Делаем пиролизный котел своими руками – советы и рекомендации

Газогенераторные или пиролизные котлы, стоят в 2-3 раза дороже, чем классические модели отопительного оборудования. Изготовление пиролизного котла своими руками, дает возможность сэкономить на расходах до 60%, по сравнению с приобретением заводской продукции.

Для производства требуется подобрать необходимые материалы, чертежи и выполнить грамотные теплотехнические расчеты.

Ниже находятся пошаговую инструкция изготовления пиролизного котла своими руками, рекомендации относительно подбора необходимых строительных материалов и комплектующих.

Можно ли получить пиролиз самому

Конструкция самодельного пиролизного котла будет эффективной, только при условии, что будут созданы необходимые условия для его работы. Горение топлива внутри топки, должно осуществляться с соблюдением следующих особенностей:

• Пиролиз или газогенерация – это процесс продуцирования и последующего дожига газа, появляющегося при сжигании любого твердого топлива. Котел должен иметь топочную камеру, соединяющуюся каналом с топкой, для дожига газов.
• В процессе горения требуется, чтобы поддерживалась температура свыше 600°С. В самодельных котлах, камеру дожига газов, обычно располагают под топочной камерой. Для уменьшения теплопотерь.
• Подача воздуха и отвод газов, должны точно регулироваться. Пиролиз происходит только при ограниченном объеме кислорода в топке.

Во время горения твердого топлива, сначала происходит окисление поверхности, после чего появляется пламя. Газогенерация или пиролиз, является естественным физическим явлением.

Главная задача при изготовлении котла своими руками, это необходимость добиться максимального продуцирования CO и дожига его в специально отведенной камере.

Какой самодельный пиролизный котел лучший

В точности определить, какой самодельный пиролизный котел лучше, можно, только рассмотрев наиболее распространенные конструкции. Схемы для производства, в основном позаимствованы и являются копией уже существующих, реальных моделей оборудования. Наибольшей популярностью пользуются копии пиролизных котлов Стропува, благодаря простой и одновременно эффективной конструкции.

По своему устройству, все модели, которые изготавливают самостоятельно, внутренним устройством теплообменника и загрузочной камеры, делятся на две группы:

1. К первой группе можно отнести котлы, в которых используется вертикальная конструкция. Внешним видом модели напоминают бочку.
2. Вторая группа, использует горизонтальную загрузку и имеет такой же внешний вид, как и у классических котлов (форма «ящика»).

Вертикальная конструкция

Конструкция котла с вертикальной загрузкой, отличается простотой и эффективностью. Устройство используется в отечественных и зарубежных агрегатах, отличающихся длительной работой от одной закладки топлива. В конструкции присутствуют следующие особенности:

• Отсутствует отдельная топочная камера для дожига газов. Сверху топки устанавливается специальный металлический «блин» с отверстиями, соединенный с телескопической трубой.
  По мере прогорания топлива, кожух опускается. Через отверстия, выполняющие функцию форсунок, проходит и дожигается продуцируемый газ.
• Котлы используют принцип верхнего горения – приток воздуха идет в двух направлениях. Чтобы не допустить прогорания топлива, более чем на 10-15 см. Воздушные массы поступают снизу, через зольную заслонку. Одновременно, приток выполняется через телескопическую трубу, опускающуюся по мере прогорания топлива.
• Теплообменник имеет вертикальную конструкцию, обеспечивающую максимальную теплоотдачу.

Вертикальная конструкция считается максимально простой, поэтому, именно ее выбирают для самостоятельного изготовления котлов пиролизного типа. Одними из первых, устройство использовал латвийский производитель Стропува. Поэтому, схемы моделей данного типа зачастую так и называют.

Горизонтальная конструкция

Горизонтальные пиролизные котлы имеют конструкцию схожую с классическими агрегатами. Разница заключается в присутствии в устройстве отдельной топочной камеры для дожига газов и ломаного канала дымоотведения. В конструкции предусмотрены следующие особенности:

• Модели в основном используют принцип нижнего горения. Подача воздуха осуществляется сразу в трех направлениях. Поток воздушных масс не даёт, чтобы огонь разгорелся по всей топке и принудительно поддерживается внизу уложенного топлива.
  Второй поток воздуха, подается под колосниками и обеспечивает равномерное горение. Третий поток направлен на удаление продуктов сгорания и подачу газа в камеру дожига.
• Камера дожига – располагается непосредственно внизу под колосниками или сверху, в зависимости от выбранной конструкции. Топка обкладывается шамотным кирпичом, для поддержания высокой температуры.

Горизонтальная конструкция требует точных теплотехнических расчетов. Выполнить необходимые работы сможет только грамотный специалист.

Пиролизный котёл из газового баллона

Устройство пиролизного котла из газового баллона, напоминает классическую Стропува. Принцип работы идентичен, более известному латвийскому бренду. Для производства понадобятся следующие материалы:

1. Газовый баллон вместимостью 50 или 100л.
2. Лист металла для изготовления двух кругов – поршня или «блина», а также, двух дверок: загрузочной и топочной.
3. Металлическая полоска шириной 4 см и толщиной не менее 3 мм.
4. Арматура для изготовления колосников.

Сделать самому самодельный пиролизный котел из газового баллона, возможно, даже при минимальных технических навыках и умении работать со сварочным аппаратом. Конструкция требует небольших материальных вложений, на приобретение металлического листа, абразивного круга для болгарки и расходных материалов для сварочных работ.

Тип теплообменника – встроенная рубашка или змеевик

В пиролизных котлах заводского производства, используется два типа теплообменника. Такое же устройство, используется и в самодельном оборудовании. Выбор теплообменника зависит от выбранной схемы сборки и влияет на производительность, и теплотехнические характеристики котла.

Прежде чем начать собирать пиролизный котел своими руками, надо определиться с типом устройства, аккумулирующего тепло:

• Змеевик – нагрев теплоносителя осуществляется по типу проточного нагревателя. Змеевик изготавливают из меди или стали. Выглядит как обычная трубка, скрученная по спирали. Устанавливается сверху котла. Преимущество выбора змеевика для котлов, это простота установки. Недостаток – снижение теплоэффективности, в зависимости от интенсивности горения пламени.
• Водяная рубашка – представляет собой полость, полностью окружающую топку и камеру дожига, заполненную водой. В котлах заводской сборки, теплообменник данного типа, дополнительно окружает дымовой канал, что увеличивает количество аккумулированного тепла.
  Преимущество «водяной рубашки» – более равномерный прогрев теплоносителя и лучшая теплоотдача. Недостаток – сложная конструкция и высокие требования к сборке.

На теплообменник, выполненный в виде водяной рубашки, оказывается сильное термическое давление. Поэтому, к качеству швов предъявляются высокие требования. Лучше, чтобы работы выполнял сварщик, имеющий опыт в проведении данных работ.

Как рассчитать мощность самодельного пиролизного котла

Расчеты производительности котла, выполняют двумя способами. Первый заключается в том, что сначала выбирают модель подходящей мощности, заводской сборки, а после, копируют габариты: объем загрузочной камеры, вместительность теплообменника и т.д. Чертёж практически любого котла, сейчас можно найти бесплатно или купить в интернете.

Второй метод, требует наличия минимальных инженерных навыков. Расчеты проводятся по специальным формулам, в несколько этапов:

• Определяется мощность котла, в зависимости от отапливаемой площади. Для вычислений используют формулу 1 кВт = 10 м².
• Рассчитывается размер топочной камеры – при вычислениях используют следующие значения. Для получения 10 кВт тепла в течение одного часа, потребуется сжечь 3,6 кг дров. Для 10 часов работы, потребуется топка размерами 0,6*0,6*0,5 м (глубина/высота /ширина).
• Для самодельного пиролизного котла нужен вентилятор, с пропускной способностью 98,5 м³ в час.

После проведения всех расчетов и подбора подходящей модели по принципу горения и конструкции, останется только приобрести подходящие расходные материалы.
{banner_downtext}

Выбор марки стали и электродов

Сделать самостоятельно пиролизный котел длительного горения с водяным контуром или рубашкой своими руками, при наличии технических навыков, вполне возможно. Потребуется определить и составить список всех расходных материалов.

Для производства котла потребуется:

• Топочная камера – сталь, толщиной 5 мм. Для производства не рекомендуется применять обычный металл, с низким содержанием углерода. Лучше использовать жаропрочную легированную сталь, с содержанием хрома или молибдена.
  Варят топку с помощью электродов ТМЛ-1У, ТМЛ-3У и ТМЛ-5. Топочную камеру обкладывают шамотным кирпичом, в месте наибольшего нагрева.
• Теплообменник – изготавливают из обычной углеродистой стали, толщиной 3 мм. Через каждые 15-20 см, требуется приварить ребра жесткости, чтобы предотвратить деформацию в процессе нагрева.

При наличии минимальных технических навыков и самостоятельного изготовления пиролизного котла, можно добиться существенной экономии. Затраты на расходные материалы и оплату сварочных работ, составят не более чем 30% от стоимости котла, выпущенного в заводских условиях.

чертежи, схемы и видео сборки отопительной системы

Современный рынок приборов отопления может поразить разнообразием ассортимента даже самого искушённого покупателя. Однако специалисты считают, что к самым эффективным и практичным отопительным котлам можно отнести газогенераторные устройства на твёрдом топливе, обладающие максимальным коэффициентом полезного действия, который достигает практически 100%.

Основным принципиальным отличием твердотопливных пиролизных котлов считается постепенное горение в условиях нехватки кислорода. Результатом сгорания топлива в таких условиях является образование горючего газа, который потом сжигается в дополнительной камере. При этом в качестве топлива используется древесина, брикеты из торфа, обычный уголь и даже бытовые отходы.

Несмотря, на конструктивную сложность устройства пиролизных котлов их сборка возможна даже своими руками при условии наличия, навыков сварщика и соответствующих чертежей и схем отопительного прибора. Но перед началом работ важно понимать, что конструкции котлов подразделяются на агрегаты с нижним и верхним расположением камеры сгорания.

При этом конструкция котла будет зависеть от метода подачи газа во вторичную камеру. Котёл с нижней камерой дожига работает по принудительному принципу подачи газа при помощи вентилятора. В свою очередь, система с камерой расположенной вверху конструкции работает за счёт законов физики, когда тёплый воздух, самостоятельно поднимается вверх.

Пиролизный котел с верхней камерой

Использование дров в стандартных котлах неудобно по той простой причине, что топливо очень быстро сгорает, а большая часть тепловой энергии улетучивается в атмосферу. Поэтому домовладельцу постоянно нужно подкладывать топливо в топку.

В свою очередь, при пиролизе создаются определённые условия, при которых твёрдое топливо горит очень медленно с большим выделением тепловой энергии. Это было достигнуто за счёт сгорания топлива в условиях недостачи кислорода. Результатом такого горения является разложение топлива на уголь и горючие газы. Если не углубляться в сложные процессы, то смысл работы будет заключаться в следующем:

• пиролизное устройство состоит из двух металлических корпусов схожей формы, но различного диаметра соединённых между собой с помощью сварки;
• внешним кожухом служит корпус больших размеров, а топкой меньшая конструкция;
• в полученное между ними пространство заливается вода, которая является основным теплоносителем;
• меньшее изделие тоже разделено на несколько частей за счёт воздушного распределителя — одна часть предназначена для сгорания топлива, а другая для дожига пиролизных газов;
• воздушный распределитель напоминает телескопическую трубу с лопастями на конце, для равномерного распределения газов, выделяющихся, в процессе горения топлива;
• с другой стороны воздушного распределителя в область горения топлива подаётся кислород;
• в процессе прогорания топлива распределительное устройство начинает опускаться, и кислород подаётся на следующий уровень;
• контроль процесса работы пиролизного котла производится в автоматическом режиме за счёт специальных приборов, подключённых, к сети электрического тока.

Для обеспечения максимального эффекта горения важно учитывать температуру воспламенения древесины и степень её влажности, которая, испаряясь, в значительной мере влияет на качество работы пиролизного котла.

Что понадобится для изготовления котла?

Для изготовления конструктивно сложного устройства понадобится наличие широкого набора инструментов, расходных материалов и документации в соответствии со следующим перечнем:

• чертёж или схема пиролизного котла с точным указанием размеров прибора;
• электросварочный аппарат с электродами;
• шлифовальная машинка;
• турбинка с отрезными кругами по металлу.

Из расходных материалов нужно позаботиться о наличии следующих комплектующих:

• толстостенная 3 мм труба 1300 мм длины и 500 мм диаметра;
• полутораметровая труба 450 мм в диметре и стенками 3 мм толщины;
• трубка 1200 мм длиной и 60 мм в диаметре;
• кольца диаметром 500 мм 2 штуки;
• листовой металл или готовая загрузочная дверца и люк для зольника;
• четыре металлические петли и две ручки;
• стальная задвижка;
• швеллер или уголок для крыльчатки и ножек;
• асбестовый материал для утепления дверок, что позволит в значительной мере снизить потери тепловой энергии;
• шнур из асбеста для уплотнения зольниковой и топочной дверок.

Изготовление пиролизных котлов – процесс достаточно сложный и не всегда оправдывает себя. Полученное изделие прекрасно подходит для обогрева подсобных помещений, но в целях безопасности в жилом доме целесообразно использовать заводские обогревательные системы, такие как котёл Холмова.

Изготовление корпуса котла

Для сборки пиролизного котла своими руками рекомендовано использовать стальные материалы толщиной 4 мм. Но с целью экономии для кожуха конструкции можно использовать 3 мм металл.

1. Берётся 2 трубы, диаметр которых должен составить 1500 и 1300 мм соответственно. Меньшая труба вкладывается внутрь более широкого аналога и соединяется с последней при помощи кольца, которое также изготавливается своими руками из обрезка уголка 2,5х2,5 см.
2. Из стали вырезается круг диаметром 450 мм и приваривается на дно внутреннего патрубка. В итоге получается бочонок, наваренный на водонагревательный контур, по ширине составляющий 25 мм.
3. С нижнего конца бочонка прорезается отверстие прямоугольной формы 150 мм по ширине и 80 мм по высоте. Полученное отверстие будет являться дверцей зольника. Далее, вваривается зольниковый люк и монтируется дверца, которая оснащается петлями и металлической задвижкой.
4. Вверху водяной рубахи прорезается отверстие прямоугольной формы, в которое в дальнейшем будет загружаться топливо. Вваривается загрузочный лючок, оборудуется дверца, которая также оснащается металлическими петлями и задвижкой. Лучше использовать двойную дверцу в пустую полость, которой вложить прокладку из асбестового материала. Это в значительной мере снижает тепловые потери.
5. Также сверху пиролизного котла приваривают выпускной патрубок, предназначенный для вывода отработанных газов в трубу дымохода.
6. В верхней и нижней части рубахи привариваются патрубки 4-4,5 см в диаметре, с резьбой на концах предназначенные для подключения котла к отопительной системе.
7. Все сварные стыки хорошенько подмыливаются и проверяются на герметичность. Затем выполняется опрессовка рубашки котла под давлением не меньше 2-2,5 кг на см квадратный. В случае обнаружения огрехов они удаляются с помощью сварочного аппарата.

Хочется отметить, что довольно удачно сочетается пиролизный твердотопливный котёл с воздушной системой отопления, а не стандартной конструкцией с водяным теплоносителем. В такой ситуации передача воздуха происходит по трубам, а его возврат обратно в систему по полу. Такой обогрев не перемерзает в морозы, если котёл простаивает вхолостую а, следовательно, нет необходимости сливать теплоноситель в случае отъезда хозяев.

Сборка распределителя воздуха

Только после тщательного изучения схемы и чертежа устройства можно переходить к сборке воздухораспределителя. Очень подробно сборка воздухораспределителя пиролизного котла представлена в видео с учётом подробной последовательности действий:

1. Из листового металла вырезается круг диаметр, которого должен быть меньше на 20-30 мм основного корпуса. По центру в соответствии с диаметром распределителя воздуха высверливается отверстие.
2. В полученное отверстие вставляется труба распределителя воздуха, которая приваривается сварочным аппаратом.
3. На нижней поверхности стального блина привариваются обрезки швеллера, по форме напоминающие лопасти.
4. На другом конце приваривается петля, предназначенная для поднятия и опускания конструкции. Затем монтируется заслонка регулировки поступления кислорода в топочную зону.

На этом изготовление воздухораспределителя своими руками может считаться завершённым. Остаётся из металлического листа вырезать 500 см блин с отверстием 80 мм диаметром по центру. Готовая конструкция вставляется в корпус котла, и крышка приваривается герметичным швом. На петлю распределителя воздуха крепится тросик и вся конструкция готова к установке и вводу в эксплуатацию.

