что всякий раз, когда происходит передача энергии, некоторое ее количество всегда должно передаваться в окружающую среду системы (измеряемое как «энтропия»).

Нерушимость второго закона, возможно, лучше всего объяснил Артур Эддингтон в его знаменитых лекциях Гиффорда (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 парализующим набором цифр, тогда как вероятность нарушения второго закона может быть выражена в ошеломляющих цифрах.

Как только человек полностью понимает эти законы, глупость таких схем и софистика корпоративных попыток претендовать на «устойчивое развитие» сразу становятся ясными. Поэтому очень важно понять эту концепцию, если человечество когда-либо собирается совершить переход к устойчивому будущему.

Пиролиз никогда не сможет стать надежным ответом на неудобную правду о большом пластике. Это заключается в широко распространенной реализации стратегий «сокращения» и «повторного использования», а также предпочтения создания продуктов с заложенной возможностью вторичной переработки и/или рассчитанных на длительный срок.Слон в комнате — это капитализм (6) и одноразовая культура, которую создала нынешняя версия этой экономической системы, постоянно требующая новых рынков, большего объема продаж, большего потребления и большего количества отходов.

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

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

2. Роллинсон, А., Оладехо, Дж. М. 2019. «Запатентованные ошибки», требования об эффективности и самодостаточности 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 управления отходами с высоким риском и низким выходом. Анализ технологических рисков (онлайн).

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

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


Доктор Эндрю Роллинсон специализируется на исследованиях в области маломасштабной газификации биомассы и является автором книги Газификация: успехи с помощью маломасштабных систем , опубликованной Lowimpact.org.

Использование мусора с пользой для энергии из отходов

Использование мусора с целью получения энергии из отходов

Фото: Ян Трутер

За последние четыре десятилетия мы, люди, утроили потребление природных ресурсов Земли, говорится в недавнем отчете Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде.По данным Института мировых ресурсов, «от половины до трех четвертей ежегодных ресурсов, поступающих в промышленно развитую экономику, возвращается в окружающую среду в виде отходов всего за один год».

В 2013 году в США было произведено 254 миллиона тонн мусора или твердых бытовых отходов. Около 87 миллионов тонн из них были либо компостированы, либо переработаны, 32,7 миллиона тонн были сожжены для получения энергии, а 134,3 миллиона тонн отправились на свалки.

Твердые бытовые отходы состоят из бумаги, картона, пищевых продуктов, скошенной травы, листьев, дерева, кожи, пластика, металлов и синтетических материалов на основе нефти.Ни один подход не может справиться со всеми видами отходов, поэтому для ранжирования стратегий обращения с отходами в соответствии с их воздействием на окружающую среду используется «иерархия управления отходами». Ключевой принцип рационального обращения с отходами заключается в том, чтобы попытаться справиться с отходами как можно выше в иерархии отходов.

 

Первоочередной задачей является предотвращение образования отходов за счет сокращения потребления и упаковки. Следующим лучшим вариантом является переработка; затем следует компостирование органических отходов. За этим следует сжигание переработанных отходов для получения энергии и, наконец, захоронение.

Количество свалок в США с годами уменьшилось, но средний размер существующих свалок увеличился. Свалки могут выбрасывать в воздух углекислый газ, метан, летучие органические соединения и другие опасные загрязнители. В США они являются третьим по величине источником выбросов метана, чей потенциал глобального потепления в 25 раз выше, чем у углекислого газа за 100 лет. Свалочные газы также могут перемещаться под землей, потенциально вызывая пожары и взрывы, а жидкость или фильтрат, которые накапливаются на свалках, могут загрязнять грунтовые воды.Кроме того, свалки имеют неприглядный вид и неприятный запах.

Свалка в Данбери, Коннектикут. Фото: Организация Объединенных Наций

Захоронение твердых отходов сопряжено с описанными выше проблемами, а также означает, что вся энергия, заложенная в отходах, тратится впустую. Сжигание отходов на заводах по переработке отходов в энергию не только уменьшает их объем на 87 процентов, но также может использовать заложенную энергию и использовать ее с пользой.

Заводы по сжиганию отходов для производства электроэнергии были построены в 1970-х годах.После вступления в силу Закона о чистом воздухе стало ясно, что заводы производят опасные выбросы ртути и диоксинов; были установлены стандарты, запрещающие неконтролируемое сжигание отходов и ограничивающие выбросы твердых частиц. В 1990-х годах Агентство по охране окружающей среды США установило правила максимально достижимой технологии контроля, которые требовали, чтобы предприятия по переработке отходов устанавливали средства контроля загрязнения воздуха. В 2007 году EPA сравнило выбросы отходов в энергию в период с 1990 по 2005 год; было обнаружено снижение содержания оксида азота на 24 процента, двуокиси серы на 88 процентов, диоксинов на 99 процентов и ртути на 96 процентов.

В настоящее время в США насчитывается 77 предприятий по переработке отходов в энергию в 22 штатах, ежедневно перерабатывающих 95 023 тонны отходов и способных производить 20 800 гигаватт-часов электроэнергии в год. В Европе насчитывается более 400 таких растений, еще 300 находятся в других частях света.

Большинство этих заводов являются предприятиями массового сжигания. Отходы хранятся в больших бункерах, затем транспортируются к движущейся колосниковой решетке в печи, где они сжигаются при температуре более 850°C в течение как минимум двух секунд, чтобы обеспечить полное сгорание.Тепло от печи нагревает воду в котле, создавая пар, который вращает турбину, приводящую в действие генератор, вырабатывающий электричество. Затем электричество поступает в сеть. В Европе некоторые электростанции сочетают выработку электроэнергии с системой централизованного теплоснабжения, используя избыток пара для выработки тепла, используемого для обогрева домов.

Отходы, ожидающие сжигания. Фото: Ари Херцог

Около 20 процентов того, что остается после сжигания, составляет неопасный зольный остаток; часть его используется для покрытия на свалках для уменьшения количества фильтрата или захоранивается.В Европе его часто используют в строительной отрасли или при строительстве дорог.

При сжигании пластмасс, таких как поливинилхлорид, образуются токсичные выбросы, поэтому выхлопные газы котла, дымовые газы, необходимо очищать с помощью фильтров, абсорбционных, скрубберных и/или другого оборудования, прежде чем их можно будет выпустить в атмосферу. Дымовые газы содержат летучую золу, состоящую из твердых частиц и токсичных химических веществ. Летучая зола составляет менее 5 процентов отходов, поступающих на завод; его можно переработать, но его необходимо утилизировать как опасные отходы.По сути, все загрязняющие вещества, даже если они отфильтрованы или уловлены, необходимо утилизировать на специальных полигонах. Сточные воды, образующиеся на заводе, очищаются, а затем сбрасываются.

Закон о чистом воздухе устанавливает нормы выбросов диоксида серы, хлористого водорода, оксидов азота, монооксида углерода, твердых частиц, кадмия, свинца, ртути и диоксинов. Федеральный закон о сохранении и восстановлении ресурсов требует тестирования оставшейся золы, чтобы убедиться, что она не опасна и правильно утилизирована или использована повторно.Государственные требования иногда даже более строгие, чем федеральные правила.

Поскольку выбросы диоксинов являются основной проблемой заводов по переработке отходов в энергию, Николас Темелис, директор и основатель Центра инженерных исследований Земли Колумбийского университета и председатель Глобального совета по исследованиям и технологиям по переработке отходов в энергию, и его студент Генри Дуайер опубликовали кадастр выбросов диоксинов за 2012 год.

«Все [выбросы диоксинов] заводов по переработке отходов в энергию составили около трех граммов в год», — сказал Темелис.«Для сравнения, общее количество диоксинов в США составляло 3000 граммов. Одним из крупных источников были пожары на свалках с 1300 граммами».

