Устройство пиролизного котла отопления | Отопление дома и квартиры

Устройство пиролизного котла отопления, общая схема

Пиролизный котел отопления, как и все твердотопливные котлы, состоит из камеры сгорания и окружающей его водяной рубашки. Общая схема твердотопливного котла отопления, к которым относится пиролизный котел отопления, предполагает, что камера сгорания разделена на две части. Верхняя камера это топливная камера. В нее загружается твердое топливо, через верхний люк, и здесь же производится первичный поджог топлива.

В этой камере топливо, при недостатке кислорода, нагревается до температуры 450°C-600°C.При недостатке кислорода, горение не наступает, зато выделяется пиролизный газ. Под действием тяги воздуха в камере (тяга вниз) пиролизный газ поступает в нижнюю камеру, где смешиваясь с воздухом горит при температуре около 1000±200 °.

Образованные при горении газы поступают в дымоотвод с вентилятором. По пути движения газы проходят через теплообменник и охлаждаются до температуры 140-150 °C.

Качественные характеристики пиролизного котла отопления

• В пиролизном котле отопления топливо сгорает очень медленно, поэтому для беспрерывной работы пиролизного котла достаточно двух загрузок топлива в сутки
• Коэффициент Полезного Действия (КПД) пиролизного котла очень высок и составляет 85-95 %.
• Мощность котла легко регулируется изменением потока подачи воздуха в топливную камеру сгорания. Подача воздуха регулируется открыванием и закрыванием воздушных заслонок. В некоторых моделях пиролизных котлов, этот процесс автоматизирован.
• Охлаждение газов образующихся при сгорании пиролизного газа, охлаждается, а, следовательно, для труб дымоотвода не требуются особые пожаропрочные и корозийноустойчивые характеристики.
• Главным положительным свойством пиролизного котла отопления является минимальное количество сажи и золы при горении. Также горение пиролизного газа выделяет сравнительно меньшее количество вредных веществ выделяемых в атмосферу. Пиролизный котел отопления можно определить по белому, а не черному дыму, поднимающемуся из дымохода.

Минусы пиролизного котла отопления

Пиролизный котел относится к энергозависимым котлам отопления. Основным условием работы пиролизного котла является постоянное движение воздуха в камере горения. Для этого нужны вентиляторы, а для работы вентилятора нужен постоянный источник электроснабжения. При некоторых обстоятельствах это может затруднить использование пиролизного котла отопления.

Хотя стоит отметить, что производители не стоят на месте и есть пиролизные котлы, работающие без источника электропитания. На этом об устройстве пиролизного котла отопления все! Тепло вашему дому!

©obotoplenii.ru

Другие стать раздела: Котлы отопления

чертеж конструкции, принцип работы, действие устройства, схема

Пиролиз — способ разложения органических и неорганических соединений с применением термического воздействия. Проще говоря, молекулы распадаются при нагреве на более простые части.

Пиролизный котёл представляет собой устройство из рода твердотопливных котлов (чаще всего для нагревания воды) при помощи нагрева до 200–800 °C.

Особенностью является раздельное сгорание непосредственно топлива и дожигание в отдельной камере котла сопутствующих газов, продуктов сгорания.

Принцип работы: действие пиролизного котла

Общий принцип работы котла состоит в высокотемпературном нагревании органического топлива с недостатком воздуха, в результате чего образуются горючие газы.

Они поступают во вторичную камеру сгорания и там, смешиваясь с кислородом, газ окисляется с выделением дополнительной порции тепла.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

• с верхним расположением;
• с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

• без применения электричества: котлы с естественной тягой;
• с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность обогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

• Водяного обогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым нагретая рабочая жидкость разносится по различным помещениям.
• Воздушного обогрева — вместо воды используется воздух, получающий тепло посредством того же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного способа, применяется на производственных площадках, складах.

Фото 1. Пиролизный котел с теплообменником, предназначен для водяного обогрева, работает на дровах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

Вариантов исполнения пиролизного котла много. Наипростейший вид по чертежу устроен таким образом.

• Камера сгорания котла.
• Отсек газификации.
• Секция дожигания газов.
• Колосниковые решётки.
• Теплообменник (входной/выходной патрубки).
• Трубопровод отвода газов (дымоход).
• Отверстия для поддува.
• Дверка в отсек для закладки топлива.

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания нормальных режимов работы.

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

• Поток воздуха извне поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
• Некоторая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло попадают в камеру сгорания котла и там окисляются в присутствии вторичного кислорода, который поступает вместе с воздухом снаружи.
• Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

Фото 2. Чертеж пиролизного котла длительного горения, собранное по нему устройство может обогреть большой дом.

• Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымоход, минуя при этом теплообменник котла.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе.

Температурные фазы:

• сушка, пиролиз древесины — 450 °C;
• сгорание древесного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
• продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
• отвод оставшихся продуктов горения — 160 °C.

Вам также будет интересно:

Отличия устройства от обычных котлов

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды.

Выбор и расчёт при покупке: схема

Для выбора котла, оптимально подходящего для определённого дома или комплекса помещений, руководствуются следующими соображениями:

• Число этажей здания. Чем их больше, тем труднее будет прогонять рабочее вещество (жидкость или газ) по трубопроводам.
• Определение типа оборудования, котлы различной конструкции работают с разной эффективностью. До приобретения следует ознакомиться с документацией, на обогрев какой площади рассчитан этот продукт.

Фото 3. Схема принципа действия пиролизного котла для дачного дома, оснащенного дымоходом.

• Параметры мощности циркуляционного насоса, возможность его модернизации или замены для улучшения рабочих свойств.
• Тип дымохода и его способность свободно пропускать отработанные в котле газы в атмосферу. Безопасная конструкция подразумевает быстрый отвод смеси газов в 100% объёме.
• Определение общей площади отапливаемых помещений. Здесь допускается погрешность: 2–3 кв. м.
• Степень теплоизоляции помещений. Тщательно утеплённый кирпичный дом будет медленнее терять тепло, чем металлический гараж или «холодный» склад, а значит, потребуется меньше энергозатрат на поддержание комфортной температуры воздуха.
• Регион, в котором находятся помещения. Для южных территорий сгодится простой пиролизный котёл, для северных — более мощный, желательно с запасом.

Полезное видео

В видео рассказывается о том, как можно самостоятельно сделать пиролизный котел для обогрева помещения.

Достоинства и недостатки

Плюсы:

• КПД 85–90%.
• Пиролиз даёт возможность выжать максимум энергии из твёрдого материала при сгорании.
• Экономичность, достигаемая с помощью вентилятора с регулируемым числом оборотов, что, в свою очередь даёт возможность изменять мощность котла по необходимости.
• Топливо в пиролизном котле горит значительно дольше, чем в обычных котлах, следовательно, реже приходится топить и вычищать.

Минусы:

• Высокая стоимость заводского оборудования ограничивает его применение в частных хозяйствах. Цена такого котла в 2–3 раза выше, чем у обычного.
• Долгий срок окупаемости.
• Необходимость применения сухого топлива. Рекомендуемая влажность древесных материалов — до 15–20%. В противном случае стабильной работы не будет, эффективность обогрева снизится. На сырых дровах котёл может не заработать.
• Если использовать древесину, выделяющую большое количество смолы (ёлка, сосна), то отсеки и элементы печи быстро загрязняются и возникают сложности с их очисткой.
• Возможен выброс золы через дымоход.
• Зависимость от электроснабжения. Отсутствие или частые перебои с подачей электричества не позволят установить котел в отдалённых регионах.

его устройство, принцип работы и рекомендации по его эксплуатации

Отличной заменой котла, работающем на твердом топливе, являются установки пиролизного действия. Они уже зарекомендовали себя как более эффективные и очень простые в эксплуатации, а также несмотря на высокую цену, пользуются огромным спросом.