Особенности пиролизного котла с нижней камерой

Принципиально пиролизный твердотопливный котёл, снабжённый нижней камерой дожига газов намного сложнее для изготовления своими руками. При этом для его самостоятельного изготовления понадобится больше времени и денежных затрат. Но для начала нужно понимать, что такие котлы подразделяются на системы, оборудованные дымососом или наддувом. Если не углубляться в сложные физические процессы, то можно обозначить определённые принципиальные отличия.

Система с наддувом функционирует за счёт поступления горючих газов в камеру дожига посредством вмонтированного вентилятора. Из-за этого в камере нагнетается избыточное давление. При этом такая конструкция предусматривает использования любого даже самого дешёвого вентилятора, благодаря которому можно выполнить совмещение топки с камерой дожига.

Но это достоинство одновременно является и недостатком по той простой причине, что такой пиролизный котёл имеет КПД не более 83%. Из-за нагнетаемого давления часть воздуха попросту не попадает в центр процесса горения и поэтому топливо сгорает не до конца. Помимо этого под давлением часть пиролизного газа попросту вылетает в дымоходную трубу не сгорая, что опять-таки сказывается на коэффициенте полезного действия. Но самое главное слишком мощный наддув может привести к взрыву котла.

Особенности установки готовой конструкции

Установка пиролизного котла длительного горения собранного своими руками должна происходить в полном соответствии схеме и требованиям пожарной безопасности, так как процесс горения такого агрегата может достигнуть чрезмерно высокой температуры.

• В качестве котельной лучше использовать отдельное помещение.
• Чтобы обеспечить качественную вентиляцию котельная снабжается приточным отверстием.
• Котёл должен располагаться на забетонированной или выложенной из кирпича поверхности.
• Непосредственно перед топкой укладывают металлический лист.
• К ближайшим легко воспламеняемым материалам от котла должно оставаться свободное пространство не менее 2 м.

Пиролизные котлы, можно изготавливать как своими руками, так и приобретать готовые изделия в магазине. При этом выбор будет сделан индивидуально каждым домовладельцем в зависимости от его предпочтений. Конструкцию такого устройства сложно назвать простой для самостоятельного изготовления. Однако в итоге можно сэкономить значительную денежную сумму, хотя безопасность и качество работы самодельного устройства остаётся под сомнением.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

пошаговая инструкция создания самодельного устройства с верхней загрузкой с чертежами

За красивым пламенем горящих дров прячется сложный химический процесс.

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

Из чего состоит пиролизный котёл

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

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

Пиролизный котёл состоит:

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

Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?

Дрова в пиролизном котле с верхней загрузкой сгорают так:

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

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

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

Делаем устройство своими руками: пошаговая инструкция

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

Выбираем схему и чертеж

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

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

Что следует учесть при проектировании и создании чертежа:

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

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

Вам также будет интересно:

Материалы и инструменты

Для постройки пиролизного котла своими руками нам понадобятся:

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

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

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

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

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

Нам понадобятся:

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

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

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

Ход работ

Пошаговая инструкция постройки:

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

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

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

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

Правильное подключение

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

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

Оборудование котельной

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

Обязательно в котельной должен быть выход дымохода и естественная вентиляция.

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

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

Сложности при сборке котла

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

Основные ошибки, которые допускают при самостоятельном проектировании:

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

Как проверить работу самодельного оборудования?

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

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

Полезное видео

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

Заключение

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

Пиролизные котлы своими руками — принцип работы, инструкция и чертежи

Новые технологии, которые используются в обогреве частных домов, можно легко использовать в самодельных котлах.

Эффект пиролизного тления древесины позволяет увеличить время горения дров до 8 часов, а интенсивность сгорания топлива можно регулировать с помощью задвижек.

Самостоятельно изготовить пиролизный котёл не так и просто, необходимо уметь обращаться со сварочным аппаратом, дрелью, болгаркой. Но если опыт уже имеется, то собрать такое устройство самостоятельно не составит большого труда.

Принцип работы

Прежде чем приступать к изготовлению пиролизного котла необходимо разобраться в тех процессах, которые происходят внутри этого устройства.

Под воздействием высоких температур происходит разложение древесины с образованием пиролизного газа и древесного угля. Этим процессом можно управлять, не давая древесине сгорать слишком быстро. Такой эффект достигается ограничением подачи воздуха в камеру сгорания. Топливо, которое при достаточном количестве кислорода сгорело бы за 30 минут, будет тлеть в течение нескольких часов, равномерно отдавая тепло.

Мощность прибора зависит от размера его топочной камеры. Некоторые модели пиролизных котлов оснащаются водяной рубашкой, что позволяет обогревать помещения, которые удалены от комнаты, где установлен пиролизный котёл.

В качестве топлива для пиролизного котла могут быть использованы различные вещества и материалы. Высоким КПД обладает резина, но это вещество при сгорании образует большое количество сажи, поэтому производить профилактическую чистку дымохода здесь требуется намного чаще.

Пиролизные котлы могут эксплуатироваться на гранулированном топливе. Такие приборы могут автономно работать без остановки процесса горения до нескольких суток подряд.

Схема устройства пиролизного котла

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

Изготовление котла

Пиролизный котёл изготавливается в такой последовательности:

1. Если для изготовления прибора будет использоваться газовый баллон, бывший в употреблении, то необходимо стравить остатки газа, открутить болты, которые удерживают горловину баллона, и слить газолин. После этого газовый баллон необходимо заполнить водой и выдержать несколько дней.
2. Затем болгаркой баллон распиливается поперёк немного выше сварочного шва. Таким образом, получится идеально ровный металлический цилиндр длиной более 130 см. Внутри этого цилиндра будет происходить пиролизное горение древесины, но тепло выделяемое во время этого процесса должно быть передано теплоносителю. Теплоноситель будет находиться в рубашке, которая будет “одета” на цилиндрическую камеру сгорания.
3. Для изготовления рубашки необходимо вырезать из листовой стали 6 пластин: 2 прямоугольные пластины размером 60 * 60 см, и 4 пластины 120 * 60 см. В пластинах размером 60 * 60 см следует вырезать круглые отверстия ровно посередине квадрата. Диаметр этих отверстий должен равняться внешнему диаметру цилиндра, изготовленного из газового баллона.
4. Чтобы отверстия идеально подходили для размещения в них пропанового баллона, следует установить на пластину обрезанную крайнюю часть баллона ровно посередине и обвести её маркером. Затем, уже по намеченному рисунку, вырезать отверстие с помощью газового резака.
5. Когда изготовление отверстий в нижней и верхней грани будет закончено, из всех приготовленных ранее пластин сваривается ёмкость высотой 120 см и шириной 60 см. Грани с прорезями будут располагаться соответственно в верхней и нижней части резервуара.
6. Когда рубашка для баллона будет готова, его помещают внутрь прямоугольного резервуара таким образом, чтобы был отступ от плоскости рубашки сверху около 5 см.
7. Затем цилиндр тщательно приваривается к плоскости рубашки. К водяной рубашке привариваются два патрубка.
8. Один в нижней части резервуара, он будет использоваться для входа охлаждённого теплоносителя, другой в верхней части рубашки, через него будет осуществляться забор нагретой жидкости. Оба патрубка имеют диаметр трубы 28 мм.
9. Когда водяная рубашка будет полностью изготовлена, из металлического “блина”, который образовался при вырезании отверстий для баллона, изготавливается разграничительная пластина. Эта пластина позволит оградить горящий пиролизный газ от топлива, расположенного внутри топочной цилиндрической камеры. С одной стороны к “блину” приваривается уголок 50*50 мм.
10. Уголок необходимо установить крест накрест. Таким образом, будет поддерживаться постоянный зазор между заградительной перегородкой и тлеющим топливом.
11. Из верхней части баллона, которая была отпилена, изготавливается крышка, для загрузки топлива внутрь пиролизного котла, а также для отвода продуктов горения древесины в специально смонтированный для такой печи дымоход.
12. Для того чтобы крышка закрывала топочный цилиндр сверху достаточно плотно необходимо к отпиленной крышке по окружности приварить полосу металла толщиной 1 мм и шириной 50 мм. В верхней части крышки делается отверстие с помощью резака и приваривается отрезок трубы диаметром 112 мм и длиной 0,5 метров.
13. В нижней части баллона делается отверстие под размер дверцы зольника, которая затем приваривается электросваркой. Дверца должна иметь в своей конструкции надёжное запорное устройство, исключающее самопроизвольное открытие во время работы отопительного прибора.
14. Для регулировки интенсивности горения топлива рядом с дверцей зольника приваривается патрубок диаметром 28 мм, на котором нарезается резьба и устанавливается водопроводный кран с червячным запорным механизмом. Таким образом, можно будет полностью перекрыть поступление воздуха в камеру сгорания, что приведёт к уменьшению интенсивности горения дров, и этот процесс будет продолжаться не менее 8 часов.

Установка котла

1. Отопительный котёл во время эксплуатации должен располагаться в вертикальном положении, поэтому к боковым углам водяной рубашки привариваются “ножки” из металлического уголка.
2. Высота нижней плоскости рубашки должна быть приподнята над уровнем пола не расстояние 0,5 метра. После того как к котлу приделали “ножки” его необходимо правильно установить в отдельном помещении.
3. Котёл устанавливается на ровный бетонный пол. Отопительный прибор должен быть удалён от горючих предметов на расстояние не менее 0,5 метра. Плоскость водяной рубашки не должна соприкасаться со стеной, иначе в зимнее время эффективность нагрева будет значительно снижена.
4. Для удаления дыма в крыше и потолке котельной делается отверстие, в которое устанавливают жестяную трубу, которую подбирают таким образом, чтобы её внутренний диаметр был больше внешнего диаметра дымохода пиролизного котла на 5 – 10 мм. Данная труба должна быть длиной 2 метра.
5. Далее дымоход состоит из жестяного отрезка трубы с внутренним диаметром, позволяющим нижней трубе свободно, но плотно входить в неё.
6. Таким образом, жестяная труба является соединительным звеном между патрубком дымохода котла и трубой, которая установлена в крыше здания.
7. Весь процесс загрузки дров в камеру сгорания и розжиг котла осуществляется в такой последовательности:
   • Жестяная труба отодвигается вверх и фиксируется в таком положении с помощью выдвигающегося мощного неодимового магнита.
   • Крышка котла снимается, и топочная камера заполняется дровами или другими горючими материалами.
   • Сверху камеры следует оставить небольшое пространство для установки разделительной перегородки.
   • Затем топливо поджигается, на огонь кладётся разграничитель и устанавливается крышка.
   • На дымоход крышки котла надвигается жестяная труба, при этом патрубок должен полностью войти в жестяную трубу.
8. Топливо будет гореть не менее 8 часов только в том случае, если будет плотно закрыта дверца зольника, а воздушный кран будет слегка приоткрыт. Можно значительно увеличить интенсивность горения, в начале каждого цикла необходимо дать возможность топливу хорошо разгореться, поэтому воздушный кран остаётся открытым в течение 10 – 15 минут. Затем воздушный кран полностью закрывается и отвинчивается на 2/3 оборота.
9. После завершения полного цикла горения процесс загрузки повторяется снова. Если в нижней части котла образовалось большое количество золы, то её необходимо удалить через нижнюю дверку, которая затем снова плотно закрывается.
10. В процессе пиролизного горения древесины пластина, которая отделяет тлеющее топливо от пламени, будет опускаться вниз котла и к концу цикла окажется в самом низу. Чтобы извлечь этот “блин” из котла необходимо изготовить приспособление, которое состоит из отрезка металлопластиковой трубы диаметром 40 мм и длиной 1,5 метра.
11. Внутри трубы у одного из краёв находится неодимовый магнит цилиндрической формы, подобранный таким образом, чтобы он входил с натягом в трубу. Для более надёжной фиксации магнита можно использовать супер-клей. Такой самодельный инструмент позволит поднять со дна котла разграничительную пластину.

Блиц-советы

1. Дымоход, который используется для удаления продуктов горения, должен быть изготовлен из жести, а верхняя часть, которая будет контактировать в зимнее время с холодным воздухом из двухслойной жести с теплоизолятором между двумя слоями.
2. Дымоход должен располагаться вертикально с минимальными зазорами в местах сочленения патрубков.
3. Данная модель пиролизного котла предназначена для использования в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, поэтому в систему необходимо установить насос достаточной мощности.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Пиролизный котел своими руками — изготовление и эксплуатация!

Пиролизный котел – одна из наиболее современных и экономичных разновидностей отопительных агрегатов. Для работы такого котла подходит самое разнообразное твердое топливо – от дров и прессованных гранул до торфа и бытового мусора.

Пиролизный котел своими руками

Единственным существенным недостатком подобного оборудования является его высокая стоимость. Но при желании вы можете справиться с изготовлением котла своими руками. Для этого нужно досконально разобраться в схемах сборки и иметь навыки работы со сварочным оборудованием.

Пиролизный котел своими руками (характеристики такого котла представлены в таблице)

Таблица 1. Пиролизный, газогенераторный котел. Параметры при разных мощностях

Параметры	Ед.изм.	15-25 кВт	20-30 кВт	40-50 кВт	80-100 кВт
Теплопроизводительность	кВт	15-25	20-30	40-50	80-100
Объем камеры загрузки (газообразования)	м3	0,13	0,15	0,22	0,52
Рабочее давление теплоносителя (не более)	МПа	0,3	0,3	0,3	0,3
Рабочая температура воды. Максимальная / Минимальная	0С	90 / 65	90 / 65	90 / 65	90 / 65
КПД при влажности топлива:20% / 40%	%	90 / 82	90 / 82	90 / 82	90 / 82
Номинальное разрежение за котлом	Па	25	25	25	25
Температура исходящих газов	0С	140	140	140	150
Потребляемая электрическая мощность	Вт	40	40	90	180
Напряжение питания	В	220	220	220	220
Диаметр дымохода	мм	194	200	200	219
Отапливаемая площадь (ориентировочно)	м2	До 250	До 300	До 500	До 1000
Максимальная длина дров	м	0,45	0,45	0,58	0,92
Габаритные размеры Глубина * Ширина * Высота	мм	810 / 740 / 1130	810 / 740 / 1220	950 / 760 / 1350	1300 / 1030 / 1440
Вес	кг	350	400	450	650
Топливо	—	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты

Как работает пиролизный котел?

В основе работы котла лежит принцип пиролиза, суть которого заключается в термическом разложении твердого топлива при высокой температуре в условиях искусственно созданного дефицита кислорода. В результате топливо тлеет, разлагаясь на твердый остаток и пиролизный газ. Образующиеся газы также сгорают, что повышает теплоэффективность оборудования и делает расход топлива более рациональным.

Устройство котла

Дополнительным преимуществом рассматриваемых отопительных котлов является экологическая безопасность. В процессе пиролизного сжигания топлива выделяющиеся вредные компоненты смешиваются с углекислым газом и утилизируются. В результате в атмосферу выводится дым, не содержащий канцерогенов и прочих вредных веществ. Эта особенность позволяет топить котлы даже резиной, обрезками древесно-стружечных плит и прочими подобными материалами.

Как движется воздух в котле

Важно! Объем примесей типа резины и полимеров не должен превышать 20% от суммарного количества топлива.

Работа пиролизных котлов состоит из 4 основных этапов.

1. На первом этапе топливо дополнительно сушится и разлагается на твердый остаток и газы.
2. На втором этапе пиролизные газы сжигаются.
3. На третьем этапе продувается пламя и тепло возвращается к топливу, что способствует выделению дополнительного количества тепла.
4. На четвертом этапе оставшиеся продукты сгорания выводятся через дымоход.

Пиролизный котел

Разобравшись в особенностях работы котла, приступаем к его изготовлению. Начнем с подготовки необходимых материалов и инструментов.

Котел пиролизный ViessmanОписание конструкции

Набор для работы

1. Листовой металл толщиной от 0,8 мм.
2. Огнестойкие кирпичи.
3. Температурные датчики.
4. Решетка колосника.
5. Трубы диаметром 32 мм, 57 мм и 160 мм.
6. Профилированные трубы в количестве 2 штук.
7. Дверца зольника.
8. Дверка для топливной камеры.
9. Вентилятор.
10. Гибкая пережженная проволока.
11. Болгарка.
12. Шлифовальные круги.
13. Сварочный аппарат.

Порядок изготовления пиролизного котла

Прежде чем приступать к изготовлению котла, ознакомьтесь с некоторыми полезными рекомендациями. При условии их соблюдения готовое оборудование будет максимально производительным, эффективным и экономичным.