«Все заводы в США выделяют значительно более низкие выбросы диоксинов, чем установленные на национальном уровне ограничения… примерно в 100 раз ниже», — сказал Афанасиос Бурцалас, адъюнкт-профессор кафедры Земли и инженерии Колумбийского университета. «И нет никаких доказательств наличия каких-либо токсичных веществ, связанных с переработкой отходов в энергию. Все наши прошлые исследования доказали, что преобразование отходов в энергию является очень устойчивым методом обращения с отходами для более чем 1000 заводов, работающих в настоящее время в мире.

Коготь на заводе Covanta в Хаверхилле, Массачусетс. Фото: Ребекка Зибер

Covanta, лидер отрасли с 41 предприятием по всему миру, утверждает, что ее заводы в США работают на 60-90% ниже требуемых пределов выбросов. Его современная технология контроля выбросов впрыскивает аммиак или мочевину в печь, чтобы превратить оксид азота (компонент смога и кислотных дождей) в безвредный азот; добавленный в дымовые газы активированный уголь поглощает ртуть и диоксины; известковая суспензия впрыскивается в выхлоп, удаляя 95 процентов диоксида серы и соляной кислоты; а «мешочный фильтр», очень похожий на пылесос, убирает 99.5 процентов твердых частиц из дымовых газов. Covanta контролирует выбросы 24/7.

Помимо устойчивого управления отходами, заводы по переработке отходов в энергию обеспечивают другие преимущества, такие как плата за вход (плата за тонну, уплачиваемая муниципалитетом объекту для приема отходов), электроэнергия и/или когенерационное тепло, которое производится , стоимость собранного металлолома и, возможно, углеродные кредиты для возобновляемых источников энергии (поскольку источник топлива является устойчивым, преобразование отходов в энергию считается возобновляемой технологией).Средний завод по переработке твердых бытовых отходов может вырабатывать около 500-600 кВтч на тонну; при цене 6 центов за кВтч тонна отходов может стоить от 30 до 36 долларов. Производство электроэнергии из отходов вместо ископаемого топлива также экономит один баррель нефти или одну четверть тонны угля на каждую тонну сжигаемых твердых отходов. Что касается выбросов CO2, то при сравнении этого метода со свалками, которые не восстанавливают выбросы метана, преобразование отходов в энергию экономит одну тонну CO2 на тонну отходов; по сравнению со свалками, которые восстанавливают свои свалочные газы, это экономит около полтонны CO2 на тонну отходов.

Три новые технологии могут еще больше сократить выбросы токсичных веществ, оставить меньше отходов и производить синтетический газ, газовую смесь, которую можно использовать в качестве топлива для производства электроэнергии или превращать в другие энергетические продукты. Три новые технологии — газификация, плазменная газификация и пиролиз — считаются «конверсионными технологиями», то есть технологиями, не связанными со сжиганием (сжиганием кислородом). Они перегревают твердые отходы в среде с низким содержанием кислорода, что значительно снижает образование токсичных выбросов и облегчает немедленное извлечение металлов и шлака, поэтому меньше отходов попадает на свалки, а то, что остается, менее токсично.

Несмотря на эти преимущества, ни одна из этих новых технологий еще не была запущена в коммерческих масштабах в США. В Японии и Европе, где земли для свалок мало, заводы по конверсионным технологиям поддерживаются государственными субсидиями и благоприятными правилами. Но затраты высоки, потому что некоторые заводы требуют более однородных отходов, предварительная сортировка которых увеличивает стоимость, а современные методы очистки синтез-газа дороги.

Бурцалас объяснил, что, хотя заводы по массовому сжиганию могут перерабатывать более 1000 тонн твердых отходов в день, заводы по технологии переработки в Японии перерабатывают только около 100 тонн в день; они находятся на экспериментальной стадии.Предприятие Tees Valley стоимостью 900 миллионов долларов в Великобритании было построено с использованием газификации для переработки 700 000 тонн отходов в год. Открывшийся в 2015 году, он так и не сдвинулся с мертвой точки и обанкротился.

«Все используемые сейчас технологии основаны на основном сжигании и производстве пара, за исключением небольших заводов в Японии. Было бы хорошо иметь более одной технологии», — сказал Темелис. «Но одна из проблем преобразования отходов в энергию по сравнению с захоронением заключается в том, что это стоит немного дороже — в среднем это стоит на 20 долларов за тонну больше. Даже этой небольшой суммы денег достаточно, чтобы что-то изменить, поэтому, если вы получите новый процесс, который будет стоить на 100 долларов больше, он не пойдет.Это экономика».

Пластмассы составляют 13 процентов твердых бытовых отходов.

Лучшим способом продвижения технологий преобразования было бы выделение большего количества из 10 000 различных видов пластика в твердых бытовых отходах. В настоящее время только 10 процентов пластмассы выделяются в программах переработки. «Если бы вы могли отделить весь пластик, у вас было бы хорошее сырье для технологий конверсии… мы работаем над этим», — сказал Темелис. «Твердые бытовые отходы Нью-Йорка в среднем содержат 11 мегаджоулей [энергии] на килограмм.Пластик, если его разделить, будет иметь 35 мегаджоулей на килограмм, поэтому имеет смысл начать с него».

Поскольку уровень вторичной переработки в США в течение многих лет держится на уровне около 34 процентов, некоторые сторонники технологий преобразования утверждают, что переработка и компостирование не могут справиться со всеми отходами и что для уменьшения количества отходов, направляемых на свалки, рекомендуется использовать некоторые формы термической переработки. нужно. Противники переработки отходов в энергию утверждают, что она конкурирует с переработкой, потому что заводы должны иметь возможность перерабатывать достаточное количество отходов, чтобы приносить прибыль, а иногда даже должны вывозить их издалека, создавая больше выбросов парниковых газов на транспорте.И поскольку почти половина стоимости завода уходит на борьбу с загрязнением, они утверждают, что деньги можно было бы лучше потратить на сокращение отходов и их переработку.

Копенгагенский завод по переработке отходов в энергию

Однако в Европе преобразование отходов в энергию не является препятствием для вторичной переработки. Швеция, Дания и Нидерланды входят в число стран с наибольшим количеством предприятий по переработке отходов в энергию и имеют одни из самых высоких показателей переработки. Несколько современных заводов в Европе теперь предлагают и другие возможности.На заводе в Копенгагене, открытие которого запланировано на март 2017 года, будет горнолыжный склон, а завод Шпиттелау в Вене считается одной из 10 лучших достопримечательностей города из-за его причудливого внешнего дизайна.

Завод Шпиттелау в Вене

В США в 2013 году в результате преобразования отходов в энергию было сожжено около 12 процентов твердых бытовых отходов по сравнению с 15 процентами в начале 1990-х годов. Отчасти это связано с тем, что захоронение мусора по-прежнему является более экономичным вариантом в США, где земли много.Исключением являются такие места, как Нью-Йорк, где необходимо перевозить мусор на большие расстояния.

В течение многих лет Нью-Йорк отправлял около 550 000 тонн отходов на заводы по переработке отходов в энергию в других частях штата, но недавно Департамент санитарии обязался отправить 800 000 тонн с увеличением в будущем. По словам Темелиса, в Нью-Йорке 25 процентов отходов отправляются на такие заводы, а 75 процентов — на свалки, что лучше, чем в среднем по стране (10 процентов и 90 процентов).

Существует несколько причин, по которым развитие производства энергии из отходов в США застопорилось. В некоторых кругах до сих пор существует необоснованная репутация источника загрязнения, и местные жители могут возражать против размещения объектов среди них. Кроме того, стоимость строительства нового объекта высока, и на получение экономической выгоды могут уйти годы.

