Trumpai apie pirolizės degimą
Pirolizės procesas yra lėtas anglies kuro skaidymas, kuris vyksta esant aukštai temperatūrai ir deguonies trūkumui. Degant dujos arba skystas kuras gaunamas išėjimo angoje, atsižvelgiant į žaliavą ir cheminės reakcijos sąlygas.
Pirolizės šildymo katilai gamina ir degina tiksliai dujas, todėl atsirado antrasis pavadinimas - dujas generuojančios arba dujinančios. Pradinės žaliavos - sausos malkos, anglis, kuro briketai.
Dujų generatoriaus gamyklos, gaminančios kurą vidaus degimo varikliui, schema
Nuoroda. Pirolizės deginimui naudojamas įvairus kietasis kuras, kuriame yra angliavandenilių junginių. Pavyzdys yra skystojo kuro gamyba iš senų automobilių padangų arba atliekų deginimas pramoninėse dujomis kūrenamose krosnyse.
Kaip vyksta medienos pirolizė:
- Tam tikras tūris susmulkintos medienos ar pjuvenų kraunamas į uždarą baką (reaktorių).
- Metalinis indas iš išorės pašildomas iki 500 ... 900 ° C, oras per tuyeres (pūtimo angas) tiekiamas ribotai.
- Mediena dega ir skyla į savo sudedamąsias dalis - vandenilį, metaną, anglies monoksidą, vandens garus, anglies dioksidą. Reakcijos pabaigoje dugne lieka šiek tiek pelenų.
- Gautas dujų mišinys atvėsinamas, išvalomas ir tada pumpuojamas į cilindrus tolesniam naudojimui.
Prieš pakraunant į dujų generatorių, mediena džiovinama. Priešingu atveju šildymo energija bus išleista vandens garavimui, pirolizės reakcija labai sulėtės ir prie išėjimo gausime krūvą vandens garų.
Atkreipkite dėmesį, kad bet koks kietojo kuro deginimo procesas lydi medienos dujas net gaisro metu (žr. Nuotrauką). Pirolizė išsamiau aprašyta kitame mūsų leidinyje.
Ilgai degantys kietojo kuro pirolizės dujiniai katilai
Tokių katilų veikimas pagrįstas kuro dujinimu. Tokio katilo krosnis horizontaliai padalinta į 2 puses. Viršutinė pusė, kuri taip pat yra kuro pakrovimo kamera, mediena nedega, bet smilksta. Patyrus aukštų temperatūrų poveikį, malkos išskiria įvairias degias medžiagas, kurios tampa pagrindiniu katilo kuru, degančiu antroje žemiau esančioje kameroje.
Aprašytas katilų veikimo principas žymiai padidina tokių pavyzdžių efektyvumą, šiuo atveju galime kalbėti apie 85 ar net 90%. Taip pat žymiai pailgėja kuro degimo laikas, kuris siekia iki 12 valandų. Faktas yra tas, kad nagrinėjamuose katiluose tiesioginio kuro degimo procesas vyksta tik apatinėje kameroje.
Viršutinėje, pakrovimo kameroje, malkos tik dega, skleidžiant degias medžiagas. Po to degios medžiagos sumaišomos su oru ir per specialų antgalį siunčiamos į antrą, apatinę kamerą, kur jos tampa pagrindiniu tokio katilo kuru. Deginant oro ir dujų, išsiskiriančių iš malkų, mišinį, galima pasiekti pakankamai aukštą temperatūrą, todėl apatinė kamera, kurioje vyksta degimo procesas, yra padengta specialia karščiui atspari apdaila.
Nagrinėjamuose katiluose esantys degalai beveik visiškai išdega, o tai taip pat leidžia kalbėti apie katilo efektyvumą. Be to, dėl savo techninių savybių katilas darbo metu nesudaro suodžių ir pelenų. Norint, kad pirolizės katilas pilnai atliktų savo funkcijas, būtina pilnai pumpuoti orą į prietaisą.
Aptariami katilai yra sudėtinga ir brangi įranga. Daugeliu atvejų tokių katilų konstrukcija apima:
- Dūmų šalintuvai;
- Elektroniniai prietaisai katilo darbo procesui valdyti ir efektyviam jo valdymui.