Котел пиролизного действия – на данный момент перспективный отопительный прибор, его коэффициент полезного действия более 90%, Вид топлива в основном пеллеты, они дешевые и экологичные.

Устройство пиролизного котла

Пиролизный котел – это не печка. В нем происходит ряд сложных процессов. А разработка котла – это ответственная задача для инженеров-конструкторов, которая требует наличие опыта, знаний и массу усердного труда и больших затрат на обкатку готовой конструкции и эксперименты. Как вы понимаете, в этой сфере отсутствует вековой опыт и проверенные поколениями технические решения, как, например, у традиционных печей.

Если вы и найдете в свободном доступе в интернете схемы котла, то это будут 2-3 схемы общего вида и 3-4 схемы печи в разрезе. Умея работать CorelDraw и в ACAD, а также при наличии соответствующего образования и опыта работы, вы сами сможете составить деталировку. Однако помните, что спецификации вы все равно не найдет. А это значит, что вам придется лишь догадываться либо выводить экспериментальным путем из какого материала должна быть та или иная деталь.

Стоит также отметить, что есть много авторов подобных конструкций, которые возьмут сравнительно небольшие деньги за полный комплект тех.документов. Гораздо больше денег и времени у вас уйдет на чай или кофе, если до всего пытаться дойти самостоятельно. Но как понять, эффективно ли будет это устройство, будет ли оно работать?

Подобными вопросами задаются все те, кто решил приобрести себе пиролизный котел или печь. И продавцы и производители предлагают их в больших количествах. Они подберут вам подходящую модель, соответствующую вашим данным и замерам. Однако, как понять какая именно модель подойдет для вашего дома, как сориентироваться по цене, какой котел экономичнее, какой надежнее? Мы уже привыкли выбирать такие бытовые приборы, как стиральные машины, телевизоры и холодильники. Но с котлами мало кто сталкивался.

В этой статье мы постараемся дать читателю ответы на все вопросы относительно пирокотла. Надеемся, что это поможет вам при покупке.

Стоит отметить, что пиролизный котел отопления означает, что он полнопоточный (для непрерывной работы вашей системы отопления котел выдает постоянный необходимый расход горячей воды). Также регистр водогрейный – это важная часть конструкции и из котла нельзя убрать водогрейку. Без нее или же с пустым контуром, котел без аварийной автоматики может прогореть или взорваться.

Газогенерация и процесс пиролиза

Пиролизные котлы принцип работы базируется на явлении пиролиза. Говоря простым языком — от нагрева молекул, вещества расщепляются на более легкие и простые части. Это означает, что продукты пиролиза легче будут гореть и будут давать больше тепла.

Чистый пиролиз подразумевает распад закладки топлива без поступления воздуха в специальные ёмкости – реторте. Затем газы собираются в накопителе – ресивере. Оттуда они используются по мере необходимости. По этой схеме работали итальянские, немецкие и французские пиролизные установки в машинах во время войны.

Все бытовые современные пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, газогенераторные. По-другому не получится получить КПД свыше 65-70%. Однако, название «пиролизные» совсем неслучайно. Больше 90% тепла вырабатывается путем сгорания пиролизных газов. В связи с этим, дальше по тексту значения «пиролизный» и «газогенераторный» будут использоваться в качестве синонимов, кроме тех случаев, когда оговорено иное.

Рабочий цикл

Воздух проходит в камеру, где происходит газификация, в камере также тлеет топливо. Часть кислорода от этого воздуха идет на поддержание тления, что обеспечивает температуру процесса газификации от 200 до 800 градусов.

Через сопло, в камеру сгорания поступают пиролизные газы (на сленге сопло также называют хайлом). В эту же камеру поступает вторичный воздух, таким образом горят пиролизные газы.

Часть газов – частиц освобожденного углерода из состава топлива в катализаторе, переходят до окисла азота и СО2. На этот процесс уходит часть тепла. Восстановленные составляющие в камере дожигания проходят процесс окисления, при этом отдают обратно тепло. Дымовые прореагировавшие газы проходят сквозь теплообменник регистра, подогревая в нем воду, а потом улетучиваются в систему дымохода. Терморегулирующая система поддерживает в камере сгорания для полного сгорания оптимальную температуру.

Режимы работы пирокотла

1. Розжиг. Открыт шибер либо заслонка прямого хода. Дымовые газы уходят сразу в дымоход.
2. Рабочий режим. Закрыта заслонка прямого хода, осуществляется пиролиз. При этом тяга в самом газоходе регулируется естественным образом либо принудительно.
3. Догрузка топлива. Открыта заслонка прямого хода, однако, в течение некоторого времени тяга в газоотводе сохраняется: он при этом разогрет и, если присутствует вентилятор, то он не выключается. Процесс пиролиза не прекращается. Также общим недостатком для котлов, основанных на процессе пиролиза, является их привередливость к материалам конструкции и топливу.

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

• малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
• разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет. После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле. При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Работа «принудительных» котлов

Наддув

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

• вентилятор самой простой конструкции;
• камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
• при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 — 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%. Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно. К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Откачка

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее. Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают. При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры. От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать — закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах, но нераскаленные яды.

Рекомендации для правильной установки готового пиролизного котла

При монтаже котла необходимо соблюдать все рекомендации пожарной безопасности, так как процессы горения в котле достигают высоких температур.

1. Место под котел необходимо выделить в нежилой комнате.
2. Для хорошей вентиляции воздуха, в вашей котельной необходимо сделать отверстие, равное примерно 100 квадратным сантиметрам.
3. Котел необходимо установить на кирпичный или бетонный фундамент.
4. Возле топочных камер котла установите защиту из листового металла двухмиллиметровой толщины.
5. Между мебелью, корпусом и стенами возле котла необходимо оставить зазор не менее 200 миллиметров.

Принцип работы пиролизных котлов достаточно сложен. Но мы надеемся, что наша статья поможет вам разобраться в его работе и сделать правильный выбор при покупке. С повышением тарифов на коммунальные платежи все больше людей понимают, что, чем выше КПД отдачи котла, тем он экономичней и лучше в холодные зимние ночи. Поэтому и пиролизные котлы устройство которых как раз то, что вам необходимо.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Пиролизные котлы, устройство, принцип работы, как выбрать нужное устройство

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

В настоящее время конечному потребителю доступно множество вариантов отопления собственного жилья — неважно, квартира это, дачный домик или большой коттедж — и нежилых подсобных помещений.

Однако не во всех районах есть доступ к линии электропередачи, а установка ветряного генератора или солнечных батарей может быть исключена в связи с климатическими условиями местности.

Когда по той или иной причине отпадают и прочие более современные варианты, остаётся наиболее традиционный, не утративший популярность как в России, так и в странах Европы и Северной Америки, — твёрдое топливо (уголь, дрова, торф).

Но сжигать топливо в обычных печах экономически нерационально, опасно с точки зрения эксплуатации и сохранения биосферы, поэтому идеальным выходом будет установка современного пиролизного котла, работа которого может быть практически полностью автоматизирована.

Преимущества таких устройств:

• доступность используемого твёрдого топлива;
• почти полное выгорание загружаемого в котёл материала;
• высокие показатели КПД и развиваемой мощности;
• работа в течение суток на 1–2 загрузках;
• минимальные теплопотери.

ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО ПИРОЛИЗНОГО КОТЛА

По сути процесс пиролиза аналогичен горению и представляет собой разложение исходного топливного материала (в твёрдом или жидком агрегатном состоянии) на конечные продукты — газы, жидкости или твёрдые вещества. Отличия процесса от сжигания топлива — специально создаваемый недостаток кислорода, препятствующий сгоранию, и, как следствие, значительно большая длительность распада загружаемого в котёл материала.

Как следует из названия газогенераторного пиролизного котла, в процессе разложения в нём твёрдого топлива выделяется горючий газ, который также идёт на отопление помещения.