Полезные рекомендации

1. Систему нужно укомплектовать вентилем для регулирования интенсивности движения теплоносителя.
2. Для увеличения теплоотдачи трубу теплоносителя лучше сделать изогнутой, к примеру, в форме змеевика.
3. Проем для загрузки топлива должен иметь прямоугольную форму. При этом дверцу отверстия следует укомплектовать стальной накладкой для уплотнения.
4. Для контроля интенсивности поступающего воздушного потока система укомплектовывается ограничителем.

Инструкция

Чертеж пиролизного котла

Первый шаг. Из листового металла вырезаем стенки корпуса котла в количестве 4 штук. В передней стенке вырезаем отверстия для топочной камеры и зольника.

Второй шаг. Вырезаем отверстия для трубников и дымососа.

Третий шаг. Соединяем вместе все металлические стенки, за исключением задней. Для этого используем сварочный аппарат. Тщательно отшлифовываем стыки между сторонами будущего отопительного котла.

Стенки котлаДверцаЗольник

Четвертый шаг. Собираем теплообменник котла в соответствии с представленной схемой. Свариваем трубы.

Котел

Пятый шаг. Вставляем теплообменник в корпус котла. Убеждаемся в герметичности соединений с помощью компрессора. При отсутствии течей привариваем заднюю стенку корпуса.

Шестой шаг. Устанавливаем решетку колосника. Она разделит корпус котла на 2 камеры. В одной (нижней) будет тлеть загрузка, во второй – сгорать газы. Нижнюю камеру укомплектовываем воздуховодом, а после обкладываем огнестойким кирпичом с каждой стороны.

Корпус пиролизного котла изнутри

Седьмой шаг. Монтируем дверцы зольной камеры и топливника. Они должны максимально плотно прилегать к корпусу.

Восьмой шаг. Устанавливаем собранный котел на предварительно выложенную кирпичную опорную площадку.

Девятый шаг. Подключаем дымоход. Трубу для отведения дыма рекомендуется обернуть минеральной ватой для утепления.

Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.

Одиннадцатый шаг. Устанавливаем дутьевой насос.

КотелПиролизный котел своими руками

Дополнительно котел можно автоматизировать, установив систему температурных датчиков и регуляторов. Они будут контролировать интенсивность подачи воздуха.

Вытяжка около котлаБлок автоматики (подключен насос, вытяжка и датчики)

Техника безопасности

При установке самодельного котла соблюдаем следующие важные правила:

• для установки отопительного агрегата нужно выделить отдельную котельную;
• в котельной нужно оборудовать эффективную вентиляционную систему. Минимальная площадь воздуховодного отверстия – 100 см²;
• расстояние между агрегатом и любыми другими поверхностями и предметами должно быть больше 20 см;
• перед топкой котла укладываем на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
• котел устанавливаем на предварительно обустроенное кирпичное либо бетонное основание;
• дымоотводящую трубу нужно качественно утеплить. Без теплоизоляции процессы образования конденсата, копоти и прочих неприятностей будут более интенсивными. Это отрицательно скажется на эффективности оборудования и сроке его службы.

В завершение выполняется проверка КПД котла. Для этого достаточно сделать тестовую загрузку топлива. Если выходящий дым не будет иметь угарного запаха, значит с КПД котла все в порядке и его можно использовать для обогрева дома безо всяких опасений.

Чем топить пиролизный котел?

Пиролизный котел

Виды топлива

Для топки пиролизного котла можно использовать:

• дрова;
• торф в брикетах;
• антрацит;
• древесные гранулы и брикеты;
• бурый уголь;
• кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.

Чем топить котелЧем топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.

Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.

Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%.

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.

Котел пиролизный

Цены на брикеты топливные

Брикеты топливные

Советы специалистов по топке котла

Давайте посмотрим, что говорят профессионалы в отношении выбора оптимального вида топлива.

Так, при топке древесиной будет образовываться много дыма. Чтобы избавиться от сопутствующих этому неудобств, по краям загрузки нужно укладывать поленья более крупного размера, а в центр класть мелкую растопку.

В густонаселенных местностях рекомендуется воздерживаться от использования торфа, т.к. в процессе его сжигания выделяется большое количество углекислого газа и в атмосферу выводятся различные крупные частицы, что вряд ли понравится соседям.

Для эффективного использования антрацита нужен сильный очаг. Мощности пиролизного котла обычно не хватает для полного сжигания такого топлива. Чтобы уменьшить расходы, отсеивайте от пепла крупные уцелевшие фрагменты и используйте их повторно.

Таким образом, владея навыками работы со сваркой и следуя приведенным рекомендациям, вы сможете самостоятельно изготовить эффективный, надежный, безопасный и экономичный пиролизный котел.

Работа котла

Удачной работы!

Видео – Пиролизный котел своими руками

Цены на модельный ряд твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы

конструкция и расчет > Домашнее инженерное оборудование

Поскольку котлы, работающие на твердом топливе, стали пользоваться повышенным спросом, их стоимость начала возрастать. Это касается как классических простых агрегатов, так и пиролизных и пеллетных установок. Один из вариантов уменьшения стоимости – заказывать у мастеров либо самостоятельно изготовить пиролизный котел своими руками.

Чертеж пиролизного котла

Исходные данные для вычислений

Существенное понижение цены самодельного агрегата достигается за счет правильного подбора и закупки материалов и комплектующих. Это можно осуществить как с помощью опытного мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему определяется количество и номенклатура материалов с таким расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить средства позволяет и самостоятельное выполнение работ, единственное условие – умение производить заготовительные и сварочные работы на высоком уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, поэтому качество сварных швов должно быть высоким.

Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловая мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно высчитать по общей площади всех этажей здания по принципу: на каждые 10 м² потребно 1 кВт тепловой энергии. Полученное значение умножается на коэффициент запаса, согласно нормативной документации он составляет 1.2. В реальной жизни лучше принимать коэффициент не менее 1.5, поскольку дрова разных пород имеет различную теплоту сгорания.

Пиролизные установки работают по одному принципу: газы, выделяющиеся из древесины при горении в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот компоновка камер и расположение прочих элементов конструкции может быть разным, примеры конструктивных схем можно увидеть на рисунке.

Схема пиролизного котла

Конструктивные особенности

Чаще всего конструкция пиролизного котла, сделанного своими руками, предполагает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на пpaктике. Топка и камера сжигания газов облицованы изнутри огнеупopным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами выполнен щелевидный проем, называемый рабочей форсункой. Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Пиролизный газогенератор

Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которым уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки устанавливается клапан прямой тяги, открываемый вручную с помощью рукоятки, вынесенной наружу корпуса. После того как топливо разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала устойчиво и эффективно, вначале потребуется сделать расчет пиролизного котла. Исходить надо из потребной тепловой мощности агрегата.

Читайте также полезную статью про принцип работы пиролизного котла.

Выполнение вычислений

Первым делом нужно подобрать размеры проема форсунки. Самый простой способ – приобрести готовое изделие, рассчитанное под определенную мощность, такие имеются в продаже для установок разных производителей, например, ATMOS. Другой путь несколько труднее, зато гораздо дешевле: изготовить проем необходимого сечения в шамотном кирпиче, который будет уложен на днище топки. Габаритные размеры щелевидного проема для разных значений мощности представлены в таблице 1.

Таблица 1

Потребная мощность, кВт	25	32	50	80	100
Длина проема, мм	120	140	150	200	200
Ширина проема, мм	30	30	30	30	40

Самодельный пиролизный котел длительного горения можно изготавливать с произвольными размерами топки, которые рассчитываются по такой схеме:

• Теплота сгорания древесины – 2,8 кВт/кг, плотность – 400 кг/м³. Чтобы обеспечить мощность 10 кВт, нужно за 1 час сжигать 10 / 2,8 = 3,6 кг дров.
• Учитывая, что между поленьями в топке остается пустое прострaнcтво, нужно принять коэффициент заполнения 0,5. Тогда полезный объем камеры на 1 час работы составит: 3,6 / 400 / 0,5 = 0,018 м
  3.
• Приняв длину полена равной 0,6 м, а высоту первичной камеры – 0,5 м, высчитывается ее полезная ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
• Чтобы загружать топливо 1 раз в 10 часов, полезный объем должен быть: 0,018 х 10 = 0,18 м³. Тогда при прежних значениях глубины и высоты полезная ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Окончательные габариты – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.

Самодельный пиролизный котел

Следующий шаг – подбор вентилятора – нагнетателя, который устанавливается на самодельные пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в обе камеры. Устройства подбираются по производительности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять по Таблице 2.

Таблица 2

Мощность установки, кВт	25	32	50	80	90	100
Производительность нагнетателя, м3/ч	98,5	195,9	242,2	253,2	284,8	316,5
Полезный объем топки, м3	0,22	0,24	0,35	0,42	0,47	0,52

Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют достаточно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу впустую, применяется жаротрубная схема изготовления пиролизного котла. В соответствии с ней, дымовые газы, проходя через дымогарные трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ⁰С, отдавая свою теплоту водяной рубашке. Чтобы рассчитать полезную площадь теплового обмена, нужно определить такие исходные данные:

• температуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t₁ и t₂;
• температуру дымовых газов на входе в теплообменник и на выходе из него Т₁ и Т₂.

Далее, определяется разность температур ∆t= t₁ — t₂ и ∆Т = Т₁ — Т

2. После этого можно посчитать величину температурного напора τ, ⁰С:

τ = (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

Площадь поверхности теплообмена S(м²) находят по формуле:

S = Q / k / τ

В этой формуле:

• Q– потребная мощность котельной установки;
• k – коэффициент передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м² ⁰С.

Проверить результат можно по Таблице 3, в которой представлены укрупненные значения площади поверхности теплообмена в зависимости от мощности агрегата.

Таблица 3

Мощность котла, кВт	25	32	50	80	100
Smin , м2	4,5	6,3	8,5	14,5	16,5
Smax, м2	5,2	7,8	10,2	15,2	16,7

Изготавливая пиролизные котлы длительного горения своими руками, мастера зачастую устанавливают патрубок дымохода «на глазок», в то время как от правильной работы дымоходной трубы зависит КПД самого агрегата. Поэтому площадь сечения трубы, а потом и ее диаметр лучше определить по формуле:

F = L / 3600ϑ

В этой формуле:

• ϑ – скорость дымовых газов, принимается равной 0,5 м/с;
• L – расход газов, соответствует производительности вентилятора, м³/ч;
• F – площадь сечения трубы дымохода, м
  2.

Через формулу площади круга находят значение диаметра трубы.

Рекомендации по выбору материалов

Чтобы сделать надежный пиролизный котел своими руками, нужно для топки взять легированную жаропрочную сталь толщиной не менее 5 мм, нельзя использовать простой низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Жаропрочные марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания лучше применять соответствующие марки электродов. Чтобы корпус топки служил дольше, в местах с самой высокой температурой его надо облицевать изнутри огнеупopным кирпичом. То же самое делается и во вторичной камере.

Конструкция пиролизного котла

Для водяной рубашки можно брать обычную углеродистую сталь марки СТ 20 толщиной не менее 3 мм. Между наружной поверхностью топки и внутренней поверхностью водяной рубашки необходимо точечно приваривать ребра жесткости через каждые 15–20 см. Это будет пpeдoxpaнять внешнюю оболочку от разрушения при повышении давления и температуры теплоносителя в экстремальном режиме работы агрегата.

Жаротрубный теплообменник, которым снабжается пиролизный газогенератор, сваривается из нескольких труб, чья площадь наружной поверхности должна соответствовать или быть немного больше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, но если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверцы обеих камер сваривают двухслойными, закладывая внутрь асбест или другой теплоизоляционный материал, стойкий к высокой температуре.

Качественную сборку котла своими руками лучше производить в заранее подготовленном месте, где сразу можно будет выполнить его испытания. Если в наличии есть компрессор, можно проверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в рубашке избыточное давление и при этом промазать все швы мыльной пеной. В противном случае придется залить в рубашку теплоноситель, разжечь котел и внимательно наблюдать за всеми соединениями.

Для управления производительностью вентилятора потребуется приобрести комплект автоматики: контроллер и датчики. С их помощью автоматически регулируется температура теплоносителя в рубашке. Изготавливать и регулировать пиролизные котлы отопления своими руками не столь уж сложно, если есть соответствующие умения и навыки, а экономию средств можно получить значительную.

Пиролизные котлы

Деньги, вложенные в рекламу, приносят доход на 30-35% выше, чем те же средства, инвестированные в модернизацию и внедрение новых идей в технике и технологиях. Нам, как потребителям, не очень хотелось бы покупать продукцию, изготовленную на идеях и расчетах 50-тилетней давности, морально устаревшую, но красиво оформленную дизайнерами и правильно поданную маркетологами.

«Новинка» десятилетия

Речь пойдет о пиролизных котлах отопления. Само название говорит о сложном устройстве, использующем замысловатую схему сжигания угля или дров с целью получить максимальное количество тепловой энергии при минимальном участии человека.

Сразу стоит упомянуть о нескольких важных особенностях подобных сжигателей:

• Существуют конструкции пиролизных котлов, рассчитанных как на дровяное топливо, так и угольное, причем последнее даже более предпочтительно из-за высокой теплоты сгорания;
• Основное количество тепла выделяется при сгорании газообразных продуктов разложения дров, угля или брикета в газогенераторной каморе котла;
• Для работы котла пиролизного горения обязательно нужен управляемый поддув воздуха, зачастую с использованием электровентилятора, в этом случае без электроэнергии пиролизный котел может остановиться.

Существуют конструкции, в которых нет электронаддува воздуха, но в таком случае дымоход для пиролизного котла должен быть примерно на 30% выше стандартного, чтобы обеспечивать необходимый напор воздуха в камеру пиролизной газификации и в полость остаточного сжигания газовоздушной смеси.

Принцип работы пиролизного котла

Современный пиролизный котел правильнее назвать газогенератором. На таких устройствах работали знаменитые полуторки и ЗИСы во время войны и в первые послевоенные годы, в условиях жесточайшей нехватки бензина. Уже тогда была «отточена» на практике самая удачная конструкция пиролизной установки.

Принцип работы пиролизного котла основан на использовании трех раздельных камер:

1. Камера загрузки топлива, в котором дрова или уголь подсушиваются и прогреваются до необходимой температуры;
2. Пиролизная полость или камера газификации, в нее дозированно подается небольшое количество воздуха, обеспечивающее нагрев и термическое разложение топлива с превращением его в горючие газы;
3. Камора горения газовоздушной смеси. Высокая температура горения и возможность точного дозирования количества воздуха позволяют сжигать топливо с приличным КПД котла;

Совет! Не обращайте внимания на рекламные заверения в универсальности пиролизных котлов, все они крайне чувствительны к содержанию влаги в топливе, ее не должно быть больше 25%.

Особенности конструкции пиролизного котла

Сама задумка в построении пиролизного двухступенчатого сжигания очень удачна. Процесс горения чище и стабильнее, без недогаров топлива в золе. Сам по себе процесс сжигания дров малоинтересен, нужно еще как-то передать высвобожденное тепло в воздух отапливаемого помещения. Благодаря такой организации пиролиза и тепловыделения, оказалось достаточным просто построить пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром. Снимать тепло с очага горения и передавать можно так же, как в обычном газовом котле, и так же просто регулировать его работу.

Верхние и нижние камеры пиролизного котла, в чем их отличие

По исполнению различают конструкции котлов пиролизного горения с верхним и нижним расположением каморы сжигания продуктов возгонки топлива.

Принцип и различия в устройстве котла понятны из схем и рисунков. В системе с нижним расположением каморы газификации проще обслуживать и зачищать от золы колосники и накопители. В конструкциях с верхним положением пиролизной камеры легко обеспечить загрузку топлива на сутки без использования бункеров и специальных подавателей. Конкурент с нижней камерой без бункера отработает закладку дров за 7-8 часов.

Как горит топливо в пиролизных котлах

В обоих случаях в пиролизном котле используется первичный и вторичный воздух. Первичный подается в крайне ограниченном количестве в отсек газификации. Это место можно назвать сердцем пиролизного котла, его КПД и тепловая эффективность определяется именно способностью глубоко и качественно газифицировать топливо, невзирая на его количество, качество и способность к возгонке.

На этапе пиролизной газификации топлива все тепло от тлеющего топлива стараются сохранить в объеме камеры, для этого объем камеры теплоизолируют от внешней среды и зачастую выполняют из керамики, стойкой к самым агрессивным соединениям, которых полно, например, в сернистых углях. Иногда вместо капризной керамики используются специальные марки чугуна, неплохо показавшего себя в работе. Обычная сталь прогорит до дырок в течение нескольких недель. По этому признаку легко отличить приличный пиролизный котел от имитации хорошего котла.