Svarbi tinkamo pirolizės katilo veikimo sąlyga yra kuro drėgmės lygis. Medienos, kuri bus dedama į tokį katilą, drėgmė neturėtų viršyti 25%. Praktika rodo, kad malkos, laikomos medienoje, gali pasigirti tokiu drėgmės kiekiu tik praėjus 24 mėnesiams nuo sandėliavimo pradžios. Katilas taip pat yra išrankus kuro dydžiui: ruošiamų malkų storis tokiame katile turi būti ne mažesnis kaip 100 milimetrų. Minimali katilo galia, kurią galima laikyti valdoma, yra 50%, tais atvejais, kai katilo galia nukrenta žemiau nurodytos vertės, prietaiso veikimas tampa nestabilus. Tai rodo, kad katilas yra gerai pritaikytas darbui šaltuoju metų laiku, tačiau jis visiškai netinka efektyviam darbui ne sezono metu.
Tokių gamintojų kaip „VERNER“ ir „ATMOS“ pirolizės katilai gali pasigirti puikiais naudotojų atsiliepimais, kurie šią techniką ištyrė ir išbandė praktinio naudojimo procese.
Veiklos taisyklės
Norint gerai perduoti šilumą iš dujų generatoriaus šildytuvo su minimaliomis degalų sąnaudomis, gamintojai rekomenduoja laikytis šių taisyklių:
- naudokite tik sausą medieną, leistinas drėgnumas 12 ... 20%;
- montuojant ir vamzdynus montuojant katilą, norint išlaikyti grįžtamąją temperatūrą 65 ° C, būtina naudoti trijų krypčių maišymo vožtuvą arba kompleksinį „Laddomat-21“ įtaisą;
- šildymo agento darbinė temperatūra tiekiant - 80 ... 90 ° C;
- šilumos generatorius turi veikti maksimaliai artima galia; ilgą laiką įrenginio neįmanoma eksploatuoti esant žemam produktyvumui (mažiau nei 50%);
- labai patartina skęsti dideliais rąstais, bet ne apvaliais rąstais;
- kartu su pirolizės katilais primygtinai rekomenduojama naudoti buferinį rezervuarą, kuriame kaupsis šilumos energijos perteklius;
- minimalaus šilumos akumuliatoriaus tūrio reikalavimas yra 25 litrai už kiekvieną kilovatą šildytuvo galios.
Paaiškinimas. Jei šaltas aušinimo skystis, kurio temperatūra yra žemesnė nei 65 laipsnių, patenka į katilo baką, tada kuro dujinimo procese pirminėje kameroje susidarys kondensatas ir degutas. Daugiau apie teisingą vamzdyną skaitykite atskirame TT katilų prijungimo vadove.
Šildymo agento tiekimas į katilą turi būti reguliuojamas trijų krypčių vožtuvu. Po buferinio rezervuaro yra sumontuotas kitas maišymo įrenginys, kuris sumažina vandens temperatūrą
Buferinis bakas naudojamas dėl efektyvaus katilo darbo režimo - intensyvaus degimo, išėjimo temperatūra 80 ... 90 laipsnių Būtent tokiomis sąlygomis pasiekiamas aukštas 86–87% efektyvumas. Šilumos generatoriaus per orą „užgniaužti“ neįmanoma, degimo efektyvumas sumažės iki 40–50%, kaip naminėje viryklėje-krosnyje.
Ilgai degančio kietojo kuro katilo veikimo principas.
Paprastai šie kietojo kuro katilai veikia „viršutinio degimo“ principu. Kaip veikia ilgai degantis katilas? Prieš deguonį patekus tiesiai į krosnį, kur vyksta degimas, jis pašildomas. Jis kaitinamas, kad galiausiai sumažėtų degimo atliekų: suodžių, pelenų kiekis. Deguonis tiekiamas ne iš apačios į viršų, o iš viršaus į apačią. Taigi dega tik viršutinis kieto kuro, sandėliuoto krosnyje, sluoksnis. Dėl to, kad oras patenka iš viršaus, jis neprasiskverbia žemyn ir degimo procesas ten neįmanomas. Dega tik viršutinis degalų sluoksnis. Kai viršutinis sluoksnis išdegs, maitinimas į apatinį sluoksnį yra įjungtas. Taigi palaipsniui, degimui progresuojant, oras tiekiamas vis žemiau. Dėl šio požiūrio viršutinis degalų sluoksnis visada dega, o žemiau esantis lieka nepakitęs, kol ateis eilė.Tai leidžia labai ekonomiškai sunaudoti degalus ir valdyti degimo procesą. Naudojant šią technologiją kietasis kuras dega labai ilgai.