В обустройстве двух отдельных устройств, в одном из которых разлагается твёрдое топливо (дрова), а в другом сгорает газ, нет смысла.

Поэтому пиролизные газогенераторные котлы оснащены двумя расположенными вертикально камерами, в верхней из которых протекает собственно процесс термического разложения (рабочая температура — 200–800˚C; реакция экзотермическая), а в нижней происходит сжигание отходящего пиролизного газа, смешанного с воздухом.

Поскольку древесина разлагается при дефиците кислорода, продуктами распада являются древесный уголь и смесь угарного (CO) и углекислого (CO₂) газов, причём первого значительно больше. Газовоздушная смесь сгорает в нижней камере при температуре от 1100˚C до 1200˚C с выделением огромного количества тепловой энергии, идущей на отопление помещений.

Энергия, выделяемая при горении газа, выделяется в значительно большем объёме, чем при разложении топлива. Средний КПД реакции очень высок и составляет 85–90%; кроме того, благодаря давно отлаженным механизмам контроля сгорания газовых смесей, процесс может быть почти полностью автоматизирован.

Верхняя и нижняя камеры, хотя и представляют собой самостоятельные устройства, не изолированы друг от друга, а разделены при помощи колосников, на которые укладывается слой твёрдого топлива, препятствующий потере выделяющегося тепла.

Сверху в верхнюю (газифицирующую) камеру поступает слабый поток внешнего воздуха, который, проходя сквозь тлеющее топливо, выходит в нижнюю камеру (камеру сгорания), снизу оборудованную форсункой из шамота (огнеупорной глины).

Ввиду повышенного аэродинамического сопротивления конструкции принудительное движение газов обеспечивается дымососом.

Несмотря на высокий КПД газогенераторных пиролизных котлов, их общая энергоэффективность зависит от целого ряда факторов:

• температуры на улице и в обогреваемом помещении;
• качества и типа теплоизоляции постройки;
• разновидности и характеристик используемого топлива;
• проекта системы отопления.

Тем не менее, в целом такие устройства отличаются значительно большей эффективностью и экономичностью, чем традиционные печи для твёрдого топлива.

ВИДЫ ПРИМЕНЯЕМОГО ТОПЛИВА

В качестве твёрдого топлива для устройств такого типа может использоваться не только древесина, но и уголь, а также торф, однако оптимальным вариантом, по мнению хозяев пиролизных котлов, являются сухие (влажность до 20%) дрова длиной от 450 мм до 650 мм. Именно при использовании такого вида топлива котлы, развивая наибольшую мощность, служат дольше всего.

Время сгорания каждого вида твёрдого топлива различается и составляет, в порядке убывания:

• для чёрного угля — до 10 часов;
• для бурого угля — до 8 часов;
• для древесины твёрдых пород — до 6 часов;
• для древесины мягких пород — до 5 часов.

Возможно, при недостатке качественного топлива, использование и других материалов, дающих высокий выход горючих газообразных продуктов — разумеется, при условии, что это предусмотрено в условиях эксплуатации оборудования.

К таким материалам относятся торф, каменный уголь, отходы деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, топливные брикеты и пеллеты (гранулы).

При условии правильного подбора расхода воздуха (как первичного, так и вторичного), а также соблюдения рекомендаций по влажности (20–30%) образующийся в результате пиролиза газ горит белым пламенем, и побочных продуктов почти не выделяется.

При повышенном содержании влаги не только понижается энергоэффективность котла (вплоть до затухания), но и образуются налёты копоти и дёгтя.

Запуск пиролизного газогенераторного котла несложен, однако требует точного соблюдения инструкций и рекомендаций, изложенных в руководстве по эксплуатации. Важнейшее условие — предварительный прогрев газифицирующей камеры до температуры от 500˚C до 800˚C (точное значение зависит от характеристик используемого топлива и рекомендаций производителя).

По достижении нужной температуры в камеру загружается топливо, а затем включается пиролизный режим работы и запускается дымосос.

Соблюдение этих несложных правил обеспечивает оптимальные условия сгорания топливных материалов и наибольший достижимый КПД. Цвет пламени при правильной растопке — от желтоватого до белого.

КАК ВЫБИРАТЬ ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ

Выбор устройства зависит от ряда перечисленных ниже параметров.

Влажность твёрдого топлива.

Если есть возможность приобретать материалы, содержание влаги в которых находится в пределах 20–30%, или высушивать их до нужных условий, можно приобрести простой газогенераторный пиролизный котёл. В противном случае следует остановить свой выбор на комбинированных агрегатах, в которых можно сжигать торф, уголь, древесные отходы с допустимой влажностью до 50%.

Размеры и материал газифицирующей камеры.

Оптимальными размерами камеры являются позволяющие загружать дрова длиной не менее 650 мм. Стены обеих камер должны быть обработаны керамобетоном — материалом, обеспечивающим отличную теплоизоляцию, наибольшую длительность процесса пиролиза и термостойкость устройства.

Время выгорания.

Оптимальное временя полного сгорания топливных материалов — от 10 часов.

Срок эксплуатации.

В идеале котёл должен служить более 20 лет.

К преимуществам пиролизных котлов длительного горения относятся:

• простота эксплуатации и текущего обслуживания;
• долгое прогорание топлива — вплоть до 15 часов;
• экологичность используемого материала;
• практически полное сгорание твёрдого топлива;
• сниженное выделение в атмосферу углекислого газа;
• лёгкость очистки котла после завершения его работы;
• быстрое прогревание теплоносителя до требуемой температуры.

Следует отметить, что выделение в атмосферу CO₂ в таких устройствах почти в 3 раза ниже, чем при использовании традиционного оборудования, а золы и копоти в ходе работы при правильной подготовке котла практически не образуется.

Главные недостатки пиролизных котлов — дороговизна и повышенные требования к качеству топлива.

Стоят такие агрегаты в полтора-два раза дороже традиционных, при этом с их помощью невозможно прогреть воду для бытового использования, а влажность загружаемого топлива не должна превышать установленной производителем нормы (обычно в диапазоне 20–30%). Помимо прочего, полностью автоматизировать работу котлов не представляется возможным ввиду необходимости периодической загрузки топлива, производимой вручную.

Всё же, несмотря на все минусы, пиролизные котлы представляют собой перспективный вид отопительного оборудования, популярность которого непрерывно растёт.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Устройство пиролизных котлов: схема работы, конструкция

Пиролизный котел — это разновидность твердотопливного отопительного котла, в котором для сжигания топлива используется технология пиролиза — разложения топлива на газообразные горючие вещества и последующее сжигание их в отдельной камере сгорания.

В этой статье мы рассмотрим устройство данного вида отопительного оборудования и его конструктивные особенности.

Содержание

Конструкция пиролизного котла

Данные котлы оснащены двойной топкой, состоящей из двух частей. Первая часть, она же камера загрузки и газифицирующая камера, предназначена для загрузки топлива и его пиролизации.

Топливо, загружаемое в эту камеру, медленно сгорает при недостатке кислорода, разлагаясь на летучие горючие вещества. Отвод тепла из этой камеры стараются делать как можно меньше.

Выделяющиеся в первой камере газы, догорают во второй, основной камере сгорания. Воздух в эту камеру подается отдельно. Такое решение называется «двойное дутье».

Часто такие котлы имеют повышенное аэродинамическое сопротивление и для их нормальной работы необходима принудительная подача воздуха. Для этого могут использоваться дутьевые вентиляторы или дымососы.

Принцип и порядок работы

При работе пиролизного котла сжигание топлива производится следующим образом: сначала в первую топку загружается твердое топливо — дрова, древесные пеллеты, уголь и так далее.

При недостатке кислорода и воздействии высоких температур — от двухсот до восьмисот градусов — твердое топливо обугливается и пиролизуется, выделяя такие продукты, как горючие углеводороды, угарный газ, водород, а также компоненты воздуха, подаваемого в первичную топку.