Кроме того, в отдельных вариантах пиролизных котлов придуманы топливные бункеры, позволяющие подавать дрова в камеру газификации топлива. Теперь владельцу достаточно позаботиться об однократной в течение суток загрузке отсека с дровами или углем и периодически удалять шлак и твердые отходы из накопителя.

Регулировка и управление пиролизными котлами

Теоретически глубина полезного использования топлива может достигать 90% только на качественном дровяном топливе. К сравнению: обычный котел на дровах выдавливает максимум 50-60%. Все остальные рассказы – выдумки маркетологов.

Очень многое в работе пиролизного котла зависит от стабильности работы автоматики. Если сжигаются дрова, состав продуктов газификации у любых сортов древесины примерно одинаков, с небольшим отличием в калорийности и объеме выделившихся горючих газов. В таких условиях очень легко поддерживать подачу оптимального количества вторичного воздуха, чтобы не выдувать лишним воздухом тепло в трубу.

В случае угля все намного серьезнее. Газификация угля – процесс очень сложный, и для правильного глубокого газообразования нужна сложная система управления, поэтому многие производители пиролизных котлов вообще отказываются от работы с подобным топливом.

Проблемы газификации угольного топлива

Процесс газификации топлива очень сложный и многогранный, требует точного дозирования воздуха. Самые дешевые варианты пиролизных котлов вообще не рассчитаны на другую работу, кроме как на дровах или дровяных пеллетах. Дело в том, что газификацию или термовозгонку древесины  можно вообще не контролировать. Достаточно нагреть дрова в замкнутом объеме до 270-300 градусов, и дальше процесс газообразования пойдет в автоматическом режиме, без подвода воздуха или тепла.

Продукты газификации угля очень сильно зависят от сортности и марки угля, теплового режима. Причем калорийность газов и температура может очень сильно «гулять» в зависимости от температуры газификации и количества подаваемого первичного воздуха. Если автоматика неправильно отрегулирована, из-за высокой температуры в камере дожигания можно сжечь теплообменник и получить аварию.

По отзывам владельцев пиролизных котлов, зачастую приходится чуть ли не вручную подбирать оптимальную марку угля и размер кусков. Обычно в таком случае для запуска котла используют дрова, и далее переводят на уголь или угольный брикет.

Преимущества пиролизных котлов перед обычными топками

Пиролизный способ более экономичен. Даже самый дорогой котел обычной конструкции не в состоянии полноценно сжигать уголь, в лучшем случае остаток несгоревшего топлива в шлаке составит 10-18%. На электростанциях в условиях промышленного сжигания с «подсветкой» мазутом или природным газом недогар угля составляет 5-10%.

Хорошее качество горения позволяет сжигать топливо с получением минимального количества вредных и канцерогенных веществ. Но если в конструкции пиролизного котла произошла разгерметизация задвижек или люков, возможно появление в помещении утечек угарного газа, являющегося основным компонентом продуктов газификации топлива.

Пиролизный котел сложнее в обслуживании, его эффективность напрямую зависит от качества и надежности автоматики. Кроме того, нормальная устойчивая работа возможна только при загрузке не менее трети от штатного количества топлива, при этом есть определенные ограничения на размер кусков и влажность.

Самодельный пиролизный котел

Нашему человеку по плечу любая задача. Самодельные пиролизные котлы с верхней камерой давно изготавливают своими руками из подручных материалов и старых пропановых баллонов. Вместо стационарной верхней крышки используют съемную с трубой, и, конечно, в такой конструкции пиролизного котла напрочь отсутствует всякая автоматика, поэтому работают они, как правило, на отработанном масле и дровах.

Заключение

Несмотря на относительную «древность» газогенерации, пиролизные котлы можно считать свежей идеей, воплощение которой потребовало использование современных средств автоматики и управления качеством горения. Следующим шагом в разработке котлов будет так называемое беспламенное горение, при котором топливо окисляется при очень низкой температуре 200-300^о с минимальными потерями тепла.

Открытый дровяной котел из мусора: 6 шагов (с изображениями)

Если вы ставите его в пристройке, как я, вы можете обернуть его изоляцией из стекловолокна, и в основном все готово. На данный момент я не потратил на это ни копейки. Это скоро изменится. Теперь вам нужно будет приобрести периферийные устройства, чтобы подключить его. Это то, что вам понадобится.

* Канальный змеевик / теплообменник вода-воздух. это нужно будет вписать в вашу печь или воздуховоды.
* Циркуляционный насос мощностью 1/25 л.с. плюс присоединительные фланцы.
* Аквастат, контакт размыкается при повышении температуры. также колодец для погружения.
* Тяговый соленоид на 115 В. около 1 дюйма
* Реле с 24 на 115 В
* дополнительный термостат. Нагрейте только
* провод термостата от котла к дому.
* Провод UF romex (под землей) от котла к дому
* трубка Pex. достаточно, чтобы дважды перейти от котла к топке
* Дымоход, кожух и т. д.
* кусок 2-дюймовой трубы. достаточно долго, чтобы пройти через крышу. с багажником на крыше.

Давайте подключим!
Думаю, первое, что мы сделаем, это установим теплообменник змеевика в топку.Я установил шахту прямо в топку, куда входит возврат холодного воздуха. Вы можете установить ее так, чтобы она была плотно прилегала к воздухозаборнику, чтобы весь воздух проходил через нее.

Затем присоедините циркуляционный насос к штуцеру стояка на дне резервуара.

Теперь выкопайте траншею от котла к дому и закопайте два куска полиэтиленовой трубы, один провод термостата и один провод ромекса. действительно хорошо изолируйте трубы и убедитесь, что изоляция останется сухой.

Водяные шланги присоединяются от выхода циркуляционного насоса к входу теплообменника, а затем с другой стороны теплообменника обратно к штуцеру обратной воды на дне резервуара.Вы можете включить тройник и клапаны где-нибудь в петле, чтобы добавить воду из домашнего водопровода.

Схема термостата будет потреблять энергию от имеющегося трансформатора в вашей печи. Вам необходимо закрепить дополнительный термостат на стене в вашем доме. подключите питание от трансформатора печи (красный провод) к термостату, затем от термостата (белая клемма) к реле рядом с котлом. затем от другой клеммы 24 В на реле, обратно к минусу на трансформаторе печи.Вам также нужно будет подключить белый провод от вашего нового термостата к реле вентилятора в печи.
Теперь возьмите домашний ток где-нибудь в доме и подключите его через реле к циркуляционному насосу.
, поэтому при контакте нового термостата включается насос и нагнетатель печи.

Теперь о регулировке заслонки. установите погружной колодец в соответствующий штуцер на резервуаре и установите на него свой аквастат. установите аквастат на 180 градусов F
Теперь мы прикрепим тяговый соленоид к дверной петле.Прикрутите к петле болтами кусок дерева в качестве теплоизолятора, а также сделайте тепловой экран из листового металла, чтобы окружить соленоид. Теперь прикрепите соленоид к деревянному блоку шурупами. нам нужно будет прикрепить рычаг к валу демпфера. У меня на валу была резьба, поэтому я использовал две гайки, чтобы прикрепить его. У вас должна быть возможность отрегулировать его, поэтому не приваривайте его. Жесткая проволочная связь от этого рычага к соленоиду завершает работу механики. мы возьмем домашний ток и подключим черный провод через аквастат к соленоиду, и, конечно же, белый провод идет прямо к соленоиду.

Установить дымоходную трубу через крышу, установить кожух и т. Д.

Ввернуть кусок 2-дюймовой трубы в верхнюю часть резервуара, идущий через крышу. Это наше вентиляционное отверстие для выхода пара.

И мы готово !!!

Просто залейте водой, разожгите огонь и согрейтесь этой зимой.Если вы установите обычный термостат печи немного ниже, чем наш вспомогательный термостат, вы получите его в качестве резервного

Биомасса для производства электроэнергии | WBDG

Введение

На этой странице

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Биомасса используется для отопления помещений, производства электроэнергии и комбинированного производства тепла и электроэнергии.Термин «биомасса» охватывает большое количество разнообразных материалов, включая древесину из различных источников, сельскохозяйственные остатки, а также отходы животноводства и жизнедеятельности человека.

Биомассу можно преобразовать в электроэнергию несколькими способами. Наиболее распространенным является прямое сжигание биомассы, такой как сельскохозяйственные отходы или древесные материалы. Другие варианты включают газификацию, пиролиз и анаэробное сбраживание. Газификация производит синтез-газ с полезным содержанием энергии за счет нагрева биомассы меньшим количеством кислорода, чем необходимо для полного сгорания.Пиролиз дает бионефть за счет быстрого нагревания биомассы в отсутствие кислорода. Анаэробное сбраживание производит возобновляемый природный газ, когда органическое вещество разлагается бактериями в отсутствие кислорода.

Различные методы работают с разными типами биомассы. Обычно древесная биомасса, такая как древесная щепа, пеллеты и опилки, сжигается или газифицируется для выработки электроэнергии. Остатки кукурузной соломы и пшеничной соломы упаковываются в тюки для сжигания или превращаются в газ с помощью анаэробного варочного котла.Очень влажные отходы, такие как отходы животных и человека, превращаются в газ со средним содержанием энергии в анаэробном варочном котле. Кроме того, большинство других типов биомассы можно превратить в бионефть путем пиролиза, которое затем можно использовать в котлах и печах.

В Вудленде, штат Калифорния, электростанция использует древесину, полученную в сельском хозяйстве.
Источник: NREL

В этом обзоре основное внимание уделяется древесной биомассе, используемой для выработки электроэнергии на промышленных предприятиях, а не в проектах коммунальных предприятий.Тепло биомассы и биогаз, включая анаэробное сбраживание и свалочный газ, рассматриваются на других страницах технологических ресурсов в этом руководстве:

По сравнению со многими другими вариантами возобновляемых источников энергии, биомасса имеет преимущество диспетчеризации, что означает, что она управляема и доступна при необходимости, подобно системам выработки электроэнергии на ископаемом топливе. Однако недостатком биомассы для производства электроэнергии является то, что топливо необходимо закупать, доставлять, хранить и оплачивать. Кроме того, при сжигании биомассы образуются выбросы, которые необходимо тщательно контролировать и контролировать в соответствии с нормативными требованиями.

В этом обзоре представлены конкретные детали для тех, кто рассматривает системы производства электроэнергии на биомассе как часть крупного строительного проекта. Дополнительную общую информацию можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США (DOE). Основы технологии биомассы. Подробную информацию об использовании биомассы для комбинированного производства тепла и электроэнергии можно получить в Партнерстве по комбинированному производству тепла и энергии Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

Описание

Большинство биоэлектростанций используют системы сжигания с прямым сжиганием топлива.Они сжигают биомассу напрямую, чтобы произвести пар высокого давления, который приводит в действие турбогенератор для производства электроэнергии. В некоторых отраслях промышленности, связанных с биомассой, отводимый или отработанный пар электростанции также используется для производственных процессов или для обогрева зданий. Эти комбинированные системы производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) значительно повышают общую энергоэффективность примерно до 80% по сравнению со стандартными системами, работающими только на биомассе, с эффективностью примерно 20%. Сезонные потребности в отоплении повлияют на эффективность системы ТЭЦ.

Простая система выработки электроэнергии на биомассе состоит из нескольких ключевых компонентов. Для парового цикла это включает некоторую комбинацию следующих элементов:

• Оборудование для хранения и транспортировки топлива
• Камера сгорания / печь
• Котел
• Насосы
• Вентиляторы
• Паровая турбина
• Генератор
• Конденсатор
• Градирня
• Контроль выхлопа / выбросов
• Система управления (автоматизированная).

Системы прямого сжигания подают сырье биомассы в камеру сгорания или печь, где биомасса сжигается с избытком воздуха для нагрева воды в бойлере и образования пара. Вместо прямого сжигания некоторые развивающиеся технологии газифицируют биомассу для получения горючего газа, а другие производят пиролизные масла, которые можно использовать для замены жидкого топлива. Котельное топливо может включать древесную щепу, пеллеты, опилки или биомасло. Затем пар из котла расширяется через паровую турбину, которая вращается, чтобы запустить генератор и произвести электричество.

В целом, все системы, работающие на биомассе, требуют места для хранения топлива, а также некоторого типа оборудования для обращения с топливом и средств контроля. Система, использующая древесную щепу, опилки или гранулы, обычно использует бункер или силос для краткосрочного хранения и внешний склад для хранения топлива для более крупных хранилищ. Автоматизированная система управления транспортирует топливо из внешнего хранилища с использованием некоторой комбинации кранов, штабелеукладчиков, регенераторов, фронтальных погрузчиков, ремней, шнеков и пневмотранспорта. Ручное оборудование, такое как фронтальные погрузчики, можно использовать для переноса биомассы из штабелей в бункеры, но этот метод потребует значительных затрат на рабочую силу и эксплуатацию оборудования и техническое обслуживание (O&M).Менее трудоемким вариантом является использование автоматических штабелеукладчиков для создания штабелей и регенераторов для перемещения щепы из штабелей в бункер для щепы или бункер.

В электроэнергетических системах, работающих на древесной стружке, обычно используется одна сухая тонна на мегаватт-час производства электроэнергии. Это приближение типично для систем с влажной древесиной и полезно для первого приближения требований к потреблению и хранению топлива, но фактическое значение будет варьироваться в зависимости от эффективности системы. Для сравнения, это эквивалентно 20% эффективности HHV с 17 MMBtu / т древесины.

Большая часть древесной щепы, производимой из сырых пиломатериалов, будет иметь влажность от 40% до 55% на влажной основе, что означает, что тонна зеленого топлива будет содержать от 800 до 1100 фунтов воды. Эта вода снизит извлекаемую энергию материала и снизит эффективность котла, так как вода должна испаряться на первых этапах сгорания.

Самые большие проблемы с установками, работающими на биомассе, связаны с обработкой и предварительной обработкой топлива. Это относится как к небольшим установкам с колосниковым обогревом, так и к большим установкам с подвесным обогревом.Сушка биомассы перед сжиганием или газификацией повышает общую эффективность процесса, но во многих случаях может быть экономически невыгодной.

Выхлопные системы используются для вывода побочных продуктов сгорания в окружающую среду. Средства контроля выбросов могут включать в себя циклон или мультициклон, рукавный фильтр или электрофильтр. Основная функция всего перечисленного оборудования — это контроль твердых частиц, и она указана в порядке увеличения капитальных затрат и эффективности. Циклоны и мультициклоны могут использоваться в качестве предварительных коллекторов для удаления более крупных частиц перед рукавным фильтром (тканевым фильтром) или электростатическим фильтром.

Кроме того, может потребоваться контроль выбросов несгоревших углеводородов, оксидов азота и серы в зависимости от свойств топлива и местных, государственных и федеральных нормативных актов.

Как это работает?

В системе прямого сгорания биомасса сжигается в камере сгорания или печи для получения горячего газа, который подается в котел для выработки пара, который расширяется через паровую турбину или паровой двигатель для производства механической или электрической энергии.

В системе прямого сжигания переработанная биомасса является котельным топливом, который производит пар для работы паровой турбины и генератора для производства электроэнергии.

Виды технологий и стоимость технологий

Есть множество компаний, в основном в Европе, которые продают маломасштабные двигатели и комбинированные теплоэнергетические системы, которые могут работать на биогазе, природном газе или пропане. Некоторые из этих систем доступны в Соединенных Штатах с мощностью от примерно 2 киловатт (кВт) и примерно 20 000 британских тепловых единиц (БТЕ) ​​в час тепла до нескольких мегаватт (МВт). Кроме того, в настоящее время в Европе доступны маломасштабные (от 100 до 1500 кВт) паровые двигатели / генераторные установки и паровые турбины (от 100 до 5000 кВт), работающие на твердой биомассе.

В Соединенных Штатах прямое сжигание является наиболее распространенным методом производства тепла из биомассы. Установленная стоимость малых электростанций, работающих на биомассе, составляет от 3000 до 4000 долларов за кВт, а приведенная стоимость энергии — от 0,8 до 0,15 доллара за киловатт-час (кВтч).

Двумя основными типами систем прямого сжигания щепы являются камеры сгорания со стационарной и подвижной решеткой, также известные как топки с неподвижным слоем и камеры сгорания с атмосферным псевдоожиженным слоем.