Tokie katilai yra ne tik ekonomiški, bet ir ekologiški. Žinoma, su sąlyga, kad naudojamos ugniai atsparios statybinės medžiagos, kurios ne tik užtikrins maksimalų katilo efektyvumą, izoliacinę šilumą, bet ir apsaugos nuo galimų gaisrų.
Iš šio vaizdo įrašo galite aiškiai suprasti, kaip veikia pirolizės katilas:
Tikroji pirolizės šildytuvų nauda
Išvardinkime pardavėjų deklaruojamų dujofikacinių katilų pranašumus, tada išravėsime atviras istorijas:
- pirolizės šilumos šaltiniai yra visaverčiai dujų generatoriai, skleidžiantys degias sintezės dujas;
- agregatai yra labai ekonomiški ir ekologiški dėl didelio efektyvumo;
- katilai visiškai degina anglis ir malkas, praktiškai be likučių;
- degimo laikas - daugiau nei 10 valandų (kukliausias skaičius yra 8 valandos).
Pastaba. Reklamuotojai ir ne per daug sąžiningi gamintojai visada lygina dujų generavimo įrenginius su įprastais tiesioginio degimo katilais, „pamiršdami“ apie vienodai efektyvius granulių šildytuvus. Bet ir šis palyginimas nėra labai laimi.
Pirmasis teiginys yra per drąsus. Prisiminkime: intensyvi pirolizė prasideda nuo stipraus kaitinimo ir deguonies trūkumo, bet kas vyksta katile? Ventiliatorius per daug pučia orą į pakurą, nėra rūkymo. Sintezės dujos, žinoma, išsiskiria, tačiau deginamos ir tiesiogiai.
Kairėje pusėje yra liepsnos degiklis po degiklio skyriuje veikiant katilui, dešinėje - ugnies vamzdžio šilumokaitis (vaizdas iš viršaus)
Pažvelkime į likusius pranašumus:
- Teiginys apie ekonomiškumą ir ekologiškumą nėra pasaka. Dėl tinkamo efektyvumo katilas geriau pasisavina kuro energiją ir į atmosferą išskiria daug mažiau toksiškų junginių - azoto oksido ir anglies monoksido. 1 sąlyga: visapusiškai laikomasi malkų darbo režimo ir drėgmės rekomendacijų.
- Visiškesnio degimo priežastys yra sausa mediena ir priverstinis oro įpurškimas. Jei į tradicinį turbokompresorinį katilą įdėsite pjuvenų briketus ar sausą akaciją, pelenų likučiai taip pat bus lygūs nuliui. Daug lengvų pelenų ventiliatorius paprasčiausiai išpučia į kaminą. Tai reiškia, kad šis faktas nėra pranašumas.
- Degimo trukmė priklauso nuo 2 veiksnių: degalų skyriaus efektyvumo ir talpos. Kalbant apie efektyvumą, kietojo kuro katilai pirolizės katilams pralaimi 10%, tai yra nedidelis veikimo trukmės padidėjimas. Pagrindinis veiksnys yra degimo kameros tūris, jei jis pasiekia 80 ir daugiau litrų, malkos išdegs per 6-8 valandas.
Nuoroda. Čekijos gamintojas „Atmos“ apibūdina savo šilumos generatorių pranašumus (pažodžiui): didelis kuro bunkeris - ilgas degimo laikas. Taigi išvada: teiginys apie darbo trukmę yra teisingas, skiriasi tik priežastis - krosnies talpa, o ne medienos dujų gamybos faktas.
Taip pat daug pasakėčių pasakojama apie ekonominį rūkymo būdą, kurio tiesiog nėra pirolizės įrenginiuose. Tai parašyta naudojimo instrukcijoje „Atmos DC15E“ - sumažėjus liepsnos intensyvumui, sumažėja efektyvumas ir padidėja degalų sąnaudos.
Naujausias pirolizės tipo šilumos generatorius „Atmos“ parodoje „Aquatherm-2019“
Kelios pirolizės katilo įtaiso schemos
Prieš pradėdami gaminti dujinį katilą savo rankomis, turite susipažinti su galimomis jo prietaiso galimybėmis. Tokie agregatai gali turėti kitokį dizaino sprendimą. Tačiau praktiškai jų veikimo principas yra tas pats: jie visi turi dvi kuro degimo kameras. Pirmasis iš jų, kaip taisyklė, naudojamas kurui pakrauti ir jo pirolizės degimui, o antrasis - deginant degančias dujas, išsiskiriančias pirolizės metu.Priklausomai nuo katilo konstrukcijos, jie gali būti skirtingų formų, dydžių ir užimti skirtingas pozicijas vienas kito atžvilgiu.