«В большинстве штатов США налог на свалку обходится дешевле, чем сбор за переход от отходов в энергию, а национальное законодательство отсутствует», — сказал Бурцалас.«В Европе действуют очень строгие директивы — все страны Евросоюза обязаны внедрить преобразование отходов в энергию в свои системы обращения с отходами. В США в каждом штате есть собственное законодательство, у них нет единой директивы, которая позволяла бы оказывать давление на законодателей и различных заинтересованных лиц для продвижения устойчивого управления отходами».

Первый и единственный завод по переработке отходов в энергию, построенный в США с 1995 года, начал работу прошлым летом в округе Палм-Бич, штат Флорида. Этот современный завод стоимостью 672 миллиона долларов призван сократить количество отходов, поступающих на свалку, за счет 90 процентов, производить 100 МВт электроэнергии и ежегодно извлекать 27 000 тонн металлов после сжигания отходов.Он соответствует самым низким ограничениям выбросов среди всех подобных объектов, действующих в США

.

Завод в Шэньчжэне

Крупнейший в мире завод по переработке отходов в энергию строится в Шэньчжэне, Китай. Расположенный на 35 акрах по проекту стадиона, объект площадью 5 акров будет ежедневно сжигать 5500 тонн отходов, что составляет одну треть мусора, производимого жителями Шэньчжэня. На ультрасовременном заводе, открытие которого ожидается к 2020 году, также есть парк и гостиница. Примечателен рост технологии в Китае: в 2005 г. там было 15 заводов по переработке отходов в энергию; сегодня их 188.

Осло, норвежский завод Klemetsrud, производящий электроэнергию и тепло, также ежегодно выбрасывает более 330 700 тонн CO2 в результате сжигания твердых бытовых отходов. Недавно завод провел испытание по улавливанию выбросов CO2 из дымовых газов и смог предотвратить попадание до 90 процентов их в атмосферу. В настоящее время Норвегия планирует к 2020 году построить полномасштабный завод по улавливанию углерода стоимостью 300 миллионов долларов. Улавливаемый CO2 будет отправляться в Северное море для закачки и хранения под водой или закачиваться в нефтяные и газовые месторождения для повышения добычи.

Прогнозируется, что мировой рынок преобразования отходов в энергию будет расти примерно на 5,9% в год и к 2020 году достигнет 37,64 млрд долларов США по сравнению с 25,3 млрд долларов США в 2013 году, согласно отчету за 2015 год. Совет по исследованиям и технологиям преобразования отходов в энергию содействует этому росту, продвигая лучшие технологии, работая со своими дочерними организациями в Бразилии, Чили, Китае, Индии, Италии и других странах, а также распространяя информацию о преимуществах преобразования отходов в энергию. -энергия.


tBJ: Уроки у костра — анализ процесса горения для понимания производства биоугля

На тихоокеанском северо-западе США, где общественная поддержка решений проблемы изменения климата сильна, исследователи и предприниматели активно создают промышленность по производству биоугля.Надежная промышленность по производству биоугля очень желательна, поскольку текущие исследования и полевые исследования начали демонстрировать полезность биоугля для увеличения водоудерживающей способности почвы, сохранения удобрений, фильтрующих материалов для ливневых стоков и водостоков, очистки загрязненных участков, кормовых добавок для животных и секвестрации углерода (Фукс). и др., 2012). Исследователи и государственные учреждения также изучают экологические и экономические последствия различных вариантов получения энергии в рамках процесса производства биоугля.Штат Вашингтон поддержал ряд оценок и других программ по оценке потенциала биоугля для содействия экономическому развитию, управлению отходами, смягчению последствий изменения климата и оздоровлению сельскохозяйственных почв. Эти оценки доступны в виде документов с открытым исходным кодом (см. врезку).

Департамент экологии штата Вашингтон профинансировал просветительскую и образовательную программу, чтобы привлечь общественность к обсуждению полезного использования биоугля. В то время как общественность знакома с идеей сжигания биомассы для получения энергии (обогрев дома дровами), существует пробел в знаниях о биоугле и термохимических процессах биомассы, которые производят биоуголь и энергетические продукты.Одним из знакомых примеров, полезных для объяснения этих процессов широкой аудитории, является походный костер.

Термохимическая конверсия у костра

Биомасса состоит из крупных углеродных молекул лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы, так называемых лигноцеллюлозных соединений. Сгорание (т.е. окисление) биомассы, такой как древесина, в костре включает пять легко различимых этапов:

  1. Испарение воды и других малых молекул с образованием белого дыма (от выделения водяного пара в виде пара) при температуре ниже 200°C.
  2. Разложение биомассы, приводящее к выделению кислого, вонючего, раздражающего дыма (указывающего на такие соединения, как уксусная кислота в парах) при температуре от 200 до 300°C.
  3. Разложение биомассы, приводящее к выделению коричневого или черного дыма и образованию пламени при температуре от 300 до 650°C. Если присутствует достаточное количество воздуха (кислорода), черный дым (газообразные масла и смолы, выделяющиеся из нагретой биомассы) будет гореть в пламени, и будет видно очень мало дыма.
  4. Пламя исчезает, а оставшийся уголь светится оранжевым и желтым цветом по мере того, как он окисляется. Пламя горения (>650°C) может поддерживаться только летучими соединениями (в черном дыму). Как только эти летучие соединения исчезают, кислород, который достигает поверхности биоугля, окисляет углеродную структуру угля и выделяет тепло. Это окисление происходит, когда поверхность биоугля достигает 400°C, и может увеличить температуру поверхности угля до более чем 1000°C. Это стадия горения, полезная для гриля.
  5. Белый или серый порошок, называемый золой, образуется при окислении всего углеродистого материала.
Термохимические исследования используют феномен костра для превращения лигноцеллюлозных соединений в топливо, тепло и химикаты. Основными доступными технологиями термохимической конверсии являются: сушка, торрефикация, пиролиз, газификация и сжигание. Ниже мы объясним каждый из этих терминов применительно к процессам у костра.
Сушка:

Первый шаг в нашем опыте у костра обычно называется «сушка».Сырье (даже сухое) содержит воду. Сухая древесина содержит от 12% до 20% воды. Сухая солома имеет влажность от 10% до 15%. Влажность зеленой биомассы превышает 40%. Прежде чем из биомассы можно будет производить энергию или биоуголь, необходимо использовать тепловую энергию для удаления влаги.

Торрефикация:

Второй этап нагрева называется «обжиг», который происходит при температуре от 200 до 300°C, обычно в отсутствие кислорода. В этих условиях начинается разрушение органических структур, и биомасса становится рыхлой или легко ломается, что снижает затраты энергии на измельчение.Эта технология нашла применение в качестве предварительной обработки биомассы для угольных горелок (либо отдельно, либо как часть стратегий совместного сжигания). Торрефикация с последующим прессованием торрефицированной биомассы в гранулы представляет собой стратегию, которая в настоящее время изучается для снижения транспортных расходов и повышения долговечности топлива при обращении с ним.

Пиролиз:

Пиролиз использует явления, описанные в шагах 1, 2 и 3 нашего костра, и обычно происходит при температуре от 350 до 600°C в отсутствие кислорода.Биоуголь, полученный при температуре ниже 450°C, вероятно, все еще содержит большую часть материалов (лигнин и смолы от разложения биомассы), которые могут подвергаться дальнейшей пиролизации. Иногда эти летучие вещества выделяются в виде паров только для повторной конденсации на биоугле. Типичный «запах костра», присутствующий в некоторых биоуглях, в основном связан с конденсацией паров пиролиза на полукоксе по мере его охлаждения. Есть несколько автотермических (самонагревающихся) печей, которые производят биоуголь при более высоких температурах, иногда до 750°C.Биоуголь, полученный при этих более высоких температурах, как правило, имеет большую площадь поверхности и меньшее содержание летучих веществ и кислорода. Поверхности этих биоуглей содержат меньше оксигенированных функциональных групп. Такие группы представляют собой сайты химических рецепторов, где соединения могут адсорбироваться (прилипать) к биоуглю. Скорость, с которой происходит процесс пиролиза, также важна. Скорость нагрева можно регулировать, чтобы максимизировать производство биоугля и летучих газов для прямого сжигания (медленный пиролиз) или максимизировать жидкие энергетические продукты (быстрый пиролиз).