Фиксированные системы

Существуют различные конфигурации систем с неподвижным слоем, но общей характеристикой является то, что топливо тем или иным образом доставляется на решетку, где оно вступает в реакцию с кислородом воздуха.Это экзотермическая реакция, при которой образуются очень горячие газы и пар в секции теплообменника котла.

Системы с псевдоожиженным слоем

В системе с циркулирующим псевдоожиженным слоем или с барботажным псевдоожиженным слоем биомасса сжигается в горячем слое взвешенных негорючих частиц, таких как песок. По сравнению с колосниковыми камерами сгорания системы с псевдоожиженным слоем обычно производят более полное преобразование углерода, что приводит к снижению выбросов и повышению эффективности системы.Кроме того, котлы с псевдоожиженным слоем могут использовать более широкий спектр исходного сырья. Кроме того, системы с псевдоожиженным слоем имеют более высокую паразитную электрическую нагрузку, чем системы с неподвижным слоем, из-за повышенных требований к мощности вентилятора.

Системы газификации биомассы

Небольшая модульная система биоэнергетики от Community Power Corporation

Хотя системы газификации биомассы встречаются реже, они аналогичны системам сжигания, за исключением того, что количество воздуха ограничено и, таким образом, вырабатывается чистый топливный газ с полезной теплотворной способностью в отличие от сжигания, при котором отходящий газ не имеет полезной теплотворной способности. теплотворная способность.Чистый топливный газ дает возможность приводить в действие множество различных видов газовых первичных двигателей, таких как двигатели внутреннего сгорания, двигатели Стирлинга, термоэлектрические генераторы, твердооксидные топливные элементы и микротурбины.

На эффективность системы прямого сжигания или газификации биомассы влияет ряд факторов, включая влажность биомассы, распределение и количество воздуха для горения (избыток воздуха), рабочую температуру и давление, а также температуру дымовых газов (выхлопных газов).

Приложение

Тип системы, наиболее подходящей для конкретного применения, зависит от многих факторов, включая доступность и стоимость каждого типа биомассы (например, щепа, пеллеты или бревна), стоимость конкурирующего топлива (например, мазут и природный газ), пиковые и годовые электрические нагрузки и затраты, размер и тип здания, доступность площадей, наличие рабочего и обслуживающего персонала, а также местные нормы выбросов.

Проекты, которые могут использовать как производство электроэнергии, так и тепловую энергию из энергетических систем, работающих на биомассе, часто являются наиболее рентабельными.Если место имеет предсказуемый доступ к круглогодичным доступным ресурсам биомассы, то некоторое сочетание производства тепла и электроэнергии из биомассы может быть хорошим вариантом. Транспортировка топлива составляет значительную часть его стоимости, поэтому в идеале ресурсы должны быть доступны из местных источников. Кроме того, на предприятии обычно необходимо хранить сырье для биомассы на месте, поэтому доступ на площадку и хранение являются факторами, которые следует учитывать.

Как и в случае с любой другой технологией производства электроэнергии на объекте, система производства электроэнергии должна быть подключена к коммунальной сети.Правила присоединения могут быть другими, если система является комбинированной теплоэнергетической системой, а не только для производства электроэнергии. Возможность использовать чистые измерения также может иметь решающее значение для экономики системы.

Руководство Федеральной программы энергоменеджмента (FEMP) по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о требованиях к межсетевым соединениям и чистому учету.

Экономика

Основные статьи капитальных затрат для энергосистемы, работающей на биомассе, включают хранение топлива и оборудование для обращения с топливом, камеру сгорания, котел, первичный двигатель (например.грамм. турбина или двигатель), генератор, элементы управления, дымовая труба и оборудование для контроля выбросов.

Стоимость системы имеет тенденцию к снижению по мере увеличения размера системы. Для паровой системы, работающей только на электроэнергии (не комбинированной), мощностью от 5 до 25 МВт, затраты обычно составляют от 3000 до 5000 долларов за киловатт электроэнергии. Нормированная стоимость энергии для этой системы будет составлять от 0,08 до 0,15 доллара за кВтч, но она может значительно возрасти с расходами на топливо. Для больших систем требуется значительное количество материала, что приводит к увеличению расстояний транспортировки и затрат на материалы.Небольшие системы имеют более высокие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание на единицу произведенной энергии и более низкую эффективность, чем большие системы. Следовательно, определение оптимального размера системы для конкретного приложения — это итеративный процесс.

Существует множество стимулов для производства энергии из биомассы, но они различаются в зависимости от политики федерального законодательства и законодательства штата. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности® перечисляет стимулы для биомассы. Сроки программ стимулирования часто позволяют меньше времени на строительство, чем необходимо для проектов, связанных с биомассой.Кроме того, федеральные агентства часто не могут напрямую воспользоваться финансовыми стимулами для возобновляемых источников энергии, если они не используют другую структуру собственности.

Руководство

FEMP по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о финансировании проектов в области возобновляемых источников энергии.

Интересно, что штат Массачусетс недавно исключил электричество, работающее на биомассе, из своего Стандарта портфеля возобновляемых источников энергии, поскольку государственные чиновники не верили, что биомасса обеспечивает явное сокращение выбросов парниковых газов.Таким образом, проекты, связанные с использованием биомассы, больше не имеют права на получение сертификатов возобновляемой энергии, которые засчитываются для целей или финансирования возобновляемых источников энергии штата Массачусетс.

Оценка доступности ресурсов

Наиболее важными факторами при планировании энергетической системы на биомассе являются оценка ресурсов, планирование и закупки. В рамках процессов отбора и анализа осуществимости критически важно определить потенциальные источники биомассы и оценить необходимое количество топлива.

Если возможно, подробно определите способность потенциальных поставщиков производить и поставлять топливо, отвечающее требованиям оборудования, работающего на биомассе.Это может быть немного интенсивный процесс, поскольку он включает в себя определение нагрузки, которая будет обслуживаться, определение возможных производителей или поставщиков оборудования, работу с этими поставщиками для определения спецификации топлива и контакт с поставщиками, чтобы узнать, могут ли они соответствовать спецификации — и какая цена. Также необходимо оценить ежемесячные и годовые потребности в топливе, а также пиковое потребление топлива, чтобы помочь при обращении с топливом и выборе размеров оборудования для хранения топлива.

Поскольку на большей части территории Соединенных Штатов не существует установленной системы распределения древесной щепы, иногда бывает трудно найти поставщиков.Одно из предложений — связаться с региональной лесной службой США и государственной лесной службой. К другим ресурсам, с которыми можно связаться, относятся ландшафтные компании, лесопилки и другие переработчики древесины, свалки, лесоводы и производители деревянной мебели.

Оценки ресурсов биомассы на уровне округа также доступны в Интернете с помощью интерактивного инструмента картографии и анализа. Инструмент оценки биомассы был разработан Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) при финансовой поддержке EPA. Раньше оценка ресурсов обычно была статичной и не позволяла пользователям анализировать данные или манипулировать ими.Этот новый инструмент позволяет пользователям выбрать местоположение на карте, количественно оценить ресурсы биомассы, доступные в пределах определенного пользователем радиуса, и оценить общую тепловую энергию или мощность, которые могут быть произведены путем восстановления части этой биомассы. Инструмент действует как предварительный источник информации о сырье биомассы; однако он не может заменить оценку сырья на месте.

Доступные ресурсы биомассы в США.
Источник: NREL

Необходимо разработать процесс приема поставок биомассы и оценки свойств топлива.По состоянию на июль 2011 года национальные спецификации по древесной щепе отсутствуют, но разрабатываются региональные спецификации. Наличие спецификации помогает сообщать и обеспечивать соблюдение требований к микросхеме. Спецификация должна включать физические размеры, диапазон содержания влаги в топливе, содержание энергии, содержание золы и минералов, а также другие факторы, влияющие на обращение с топливом или его сжигание. Для обеспечения справедливой стоимости контракты на поставку топлива должны масштабировать закупочную цену обратно пропорционально содержанию влаги, поскольку более высокое содержание влаги значительно снижает эффективность сгорания и увеличивает вес транспортируемого материала.

Рекомендации по закупкам

Следующие ниже рекомендации имеют решающее значение для успеха любого проекта по производству энергии из биомассы.

• Полностью привлекать лиц, принимающих решения, и широкую общественность на этапах планирования и по мере достижения прогресса, особенно если система будет установлена ​​в общественном здании.
• Тесно сотрудничать с производителем или поставщиком оборудования, работающего на биомассе, для совместной работы над проектированием зданий и требованиями к оборудованию.
• Согласовать календарное планирование строительства с поставкой оборудования.Например, легче доставить и установить оборудование, если кран имеет доступ к месту установки.
• Определите маршрут доставки топлива, чтобы грузовики могли легко добраться до места хранения и при необходимости развернуться.

Эксплуатация и обслуживание

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание энергетических систем, работающих на биомассе, в основном состоят из затрат на топливо и рабочую силу. В остальном эти системы аналогичны другим системам производства электроэнергии на основе котлов. Эксплуатация ведется непрерывно, поэтому затраты на эксплуатацию, а также на покупку и хранение топлива необходимо оценивать вместе с общими затратами по проекту.

Особые соображения

Ниже приведены важные особенности электрических систем, работающих на биомассе.

Экологическая экспертиза / разрешение

Основной проблемой NEPA и выдачей разрешений для энергетической системы, работающей на биомассе, являются выбросы от сжигания. Следовательно, следует пересмотреть местные требования. Выбросы в атмосферу из системы биомассы зависят от конструкции системы и характеристик топлива. При необходимости можно использовать системы контроля выбросов для уменьшения выбросов твердых частиц и оксидов азота.Выбросы серы полностью зависят от содержания серы в биомассе, которое обычно очень низкое.

Хранение щепы требует внимательности, подготовки и внимательности. Когда стружка хранится в здании, существует вероятность скопления пыли от стружки на горизонтальных поверхностях и попадания внутрь оборудования. Обеспокоенность вызывает способность древесной щепы самовоспламеняться или самовоспламеняться при хранении в течение длительного времени, хотя встречается редко. Для получения дополнительной информации см. Информационный бюллетень OSHA по безопасности и охране здоровья «Горючая пыль в промышленности: предотвращение и смягчение последствий пожара и взрывов».

Это происходит из-за цепочки событий, которая начинается с биологического разложения органического вещества и может привести к тлею кучи. Критический диапазон влажности, поддерживающий самовозгорание, составляет примерно от 20% до 45%. Вероятность самовозгорания также увеличивается с увеличением размера кучи из-за увеличения глубины.

Чтобы помочь в решении этой проблемы, Управление пожарной охраны в Онтарио, Канада предоставляет следующие рекомендации:

• Место хранения должно быть хорошо дренированным и ровным, с твердым грунтом или вымощенным асфальтом, бетоном или другим твердым материалом.На поверхности грунта между сваями не должно быть горючих материалов. Во дворе должны быть удалены сорняки, трава и подобная растительность. Переносные горелки с открытым пламенем для сорняков нельзя использовать на площадках для хранения щепы. Сваи не должны превышать 18 м (59 футов) в высоту, 90 м (295 футов) в ширину и 150 м (492 футов) в длину, если временные водопроводные трубы со шланговыми соединениями не проложены на верхней поверхности сваи.

• Между штабелями щепы и открытыми конструкциями, дворовым оборудованием или инвентарем должно сохраняться пространство, равное (а) двойной высоте сваи для горючего материала или зданий или (b) высоте сваи для негорючих зданий и оборудования.

• В местах скопления щепок курение запрещено.

Пожары из древесной стружки могут быть вызваны другими факторами, такими как удары молнии, тепло от оборудования, искры от сварочных работ, лесные пожары и поджоги. Эти пожары иногда называют поверхностными пожарами, потому что они возникают и распространяются по внешней стороне сваи.

При хранении очень важно поддерживать чистоту щепы. Когда щепа хранится на земле или гравии, часть этого материала часто собирается вместе со щепой и попадает в камеру сгорания.

21 февраля 2011 года EPA установило стандарты выбросов Закона о чистом воздухе для больших и малых котлов и инсинераторов, сжигающих твердые отходы и осадок сточных вод. Эти стандарты охватывают более 200 000 котлов и мусоросжигательных заводов, которые выделяют опасные загрязнители воздуха (HAP), также известные как токсичные вещества для воздуха. Новые стандарты EPA должны соблюдаться при планировании проекта любого котла для сжигания топлива.

EPA также приняло Закон о чистом воздухе, разрешающий выбросы парниковых газов 2 января 2011 года.Этот процесс, также называемый «правилом адаптации», требует разрешения на производство парниковых газов, но не распространяется на более мелкие предприятия. Ожидается, что окончательные правила будут разработаны в течение трехлетнего исследовательского периода, но федеральные предприятия, использующие производство электроэнергии из биомассы в рамках нового строительного проекта, могут захотеть убедиться, что размер объекта, работающего на биомассе, не вызывает эти требования.

В 2009 году штат Массачусетс издал документ под названием «Нормы безопасности и выбросы котлов и печей на биомассе в северо-восточных штатах ».Несмотря на то, что в этом документе содержится обзор действующих правил в этом регионе, он может быть полезной справочной информацией для других частей страны.

Дополнительные ресурсы

Следующие дополнительные ресурсы могут предоставить более подробную информацию о производстве электроэнергии из биомассы.

Электроресурсы биомассы

Публикации

Пиролизное масло — Экология с открытым исходным кодом

Основная > Энергия > Биотопливо

---

Пиролизное масло или «био-масло» является продуктом пиролиза различных материалов, таких как:

• При нагревании древесины или другой биомассы до достаточной температуры в среде с низким или нулевым содержанием кислорода образуются летучие компоненты
• После охлаждения некоторые из них находятся в газообразном состоянии (водород, окись углерода, газообразные углеводороды), а другие находятся в жидкой форме, так называемое пиролизное масло
• Это масло является плотным источником топлива — для таких применений, как отопление и производство пара.
• По сути, это менее технологичный заменитель нефтяного топлива в некоторых приложениях с более низкой теплотворной способностью, чем дизельное топливо.
• В настоящее время не может заменить дизельное топливо в стандартных дизельных двигателях внутреннего сгорания из-за высокой вязкости и кислотности.
• Модернизация биомасла до дизельного топлива с помощью процесса Фишера-Тропша возможна, но не может быть практичной в малых масштабах
• Также существуют химические пути
• Недавно был обнаружен дешевый способ с открытым исходным кодом для улучшения биомасла с помощью Red Mud в качестве катализатора.

Бионефть («биокруд») прямо с фермы.

• Нужно найти какой-нибудь паспорт безопасности для него или, возможно, аналогичный продукт «креозит» / древесная смола?
• ВЕРОЯТНО не очень хорошо
• Не помешает использовать:
  • Перчатки
  • Вытяжной шкаф и респиратор и / или хорошая вентиляция в рабочем пространстве
• Пока он не превратится в конечное топливо / продукты, просто используйте:
  • Хорошая вентиляция и мыть руки после воздействия

Примеры использования

Пиролизное масло чаще всего получают в результате пиролиза биомассы, но также возможны и другие источники, такие как пластиковые отходы и старые шины.Типичные промышленные применения пиролизного масла в качестве топлива:

• Котлы
• Печи
• Генераторы горячей воды
• Генераторы горячего воздуха
• Нагреватель теплоносителя
• Электрогенераторы (смешанные с 50% дизельным топливом)
• Дизельные насосы (смешанные с 50% дизельного топлива)

Методы использования

• Может использоваться напрямую (хотя и не так эффективно и более загрязняюще) как:
• В случае переработки его можно использовать в качестве соответствующих углеводородов.
  • Фильтрация, водоотделение + химическая сушка и фракционная перегонка — основные рабочие процессы
  • Можно ли использовать его в качестве сырья для производства биодизеля?
• Реакторы, скорее всего, также будут производить следующие полезные продукты:

Производство

Постпроизводственная фильтрация

• Простая вакуумная фильтрация через фильтр
• Можно даже использовать мелкую металлическую сетку для повторного использования (кислотность может быть проблемой для этого, но, возможно, ткань / керамика?)