Be to, skirtingi pirolizės katilų modeliai gali skirtis tiekiant pirminį ir antrinį orą: jis gali būti natūralus arba priverstinis, naudojant ventiliatorių. Toliau atsižvelgiama į dažniausiai pasitaikančias tokių katilų įtaisų schemas, kurias galima naudoti statant juos savo rankomis.
Pirolizės katilai su natūraliu oro tiekimu
1 variantas.
Kuro pakrovimo ir pirolizės degimo kamera yra žemiau, o virš jos - pirolizės dujų degiklis (1 pav.). Pirminio ir antrinio oro tiekimas pagal tokią schemą atliekamas iš apačios, per pūstuvo dureles, kurios grandine sujungtos su jutiklio reguliatoriumi, įmontuotu į katilo „vandens apvalkalą“. Pirminis oras tiekiamas per pūstuvo kamerą ir groteles tokiu kiekiu, kad būtų užtikrintas lėtas kietojo kuro degimas, išsiskiriant degiosioms dujoms, kurios natūralios traukos pagalba tiekiamos į viršutinę kamerą. Antrinis oras yra pašildomas apatinėje ir tiekiamas į viršutinę kamerą vamzdeliais su kalibruotomis skylėmis, užtikrinant dujų degimo procesą.
1 pav. Pirolizės katilo su natūraliu oro tiekimu ir viršutine po degiklio vieta schema
2 variantas.
Ši schema (2 pav.) Nurodo kuro pakrovimo ir pirolizės degimo kameros vietą viršuje, o dujų degimo kamerą apačioje. Uždegus tokį katilą, viršutinėje dalyje atsidaro droselio vožtuvas ir kuras pradeda degti kaip įprastame kietojo kuro katile, o išmetamosios dujos išsiskiria tiesiai į kaminą. Užsidegus kurui, sklendė užsidaro ir katilas pradeda veikti dujų generavimo režimu: pirolizės dujos patenka į apatinę kamerą ir ten dega, išskirdamos šiluminę energiją ir šildydamos aušinimo skystį savo šilumokaityje („vandens striukė“).
2 pav. Pirolizės katilo su viršutine pakrovimo kamera ir pirolizės degimo schema
3 variantas.
Ši pirolizės katilo schema skiriasi nuo ankstesnės tuo, kad pakrovimo durys yra ne šone, o viršuje. Be to, šilumokaitis papildomas vamzdeliais, leidžiančiais padidinti kontaktinį plotą karštomis dujomis ir padidinti šilumos perdavimo efektyvumą. Viršutinė pakrovimo durų vieta palengvina degalų pakrovimo procesą. Be to, jei pageidaujama, tokią kamerą galima išplėsti į viršų, tokiu būdu padidinant tuo pačiu metu pakrauto kuro tūrį, taigi ir katilo veikimo trukmę.
Pav. 3 Pirolizės katilo su pakrovimo durelėmis viršuje schema
4 variantas.
Ši schema (4 pav.) Skiriasi nuo kitų tiek šilumokaičio vietoje (viršutinėje dalyje), tiek pačių degimo kamerų konstrukcijoje. Pakrovimas - pagamintas iš bunkerio su pasvirusiu pagrindu, kuris užtikrina savaiminį kuro srautą, jam degant, į pirminio degimo vietą. Čia naudojamas perdegimo vamzdis, pagamintas iš ugniai atsparios medžiagos, ir yra padavimo bunkerio viduje, virš pirminės degimo kameros. Norint padidinti jame esančią temperatūrą ir sudaryti geresnes sąlygas degiosioms dujoms deginti, ši konstrukcija numato jos sienų šildymą iš išorės dalimi karštų išmetamųjų dujų.
Pav. 4 Šilumokaičio viršuje esančio pirolizės katilo schema
Priverstinio oro pirolizės katilai
1 variantas.
Kameros pakrovimo ir pirminio degimo kamera pagal šią schemą yra apačioje (5 pav.). Jo pagrindas pagamintas iš ugniai atsparios medžiagos (pavyzdžiui, šamotinių plytų) su angomis pirminiam orui tiekti iš sprogimo kameros, esančių šalia galinės katilo sienos.Antrinio oro tiekimas medienos dujoms deginti atliekamas naudojant ventiliatorių, įmontuotą ant katilo priekinės sienos, virš pakrovimo durų.