Рис. 1: Пример современного оборудования для пиролиза: Реактор Pyreg — одна из самых успешных коммерческих установок в Европе (любезно предоставлено Pyreg GmbH, http://www.pyreg.de/machinery-en.html).

Медленный пиролиз:

При медленном пиролизе биомассу медленно нагревают и выдерживают при самой высокой температуре обработки от нескольких минут до нескольких дней, в зависимости от исходного сырья, температуры и размера частиц. По мере медленного обугливания биомассы выделяются пары, которые можно конденсировать и разделять на водорастворимую фракцию кислот и сахаров и растворимую в органическом растворителе фракцию, состоящую из фенольных соединений.На рис. 2 показан пример (очень загрязняющей окружающую среду) технологии медленного пиролиза без рекуперации тепла или паров. Медленный пиролиз широко использовался старой промышленностью по перегонке древесины (см. рис. 3) для производства метанола (древесного спирта), уксусной кислоты и ацетона, и в настоящее время используется во многих развивающихся странах в качестве основной технологии производства древесного угля. Уголь медленного пиролиза может содержать от 25% до 35% исходного веса сырья и до 50% исходного углерода.


Рис. 2: Воздействие на окружающую среду установок карбонизации медленным пиролизом без извлечения летучих продуктов (любезно предоставлено Департаментом экологии штата Вашингтон).

Костры были первым шагом в эволюции реакторов медленного пиролиза. Важная часть угля, продаваемого сегодня в Африке, производится в земляных печах или земляных ямах (медленный пиролиз) с использованием лесной биомассы или энергетических культур, таких как эвкалипт. Земляная печь — это не что иное, как костер, покрытый землей, которая действует как барьер, защищающий полукокс от воздействия кислорода, превращающего его в пепел. В течение нескольких столетий эволюция пиролизных реакторов ограничивалась изменением формы печей и строительных материалов (кирпич, бетон, сталь), используемых в качестве барьеров для воздействия кислорода.Эти небольшие изменения привели к появлению множества печей, используемых сегодня по всему миру, в основном для производства топливного древесного угля. Эти системы часто сильно загрязняют окружающую среду, поскольку пары пиролиза обычно выбрасываются в атмосферу, создавая риск для здоровья человека и окружающей среды (рис. 2).


Рис. 3: Горизонтальная стальная реторта с конденсатором для перегонки древесины (Клар, 1925 г.).

Более чистый тип печи, который произошел от костра, — это так называемая печь с открытым огнем. Эти простые системы, предназначенные для ограничения доступа воздуха (кислорода) к биоуглю, могут быть очень чистыми, поскольку дым обычно сгорает в пламени.Некоторыми примерами печей с открытым огнем (и связанных с ними технологий) являются японская конусная печь на рисунке 5, печь Кон-Тики (см. Кон-Тики — Демократизация производства биоугля) и метод открытого сжигания с верхним освещением, используемый для удаления лесных отходов ( Уилсон, 2014).
 

Рис. 4. Конусная печь по проекту японской компании Moki (любезно предоставлено http://www.backyardbiochar.net).

Открытые ямы также могут производить биоуголь, если их тщательно контролировать и тушить до того, как древесина сгорит до пепла.Фактически, когда наш костер разводится в одном из металлических колец, распространенных во многих кемпингах и местах для пикников, его можно использовать для изготовления биоугля. Кольцо не пропускает кислород, так как огонь нагревает и пиролизует древесину внутри кольца. Если потушить огонь водой, пока в огненном кольце еще тлеют угли, получится биоуголь.
 

Рис. 5. Типичное кольцо для костра в американских национальных и государственных парках (любезно предоставлено Steven P. Ng https://www.flickr.com/photos/[email protected]/).

Быстрый пиролиз:

Целью быстрого пиролиза является производство жидкого топлива, а биоуголь является лишь побочным продуктом. Реакции быстрого пиролиза происходят в том же диапазоне температур (350-600°С), что и медленный пиролиз, но с использованием тонкоизмельченного сырья, которое быстро нагревается, поэтому пары выделяются очень быстро. Пары быстро удаляются из реактора (время пребывания паров часто составляет менее 2 секунд) с использованием инертного газа-носителя во избежание побочных реакций, охлаждаются и конденсируются в жидкости.В результате этого процесса до 75 % исходной биомассы превращается в бионефть. Большая часть биоугля, полученного в этом процессе, обычно сжигается для получения тепловой энергии, необходимой для запуска быстрых реакций пиролиза.

Газификация:

Частичное окисление продуктов на этапах 2 и 3 нашего костра при температурах выше 700-1400°C является отличительной характеристикой процессов газификации биомассы. Газификация происходит в условиях ограниченного содержания кислорода, так что биомасса превращается в «синтез-газ» (синтез-газ), состоящий из водорода, монооксида углерода и метана.Синтез-газ можно сжигать в котле для получения тепла или в двигателе внутреннего сгорания для создания мощности на валу с использованием технологий, аналогичных технологиям для природного газа. Кислород, необходимый для газификации, составляет всего от 15 до 30% кислорода, необходимого для полного сгорания до золы. Уголь газификации обычно содержит 10-12% исходной массы биомассы и только 25-30% исходного углерода. Недавно построенная установка по газификации показана на Рис. 7.

 
Рис. 6: Демонстрационная установка по газификации биомассы (Гюссинг, Австрия).

Горение:

Полное сжигание включает процессы пиролиза и газификации и приводит к высокотемпературному (>1400°C) окислению биомассы. Образовавшееся пламя окисляет летучие газы до углекислого газа и водяного пара, а биомасса превращается в пепел. Зола — это неуглеродные соединения, содержащиеся в биомассе, такие как фосфор и оксиды калия, кальция, магния, натрия, железа и марганца. Зола также может содержать от низкого до умеренного количества углерода в зависимости от степени процесса сгорания.В то время как окисление летучих веществ является очень быстрым процессом, происходящим в газовой фазе, окисление полукокса является относительно медленным процессом, происходящим, когда кислород воздействует на поверхность биоугля. Как и в случае костра, количество образующегося угля можно контролировать, гасив тлеющий уголь (обливая его водой), разбрасывая угли для уменьшения тепла или исключая доступ кислорода из угля (покрывая тлеющий уголь землей или герметизируя его). в герметичном контейнере).

Свойства Biochar

Характеристики

Biochar могут сильно различаться в зависимости от того, из чего был сделан биоуголь и как он был сделан.Наиболее ценные характеристики биоугля определяются тем, как будет использоваться биоуголь. Как правило, характеристики и производительность биоугля будут зависеть от содержания, состава и физических характеристик углеродистой фракции (биоугля) и золы. Характеристики биоугля включают его элементный состав (углерод, водород, азот, сера и кислород) и характеристики поверхности (площадь поверхности, размер пор, химический состав поверхности). Одним из способов охарактеризовать биоуголь, полученный в результате оценки твердого топлива, является экспресс-анализ, который измеряет относительные доли влаги, связанного углерода, летучих веществ и золы в биоугле.Влияние характеристик биоугля на плодородие почвы будет зависеть от характера почвы, в которой он будет применяться. Свойства, которые полезны во многих условиях почвы: высокое (> 70%) стабильное содержание углерода, низкая зольность, большая площадь поверхности (около 300 м2/г), низкое содержание летучих веществ (от повторной конденсации дыма), умеренный рН ( 7 — 9,5), и способность нейтрализовать кислую почву. Биоугли с более высоким содержанием золы или летучих веществ также могут быть ценными добавками к почве (или компосту) в зависимости от почвенных условий и потребностей растений.