Водоотделение + сушка

Базовое разделение

• Разделительная воронка или аналогичное устройство (метод пипетки для небольших объемов, ведра с носиками для дешевых установок и т. Д.) Может отделять большую часть воды
• Может ли водоотделитель / сифон для дизельного топлива быть хорошим вариантом OTS?
• Может быть использовано автоматическое дозирующее устройство или сепаратор непрерывного действия масла и воды

Дополнительная сушка

• Не требуется для прямого использования
• Это больше подходит для использования в химической очистке и модернизации.
• Это можно сделать через:
  • Молекулярные сита
  • Вакуумная сушка (при условии, что масло сначала не выкипит, или это учтено)
  • Фракционное замораживание (сублимационная сушка жидких смесей для разделения с помощью разностей сублимации) может работать (требуется исследование)
  • Простые емкости для испарения / пруды в сухой / теплой среде? (требуется дополнительное исследование)

Постфильтрация + сушка Очистка / модернизация

• Не используется ни в каких случаях прямого использования масла
• Используется для производства синтетических углеводородов на том же уровне, что и разновидности био-сырой или невозобновляемой сырой нефти.
• Выполнено с использованием того же рабочего процесса, что и другие источники:

Великий эксперимент, который можно провести за семестр, — это создание простого дистилляционного аппарата для проверки процедуры с использованием древесных стружек или газет, а также для измерения чистоты и состава получаемого топлива. Контактное лицо: joseph.dolittle в gmail dot com для получения дополнительной информации.

Базовый эксперимент можно легко провести, нагревая биомассу в металлической бочке емкостью 55 галлонов. Может быть применен внешний огонь или установлен электрический нагревательный элемент. Выделяющиеся пары можно направить в другой барабан, погрузив его в холодную воду для образования конденсата. Во втором барабане размещается дренажное отверстие для сброса давления, и газы могут сжигаться или улавливаться на этом выходе по мере протекания реакции.Когда вся биомасса будет дистиллирована, подача газа в факел прекратится.

Полученный продукт можно анализировать.

• Испытание на воспламеняемость
• Отопление для отвода воды
• Нагрев для удаления более легких фракций с получением мазута
• Дополнительный нагрев для получения более тяжелых масел или смазок
• Охлаждение на отдельные фазы
• Замораживание для разделения фаз или для разделения воды
• Использование кувшина для воды со встроенным краном позволяет легко отделить воду от топлива (аналогично разделительной воронке).
• Банку с краской в ​​качестве реактора может быть даже проще сделать в небольшом масштабе и дешево

вот пиролизный аппарат в моем понимании:

1.вам нужна печь, вероятно, старая бочка для внешней стороны камеры сгорания, выложенная смесью шамота / песка / опилок внутри. У него будет крышка с умеренным выпускным отверстием (возможно, половина площади крышки будет удалена), которую можно было бы отлить из той же смеси шамота. Также внизу есть отверстие для топлива и воздуха. Вы могли бы запустить его на природном газе, так как в конечном итоге вы, вероятно, просто вернули бы древесный газ в более позднюю версию.

2. Камера для ввода пиролизуемого материала.можно было бы окружить дешевую камеру тонким защитным покрытием. тонкий, чтобы не препятствовать теплопередаче. огнеупорный раствор и, может быть, песок, раствор может стоить 20 долларов за все, что вам понадобится, я думаю. или вам может потребоваться труба большого диаметра и сделать для нее дно и верх из толстых (5/8 «-1/2», я думаю) металлических плит. он должен быть несколько толстым, потому что в противном случае он быстро окислится (гальванизация испарится; хром или эмаль должны будут выдерживать циклы теплового расширения / сжатия; тонкая нержавеющая сталь может быть вариантом) вверху есть отверстие для выхода, есть нет впускного отверстия.

3. тушитель. очевидно, что скорость гашения важна, так как производимые свободные радикалы быстро соединяются, образуя смолу и асфальт, а не более полезные вещества. Обычный способ сделать это — распылить большое количество охлажденного пиролизного масла в горячий поток внутри циклонного сепаратора (например, вашей мукомольной мельницы). Не знаю, насколько это практично. возможно, охлаждение стенок циклонного сепаратора и трубопроводов к нему также проточной водой из вашего холодного колодца подойдет.это будет нуждаться в экспериментах.

4. Хранение газа. масляная бочка, наполненная водой, перевернутая и погруженная в воду. Большая версия того, как собирают газ на уроке химии. пузыри газ через дно, и у вас есть клапан на открытой поверхности, чтобы выпустить газ на досуге. веса на вершине стержня определяют фунт / кв. дюйм хранилища. в конечном итоге этот газ может быть просто перенаправлен обратно в печь, но сначала полезно знать, сколько газа вы получаете, а также вы можете использовать его в качестве газа для приготовления пищи, чтобы вытеснить пропан.

Сначала я говорю «пропустите 3» и просто позвольте пузырькам в воде в 4-м растворе стать закалкой. тогда вы сможете взвесить полукокс и газ и узнать, сколько нефти вы добываете. большая часть нефти, вероятно, будет в пленке на дне газосборника, но я не знаю, как влажность повлияет на нее (я думаю, что некоторые фракции полимеризуются с водой или образуют стабильную эмульсию). Теоретически это была бы лучшая закалка с точки зрения площади поверхности газа до теплоотвода, так что вы можете оценить, сколько нефти может произвести очень эффективное закалка.затем, когда у вас есть системные данные о расходах и все остальное, вы можете построить циклонный сепаратор и поиграть с некоторыми лучшими идеями гашения.

-эллиот

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Это видео от YouTube Г-на Теслоняна демонстрирует мелкомасштабную фракционную перегонку биомасла из дровяной печи. Очень чистый газ получают, пропуская его через микроперерабатывающий завод (с фильтрами и системой фракционной перегонки). После перегонки газ приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который запускает электрический генератор.

Малая пиролизная установка | Получите прибыль с меньшим бюджетом

Малая пиролизная установка подходит для преобразования небольшого количества отходов шин в масло. Вред шинных отходов известен всем. Завод Beston, как полезное оборудование для утилизации отходов, играет важную роль в улучшении утилизации отходов в настоящее время. Его простая установка и небольшая площадь завода нравятся покупателям.

Малый пиролизный завод Beston

Модель	BLJ-6	BLJ-10
Дневная производительность	6 т	8–10 лет
Метод работы	Партия
Сырье	Отходы пластика, шин, резины, нефтешламов
Размер реактора	D2.2 * L6.0м	Д2,6 * Д6,6 м
Образец	Горизонтальный и поворотный
Нагревательные материалы	Древесный уголь, древесина, мазут, природный газ, сжиженный нефтяной газ и т. Д.
Общая мощность	24 кВт / ч	30 кВт / ч
Площадь пола (Д * Ш * В)	30 * 10 * 8 м	30 * 10 * 8 м
Рабочее давление	Нормальное давление
Метод охлаждения	Водяное охлаждение
Срок службы	5-8 лет

Несколько вариантов реактора для малой пиролизной машины для продажи

Качество реактора сильно влияет на срок службы всего мелкомасштабного пиролизного оборудования.Когда инвесторы выбирают подходящий реактор, наиболее частыми соображениями являются эффективность и безопасность. Beston предлагает несколько вариантов с разной емкостью. И все они имеют хороший дизайн. Просмотр следующих функций:

Термостойкое сырье

Обычный материал — 16 мм-Q345R. Обладает жаростойкостью и отличной прочностью. Кроме того, для других деталей мы также выбираем жаростойкий материал, чтобы их было нелегко изменить. И они могут служить этому проекту больше времени.Если у клиентов есть другие требования, свяжитесь с нами.

Индивидуальный размер

Поскольку у клиентов разные требования к размеру небольшой пиролизной машины, мы можем настроить реактор в соответствии с требованиями клиентов. Стандартные размеры 2,2 * 6 м ( BLJ-6 ) и 2,6 * 6,6 м ( BLJ-10 ), что соответствует большинству требований клиентов. Отправьте нам свое требование.

Гибкая опция для двери

Отходы имеют разный размер и состав.Чтобы повысить эффективность и безопасность, Beston разработал двери двух форм: круглую и квадратную. Отправьте нам информацию об отходах, с которыми вы собираетесь заниматься. Затем мы можем спроектировать подходящее маломасштабное пиролизное оборудование в соответствии с вашими условиями. Маломасштабный реактор пиролиза Малогабаритная печь для пиролиза пластмасс

Проект безопасности малой установки пиролиза отходов

Уникальный дизайн — машина «три в одном»

конструкция этого оборудования принадлежит патенту Beston.Он сочетает в себе горизонтальный конденсатор, масляный бак и гидрозатвор. Благодаря удобству транспортировки и установки, это лучший выбор для тех, кто заказывает небольшую пиролизную установку.

Устройство пожаротушения — Hydroseal

Hydroseal предотвращает попадание огня в реактор. В случае пожара огонь попадает в гидрозатвор по горючему газопроводу. Однако газопровод проходит ниже поверхности воды, что тушит пожар.

Процесс полностью закрытого пиролиза

Для всего процесса пиролиза предъявляются строгие требования к герметичности.Благодаря отличному материалу, уникальной технологии сварки и конструкции герметичность реактора Beston выше, чем у реакторов других производителей.

Beston Три в одной машине Beston Hydroseal Полностью закрытый процесс пиролиза

Выгрузка при низкой температуре в вертикальной пиролизной установке

Температура пиролиза чрезвычайно высока. Чтобы снизить температуру сажи и масла, используется нагнетатель с водяным охлаждением. Безопасность рабочих и фабрики может быть гарантирована.

Метод автоматической спиральной разгрузки:

Метод автоматической разгрузки помогает клиентам сэкономить на рабочей силе. А метод спиральной разгрузки делает весь процесс более эффективным. Кроме того, мы также предлагаем клиентам непрерывные типы. Свяжитесь с нами, если у вас возникнет такая необходимость. Разрядка при низкой температуре Шнековый питатель

Обработка дымовых отходов на маломасштабной пиролизной установке

Выбросы выхлопного дыма — это проблема, которая больше всего волнует клиентов.Пиролизная установка периодического действия Beston имеет пылеулавливающую колонну (промывка водой, распыление воды и адсорбция керамического кольца) и охлаждающий конденсатор для очистки дыма. Если в странах-клиентах установлены более высокие стандарты выбросов, мы можем добавить процедуру для усиления эффекта: адсорбция активированного угля.

Система удаления пыли Система пылеудаления пиролиза

Малая пиролизная установка пр.

Отходы шин в Индонезии Клиент из Индонезии написал отзыв Хорошая обратная связь Малая пиролизная установка Beston отправлена ​​в Канаду Отгрузка мини-пиролизной машины в Канаду Малогабаритная пиролизная установка Beston в Канаде

Использование продуктов после пиролиза с помощью малого пиролиза Малая пиролизная установка

Масло

1.Продается напрямую.
2. Перерабатывается в дизельное топливо с помощью перегонной машины.
3. Используется в качестве топлива для металлургического завода, электростанции, цементного завода, ресторана и т. Д.

Черный карбон

1. Возможна прямая продажа.
2. Перерабатывается в высококачественный углерод на заводе по переработке технического углерода.
3. Производство угольного кирпича на оборудовании для брикетирования.

Горючий газ

1. В качестве топлива установки пиролиза отходов.
2. Производить электричество.
3.В качестве топлива других производств, например, ресторанов, бетонных заводов.
4. Ежедневно использует.

С целью получения прибыли от отходов, Beston малая установка пиролиза, выставленная на продажу по разумной цене, является наиболее подходящим устройством для клиентов. Для малого бизнеса мы также рекомендуем другую конфигурацию: одна система с двумя реакторами. Отправьте нам сообщение, чтобы получить анализ проекта, включая заводскую конфигурацию, анализ бюджета, организацию отгрузки и план прибыли.

Новая технология превращает пластиковые отходы в топливо

Одна из стратегий борьбы с загрязнением пластиком — это превращение океанов пластикового мусора в нечто ценное. Последняя разработка в этом подходе принадлежит команде из Университета Пердью, которая изобрела метод превращения широко используемого пластика в масло. Исследователи говорят, что процесс, описанный в ACS Sustainable Chemistry and Engineering, более энергоэффективен, чем переработка или сжигание пластиковых отходов.

За последние 50 лет в мире образовалось около шести миллиардов тонн пластиковых отходов.Очень мало этих отходов перерабатывается, и около 80 процентов их остается на свалках или в естественной среде, где они наносят вред дикой природе, выщелачивают вредные химические вещества и выделяют парниковые газы.

Почти четверть всех пластиковых отходов — это полипропилен, который используется для изготовления пищевых контейнеров, бутылок, трубок и одежды. Поэтому инженер-химик Линда Ван и ее коллеги сосредоточили свои усилия на повторном использовании этого типа пластика. Пластмассы — это углеводороды, которые производятся из нефти, и их можно преобразовать обратно в жидкое топливо.Для этого исследователи обычно использовали процесс, называемый пиролизом, который требует нагревания пластика до высокой температуры.

Команда Purdue использует метод, называемый гидротермальной обработкой. Другие использовали его раньше для преобразования других типов пластикового сырья в нефть, но выход этих процессов был низким. Ван и ее коллеги помещают поплипропилен в реактор, наполненный водой, и нагревают его до температур от 380 до 500 ° C в течение пяти часов при давлении 23 мегапаскаля.Под воздействием высокой температуры и давления вода разрушает пластик и превращает его в масло.

Исследователям удалось превратить 91% пластика в масло. Нефть, которая представляет собой смесь различных углеводородных соединений, может использоваться для изготовления строительных блоков для бензина и других видов топлива и химикатов.

Предварительный анализ группы показывает, что в процессе конверсии используется меньше энергии и меньше выбросов, чем при сжигании полипропиленовых пластиков или их механической переработке.Сейчас команда работает над оптимизацией процесса конверсии для производства высококачественного бензина или дизельного топлива.

Источник: Ван-Тинг Чен, Кай Цзинь и Ниен-Хва Линда Ван. Использование сверхкритической воды для сжижения полипропилена в нефть. ACS Sustainable Chem. Англ. 2019.