Pav. 5 Pirolizės katilas su viršutine degimo kamera ir priverstiniu antrinio oro tiekimu
2 variantas.
Ši schema (6 pav.) Skiriasi tuo, kad tiek pirminis, tiek antrinis oro tiekimas atliekamas naudojant ventiliatorių, esantį ant katilo priekinės sienos arba ant kamino (dūmų šalintuvas). Tokia schema leidžia efektyviau reguliuoti įrenginio veikimą, tačiau tai priklauso nuo elektros energijos prieinamumo. Be to, pateiktoje schemoje kamerų sutapimas yra pagamintas iš ugniai atsparios medžiagos, kurioje yra kanalai antriniam orui tiekti, o antgalis pirolizės dujoms tiekti į apatinę degimo kamerą.
Pav. 6 Dujų generatoriaus katilas su apatine dujų degimo kamera ir priverstiniu pirminio ir antrinio oro tiekimu
Reikšmingi katilų trūkumai
Apsilankę bet kurioje internetinėje šildymo įrenginių parduotuvėje ir paklausę, kiek kainuoja piroliziniai šilumos generatoriai, iškart pamatysite jų pagrindinį trūkumą. Ne pats brangiausias rusiškas katilas „Suvorov M“ K-20 (20 kW) kainuos 1320 kub. Tai yra, o „ATMOS DC 20 GS“, identiškos galios, yra 2950 kub. e. Palyginimui: brangaus tradicinio šildytuvo „Buderus Logano S131-22 H“ kaina yra 1010 USD. e.
Pažymėkime kitus šilumos šaltinių dujinimo trūkumus:
- 2 kameros, plytų arba keramikos pamušalas plius vandens striukė apatinėje kūno dalyje - aukščiau pateikti dizaino sprendimai žymiai padidina agregatų svorį ir matmenis;
- aukšti degalų kokybės reikalavimai;
- šildant privačius namus retai naudojamas aušinimo skystis, kurio temperatūra yra 80 ° C, o tai reiškia, kad jūs negalite išsiversti be brangaus šilumos akumuliatoriaus + vamzdynų elementų;
- keraminės pamušalo dalys netrunka amžinai - purkštukas gali įtrūkti nuo perkaitimo ir jį reikės pakeisti.
Turiu pasakyti, kad pirolizės katilai pritraukia namų meistrus. Bet padaryti tokį įrenginį savo rankomis yra labai sunku, jums reikia patirties ir investicijų perkant medžiagas. Nemokamai pasigaminti šildytuvo nebus galima. Daug lengviau suvirinti įprastą arba kasyklų katilą.
Pastaba. Sprendžiant iš katilų savininkų apžvalgų teminiuose forumuose, vis dar galima naudoti žaliavines malkas. Algoritmas yra toks: įrenginys ištirpinamas ir pašildomas sausais rąstais, tada išmetama drėgna mediena. Bet tokio kuro dalis neturėtų viršyti 30%, kitaip suodžiai ir suodžiai eis. Išklausykime eksperto nuomonės apie vaizdo įrašą:
Išvados ir rekomendacijos pasirinkti
Šioje situacijoje prasminga pasirinkti pirolizinius katilus iš visų esamų katilų:
- esate pasirengęs mokėti už efektyvumą ir aplinkos tausojimą;
- biudžetas leidžia įsigyti reikiamo tūrio šildytuvą ir šilumos akumuliatorių;
- katilinėje yra pakankamai vietos įrangai;
- yra galimybė skinti aukštos kokybės malkas, nusipirkti briketus ar džiovinti ką tik nupjautą medieną.
Šilumos generatoriaus modelis parenkamas atsižvelgiant į galią ir funkcionalumą. Kaip pasirinkti tinkamą malkomis kūrenamą šilumos šaltinį savo namams, perskaitykite mūsų instrukcijas.
Iš pradžių piroliziniai buitiniai katilai yra skirti įrengti akumuliacinę talpą ir naudoti gerą kurą. Tai yra Vakarų Europos praktika, kai kietojo kuro agregatai negali būti eksploatuojami be buferinio bako.
Mūsų pajamos nėra tokios didelės, todėl namų savininkai taupo viską - įrangą, degalus, degimo būdą. Taigi išvada: šiuo metu dujų generatoriai nesuderinami su daugumos namų savininkų poreikiais ir sąnaudomis, nes jų nebus galima tinkamai eksploatuoti.