Рис. 7: Исследовательский пиролизный реактор, расположенный в Университете штата Вашингтон, разработанный доктором Джерри Уитфилдом (любезно предоставлено Томом Майлзом).

Температура обработки является ключевым фактором, определяющим свойства биоугля. При повышении температуры термической конверсии количество летучих, остающихся в биоугле, уменьшается, а содержание стабильного связанного углерода и золы увеличивается. Соответственно, по мере увеличения температуры конверсии увеличивается и долгосрочная стабильность полученного биоугля.Площадь поверхности биоуглей, полученных при более низких температурах (< 500°C), как правило, составляет менее 150 м2/г, что также зависит от исходного сырья. Существует верхняя граница температуры, обычно между 700 и 800°C, при которой площадь поверхности биоуглей начинает уменьшаться (Downie, et al., 2009).

Кислородсодержащие соединения природного происхождения на поверхности биоугля постепенно уменьшаются по мере повышения температуры пиролиза. Эти соединения создают небольшие отрицательные заряды, придавая биоуглю способность адсорбировать катионы (положительно заряженные ионы), характерные для многих удобрений.Древесные биоугли, произведенные при температуре выше 600 ° C, удаляют большую часть кислородсодержащих соединений, что придает их поверхности от нейтральной до положительно заряженной. Это приводит к снижению емкости катионного обмена (то есть способности удерживать и медленно высвобождать катионы удобрений, такие как кальций, магний, калий и аммоний).

Независимо от температуры, уголь из травянистого сырья (трава, солома и т. д.) обычно имеет более высокое содержание золы, чем уголь из древесного сырья. Это неудивительно, поскольку древесная биомасса является результатом фиксации атмосферного углерода многолетней биомассой в длинноцепочечные углеродные соединения (целлюлозу) и лигнин (природный клей), которые определяют прочность древесины.Напротив, травянистое сырье является результатом ежегодного роста с высоким содержанием минералов (кальций, калий, фосфор и т. Д.), Которые дают золу. Содержание золы повышает рН и создает потенциал нейтрализации кислоты. Зола также принесет с собой кальций, магний, фосфор, калий и железо, все компоненты удобрения. Зола может быть очень едкой (опасные отходы в Вашингтоне обозначены как pH>11,5), и слишком много золы может быть вредным для роста растений.
Все эти характеристики биоугля можно проанализировать в передовых лабораториях.Однако некоторые характеристики биоугля также можно легко определить, осмотрев продукт нашими органами чувств.

Практическая оценка Biochar

Уголь и зола — материалы, знакомые каждому, кто разжигал костер. Обычно считается, что уголь — это чистый углерод и всегда черный, а зола — светлая и пушистая; Это не всегда так. Ясень может казаться черным, но в основном пеплом. Уголь может состоять в основном из чистого углерода или может включать большую долю летучих веществ/смол, содержащих кислород и водород.Простой способ определить наличие летучих веществ в углях, которые могут нанести вред почве, — это почувствовать запах угля. Пахнет ли он ямой для костра (креозотом) или имеет малозаметный запах?

Еще один способ оценить качество обугливания – потрогать его. Уголь жирный? Остается ли пятно на ваших пальцах, требующее больше, чем вода, чтобы смыть? Маслянистые пятна указывают на органические соединения, повторно сконденсировавшиеся на полукоксе. Они могут включать соединения полиароматических углеводородов (ПАУ), которые могут представлять опасность для здоровья.Маслянистый уголь предполагает осторожность. Эти полукоксы могут быть приемлемы для использования в других процессах, таких как компост, где микробиология будет метаболизировать нестабильные углеродные компоненты. Прямое внесение в почву маслянистого угля может способствовать росту бактерий, которые снижают доступность азота и, таким образом, конкурируют с ростом растений.
Интересным методом сравнения содержания золы между биоуглями является наблюдение за уровнем вскипания при контакте небольшого количества угля с несколькими каплями уксуса (5% уксусной кислоты) или соляной (соляной) кислоты.Соляная кислота сильнее, чем уксусная кислота, и дает более сильное шипение для данного полукокса. Уголь с высоким содержанием золы создаст отличное шипение даже с готовым уксусом. Нанесите несколько капель уксуса на обугленный предмет и наблюдайте за шипением.

Биоуголь может различаться по плотности (плотность — это вес на единицу объема) в зависимости от процесса, содержания оставшихся не обугленных летучих веществ (непрореагировавшей биомассы), содержания золы и метода тушения пиролиза. Горение может быть остановлено гашением водой или другими средствами, отсекающими доступ кислорода.Сухой уголь в некоторых случаях может быть таким «легким», как 72 кг/м3 (4,5 фунта/фут3). Плотность полукокса выше 180–190 кг/м3 (10–12 фунтов/фут3) указывает на более высокое содержание влаги, более высокое содержание летучих веществ или золы или их комбинацию. Из-за потенциального изменения плотности биоуголь следует измерять по объему для целей применения. Чтобы приблизить сухую массу, уголь можно высушить на воздухе, как образцы почвы, взвесить, затем высушить в печи при 105°C в течение 24 часов и снова взвесить.

Тест на встряхивание может быть еще одной полезной визуальной оценкой характеристик биоугля.Для проведения теста добавьте объем биоугля в равный объем воды в герметичной стеклянной банке и встряхните. Тяжелый свободный пепел серого цвета будет падать на дно, где он имеет тенденцию уплотняться, как минеральный песок. Пепел в этом слое имеет тенденцию сопротивляться движению при сотрясении, что помогает отличить его от менее плотного, более черного угольного осадка. В то время как уголь поглощает воду, некоторые поры остаются заполненными воздухом и остаются плавучими, что позволяет мелким углям выплескиваться или двигаться относительно золы, когда стеклянный контейнер сотрясается.Измерьте глубину золы относительно общей толщины биоугля в банке. Это доля золы. Доля золы при встряхивании будет ниже, чем зола, определенная в лаборатории, по двум причинам. Во-первых, лабораторные определения производятся на основе веса, но наблюдения при испытаниях на встряхивание обязательно проводятся на основе объема. Во-вторых, лаборатория определяет общую зольность, которая включает любые компоненты золы, содержащиеся в объемной матрице биоугля, тогда как тест на встряхивание показывает только меньшую долю свободной золы.

Испытание на встряхивание может быть расширено для оценки водопоглощения биоугля. С воздухом, находящимся в порах, самый крупный угольный компонент сначала будет всплывать. Доля неабсорбированной воды, оставшейся под поплавком и над осадком, позволяет оценить поглощающую способность биоугля. Чтобы обеспечить повторяемость результатов, подождите, пока большая часть биоугля не опустится ниже ватерлинии, а плавающий слой не истончится. Декантируйте свободную воду для более точного измерения.
Эти простые инструменты можно использовать для интуитивного подхода к свойствам угля и, следовательно, к качеству.Однако авторы считают, что биоуголь, доступный для продажи в больших количествах, должен быть тщательно охарактеризован квалифицированной лабораторией.

Все вместе для государственного образования

Предоставление информации о биоугле общественности является важным шагом не только в использовании множества экологических и социальных преимуществ биоугля, но и в создании рынков, поддерживающих мелкую местную промышленность. Из-за сложностей процессов производства биоугля и характеристик биоугля биоуголь может показаться прерогативой только ученых.Однако, несмотря на эти сложности, биоуголь вполне доступен; получив надлежащие инструкции, любой, у кого есть биомасса и спичка, может создать биоуголь. Имея больше знаний и материалов, люди могут создать кустарную промышленность вокруг рынков биоугля, которая разрабатывает соответствующие технологии, совершенствует существующие технологии, перерабатывает отходы биомассы и продает биоуголь.