Фото: Карстен тен Бринк, Flickr Creative Commons

Пиролиз утильных шин — утильные шины

(PorOMdOwPwcm) Горелка Pyro-gaa Char Горелка Pyro-gaa Рисунок 8-1.Общий процесс пиролиза Из-за высоких температур реактора летучие углеводороды немедленно испаряются и сбрасываются из реактора в охлаждающую башню (элемент 3), где на них распыляется охлажденная, переработанная тяжелая нефть и более крупные молекулы (молекулы, содержащие восемь атомов углерода (C8) или более) конденсируются. Конденсат выходит из нижней части охлаждающей башни и собирается в приемнике тяжелой нефти (поз. 4). Соединения, которые не конденсируются (например, легкое масло, C3-C7) в охлаждающей башне, поступают в бесконтактный конденсатор, в котором используется холодная вода.Легкие нефтепродукты от C3 до C7 конденсируются и собираются в приемнике светлого масла (позиция 6). Хотя пиролитическое масло содержит значительные количества бензола и толуола, которые имеют высокую ценность в чистом виде, для удаления этих соединений из пиролитического масла требуется дорогостоящее оборудование для фракционной перегонки. Операторы пиролиза неохотно вкладывают капитал в оборудование для дистилляции, потому что риск слишком велик, а рентабельность инвестиций слишком мала. В результате пиролитическое масло должно продаваться в качестве замены жидкого топлива номер шесть (недорогой).Масла, производимые на предприятии Conrad’s Centralia, содержат максимум 1,5 процента серы и имеют потенциальный рынок сбыта в качестве смесительных масел для коммерческого топлива.1 Газ, остающийся после добычи нефти, называемый пиролитическим газом или пирогазом, обычно состоит из парафинов и олефинов с углеродным числом от одного до пяти. В зависимости от процесса теплотворная способность газа может составлять от 170 до 2375 британских тепловых единиц на кубический фут и в среднем составляет 835 британских тепловых единиц на кубический фут4 (в среднем природный газ составляет около 1000 британских тепловых единиц на кубический фут.) В большинстве процессов пиролитический газ используется в качестве топлива для нагрева реактора. Любой излишек газа можно сжигать на факеле или использовать вместо природного газа в качестве котельного топлива. Выбросы от сжигания пирогаза будут аналогичны выбросам от сжигания природного газа или угля с низким содержанием серы. Часть газа, вырабатываемого на заводе Конрада в Централии, используется в качестве топлива для установки пиролиза. Оставшийся газ в настоящее время сжигается во внешнем факеле. В настоящее время около 3,5 MHBtu сжигаются в факеле в качестве избыточных; Сотрудники Conrad надеются в будущем создать коммерческий рынок для избыточного газа.1 Char — твердый продукт из реактора пиролиза. Полукокс составляет около 37 процентов по массе от общего количества продуктов процесса4. Пиролизный полукокс имеет ограниченную рыночную стоимость из-за неблагоприятных характеристик. Во-первых, полукокс содержит от 10 до 15 процентов золы, что отрицательно сказывается на его армирующих свойствах при производстве новых шин. Кроме того, размер частиц полукокса слишком велик, чтобы его можно было квалифицировать как высококачественную сажу.4 В-третьих, полукокс из реактора загрязнен стальной проволокой и волокнами вискозы, хлопка и нейлона.Однако волокна можно удалить механически, а стальную проволоку можно удалить с помощью магнита. Технический углерод, производимый на предприятии Conrad’s Centralia, в среднем содержит менее 0,75 процента серы и может быть продан для использования в таких целях, как тонер для копировальных аппаратов, пластмассовые изделия, резиновые изделия (шланги, коврики) и краски.1 В большинстве проектов пиролиза предпринимаются попытки снизить содержание золы и улучшить полукокс до материала, сопоставимого с коммерческой сажей. Активация паром, измельчение, грохочение, кислотное выщелачивание, экстракция бензола, фильтрация и другие процессы использовались для повышения качества полукокса, но с сомнительными результатами.Измельчение, просеивание и транспортировка создают неконтролируемые выбросы твердых частиц. Активация паром, экстракция, выщелачивание и фильтрация приводят к летучим выбросам ЛОС. Однако даже усовершенствованный уголь не может конкурировать с первичной углеродной сажей или даже с углеродной сажей, полученной в результате субстихометрического сжигания опасных органических отходов. 8.2 ОСОБЫЕ ТИПЫ РЕАКТОРОВ Хотя существуют сотни процессов пиролиза шин, все они могут быть разделены на окислительные или восстановительные.Таблица 8-2 содержит список производителей окислительных и восстановительных процессов с указанием производительности, рабочих температур и смесей продуктов. Окислительный процесс — это не совсем пиролиз, потому что он вводит в реактор кислород или воздух.5 Строгое определение пиролиза — это термическое разложение материала в отсутствие кислорода. Окислительный процесс включен сюда, потому что элементы процесса и единичные операции идентичны чистому пиролизу. В окислительном процессе термическое разложение все еще происходит, но кислород вступает в реакцию с продуктами разложения, вызывая частичное сгорание.Это частичное сгорание называется «субстехиометрическим сгоранием», потому что для полного сгорания кислорода недостаточно. Тепло от сгорания вызывает дополнительную термическую деградацию оставшихся утильных шин. Газы, образующиеся при частичном сгорании, включают монооксид углерода, диоксид углерода, водород и диоксид серы, которые не образуются в процессе восстановления. Закачка пара — это разновидность окислительного горения, поскольку преобладающие реакции включают крекинг углеводородов с образованием моноксида углерода, диоксида углерода и водорода.Поскольку газовые продукты не потребляются, как в субстехиометрическом процессе, процесс закачки пара производит больше горючих газовых продуктов, чем окислительный процесс. В дополнение к теплу, необходимому для нагрева реактора и содержимого, для процесса впрыска пара требуется внешний источник тепла для производства пара. Таблица 8-2. Производители пиролизных установок и условий эксплуатации w o o Таблица 8-2. Производители пиролизных установок и условий эксплуатации Процесс Hm * Capecity tpd Реакция Tenp, * C Доходность как процентов от Тираса Масло, X ЧСР , X газ, X Oulnlyn 120 600 62 16 11 0 Nippon Zeon 26.С 449-500 56 31 3 10 Сунотоао S 704 54,7 31,7 9,5 4,1 Тоско IS 510 52 29 11 4 МВт / т » Кобе 26.С 500 41 33 7 5 HVU эт.6 677 22 47 17 10 Herko / Klener 238 600 47 30 17 6 ERftG 3 871 38 30 28 4 C «rb Oll t Gil 60 600 45 33 13 9 Nippon 0 т F 27 500 49 36 10 5 Inten Company 100 496 52 35 7 4 iutrieb 6 427 35 38 20 5 Cerb-OII 112 1010 43 34 18 6 ïokohwa 8.2 500 53 33 н / д н / д OnthwM 30 400 21 20 51 7 Тиролиз 165 534 45 39 0 16 Бергбау 1.3 923 5 35 20 10 DDP 25 722 27 39 12 Восстановительный процесс — более традиционный процесс пиролиза шин.Этот процесс исключает все источники кислорода и полагается только на тепло реактора для разложения шин. Некоторые переработчики создают в реакторе давление инертного газа, такого как азот, чтобы предотвратить утечку воздуха в реактор, в то время как некоторые вводят водород для реакции с серой, присутствующей в резине в шинах, с образованием сероводорода. Сероводород можно извлекать и продавать как побочный продукт. Как упоминалось ранее, при пиролизе шин было опробовано несколько различных типов реакторов.Практически любой герметичный сосуд можно использовать в качестве реактора пиролиза. Конструкция реактора оказывает значительное влияние на качество получаемого полукокса из-за равномерного температурного градиента и истирания частиц друг о друга. Некоторые из используемых типов реакторов: • вращающаяся печь с закрытым корпусом • печь с подвижной решеткой с псевдоожиженным слоем Ниже обсуждаются различные конструкции реакторов в порядке возрастания технической сложности и, следовательно, увеличения стоимости.Качество полукокса также улучшается по списку, но ни один из них не дает качественного полукокса, сопоставимого с углеродной сажей в большинстве приложений, даже после обновления. 8.2.1 Герметичная коробка Герметичная коробка — самый простой, но самый трудоемкий процесс. В этом процессе целые шины вручную укладываются в стальной цилиндр, оборудованный герметичными головками на каждом конце. Тепло подводится либо снаружи, либо непосредственно внутри реактора, пока реактор не достигнет желаемой температуры пиролиза. Затем реактор выдерживают при этой температуре в течение нескольких часов.Затем реактор охлаждают, открывают и вручную очищают от угля, проволоки и ткани. Затем он перезагружается, и процесс повторяется. Для этого процесса требуется как минимум три реактора, чтобы обеспечить постоянный источник газа для зажигания котла. 8.2.2 Вращающаяся печь Вращающаяся печь проста по концепции, но трудна в эксплуатации. Вращающаяся печь представляет собой стальной цилиндр с огнеупорной футеровкой, установленный горизонтально на цапфах и опорных кольцах. Он немного наклонен к разгрузочному концу, чтобы облегчить поток материала через печь.Печь питается от верхнего конца и может загружать как целые шины, так и щепу TDF. Его можно обжечь изнутри или обогреть снаружи. Одна из самых больших проблем при эксплуатации — герметизация внутренней части печи от протечек. Печи обычно работают с небольшим отрицательным давлением (принудительная тяга). Почти все печи в той или иной степени протекают, и эти утечки вызывают попадание наружного воздуха в реактор, что приводит к воспламенению продуктовых газов. На входном и разгрузочном концах печи предусмотрены вращающиеся уплотнения, но герметизация вращающегося цилиндра от восьми до десяти футов является чрезвычайно сложной задачей. 8.2.3 Винтовая печь Шнековая печь представляет собой стационарный стальной цилиндр, оборудованный вращающимся шнековым устройством, которое перемещает материал через цилиндр. Цилиндры винтовых печей часто намного меньше в диаметре, чем вращающиеся печи. Обычная подача — это покрышки со сколами без проволоки. (Открытая проволока вызывает проблемы с подачей и транспортировкой.) Основным преимуществом использования реактора с винтовой печью является то, что его винтовой вал намного меньше и, следовательно, легче уплотняется, чем большой цилиндр вращающейся печи.Основным недостатком использования шнековой печи являются механические проблемы, связанные с движением шнека в чрезвычайно горячей, эрозионной среде. 8.2.4 Печь на подвижной решетке Печь с подвижной решеткой представляет собой стационарный резервуар, оборудованный решеткой с решетчатой ​​решеткой, которая непрерывно перемещается от загрузочного конца к разгрузочному. Печь можно обогревать прямо или косвенно. Шины или TDF подаются через воздушный шлюз на подающий конец решетки. По мере движения решетки шины изнашиваются.Обугленный выгружается в конце слоя в сборный бункер, а колосниковая решетка возвращается обратно в загрузочную часть печи. Существуют механические проблемы с печью с подвижной решеткой, потому что оборудование должно работать в высокотемпературной эрозионной среде. 8.2.5 Кипящий слой Реактор с псевдоожиженным слоем представляет собой вертикальную стальную емкость, в которую TDF подается через боковой канал. Псевдоожиженный слой TDF поддерживается горячим воздухом. Абразивное действие псевдоожиженных частиц разъедает обугливание из TDF, превращая материал шины в мелкие кусочки.По мере разложения TDF зола и полукокс вымываются из реактора с псевдоожижающим воздухом. Самыми большими недостатками системы псевдоожиженного слоя являются необходимость удаления захваченных твердых частиц из паров и необходимость поддержания горячего псевдоожижающего газа. Двумя основными преимуществами являются хорошее перемешивание твердых частиц и однородный температурный профиль твердых частиц в псевдоожиженном слое. Эти два преимущества позволяют получать полукоксий лучшего качества среди всех процессов пиролиза. 8.2.6 Другие реакторы Другие реакторы и процессы включают ванну с горячим маслом, ванну с расплавленной солью, микроволновую печь и плазму.Эти процессы были исследованы в лабораторных и в некоторых случаях опытно-промышленных масштабах. Ни один из них не оказался коммерчески успешным. 8.3 ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Ожидается, что установки пиролиза будут иметь минимальное воздействие на загрязнение воздуха, поскольку большая часть пирогаза, образующегося в процессе пиролиза, сжигается в процессе в качестве топлива. Во время горения органические соединения разрушаются. При условии полного сгорания продуктами разложения являются вода, диоксид углерода, монооксид углерода, диоксид серы и оксиды азота. На заводе Конрада в Централии нет оборудования для борьбы с загрязнением, за исключением внешнего факела для избыточного газа. Системы непрерывного мониторинга выбросов не используются. К объекту не применяются никакие местные правила, хотя регулирующие органы проводят ежегодный осмотр на месте. Персонал завода еженедельно проверяет утечки газов из труб, клапанов и фланцев. Небольшие выбросы в атмосферу возникают в результате эксплуатации этого оборудования. Оборудование для контроля загрязнения воздуха даже не обязательно, чтобы соответствовать государственным стандартам.1 Испытание на выбросы пирогаза было проведено в Конраде 18 декабря 1986 года при пиролизе TDF. Измерения включали твердые частицы, металлы, летучие и полулетучие органические соединения, диоксид серы (S02), оксиды азота (NOx), диоксид углерода (C02), кислород (02) и монооксид углерода (CO) 1. Представлены результаты испытаний. в Таблице 8-3. Обратите внимание, что эти оценки выбросов не отражают выбросы в атмосферу. 8.3.1 Выбросы твердых частиц Как видно из Таблицы 8-3, выбросы твердых частиц в пирогазе были оценены со скоростью 0.0001 фунт на MMBtu.1 Таблица 8-3. Оценка выбросов от установки пиролиза, Conrad Industries1 ‘* Концентрация Уровень выбросов »(Иба на WBtu) Концентрация Уровень выбросов »(Иба на WBtu) Твердые частицы 2,500 1 х 10 * 4 Плаааа Хетала Алуайраджи 1.51 6,7 X 10’8 Чроайуа 0,82 3,7 X 10- « Утюг 9,89 43,9 X 10’8 Nagneaiua 0,45 2,0 Х 10’8 Марганец 0.09 0,4 Х 10 * 8 Меркурий 0,05 0,2 ​​X 10 дюймов 8 Никель 2,95 13,1 х 10 * 8 Потааайуа 1,84 8,2 Х 10-8 Sod i us 18.62 82.7 Х 10-8 цинк 0,65 2.9 Х 10-8 Уплотнительные летучие органические соединения Биа (2-этигоксиофталат) 10,2 45,3 х 10 * 8 Бутилбензилфталат 1.7 7,5 Х 10-8 01-н-бутилфталата 0,9 4,0 Х 10 * 8 Нафталин 2,87 12,7 х 10-8 Фенол 1,4 6,2 Х 10’8 Летучие органические соединения Бензол 20.2 с Этилбензол 24,1 с Толуол 30,8 с Ксилены 16,2 с Диоксид серы 310,500 7.7 X 10 дюймов 2 Оксиды азота Оксиды азота 210 000 Theaa eanaaion eatisatea отражает совместное размещение пирогаза, который либо сжигается в процессе в качестве топлива, либо (для избыточного пирогаза) сбрасывается в факел установки. Эти оценки не отражают атмосферные выбросы. Эти показатели расхода были рассчитаны путем умножения средних концентраций, указанных для котла, на средний расход для тестовых прогонов.Для расчета Iba / HMBtu использовалось значение подводимой энергии 31 WfBtu. Расходы не сообщаются. Таким образом, невозможно было подсчитать количество фунтов стерлингов в час. Количественные оценки летучих выбросов отсутствуют. Неорганизованные выбросы твердых частиц происходят во время обработки и обработки полукокса. Уголь содержит технический углерод, серу, оксид цинка, глиняные наполнители, карбонаты и силикаты кальция и магния, которые производят выбросы PUjq. Такие операции, как просеивание, измельчение и обработка, вызывают выбросы PM10, и их можно контролировать с помощью пылеуловителей и рукавного фильтра. 8.3.2 Выбросы ЛОС Основным источником выбросов ЛОС являются летучие источники. Неорганизованные выбросы ЛОС происходят из-за утечек из-за изношенных или неплотных уплотнений вокруг валов насосов и штоков клапанов, из-за незакрепленных соединений труб (фланцев), компрессоров, резервуаров для хранения и открытых дренажных труб. Состав летучих выбросов представляет собой комбинацию «чистого» пирогаза и неконденсированных легких нефтей. В таблице 8-4 представлен состав «чистого» пирогаза2. Основными составляющими пирогаза являются водород, метан, этан, пропан и пропилен.Эти пять компонентов составляют более 98 процентов состава пирогаза. На практике пирогаз всегда будет содержать неконденсировавшееся легкое масло. В таблице 8-5 представлен состав легкой нефти, сконденсированной из пирогаза при 0 ° C (32 ° F) .4 Среди компонентов указаны толуол, бензол, гексан, стирол и ксилол. Выбросы бензола, этилбензола, толуола и ксилола были измерены при испытании дымовой трубы в Conrad Industries. О расходах для тестов, измеряющих эти соединения, не сообщалось; таким образом, уровень выбросов (фунты / MMBtu) не может быть оценен. В литературе не найдено упоминаний о неконтролируемых выбросах в результате процесса пиролиза. Для оценки выбросов в результате этого процесса по порядку величины предполагалась модельная установка. Согласно исследованию Министерства энергетики США, наиболее экономичный размер завода составляет 100 тонн в день (2000 шин в день) .4 При таком размере завод будет примерно равен одной сотой размера модельного нефтеперерабатывающего завода, указанного в AP-42.6 TCible 8 -6 дает сотую часть летучих выбросов от нефтеперерабатывающего завода, количество единиц в процессе и суточные выбросы от каждого источника.Исходя из этих предположений, типичный пиролизный завод будет выделять около 50 килограммов ЛОС в день (около 100 фунтов в день) или 18,7 мегаграмм в год (всего 21 тонна в год). Неорганизованные выбросы ЛОС можно значительно снизить, если выбрать компоненты (например, насосы, клапаны и компрессоры), специально разработанные для минимизации неорганизованных выбросов. Неорганизованные выбросы ЛОС также можно уменьшить, обучив операторов и механиков способам сокращения неорганизованных выбросов, надлежащему надзору и надлежащей практике технического обслуживания. 8.3.3 Прочие выбросы Полулетучие, SO2 и NOx также были измерены в пирогазе. Большинство обнаруженных полулетучих соединений были фталатами. Источником фталатов могли быть методы, используемые для обнаружения полулетучих веществ (газовая хроматография / масс-спектрометрический анализ с использованием смол сухих сорбентов), поскольку эти методы могут привести к загрязнению фталатами.1 8.4 ПРОЧИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЭНЕРГИЮ Если рынки угля не могут быть развиты, уголь становится серьезной проблемой для твердых отходов.Анализ полукокса от пиролиза утильных шин не указывает на проблему с опасными материалами.4 Однако, если его необходимо утилизировать на свалке, полукоксы следует собирать в пластиковые мешки, отправлять и утилизировать в стальных бочках для предотвращения дополнительных утечек. выбросы при транспортировке и утилизации. Таблица 8-4. Хроматографический анализ пиролитического газа из измельченных автомобильных шин с бортовой проволокой In2 Учредительный Объем в процентах Водород 47.83 Метан 29,62 Этан 18,52 Пропан 5,70 Пропилен 8,82 Изобутилен 0,73 Изобутан 0.34 Бутан 0,23 Бутен-1 0,14 транс-бутен-2 0,07 изобутен-2 след Пентан ND * 1,3-Бутадиен НД * не обнаружено Таблица 8-5.Хроматографический анализ легкой нефти, конденсированной из пиролитического газа при 0 * C, с использованием измельченных шин с бортом vire4 Составной объем в процентах Толуол 11. .05 Бензол 8. ,83 1-гексен 5. ,85 гексан 4. .07 8-метил-8-бутен 3. .55 транс и цис-8-гексен 3. .42 Стирол 3. .03 Этилбензол 3. ,33 Ксилол 4. ,18 3,3-диметил-1-бутен 1. .11 8-метилбутан 1. .04 2,8-диметилбутан 1. , 04 8-метил-1,3-бутадиен 1. ,85 Циклопентан 1. , 48 Другое 46. , 17 ПРИМЕЧАНИЕ: Эти легкие нефти составляют только около 2 процентов от общего объема пиролитического газа. Таблица 8-6. Расчетные неорганизованные выбросы ЛОС от «типовой» пиролизной установки6 ‘* Беглец Выбросы Источник Количество обрабатываемых источников ЛОС кг / день Выбросы фунт / день Трубные фланцы 47 2.72 6 Клапаны 12 30,84 68 Уплотнения насоса 4 5,90 13 Компрессоры 1 5,00 11 Клапаны сброса давления 1 2.27 5 Открытые дренажи 7 4,54 10 ИТОГО 51,27 113 * Исходя из одной сотой размера нефтеперерабатывающего завода (значение x 0,01). Кроме того, в зависимости от исходного сырья образуются негорючие побочные продукты, такие как стекловолокно или стальной лом.Конрад надеется создать рынок для стекловолокна в качестве наполнителя, хотя в настоящее время он захоронен. Стальной лом может быть продан торговцу металлоломом.1 При использовании бесконтактных конденсаторов с водяным охлаждением проблемы загрязнения воды должны быть минимальными. Кроме охлаждения, единственным другим источником загрязнения воды является вода, используемая для мытья полов и оборудования заводов. Могут произойти разливы нефти, и их следует изолировать, локализовать и очищать, не загрязняя сточные воды. Большинство переработчиков предпочитают поддерживать запасы сырья не менее 30 дней в качестве защиты от колебаний рынка, проблем с транспортировкой или остановок работы. За сваей нужно правильно ухаживать. Если куча не является «живым складом» (первым пришел — первым ушел), она может представлять потенциальную опасность для здоровья из-за заражения грызунами и насекомыми. Потенциал возгорания сваи шин возможен всегда, поэтому важны средства пожаротушения и доступ к свае. 8.5 РАСЧЕТЫ СТОИМОСТИ За последние десять лет было предложено, спроектировано, запатентовано, лицензировано или построено не менее 34 крупных проектов пиролиза (см. Таблицу 8-2). Сегодня работают только один или два, возможно, ни один из них не работает на коммерческой основе. Технически пиролиз шин возможен; но в финансовом отношении это очень сомнительно. В этом разделе рассматриваются некоторые основные моменты финансового анализа процесса и продуктов. Экономика пиролизного бизнеса чрезвычайно сложна.Во-первых, для строительства завода мощностью 100 тонн в день требуются инвестиции в размере более 10 миллионов долларов.4 Во-вторых, у бизнеса много важных переменных, ни одна из которых не является фиксированной или легко предсказуемой. Например, выход пиролитического масла может варьироваться от 82 до 171 галлона на тонну шин, подаваемых в процесс. Цена продажи пиролитического масла может варьироваться от 36 до 95 центов за галлон, в зависимости от состава и качества. Другие продукты процесса пиролиза имеют аналогичные потенциальные изменения. Из-за этого экономический анализ требует многих предположений. В 1983 году Министерство энергетики США оценило экономическую целесообразность пиролиза шин и опубликовало свои результаты в отчете под названием Scran Tyres; Оценка ресурсов и технологий шинного проката и других избранных альтернативных технологий2. Их «экономические результаты» указаны в части: «Экономические результаты. Был проведен анализ каждого проекта с использованием предыдущих экономических параметров и компьютерной программы. Результаты показали отрицательные денежные потоки по каждому проекту.Использование системы ускоренного возврата капитала (ACRS) по-прежнему показало отрицательные денежные потоки по каждому проекту. Причина этих отрицательных денежных потоков заключается в том, что пиролиз шин является экономическим только с уникальными ситуационными переменными. Существует ряд вопросов о качестве продукта, цене продукта и стоимости исходного сырья, которые, как правило, придают неопределенность экономическому анализу … » В отчете Министерства энергетики оценивается чувствительность результатов модели к изменениям выбранных переменных, таких как капитальные вложения, рабочая сила, коммунальные услуги и цены на продукцию.В этом анализе все переменные, кроме одной, оставались постоянными, а выбранная переменная оценивалась от минус 20 процентов предполагаемого значения до плюс 20 процентов с шагом 10 процентов. Двумя переменными, оказавшими наибольшее влияние на прибыльность, были сборы за опрокидывание шин (сборы, уплачиваемые за утилизацию утильных шин — доход от затрат на приобретение шин) и цена продажи продукции. В Таблице 8-7 приведены суммы чаевых и отпускные цены на продукцию . Таблица 8-7.Приобретение шин. Цены и отпускные цены на продукцию, необходимую для обеспечения 20-процентной рентабельности капитала для пяти установок пиролиза шин2 (в долларах) Материал ERRG Фостер- Наряд Кобе Кутриб Уиллер Нефть Комиссия за чаевые » 0.75 0,04 0,16 1.03 0,11 Масло « 8,13 0.60 0,77 8,15 0,77 Char® 0,10 0.06 0,07 0,33 0,06 Сталь 121 13 35 68 39 • Плата за чаевые, полученный кредит на утилизацию шин, $ / шина б Цена реализации пиролитического масла, $ / галлон c Цена продажи гольца, $ / фунт d Цена продажи стального лома, долл. / Тонна, необходимая для получения 20-процентной рентабельности капитала (ROE) для пяти процессов пиролиза, смоделированных в отчете.Анализ предполагает, что весь образующийся пирогаз расходуется в качестве топлива в процессе. Более высокая плата за опрокидывание шин может улучшить экономические показатели пиролиза шин. Бизнес может быть финансово успешным, если чаевые оператору технологического процесса составляют от 1 до 8 долларов. В настоящее время несколько штатов взимают плату за утилизацию шин в размере доллара или более во время покупки. Однако большая часть сборов идет на администрирование программы, оплату сборщика шин, дистрибьютора, переработчика шин и конечного пользователя утильных шин.Конечный пользователь часто получает всего от 15 до 20 центов за шину. Для сравнения в Таблице 8-7, во 2-м квартале 1991 года сырая нефть продавалась по цене около 20 долларов за баррель (0,47 доллара за галлон), высококачественная сажа продавалась по 0,28 доллара за фунт, а стальной лом продавался по цене примерно 25 долларов за тонну. 8.6 ВЫВОДЫ Последствия пиролиза для загрязнения воздуха минимальны при правильной конструкции и эксплуатации. ЛОС в газе могут вытекать из уплотнений насосов, фланцев труб, штоков клапанов, дренажей и компрессоров.Твердые частицы образуются в результате обработки и обработки полукокса. Данные о выбросах от пиролизных установок минимальны, потому что многие установки работают в течение коротких периодов времени и часто только на уровне пилотного проекта. Пиролиз шин в настоящее время является мелкомасштабным. В настоящее время крупномасштабные операции экономически нецелесообразны. С экономической точки зрения пиролиз — занятие второстепенное. Если затраты на утилизацию шин не высоки, можно добиться экономии энергии на месте, получить налоговые льготы и производить более дорогостоящие продукты (например, бензол и толуол). 8.7 ССЫЛКИ 1. Меморандум от Кларка, К., Pacific Environmental Services, Inc., (PES), Мишелишу, Д., EPA / ESD / CTC. 28 сентября 1991 г. Посещение объекта — Conrad Industries. 2. Dodds, J., W.F. Доменико, Д. Эванс, У. Фиш, П.Л. Lassahnn и W.J. Toth. ЛОМ ШИНЫ: Оценка ресурсов и технологий пиролиза шин и других избранных альтернативных технологий. Министерство энергетики США. Ноябрь 1983 г. 3. Шульман, Б.Л., П.А. Белый.Пиролиз утильных шин с использованием процесса Tosco II. Американское химическое общество 0-8418-0434 9/78 / 47-076-274. Сентябрь 1978 г. 4. Вольфсон, Д.Е., Дж. Дж. Бекман, Дж. Уолтерс и Д. Беннетт. Разрушающая перегонка шин Scran Министерства внутренних дел США, Бюро горнодобывающей промышленности. Отчет № 7302. Апрель 1973 г. 5. Корпоративный отчет «Фостер Уилер Пауэр Продактс»; Тврольвсис — Завод Тврольвсис. 6. Агентство по охране окружающей среды США. Сборник коэффициентов выбросов загрязнителей воздуха.Издание четвертое, АП-42, стр. 9.1-13. Продолжить чтение здесь: Ссылки Была ли эта статья полезной?