Продукты разложения топлива поступают во вторичную камеру сгорания, где они смешиваются со вторичным воздухом — часто он подается принудительно.

Котел электрический тоже бывает комбинированный. Это позволяет ему быть не таким уж и зависимым от электричества.

Как подключить электрический котел, читайте статью здесь.

Во вторичной камере идет сгорание продуктов разложения. При этом, часть тепла возвращается к нижнему слою топлива в первичной камере и поддерживает его разложение, делая этот процесс непрерывным.

Остальная же часть полученного тепла отправляется по своему непосредственному назначению — для нагрева любых теплоносителей, использующихся в системе отопления, чаще всего это вода или воздух.

За счет экзотермического характера пиролизного разложения топлива, процесс в котле может протекать непрерывно, пока не закончится все топливо.

Возможно поддерживать горение в течение достаточно длительного времени, что считается одним из преимуществ котлов подобного типа.

Можно отметить характерную особенность, присущую такому способу сжигания топлива — при использовании этого способа кислорода потребляется значительно меньше, чем при сжигании древесины или другого топлива обычным способом, за счет чего температура сгорания получается существенно выше, а это напрямую влияет на продолжительность и эффективность горения топлива.

Помимо этого, пиролизный газ при сжигании взаимодействует с активным углеродом, за счет чего обеспечивается достаточно высокий показатель экологичности — продукты сгорания, выходящие из устройства, содержат очень мало загрязняющих веществ.

Преимуществом дизельных котлов является то, что при последующей газификации объекта, затраты на переоборудование котельной будут минимальны.

О том, какой может быть расход у дизельного котла, читайте здесь.

По сути, дым состоит из двуокиси углерода и обычного водяного пара. Золы и сажи при таком горении также вырабатывается намного меньше, чем при обычном горении.

Фазы работы оборудования

Если разделить процесс на фазы, то их будет четыре:

1. Разложение древесины, температура около 400 градусов.
2. Горение пиролизного газа, температура около 600 градусов.
3. Температурный максимум процесса — дожигание газа, температура около 1200 градусов.
4. Вывод продуктов сгорания, температура не больше 170 градусов.

Камеры сгорания устройства оснащены шиберами для регулирования режима работы. В частности, предварительный этап работы оборудования требует прогрева до достаточно высокой температуры, для чего, некоторое время, работа котла ведется в режиме обычного горения.

Затем, когда будет достигнута нужная температура, камеру полностью заполняют топливом и активируют режим пиролизного горения.

Перспективы применения

Поскольку в России твердое топливо не только самое привычное, но и самое доступное, твердотопливные системы отопления пользуются большей популярностью, чем отопительные системы, работающие на различных видах жидкого топлива или на природном газе.

В особенности это касается дров — за счет обилия леса в стране, этот вид топлива обладает сравнительно низкой стоимостью.

При этом, пиролизные котлы имеют достаточно существенные преимущества перед другими видами отопительных систем, использующих дрова или другое твердое топливо.

В ряде случаев обладателями таких систем отопления становятся владельцы частных домов, садовых участков, коттеджей и так далее.

Чтобы котел дольше держал температуру, используются котлы длительного горения.

Как пользоваться водогрейным котлом, читать тут.

Особенно привлекателен вариант установки подобных отопительных котлов для тех, кто имеет энергосберегающие дома — для отопления этого типа домов требуется пониженное количество энергии, за счет чего, этот котел можно использовать более суток после однократной загрузки топлива.

Однако, большинство российских потребителей, пока что, мало знакомо с пиролизными котлами и не осознает всех выгод, которые предоставляет схема данного устройства для отопления. По мере распространения информации, потребители все больше отдают предпочтение данному виду отопительного оборудования.

Можно сделать вывод, что эта технология отопления весьма привлекательна для использования в российских реалиях — за счет повсеместной доступности твердого топлива и экономичности.

Особый интерес представляют котлы, работающие на пеллетах — прессованных гранулированных древесных отходах, обеспечивающие отличные показатели экономичности и экологичности.

Пиролизный котел своими руками: принцип работы, видео-уроки

На значительной территории России дрова по-прежнему самый доступный вид топлива и многие отапливаются дровяными котлами. Все бы ничего, но в обычных твердотопливных котлах закладка прогорает за 2-3 часа, что совсем неудобно — дом надолго не оставишь. Есть котлы длительного горения. В них одна закладка дров может гореть до 8-10 часов, но стоят они солидных денег. Однако, как обычно, выход есть — сделать пиролизный котел своими руками. Не сказать, что это простая работа — навыки сварки должны быть на высоком уровне, да и материалы стоят немало. Тем не менее, самодельных пиролизников много. 

Содержание статьи

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Из-за особенностей процесса горения (выделения большого количества газов) такие установки называют еще газогенераторными котлами.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

Пиролизный котел с нижней камерой дожига

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в дровнике не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

На что обратить внимание при изготовлении

Если вы собираетесь делать пиролизный котел своими руками, вам надо четко представлять не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которыми данные агрегаты обладают. В первую очередь необходимо сказать о том, что практически все пиролизные газы ядовиты. То есть, агрегат должен быть полностью герметичным, сварные швы должны быть высшего качества.

Кроме того, для обеспечения безопасности необходима система контроля за процессом горения (датчики температуры, дыма, наличия тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения. Если самодельный пиролизный котел собираетесь делать на естественной тяге, автоматика может быть простейшей — энергонезависимой. При наличии вентилятора наддува для подачи воздуха в току, нужны уже более серьезные (и дорогие) устройства, а они питаются от сети 220 В. Работа котла такого типа без автоматики опасна, потому необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10-12 часов — время прогорания закладки.

Примерная компоновка пиролизного котла

Второй момент. В некоторых моделях пиролизников температура в активной фазе достигает 1000°C и выше. Обычная конструкционная сталь при таких условиях быстро прогорит. Чтобы котел существовал долго, необходима жаростойкая сталь и внутренняя футеровка самых термонагруженных частей. Если пиролизный котел делают своими руками, футеровку чаще всего делают из шамотного кирпича. В рабочей фазе шамот разогревается до малинового свечения и становится очень хрупким. Если, вдруг, вам придется в это время орудовать в печи, будьте аккуратны — повредить футеровку в данный момент легко, а ремонтировать — долго и сложно.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.

Видео-проект пиролизного кола, процесс сборки

<

самостоятельное изготовление по схемам и чертежам

В связи с тем что на дворе опять кризис, цены на бытовой газ и электричество неуклонно растут. Многие владельцы газовых и электрических котлов ужа стали задумываться об альтернативном источнике отопления. Все чаще они обращают внимание на твердотопливные котлы. Однако цена таких отопительных устройств тоже довольно высока. Поэтому те владельцы загородных домов, кто обладает навыками работы с металлом и понимает устройство котла на твердом топливе, пытаются изготовить такой котел самостоятельно. В данной статье мы постараемся осветить тем моменты, на которые стоит обратить внимание если вы хотите изготовить пиролизный котел своими руками.

В чем особенность пиролизного котла?

О том как создать своими руками классический твердотопливный котел мы рассказывали в одной из наших прошлых статей. Давайте разберемся чем пиролизные отличаются от традиционных.

Метод пиролизного горения обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционным. Давайте рассмотрим, что же такое пиролиз и в чем его основные плюсы.

Пиролизом называют разложение углеводородов, например древесины на твердую, жидкую и газообразную составляющую в условиях высокой температуры и недостатка кислорода. В случае с дровами, при их пиролизе образуется древесный газ, древесная смола и древесный уголь в качестве твердого остатка. Пиролизный котел как раз и работает по этому принципу.