Существующий в настоящее время в штате Вашингтон метод информационно-просветительской работы направлен на организацию низовых сообществ. Инновационный подход с использованием государственного гранта общественного участия заключался в том, чтобы провести обучение биоуглю в сельских общинах округов со значительным избытком биомассы.Эта программа, Biochar Community Conversations (BCC), основана на предоставлении экспертных знаний и демонстрации непосредственно сообществам. Благодаря прямому разговору свойства и производство биоугля демистифицируются; все преимущества биоугля, включая сокращение отходов биомассы, рассматриваются в контексте конкретного местного сообщества.

Информационно-просветительская работа начинается с лидеров округов и племен в правительстве, муниципальных округах, агентствах и организациях по восстановлению природных ресурсов/восстановлению, сельскохозяйственных услугах, природоохранных районах, организациях экономического развития, образования, природоохранных организациях и отраслях, связанных с биомассой.Эти люди обладают уникальным знанием местных условий и списком проблем, которые им необходимо решить. Процесс BCC начинается с того, что знакомит этих лидеров с biochar, а затем слушает, чтобы понять и решить проблемы, характерные для округа, где biochar может быть частью решения. Проблемы, выявленные в ходе информационно-разъяснительной работы, становятся предметом внимания BCC этого округа.


Рис. 8. Фил Смолл демонстрирует метод производства биоугля на открытом огне заинтересованным гражданам в Седонии, штат Вашингтон (любезно предоставлено Gloria Flora).

В каждом округе выбираются от трех до четырех ключевых сообществ на основе географического распределения, проблем сообщества и местных ресурсов. Ни один город не является слишком маленьким, чтобы его можно было рассматривать. Наибольшее участие на душу населения приходится на города с населением 100-200 человек. Кроме того, государственные образовательные программы обычно требуют от этих жителей поездки на некоторое расстояние в крупный город и, как правило, не адаптированы к конкретным потребностям их сообществ. Каждую общину посещают дважды с интервалом от двух до четырех недель.Первая вечерняя презентация посвящена знакомству с биоуглем, его преимуществами и потенциальным сырьем. Вторая вечерняя презентация более подробно посвящена характеристике биоугля и методов/технологий производства. Технология ориентирована на доступные возможности «сделай сам» в качестве первого шага. На самом деле делая биоуголь, люди с большей готовностью поймут и смогут использовать его. Планирование двух презентаций позволяет поделиться большим количеством информации, а наличие времени между презентациями позволяет задать более глубокие и содержательные вопросы, потому что у людей было время обдумать локальные приложения.На вторую презентацию всегда приходит больше посетителей, чем на первую, поскольку слухи распространяются, и люди приводят с собой других. Хотя на официальную презентацию и обсуждение отводится всего 1,5 часа, BCC часто длятся гораздо дольше, поскольку люди вместе обсуждают варианты и возможности сообщества.

Повышение осведомленности о биоугле и его преимуществах с помощью BCC привело к многочисленным презентациям в дополнительных местах. Но с самими BCC нельзя недооценивать преимущества объединения людей в обстановке решения проблем, предоставления им уникальных потенциальных решений и предоставления экспертных знаний для ответов на сложные вопросы.Первоначальная обратная связь была очень положительной. Хотя посещаемость была ниже, чем хотелось бы, уровень интереса и продолжающееся участие превзошли все ожидания. Поскольку программа продолжается, мониторинг является ключевым; результаты будут представлены по завершении программы и будут включать советы по содержанию презентации, методам доставки, практическому содержанию, эффективной рекламе, дополнительным демонстрациям и будущим мероприятиям и программам, посвященным BCC.

Отчеты о биоугле и программы по работе с общественностью, разработанные в штате Вашингтон, являются примерами полезных инструментов для создания индустрии биоугля во всем мире, которая может пройти некоторое расстояние, чтобы противодействовать ужасным последствиям изменения климата.Авторы приветствуют ваши комментарии и отзывы о нашей работе.

Пожалуйста, загрузите список литературы здесь

(PDF) Современное состояние быстрого пиролиза в странах-членах IEA Bioenergy

[74] Mullen CA, Boateng AA. Характеристика нерастворимых в воде твердых веществ, выделенных

из различных масел для быстрого пиролиза биомассы. Journal of Analytical and Applied

Pyrolysis 2011;90:197–203.

[75] Райт М.М., Даугард Д.Э., Сатрио Дж.А., Браун Р.К. Технико-экономический анализ

быстрого пиролиза биомассы в транспортное топливо.Топливо 2010;89:S11–9.

[76] Ortiz-Toral PJ, Satrio J, Brown RC, Shanks BH. Паровая конверсия бионефти фракций

: влияние состава и стабильности. Energy & Fuels 2011;25:

3289–97.

[77] DeSisto WJ, Hill N, Beis SH, Mukkamala S, Joseph J, Baker C, et al. Быстрый

пиролиз сосновых опилок в реакторе с кипящим слоем. Энергетика и топливо

2010; 24:2642–51.

[78] Joseph J, Baker C, Mukkamala S, Beis SH, Wheeler MC, DeSisto WJ, et al.

Химические сдвиги и время жизни для анализа ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

биотоплива. Энергия и топливо 2010; 24:5153–62.

[79] Garcia-Perez M, Wang XS, Shen J, Rhodes MJ, Tian FJ, Lee WJ, et al. Быстрый

пиролиз древесной биомассы масличной маллеи: влияние температуры на выход

и качество продуктов пиролиза. Промышленная и инженерная химия

Research 2008;47:1846–54.

[80] Гарсия-Перес М., Ван С., Шен Дж., Родс М., Ли В.Дж., Ли Ч.З.Влияние температуры

на образование олигомеров лигнина во время быстрого

пиролиза древесной биомассы малли. Энергия и топливо 2008; 22:2022–32.

[81] Mourant D, Wang ZH, He M, Wang XS, Garcia-Perez M, Ling KC, et al.

Быстрый пиролиз древесины малли: влияние щелочных и щелочноземельных металлов

на выход и состав бионефти. Топливо 2011;90:

2915–22.

[82] Li X, Gunawan R, Lievens C, Wang Y, Mourant D, Wang S, et al.Одновременная

каталитическая этерификация карбоновых кислот и ацетализация альдегидов в быстром

пиролизном биомасле из биомассы малли. Топливо 2011;90:2530–7.

[83] Lian JN, Chen SL, Zhou SA, Wang ZH, O’Fallon J, Li CZ, et al. Разделение,

гидролиз и ферментация пиролитических сахаров с получением этанола и

липидов. Технология биоресурсов 2010;101:9688–99.

[84] Гарсия-Перес М., Шен Дж., Ван Х.С., Ли Ч.З. Производство и топливные свойства смесей масла быстрого пиролиза

/биодизельного топлива.Технология переработки топлива 2010; 91:

296–305.

[85] Westerhof RJM, Brilman DWF, Garcia-Perez M, Wang Z, Oudenhoven SRG,

van Swaaij WPM, et al. Фракционная конденсация паров пиролиза биомассы

. Энергия и топливо 2011; 25:1817–29.

[86] Johnson RL, Liaw SS, Garcia-Perez M, Ha S, Lin SSY, McDonald AG, et al.

Пиролизная газовая хроматография масс-спектрометрические исследования для оценки высокотемпературной предварительной обработки водой

как способа модификации состава

биомасла, полученного при быстром пиролизе пшеничной соломы.Energy & Fuels 2009;23:

6242–52.

[87] Lei HW, Ren SJ, Wang L, Bu Q, Julson J, Holladay J, et al. Микроволновая печь

Пиролиз барды сухой с растворимыми веществами (DDG) для производства биотоплива

. Технология биоресурсов 2011;102:6208–13.