пластик для топлива проектов

Проекты по использованию пластика в качестве топлива начинают набирать обороты в энергетической отрасли, поскольку растет осознание значительного экологического ущерба, наносимого одноразовыми пластиками, и недостаточных привычек людей к переработке отходов, что побуждает исследователей обращаться к альтернативным методам утилизации для растущего объема производства пластика.

В таких проектах для создания топлива используется химическая энергия, хранящаяся в углеводородной структуре материала. Этот метод получил высокую оценку за его экономические и экологические преимущества, но по большей части остался на стадии разработки.

Сейчас эти схемы начинают набирать обороты. Здесь Future Power рассматривает некоторые из наиболее инновационных примеров.

Зачем превращать пластик в топливо?

По оценкам, менее 5% пластика, производимого каждый год, перерабатывается, при этом производство материала должно увеличиться на 3.8% ежегодно до 2030 года, добавляя к 6,3 миллиардам тонн, произведенным с момента начала производства 60 лет назад. Большинство из них попадает в наши океаны, нарушая морские экосистемы, и, по прогнозам исследователей, на биоразложение потребуется как минимум 450 лет, если вообще когда-либо.

Использование пластмассы в качестве топлива обещает не только в ограничении такого повсеместного загрязнения, но и в обеспечении значительной экономической выгоды для регионов.По оценкам Американского химического совета, только в США предприятия по переработке пластика в топливо создадут почти 39 000 рабочих мест и обеспечат экономическое производство почти на 9 миллиардов долларов, что сделает глобальный рыночный потенциал такой отрасли огромным.

Топливо, полученное из пластмасс, также способно производить более чистое горючее, чем традиционные источники, из-за низкого содержания серы, учитывая, что большинство развивающихся стран используют дизельное топливо с высоким содержанием серы.

Пластик в водород

Совсем недавно исследователи из Университета Суонси открыли способ превращения пластиковых отходов в водородное топливо, которое, по их словам, однажды можно будет использовать для двигателей.

Команда добавила светопоглощающий фотокатализатор в пластмассовые изделия — материал, который поглощает солнечный свет и преобразует его в химическую энергию в процессе, называемом «фотореформирование». Затем комбинация пластика и катализатора была оставлена ​​в щелочном растворе под воздействием солнечного света, что привело к разрушению материала и образованию пузырьков газообразного водорода в процессе.

Новый метод будет дешевле, чем существующие варианты переработки, так как любой пластик можно использовать без необходимости очистки.По данным The Balance Small Business, в настоящее время переработка тонны пластиковых пакетов стоит около 4000 долларов, что часто приводит к сжиганию или выбрасыванию пластиковых отходов на свалку, чтобы избежать расходов.

Тематические отчеты

Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?

В отчете

GlobalData по темам TMT за 2021 год рассказывается все, что вам нужно знать о темах революционных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Доктор Мориц Кюхнель из химического факультета университета сказал: «Ежегодно используется много пластика — миллиарды тонн — и только небольшая его часть перерабатывается. Мы пытаемся найти применение тому, что не перерабатывается.

Прелесть этого процесса в том, что он не очень требователен.Он может привести к разложению всех видов отходов ».

В настоящее время команда пытается расширить процесс с нынешних миллиграммов пластика на использование процесса фотореформирования для более крупных деталей.

Хотя могут пройти годы, прежде чем этот процесс превращения пластика в топливо можно будет внедрить на промышленном уровне, его развитие будет хорошо работать в тандеме с появлением водородных транспортных средств. В настоящее время таких автомобилей на наших дорогах нет, хотя у ряда компаний есть большие планы. Например, Toyota заявила о своей цели продать один миллион электрических и топливных автомобилей по всему миру к 2030 году, а в 2020 году она также планирует выпустить автобус на топливных элементах.

Пластмасса к дизельному топливу

Химики из Калифорнийского университета , Ирвин (Калифорния), , в сотрудничестве с исследователями из Шанхайского института органической химии, разработали метод переработки пластика, который позволяет им растворять связи полиэтиленового пластика для создания нефти и других топливных продуктов. .

Хотя необработанный полиэтилен может быть разрушен, он требует либо значительного количества тепла, либо химически активных токсичных химикатов, что приводит к разрушению атомных связей непригодным для использования способом.Напротив, процесс, разработанный исследователями, использует гораздо меньше тепла и позволяет превратить конечный продукт в новый источник топлива.

Команда, возглавляемая химиком из Калифорнийского университета в Ирвине Жибином Гуаном, использовала тип углеводородной молекулы, известной как алканы, которые обычно используются для производства полимеров, хотя здесь они использовались для разложения полимеров. Постепенно удаляя и добавляя связи между атомами углерода и водорода в материале, команда смогла реструктурировать полиэтилен в жидкое топливо, которое можно использовать в автомобилях или других промышленных целях.

Используемые катализаторы также совместимы с различными типами полиолефиновых добавок, что означает, что пластиковые отходы, такие как бутылки, пакеты и пленка, могут быть превращены в химическое сырье без необходимости какой-либо предварительной обработки.

Пластмасса к сырой нефти

В 2016 году исследователи Центра устойчивых технологий Иллинойса Б.К. Шарма и Кишор Раджагопалан в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства США успешно переработали пластиковые пакеты в топливо.

Команда использовала полиэтиленовые пакеты высокой плотности, полученные от местных розничных продавцов, и загрузила их в установку пиролиза, создавая при этом пластиковую сырую нефть (PCO).Затем они перегоняли PCO, чтобы получить бензин и два типа дизельного топлива. После добавления антиоксидантов полученные материалы оказались лучше обычных дизельных топлив с точки зрения смазывающей способности и производного цетанового числа, что демонстрирует качество воспламенения.

Пластмасса до серы

Американская компания Plastic2Oil работает над превращением пластиковых отходов в серное топливо, используя выброшенный материал в качестве сырья для создания «дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы», которое содержит 15 частей на миллион или ниже.

В настоящее время дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы в основном производится из нефти, хотя Plastic2Oil представляет собой жизнеспособную альтернативу топливу, полученному из пластика. Обработчик фирмы принимает немытый и несортированный пластик, производя около одного галлона топлива из 8,3 фунта материала. В качестве топлива процессор использует собственные отходящие газы (примерно 10–12% от производительности процесса), что означает, что для работы машины требуется минимальное количество энергии. Произведенное топливо также может быть очищено и отделено без затрат на дистилляционную колонну.

Есть минусы?

Отрасль по переработке отходов в топливо вызвала некоторое сопротивление со стороны экологических организаций: протесты привели к остановке запланированного объекта по переработке отходов в топливо в Ланкашире в прошлом году, а в Канберре, Австралия, после жалоб экологов были начаты расследования.

Ларри О’Лафлин, исполнительный директор ACT Conservation Council, рассказал изданию The Guardian об экологической угрозе, которую, по его словам, представляют свалки для переработки отходов в пластик.Он отверг представление о том, что промышленность — это форма вторичной переработки, поскольку пластмассы можно использовать только один раз, прежде чем они будут превращены в топливо. Он также утверждал, что широкое распространение этого метода может замедлить усилия по поиску альтернативных видов топлива, сказав: «Во время сокращения выбросов углерода они вводят другое ископаемое топливо. ACT пытается перейти к нулевым выбросам к 2050 году. Как мы собираемся этого добиться, создав здесь нефтеперерабатывающий завод? »

Связанные компании

WEYTEC

Высокотехнологичные решения для энергетики

28 августа 2020

ESI Eurosilo

Расширенные решения для хранения сыпучих материалов

28 августа 2020

.

No related posts.