Конструкция пиролизного котла включает в себя две камеры, в первой из них происходит непосредственно выделение пиролизного газа из твердого топлива, а во второй – дожиг образовавшихся газов. Схема конструкции такого котла показана на рисунке:

Фото 1: Схема устройства самодельного пиролизного котла

Так как движение газов происходит сверху вниз, тяга в таких котлах принудительная. Однако существуют модели с естественной тягой иной конструкции, например твердотопливный котел отопления «Гейзер».

Давайте разберем преимущества этого метода, в сравнении с традиционным способом сжигания топлива. Итак, основные преимущества котла пиролизного типа в следующем:

• Существенная экономия топлива

  Благодаря использованию метода раздельного сжигания составляющих твердого топлива, достигается значительно увеличение эффективности прибора. Заложенные в котел дрова сгорают практически не оставляя золы, а исходящие газы содержат минимум вредных примесей. При традиционном методе, значительная часть энергии попросту «улетает в трубу».

• Длительность работы на одной загрузке

  Отопительные устройства пиролизного типа по сути являются котлами длительного горения. Эффективное использование топлива плюс наличие возможности регулировки интенсивности процесса позволяет значительно увеличить время работы котла на одной загрузке топлива.

• Экологичность

  Эффективность сжигания топлива в пиролизных котлах позволяет им соответствовать высоким экологическим нормам. В процессе горения топлива, остается минимум золы, а исходящие газы почти целиком состоят из водяного пара и не содержат вредных веществ. Требования экологической безопасности разрешают их использование даже в жилых кварталах.

• Возможность регулировки процесса горения

  Регулируя подачу воздуха в топочную камеру можно управлять интенсивностью процесса пиролиза, а следовательно и количеством выделяемого газа. Это дает возможность регулировать температуру теплоносителя в системе отопления.

Фото 2: Процесс дожига пиролизных газов

Однако следует отметить, что использование пиролиза имеет ряд особенностей и ограничений. Давайте рассмотрим их по порядку:

• Требовательность к влажности топлива

  В пиролизных котлах рекомендуется использовать топливо с влажностью ниже 20%. Использование более влажного топлива значительно снижает КПД устройства и способствует повышенному отложению смол на стенках дымохода.

• Работа на полной мощности

  Использовать котел пиролизного горения нужно с максимальной закладкой. Подкидывать и протапливать по чуть-чуть нежелательно так как это снижает его эффективность и негативно сказывается на сроке службы.

• Высокая цена заводских устройств

  Стоимость пиролизных котлов примерно в 2 раза выше, чем обычных, таких как например чешский твердотопливный котел отопления «Viadrus U22». Именно потому, что не все могут позволить себе купить такое устройство, многие умельцы и решаются изготавливать их самостоятельно.

Фото 3: Самодельный котел на дровах пиролизного типа

Этот краткий обзор плюсов и минусов котлов пиролизного типа показывает, что данные устройства имеют ряд существенных преимуществ перед моделями прямого горения. Однако их высокая цена толкает многих мастеров любителей к изготовлению самодельных отопительных устройств использующих принцип пиролиза.

Подготовка чертежей, оборудования и материалов

Начиная подготовку к изготовлению своими руками, такого устройства как пиролизный котел, в первую очередь необходимо обзавестись необходимыми чертежами. В сети или на торрентах вы вряд ли найдете где скачать их бесплатно, а вот за деньги на профильных форумах многие умельцы предлагают комплекты чертежей котлов различных мощностей и модификаций. Приобретая такой комплект вы сэкономите себе кучу времени и материалов, а также в комплекте получите подробную инструкцию по сборке и консультацию самого разработчика.

Прежде чем приступать к созданию пиролизного котла, необходимо подготовить все необходимы инструменты и материалы. Нам понадобятся следующие инструменты:

• Для резки металла вам понадобится обычная полупрофессиональная болгарка.
• Мощная дрель и набор сверл по металлу.
• Трансформаторная сварка для соединения деталей котла в единое целое. Однако данный тип сварки способен существенно перегружать электросеть. Поэтому во избежании сбоев в сети лучше воспользоваться инверторным сварочным аппаратом.

Фото 4: Болгарка для работы с металлом

Обычно в быту используются котлы малой и средней мощности 25-80 кВт. Такие котлы способны отапливать как типовой деревянный или каркасный дом, так и кирпичный коттедж с несколькими этажами. Для изготовления пиролизного котла мощностью 30 кВт в домашних условиях потребуются купить следующие материалы:

• Лист жаропрочной стали толщиной 5 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Стальной лист толщиной 4 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Металлический лист толщиной 6 мм, шириной 1 м и длинной 1 м;
• 3 м металлического уголка 50;
• 9 м стальной трубы с толщиной стенки 4 мм и диаметром 76 мм;
• 16 профильной трубы 25Х25Х3;
• 1 м круглого прута толщиной 20 мм;
• 2 м круглого прута толщиной 14 мм;
• Около 5 трехкилограммовых пачек электродов;
• 9 шт. шамотных кирпичей для футеровки;
• Центробежный вентилятор.

Фото 5: Сварочный аппарат для создания пиролизного котла своими руками

Обладая подробными чертежами, инструментами и материалами можно приступать к созданию самодельного котла пиролизного типа своими руками. Но перед тем как приступить к созданию самодельного котла, необходимо ознакомиться с техникой безопасности по работе с металлами и сваркой.

Техника безопасности при изготовлении

Знание техники безопасности при любой работе с металлами, будь то сварка или резка, поможет вам избежать серьезных травм. Мы настоятельно рекомендуем вам начинать изготовление самодельного котла только убедившись, что все необходимые меры безопасности приняты.

Фото 6: Футеровка загрузочной камеры шамотным кирпичом

В домашних условиях обычно применяются трансформаторные или инверторные сварочные аппараты. Основными мерами безопасности при проведении сварочных работ являются:

• Перед тем как начать варить котел своими руками, убедитесь в наличии заземления, а также максимальной изоляции проводов.
• Запрещается проводить сварочные работы в темное время суток, во время дождя, а также неподалеку от горючих и легковоспламеняющихся предметов.
• Изготавливая котел в тесном помещении, следует делать частые перерывы выходя при этом на улицу и проветривая помещение.
• Выполняя сварку металлических деталей, следует одеться в защитную одежду, а также использовать защитные очки для глаз.

При выполнении работ с металлами следует придерживаться следующих норм и правил:

• Резку и шлифовку необходимо выполнять в защитных перчатках и очках.
• Неподалеку от места создания пиролизного котла у вас должна находится аптечка.
• Следует учитывать, что при резке металла он нагревается, что может привести к ожогам.
• При отсутствии надлежащего опыта владения болгаркой, следует избегать использования зубчатых дисков и дисков большого диаметра. Также не следует снимать защитный кожух.

Фото 7: Пиролизные котлы длительного горения кустарного производства

Соблюдение этих несложных правил при изготовлении котла своими руками поможет вам избежать серьезных травм и увечий.

Самостоятельная установка и монтаж

Самодельный пиролизный котел помимо точного расчета и правильной сборки требует, правильного монтажа и обвязки для эффективной работы в отопительной системе дома:

• Установку следует производить на специальную бетонную стяжку толщиной не менее 7 см. Длина и ширина фундамента должна быть больше основания котла на 10-20 см.
• На прямой и обратной линии должны быть установлены запирающие вентили полностью отключающие котел от системы отопления.
• Монтаж изготовленного своими руками пиролизного котла должен производится в соответствии со СНиП ІІ-35-76.
• При подготовке к первому пуску котла, следует убедиться, что уплотнительный шнур плотно уложен в канавки дверцы, и из под него не происходит утечки продуктов сгорания.
• Сечение дымохода должно быть не меньше сечения патрубка отходящих газов. Высота и форма сечения и его площадь должны быть такими, чтобы обеспечивать на выходе достаточную тягу, для полного вывода продуктов сгорания в атмосферу.