[88] Bu Q, Lei HW, Ren SJ, Wang L, Holladay J, Zhang Q, et al. Фенол и

фенолы из лигноцеллюлозной биомассы каталитическим микроволновым пиролизом.

Технология биоресурсов 2011;102:7004–7.

[89] Lei HW, Ren SJ, Julson J. Влияние температуры и времени реакции,

размера частиц кукурузной соломы на микроволновый пиролиз. Энергетика и топливо

2009; 23:3254–61.

[90] Wan YQ, Chen P, Zhang B, Yang CY, Liu YH, Lin XY и др. Микроволновый

вспомогательный пиролиз биомассы: катализаторы для повышения селективности продукта.

Журнал аналитического и прикладного пиролиза 2009; 86: 161–7.

[91] Du ZY, Li YC, Wang XQ, Wan YQ, Chen Q, Wang CG, et al.Микроволновая печь-

способствует пиролизу микроводорослей для производства биотоплива. Биоресурсные технологии

2011;102:4890–6.

[92] Ingram L, Mohan D, Bricka M, Steele P, Strobel D, Crocker D, et al. Пиролиз

древесины и коры в шнековом реакторе: физические свойства и химический

анализ полученных биомасел. Энергия и топливо 2008; 22: 614–25.

[93] Hassan EBM, Steele PH, Ingram L. Характеристика биомасел быстрого пиролиза

, полученных из предварительно обработанной древесины сосны.Прикладная биохимия и биотехнология

2009;154:182–92.

[94] Бхаттачарья П., Стил П. Х., Хассан Э. Б. М., Митчелл Б., Инграм Л., Питтман CU.

Копиролиз древесины/пластика в шнековом реакторе: химический и физический

анализ продуктов. Топливо 2009; 88: 1251–60.

[95] Tripathi MM, Hassan EM, Yueh FY, Singh JP, Steele PH. Изучение влияния ультрафиолетового облучения

на бионефть методом лазерно-индуцированной флуоресцентной спектроскопии.

Энергетика и топливо 2010;24:6187–92.

[96] Нольте МВт, Либераторе МВт. Вязкость масел для пиролиза биомассы из различных

видов сырья. Энергия и топливо 2010; 24:6601–8.

[97] Holmgren J, Marinangeli R, Nair P, Elliott DC, Bain R. Рассмотрите возможность модернизации пиролизных масел

в возобновляемое топливо. Hydrocarbon Processing 2008;87 95-6,

8, 100, 3.

[98] Marker TL, Felix LG, Linck MB, Roberts MJ. Интегрированный гидропиролиз и гидроконверсия

(ih3) для прямого производства бензина и дизельного топлива

или смешивания компонентов из биомассы, часть 1: проверка работоспособности.

Экологический прогресс и устойчивая энергетика 2012;31:191–9.

[99]/www.fpac.ca/index.php/en/bio-pathways/S (дата обращения: 20 августа 2012 г.).

[100] /cfs.nrcan.gc.ca/pages/232?lang=en_CAS, (по состоянию на 20 августа 2012 г.).

[101] /www.cribe.ca/projects/content/projects/article/domtarS, (дата обращения: 20

, август 2012 г.).

[102] Berruti F, Briens C, Ferrante L. Мобильная технология пиролиза

для преобразования биомассы в бионефть.Восьмой всемирный конгресс химической инженерии

и 24-й межамериканский конгресс химической инженерии

2009.

[103] /www.ensyn.com/S, (дата обращения: 20 августа 2012 г.).

[104] /www.envergenttech.com/S, (по состоянию на 20 августа 2012 г.).

[105] /www.astm.org/Standards/D7544.htmS (дата обращения: 20 августа 2012 г.).

[106] Скотт Д.С., Пискорз Дж. Непрерывный мгновенный пиролиз древесины для производства

жидкого топлива. Энергетические отходы биомассы 1983;7:1123–46.

[107] Brown RC, Radlein D, Piskorz J. Процессы предварительной обработки для увеличения выхода пиролитического

левоглюкозана из травянистого сырья. В: Bozell JJ, редактор.

Химикаты и материалы из возобновляемых ресурсов. Вашингтон, округ Колумбия, 2001.

с. 123–132.

[108] Пискорц Дж., Майерски П., Радлейн Д., Скотт Д.С., Бриджуотер А.В. Быстрый пиролиз

сахарного сорго и жома сахарного сорго. Journal of Analytical and

Applied Pyrolysis 1998; 46:15–29.

[109] Пискорц Дж., Майерски П., Рэдлейн Д., Владарс-Усас А., Скотт Д.С. Флэш-пиролиз целлюлозы

для получения ангидроолигомеров. Journal of Analytical and

Applied Pyrolysis 2000; 56:145–66.

[110] Preto F, Gogolek PEG, JKL W Испытания и разработка форсунок для сжигания биотоплива

. Наука в области термической и химической конверсии биомассы. Виктория,

Канада, сентябрь 2004 г.

[111] Прето Ф. Масла для пиролиза биомассы: топливо будущего? Oil Heat 2005 Галифакс:

Канада: Oil Heat Association; 2005 май.

[112] Прето Ф., Чжан Ф., Хоган Э. Использование пиролизного масла из биомассы путем совместного сжигания с природным газом

в сушильных камерах для пиломатериалов. Четырнадцатая европейская конференция и выставка

по биомассе для энергетики, промышленности и защиты климата. Par-

is October 2005.

[113] Preto F, Coyle I, Wong JKL, Zhang F. Сжигание пиролизных «биомасел» в туннельной печи

. Биоэнергетика—II: топливо и химикаты из возобновляемых

ресурсов. Рио-де-Жанейро, Бразилия, март 2009 г.

[114] Schnitzer MI, Monreal CM, Facey GA, Fransham PB. Преобразование куриного помета

в бионефть путем быстрого пиролиза i. Анализ куриного помета, биомасел

и полукокса с помощью спектрофотометрии ЯМР с-13 и Н-1 и Фурье-спектрофотометрии. Журнал

Наука об окружающей среде и здоровье, Часть B Пестициды 2007; 42:71–7.

[115] Schnitzer MI, Monreal CM, Jandl G, Leinweber P, Fransham PB.

Преобразование куриного помета в бионефть путем быстрого пиролиза ii. Анализ

куриного помета, биомасел и полукокса с помощью пиролизной газовой хромато-

точки Кюри/масс-спектрометрии (cp py-gc/ms).Journal of Environmental Science

and Health, Part B Pesticides 2007; 42:79–95.

[116] Preto F, Hogan E Подход к биопереработке на основе пиролиза. Четырнадцать европейских конференций и выставок

по биомассе для энергетики, промышленности и защиты климата

. Paris October 2005.

[117] Sobhy A, Chaoki J. Микроволновая биопереработка. Химическое машиностроение

Transactions 2010;19:25–9.

[118] Цанетакис Т., Ашгриз Н., Джеймс Д.Ф., Томсон М.Дж.Свойства жидкого топлива фракции бионефти

, полученной из лиственной древесины. Энергия и топливо 2008; 22:2725–33.

[119] Цанетакис Т., Фарра Н., Молоди С., Ламонт В., МакГрат А., Томсон М.Дж. Распыление

характеристики горения и газообразные выбросы древесины, полученной быстрым

пиролизным раствором жидкой этанольной смеси в пилотной стабилизированной вихревой горелке. Energy &

Fuels 2010;24:5331–48.

[120] Цанетакис Т., Молоди С., Фарра Н., Нгуен Б., Томсон М.Дж. Горение распылением

и выбросы твердых частиц смеси жидкости для быстрого пиролиза древесины и этанола

в пилотной стабилизированной вихревой горелке.Energy & Fuels 2011;25:

1405–22.