Более подробно о создании в домашних условиях самодельного котла пиролизного типа своими руками смотрите в следующем видео:

В заключении отметим, что самостоятельно создание пиролизного котла достаточно трудоемкий процесс. Однако, если вы обладаете мастерством и терпением, то изготовление отопительного устройства своими руками обойдется вам значительно дешевле, чем покупка заводской модели. Надеемся, что пиролизный котел собранный вами будет работать долго и исправно обогревать ваш дом в течении долгих лет.

Утилизация пиролизного масла в промышленных котлах

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

Использование пиролизного масла в промышленных котлах

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

Китайский производитель горелок для биомассы, гранулятор для сжигания биомассы, поставщик горелки для опилок

Shangqiu Haiqi Machinery Equipment Co., Ltd основана в 1995 году, занимает площадь 46000 квадратных метров. Haiqi — это профессиональное предприятие, которое занимается проектированием, исследованиями и разработками, производством и маркетингом оборудования, связанного с защитой окружающей среды с низким содержанием углерода, обработкой сельскохозяйственных, промышленных и муниципальных твердых отходов, основными продуктами являются горелки для биомассы, газификаторы биомассы, тбо…

Shangqiu Haiqi Machinery Equipment Co., Ltd основана в 1995 году, занимает площадь 46000 квадратных метров. Haiqi — профессиональное предприятие, которое занимается проектированием, исследованиями и разработками, производством и маркетингом оборудования, связанного с защитой окружающей среды с низким содержанием углерода, обработкой сельскохозяйственных, промышленных и муниципальных твердых отходов, основными продуктами являются горелки для биомассы, газификаторы биомассы, газификаторы MSW, газификация биомассы. электростанция, электростанция газификации ТБО и роторная сушилка.

Производственная мощность компании составляет 400 комплектов горелок для биомассы, 100 комплектов газогенераторов, 80 комплектов электростанций для газификации и 100 комплектов вращающихся сушилок. 95% продукции экспортируется на зарубежные рынки, основными рынками являются Центральная Европа, Восточная Европа, Западная Европа, Южная Америка, Северная Америка и Юго-Восточная Азия, такие как Германия, Италия, Испания, Португалия, Болгария, Россия, Канада, Австралия, Новая Зеландия. Зеландия, Таиланд, Вьетнам, Малайзия, Южная Корея, Индонезия, Мьянма и т. Д. Более чем в 100 странах. Оборот компании составляет около 80 миллионов юаней в год.

Штат компании составляет 200 человек, технический персонал — 40 человек, в том числе 1 главный инженер, 5 старших инженеров, 20 технических специалистов, 5 зарубежных консультантов и экспертов. Компания имеет 30 патентов, в том числе 7 патентов на изобретения. Вся продукция сертифицирована ISO9001-2000, CE, SGS и т. Д.

С самого начала Haiqi всегда фокусировалась на улучшении качества продукции, мы основываемся на качестве, с идеей экономической прибыли, маркетинга, управления, создания команды, и становиться больше и сильнее.Чтобы увеличить долю рынка, обеспечить высокое качество и высокие требования, Haiqi строго контролирует качество продукции для каждого производственного процесса, от закупки сырья, обработки деталей, сварки, сборки и готовой продукции.

Haiqi укрепляет свои возможности в области исследований и разработок продуктов, в сочетании с принятием продукта на рынок и стоимостью компании, и осознает связь с международным рынком. Haiqi переняла передовые технологии из-за рубежа, и, основываясь на требованиях клиентов и их опыте, мы разработали горелку для биомассы, электростанцию ​​для газификации биомассы, газификатор биомассы, газификатор MSW, электростанцию ​​для газификации MSW.Вся продукция проходит строгую проверку перед доставкой, чтобы гарантировать ее качество. Продукты, характеризующиеся «простотой в эксплуатации, удобством использования, красивым внешним видом», хорошо приняты отечественными и зарубежными покупателями.

Это не пустые слова под фразой «предоставлять клиентам лучший сервис», это реальная сила компании. Haiqi добилась быстрого развития благодаря своим лучшим продуктам и лучшему обслуживанию. Haiqi честны и завоевали хорошую репутацию на рынке.

Краткий анализ значения «Haiqi» ​​

«Haiqi» ​​назван основателем г-ном.Су Чжэньцзян. «Хай» означает «море», все реки впадают в море, это символизирует широкий кругозор, глубокий оттенок в китайской культуре. «Ци» — это также прекрасная жизнь, которой китайцы хотят жить, сотрудничать с абсолютной искренностью, оставаться непобедимыми. Эти слова выражают идею и дух честности, твердой веры, самосовершенствования, стремления к совершенству.

Патент США на способ получения продукта пиролиза Патент (Патент № 10,059,883, выданный 28 августа 2018 г.)

Это заявка на национальной стадии, поданная в соответствии с 35 USC 371 на основании международной заявки №PCT / FI2013 / 050737, поданная 5 июля 2013 г., и испрашивает приоритет согласно 35 USC 119 патентной заявки Финляндии № 20125784, поданной 6 июля 2012 г.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к способам и системам для производства продукт пиролиза.

Уровень техники

Из уровня техники известно, что продукт пиролиза, то есть жидкость пиролиза или пиролизный газ, получают из различных видов биомассы или органических материалов, таких как древесина, кора, бумага, солома, отходы пластика, горючие сланцы, бурый уголь, торф и т.п. путем сухой перегонки методом пиролиза.Пиролиз обычно проводят в бескислородных условиях при температуре примерно от 300 до 800 ° C. Когда применяется медленная скорость нагрева, пиролизная жидкость, например древесная смола из сухой древесины обычно может быть извлечена в количестве примерно от 20 до 30 мас.%. Количество пиролизных жидкостей увеличивается при применении более высоких скоростей нагрева. Существует множество известных способов быстрого пиролиза для получения продуктов пиролиза и химикатов.

Быстрый пиролиз обычно осуществляется путем нагревания топлива, подлежащего пиролизу, в горячей бескислородной среде путем подачи необходимого тепла в пиролизер с помощью нагревающего газа, теплообменника, теплоносителя и т. Д.грамм. носитель или катализатор на основе песка или оксида алюминия. Например, в качестве пиролизера можно использовать барботажный реактор или реактор с псевдоожиженным слоем с циркуляцией песка. Образующийся пар пиролиза обычно конденсируется до температуры менее 100 ° C для образования пиролизной жидкости.

Топливо, подлежащее пиролизу, например биомасса обычно направляется в сушилку перед пиролизером для сушки, чтобы снизить содержание воды в образующейся пиролизной жидкости. Обычно используются барабанные, ленточные, мгновенные сушилки или сушилки с псевдоожиженным слоем.Также известно использование паровой сушилки, в которой тепло подводится посредством горячего песка к сушилке, работающей на основе псевдоожиженного слоя, и в которой удаляется только вода. Температура поддерживается на таком уровне, чтобы не выделялись органические соединения.

Из WO 20092 известно устройство для производства продукта пиролиза, в котором объединены реактор пиролиза и бойлер.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является раскрытие способа и устройства нового типа для использования при производстве продукта пиролиза.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ и устройство в соответствии с изобретением характеризуются тем, что было представлено в формуле изобретения.

Изобретение основано на способе получения продукта пиролиза и улучшения пиролиза, при котором сырье подается в реактор пиролиза, а фракции газообразных продуктов пиролиза и фракции побочных продуктов образуются из сырья путем пиролиза в реакторе пиролиза. . Согласно изобретению способ включает, по меньшей мере, стадии: сжигание, по меньшей мере, одной фракции побочного продукта из реактора пиролиза, по меньшей мере, в двух камерах сгорания, так что фракция побочного продукта сжигается в первой камере сгорания, а дымовые газы из первой камеры сгорания. подается во вторую камеру сгорания, в которой дымовые газы сжигаются для образования энергии и рекуперации энергии, образующейся в камере сгорания.Предпочтительно энергия рекуперируется и используется в виде тепла при нагревании пара и / или воды, например питательной воды без рециркуляции рекуперированной энергии непосредственно в реактор пиролиза.

Кроме того, изобретение основано на устройстве для производства продукта пиролиза, и устройство включает реактор пиролиза для образования фракций газообразных продуктов пиролиза и фракций побочных продуктов из сырья путем пиролиза, предпочтительно путем быстрого пиролиза, и по меньшей мере один оборудование для подачи сырья в реактор пиролиза.Согласно изобретению установка включает по меньшей мере две камеры сгорания, в которых сжигается по меньшей мере одна фракция побочного продукта из реактора пиролиза; и средство для рекуперации энергии, образующейся в камере сгорания.

В этом контексте фракции газообразных продуктов пиролиза могут относиться к смесям газа, пара и / или аэрозоля.

В этом контексте фракция побочного продукта может включать любые компоненты процесса пиролиза, предпочтительно не газообразные компоненты продукта пиролиза.Фракция побочного продукта может включать твердые, жидкие и газообразные компоненты, например побочные продукты пиролиза, компоненты остатка пиролиза, кокс, катализатор, теплоноситель, песчаный слой и т.п.

Для пиролиза можно использовать любой известный реактор пиролиза. Реактор пиролиза может быть, например, реактором с псевдоожиженным слоем, реактором с барботажным псевдоожижением и т.п. В одном варианте пиролиз представляет собой каталитический пиролиз.

В одном варианте реализации фракция побочного продукта из реактора пиролиза сжигается, предпочтительно с помощью воздуха, в двух камерах сгорания, так что фракция побочного продукта частично сжигается в первой камере сгорания, а дымовые газы из первой камеры сгорания сжигаются. подается во вторую камеру сгорания, в которой дымовые газы предпочтительно полностью сжигаются с образованием энергии.

В одном варианте осуществления устройство включает две или более чем две, предпочтительно две камеры сгорания, в которых фракция побочного продукта из реактора пиролиза сжигается с помощью воздуха с образованием дымовых газов. В одном варианте осуществления фракция побочного продукта частично сжигается с образованием дымовых газов в первой камере сгорания, а дымовые газы, предпочтительно, полностью сжигаются во второй камере сгорания. Предпочтительно рекуперировать энергию, например тепло, из дымовых газов. В одном варианте осуществления устройство содержит средства для подачи воздуха или кислорода в камеру сгорания или камеры сгорания.

В одном варианте осуществления изобретения устройство содержит средства для контроля и регулирования температуры камеры сгорания. Предпочтительно регулировать температуру с помощью нагретого воздуха для горения и / или теплообменника.

В одном варианте осуществления температуру в первой камере сгорания регулируют так, чтобы температура предпочтительно была ниже 700 ° C, например в связи с каталитическим пиролизом. Предпочтительно устройство содержит регулирующее устройство для регулирования температуры в первой камере сгорания так, чтобы температура была ниже 700 ° C.При каталитическом пиролизе каталитическая фракция может циркулировать после первой камеры сгорания обратно в пиролиз и / или в котел, а частично сгоревшие дымовые газы подаются во вторую камеру сгорания. Дымовые газы предпочтительно полностью сжигаются во второй камере сгорания. Каталитическая фракция может быть отделена от потока любым известным сепаратором.

В одном варианте осуществления устройство содержит бойлер для образования энергетических фракций, таких как горячая вода, горячий пар и перегретый пар.Предпочтительно реактор пиролиза расположен вместе с бойлером. Аппарат включает по крайней мере одно оборудование для подачи сырья в котел. В качестве бойлера можно использовать любой известный как таковой котел. Котел может быть котлом любого типа, таким как котел с барботажным или циркулирующим псевдоожиженным слоем, колосниковый котел или котел на пылевидном угле.

В одном варианте осуществления энергия, рекуперированная в камере сгорания, подается в виде тепла в питательную воду, например питательной воды котла и / или в паровой контур котла.В одном варианте осуществления устройство содержит средства для подачи энергии, рекуперированной в камере сгорания, к питательной воде. В одном варианте осуществления устройство содержит средства для подачи энергии, рекуперированной в камере сгорания, в паровой контур котла.

В одном варианте осуществления устройство содержит теплообменник для рекуперации тепловой энергии дымовых газов, например, в связи со второй камерой сгорания. В одном варианте осуществления в указанном теплообменнике можно нагревать исходную воду и / или пар.

Предпочтительно дымовые газы сжигаются при втором сжигании настолько эффективно, что горючие остаточные газы практически не образуются. При втором сгорании может образовываться водяной пар.

Кроме того, устройство может содержать конденсационное устройство для конденсации фракций газообразных продуктов пиролиза в, в основном, фракции жидких продуктов пиролиза.

Кроме того, устройство может содержать по меньшей мере одно разделяющее устройство, расположенное по существу вместе с реактором пиролиза для отделения других фракций продукта, таких как твердые и / или жидкие фракции, от фракций газообразных продуктов пиролиза после пиролиза.В одном варианте осуществления устройство включает средства для отвода по меньшей мере части других фракций, кроме фракций газообразного продукта пиролиза, из сепаратора в камеру сгорания в качестве фракции побочного продукта. В одном варианте осуществления устройство содержит средства для отвода по меньшей мере части других фракций, кроме фракций газообразного продукта пиролиза, из сепаратора в котел. В одном варианте осуществления разделительное устройство представляет собой циклон, дистиллятор, декантер, очищающий резервуар, флотационное устройство, центрифугу, другой экстрактор или подобное.В одном варианте осуществления в качестве разделяющего устройства используется интегрированное решение, в котором комбинация обычного циклона, ударного сепаратора и отстойной камеры используется для отделения крупного материала и циклона с полной загрузкой, например Cymic, Leka и т.п., расположенный во внутренней трубе циклона, используется для отделения мелких частиц. В одном варианте осуществления двухфазное устройство для разделения, в котором циклоны для разделения расположены друг в друге, может использоваться в качестве устройства для разделения. Любое известное разделяющее устройство, подходящее для этой цели, может быть использовано в качестве разделяющего устройства.

В одном варианте осуществления фракция побочного продукта направляется из разделяющего устройства в камеру сгорания, предпочтительно в первую камеру сгорания.

В одном варианте осуществления боковой поток, содержащий фракцию побочных продуктов, направляют из реактора пиролиза в камеру сгорания, предпочтительно в первую камеру сгорания.

Топливо, подлежащее пиролизу и подаче в реактор пиролиза, предпочтительно представляет собой древесный материал, биомассу и / или эквивалентные летучие материалы, содержащие органический материал, например.грамм. опилки, солома или отходы пластика и т. д., которые пиролизуются до газообразного продукта пиролиза в реакторе пиролиза.

Любое твердое топливо, например древесная щепа, кора, торф или уголь, или многотопливная смесь и т. д., которые сжигаются для производства тепловой энергии, могут подаваться в котел, который в первую очередь предназначен для производства тепловой энергии, такой как электричество и пар. В одном из вариантов котел снабжен системой рекуперации тепла.

В одном варианте осуществления в котел и реактор пиролиза подают существенно разные исходные материалы или смеси исходных материалов.В одном варианте осуществления по меньшей мере частично одно и то же сырье или смеси исходных материалов подают в котел и реактор пиролиза. Предпочтительно оптимальные топливные смеси подают в котел и реактор пиролиза, чтобы повысить эффективность сгорания и пиролиза и выход продукта пиролиза.