[121] Khan U, Tzanetakis T, Thomson MJ, Kim S. Исследование эффективности и выбросов

бытовой микрокогенерационной системы, основанной на модифицированном двигателе Стирлинга

и работающей на смеси жидкого этанола быстрого пиролиза, полученного из древесины. . Горение-

Техническое совещание весенней секции канадского института. Торонто, Канада

2012.

[122] /www.icfar.ca/S, (по состоянию на 20 августа 2012 г.).

[123] Karimi E, Briens C, Berruti F, Moloodi S, Tzanetakis T, Thomson MJ, et al.Красная грязь

как катализатор для облагораживания конопляного пиролизного бионефти. Energy

& Fuels 2010; 24:6586–600.

[124] Berruti FM, Ferrante L, Briens CL, Berruti F. Пиролиз когезивного мяса и

костной муки в барботажном псевдоожиженном слое с прерывистым устройством подачи твердой порции.

Журнал аналитического и прикладного пиролиза 2012; 94: 153–62.

[125] Palmisano P, Berruti F, Briens C Влияние биоугля на выход продукта и качество

при пиролизе биомассы в реакторе с барботирующим псевдоожиженным слоем.В:

19-й международный симпозиум по аналитическому и прикладному пиролизу. Linz,

Austria May 2012.

[126] /www.Sdtc.Ca/uploads/documents/en/2004_ar_supplimental.PdfS,

(по состоянию на 20 августа 2012 г.).

[127] /www.hydro.mb.caS, (дата обращения: 20 августа 2012 г.).

[128] Roy C. Личное сообщение. 2012 г.

[129] Wagenaar BM, Venderbosch RH, Carrasco J, Strenziok R, Aa BJvd Вращающийся конус

Производство и применение биомасла.В: Бриджуотер А.В., редактор. Прогресс

в области термохимической конверсии биомассы. Оксфорд: Наука Блэквелла; 2001.

с. 1268–80.

[130] Hansen U, Strenziok R, Wagenaar BM, Meier D. Энергетическая утилизация

загрязненных древесных отходов флэш-пиролиза. Dgmk tagungsberichte. Ham-

burg: Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft fuer Erdoel, Erdgas и

Kohle; 2002 с. 341–347.

[131] Hansen U, Strenziok R, Wendig D, Kautz M. Биогенное топливо в малой газовой

турбине.VDI-Ber 2003;1746:119–34.

[132] Faix O, Fortmann L, Bremer J, Meier D. Продукты термического разложения древесины

. Коллекция масс-спектров электронного удара (ЭУ) производных полисахаридов-

. Holz als Roh- und Werkstoff 1991; 49: 299–304.

[133] Faix O, Meier D, Fortmann I. Продукты термического разложения древесины. Газ

Хроматографическое разделение и масс-спектрометрическая характеристика

D. Meier et al. / Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 20 (2013) 619–641640

Основы биоэнергетики | Министерство энергетики

Технологии биоэнергетики преобразуют возобновляемое топливо из биомассы в тепло и электроэнергию с использованием процессов, аналогичных тем, которые используются с ископаемым топливом.Существует три способа высвобождения энергии, хранящейся в биомассе, для производства биоэнергии: сжигание, бактериальный распад и преобразование в газообразное/жидкое топливо.

Сжигание

Большая часть электроэнергии, вырабатываемой из биомассы, производится путем прямого сжигания. Биомасса сжигается в котле для производства пара высокого давления. Этот пар проходит через ряд лопаток турбины, заставляя их вращаться. Вращение турбины приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию. Биомасса также может служить заменой части угля в существующей печи электростанции в процессе, называемом совместным сжиганием (одновременное сжигание двух разных типов материалов).

Бактериальное разложение (анаэробное сбраживание)

Органические отходы, такие как навоз животных или человеческие нечистоты, собираются в бескислородных резервуарах, называемых метантенками. Здесь материал разлагается анаэробными бактериями, производящими метан и другие побочные продукты, с образованием возобновляемого природного газа, который затем можно очистить и использовать для производства электроэнергии.

Преобразование в газообразное или жидкое топливо

Биомасса может быть преобразована в газообразное или жидкое топливо посредством газификации и пиролиза.Газификация — это процесс, при котором твердый материал биомассы подвергается воздействию высоких температур с очень небольшим содержанием кислорода для получения синтез-газа (или синтез-газа) — смеси, состоящей в основном из монооксида углерода и водорода. Затем газ можно сжигать в обычном котле для производства электроэнергии. Его также можно использовать для замены природного газа в газовой турбине с комбинированным циклом.

В процессе пиролиза используется процесс, аналогичный газификации, но в других рабочих условиях. В этом сценарии биомасса нагревается при более низком диапазоне температур, но при полном отсутствии кислорода для получения неочищенной бионефти.Эта бионефть затем заменяет мазут или дизельное топливо в печах, турбинах и двигателях для производства электроэнергии.

Процессы сжигания и выбросы в окружающую среду

Соотношение воздуха и ткани

для хороших характеристик также зависит от типа ткани и ее переплетения. Метод, интенсивность, продолжительность и частота циклов очистки мешков важны для поддержания механической целостности мешков и хорошего формирования осадка. Для хорошей работы тканых и войлочных мешков требуется хорошее образование лепешки (измеряемое по перепаду давления в рукавном фильтре); это менее критично для мешков с ламинированной мембраной, которые могут работать, используя только поверхностную фильтрацию.

В правильно спроектированных и эксплуатируемых системах тканевых фильтров поддержание целостности мешков является решающим фактором, определяющим повседневную работу. Целостность мешков можно контролировать с помощью перепада давления, визуальной проверки непрозрачности стопки, непрерывных онлайн-мониторов непрозрачности стопки или других методов непрерывного мониторинга, в которых используются оптические или трибоэлектрические датчики.

Во время остановов целостность мешка можно проверить путем визуального осмотра камеры чистого газа на наличие локального скопления пыли.Более чувствительные методы включают использование флуоресцентного субмикрометрического порошка и исследование пленума в черном свете.

Сухие электрофильтры

сегодня широко используются на муниципальных предприятиях по сжиганию твердых отходов, а также в цементных печах и угольных котлах, сжигающих опасные отходы. Мокрые ЭСП менее широко используются и в основном используются для сжигания опасных отходов. Сухие ЭЦН работают при температуре выше точки росы газа. Мокрые ЭЦН изготавливаются из материалов, устойчивых к кислотной коррозии и работающих в условиях насыщенного газа.

Сухие ЭСП менее эффективны, чем тканевые фильтры, для улавливания частиц субмикрометрового размера (0,1–1,0 мкм), но, тем не менее, являются очень эффективными устройствами для улавливания. Их производительность зависит от множества конструктивных характеристик и условий эксплуатации, включая количество используемых электрических полей, заряженную электродную проволоку (или стержень) и геометрию заземленной собирающей пластины (или цилиндра), удельную площадь сбора (отношение площади поверхности сбора к площади газа). скорость потока), конструкция электрода, рабочее напряжение и ток, частота искр, метод очистки коллектора (для ограничения накопления или повторного уноса пыли), колебания расхода и температуры газа, колебания содержания твердых частиц, распределение частиц по размерам и количество частиц. удельное сопротивление (менее важно для мокрых ЭЦН).Мокрые ESP обладают превосходными возможностями улавливания субмикронных частиц, потому что они не страдают от повторного уноса со стуком и проблем с задним коронным слоем слоя пыли, связанных с сухими ESP.

В правильно спроектированной установке важными показателями контроля и управления технологическим процессом являются температура газа на входе (только для сухих электрофильтров), скорость потока газа, электрические условия (напряжение, ток и частота искр), интенсивность и частота очистки, а также количество золы в бункере. уровень (только сухие ESP).

Мокрые инерционно-импульсные скрубберы, прежде всего скрубберы Вентури, исторически были предпочтительной технологией контроля твердых частиц для установок по сжиганию большинства опасных отходов и медицинских отходов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.