В одном варианте осуществления устройство включает сушилку, в которой топливо, подлежащее пиролизу, сушится термически, предпочтительно перед пиролизом. Предпочтительно сушилка интегрирована с реактором пиролиза и / или котлом, и часть тепловой энергии, которая образовалась в котле, используется при сушке топлива, подлежащего пиролизу.Топливо можно сушить, например, за счет горячих дымовых газов или горячего теплоносителя или за счет использования тепловой энергии котла. Конечно, сушку можно выполнять и другими способами. Любая известная сушилка, например В качестве сушилки можно использовать низкотемпературную сушилку, такую ​​как сушилка для хранения и т.п.

В одном варианте осуществления устройство содержит средства для подачи воздуха или кислорода в котел.

В одном варианте осуществления изобретения устройство содержит средства для извлечения, дальнейшей обработки, циркуляции в устройстве и / или использования фракций, произведенных в различных частях устройства, таких как продукт, побочные и остаточные фракции и поток отходов.В одном варианте осуществления побочный, остаточный и / или отработанный потоки циркулируют в котле. В одном варианте осуществления неконденсирующиеся газы из конденсационного устройства, другие фракции, кроме фракций газообразного продукта после пиролиза, фракция газообразных продуктов сгорания, поток отходов из сырья, подаваемого в реактор пиролиза, и твердые частицы из конденсационного устройства могут проводиться к котлу. Предпочтительно теплопередающий материал, если он используется в процессе, может циркулировать после пиролиза в котел и из котла обратно в реактор пиролиза.

Фракции энергосодержащих продуктов из котла можно направлять в желаемую часть устройства, например реактор пиролиза, сушилка, повышение температуры и / или восстановление. Часть тепловой энергии, которая была рекуперирована в котле, может быть использована в реакторе пиролиза, например с помощью теплоносителя, который нагревается в котле. Из котла передается нагретый и одновременно очищенный теплоноситель, например предпочтительно при температуре от 600 до 900 ° С., в реактор пиролиза, так что часть тепловой энергии, образующейся в котле, передается на пиролиз. В качестве альтернативы тепловая энергия, производимая в котле, может быть рекуперирована, например, как пар, электричество или горячая вода. В одном варианте осуществления устройство содержит средства для отделения теплоносителя в разделяющем устройстве и подачи его в котел для очистки и нагрева.

Продукт пиролиза может быть получен устройством согласно изобретению с высокой эффективностью.

Изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что интеграция быстрого пиролиза и бойлера может быть улучшена в промышленном масштабе. Изобретение улучшает технологичность пиролиза. Благодаря изобретению побочные продукты пиролиза можно обрабатывать и использовать в качестве энергии с очень высокой эффективностью. Кроме того, изобретение также подходит для каталитического пиролиза.

Способ и устройство по настоящему изобретению дают возможность производить продукты пиролиза рентабельно с очень высокой эффективностью.Настоящее изобретение обеспечивает промышленно применимый, простой и доступный способ получения продуктов пиролиза. Способ и устройство по настоящему изобретению легко и просто реализовать как производственный процесс.

СПИСОК ЧЕРТЕЖЕЙ

В следующем разделе изобретение будет описано с помощью подробных примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемую ФИГУРКУ, на которой

ФИГ. 1 представлен один вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 представляет устройство согласно изобретению для производства продуктов пиролиза, устройство, содержащее котел 2 , то есть котел с псевдоожиженным слоем, для производства фракций тепловой энергии 10 и 11 , реактор быстрого пиролиза, то есть пиролизер, 1 для образования газообразного продукта пиролиза 3 и фракций побочных продуктов 4 и 14 , конденсационного устройства 15 для конденсации газообразного продукта пиролиза 3 и отдельных устройств подачи топлива 5 и 6 для подачи сырья в пиролизер 1 и котел 2 .Кроме того, установка включает циклон 16 для отделения первой фракции побочного продукта 4 , второй фракции побочного продукта, содержащей твердые частицы 14 и катализатор 13 , от газообразного продукта пиролиза 3 после пиролизера. 1 .

Большая часть топлива, например биомасса, углерод, торф, бурый уголь или горючий сланец подается устройством подачи 6 в котел с псевдоожиженным слоем 2 . Кроме того, подающее устройство 6 выполнено таким образом, что древесная щепа или кора также могут подаваться в котел 2 .Также в котел с псевдоожиженным слоем 2 подают воздух 22 . Устройство подачи 5 выполнено с возможностью кормления, например, древесный материал, биомассу, такую ​​как торф, опилки или солома, или органический материал, в пиролизер 1 .

В пиролизере 1 газообразный продукт пиролиза 3 образуется из топлива, подлежащего пиролизу быстрым пиролизом при температуре от 300 до 800 ° C. Кроме того, фракции побочных продуктов 4 и 14 являются образуются при пиролизе.В этом варианте устройства пиролизер 1 представляет собой реактор псевдоожижения с циркулирующей массой. Теплоноситель 11 , если он используется в процессе, может быть направлен из котла с псевдоожиженным слоем 2 в пиролизер 1 .

В состав аппарата входит циклон 16 после пиролизера 1 . Первые побочные продукты 4 и остаток пиролиза / твердые вещества / углерод 14 , например песок, кокс и гудрон и катализатор 13 отделяются от произведенных газообразных продуктов пиролиза 3 в циклоне 16 .Отдельные компоненты или часть отдельных компонентов 4 , 13 и / или 14 могут быть направлены в камеру сгорания 7 . В качестве альтернативы отделенные твердые частицы и углерод 14 или их часть могут быть непосредственно направлены в котел 2 для сжигания. Кроме того, теплоноситель 11 , если он используется в процессе, может быть отделен в циклоне 16 и направлен в бойлер 2 . В качестве альтернативы, теплоноситель 11 может быть направлен из циклона 16 вместе с потоком катализатора 13 в камеру сгорания 7 и из камеры сгорания 7 в котел 2 и / или пиролизер 1 .В котле 2 теплопередающий материал 11 может регенерироваться и нагреваться.

Установка включает две камеры сгорания 7 , 8 , в которых сжигаются фракции побочных продуктов 4 и 14 из реактора пиролиза 1 . В первой камере сгорания 7 фракции побочных продуктов 4 и 14 , содержащие также твердые вещества 14 и катализатор 13 , частично сгорают с образованием дымовых газов 12 .Дымовые газы 12 из первой камеры сгорания 7 поступают во вторую камеру сгорания 8 . Во второй камере сгорания , 8, дымовые газы , 12, полностью сжигаются с образованием тепловой энергии.

Устройство содержит сепаратор для отделения оставшихся твердых частиц и катализатора 13 от дымовых газов 12 в связи с первой камерой сгорания 7 . Кроме того, устройство содержит средства для подачи оставшихся твердых частиц и отделенного катализатора 13 обратно в реактор пиролиза 1 и / или бойлер 2 .Из котла 2 катализатор 13 можно направить в реактор пиролиза 1 . Кроме того, установка содержит средства подачи воздуха 18 в камеры сгорания 7 и 8 .

Устройство содержит регулирующее устройство для регулирования температуры в первой камере сгорания 7 , чтобы поддерживать температуру ниже 700 ° C.

Кроме того, устройство содержит теплообменник 9 , соединенный со второй камерой сгорания 8 для рекуперации тепловой энергии, образующейся во второй камере сгорания. 8 .Питательная вода котла 17 или, альтернативно, пар может нагреваться за счет тепловой энергии в теплообменнике 9 .

Из циклона 16 газообразный продукт пиролиза 3 направляется в конденсационное устройство 15 , где горячий газообразный продукт пиролиза 3 конденсируется и поэтапно фракционируется до жидкого продукта пиролиза 20 . Неконденсирующиеся газы, химические соединения и / или их водный раствор 19 могут быть поданы в котел с псевдоожиженным слоем 2 или пиролизер 1 или камеру сгорания 7 и / или 8 или в любой другой подходящий процесс или устройство, эл.грамм. газовая турбина.

Кроме того, устройство может содержать фильтр для отделения более мелких твердых частиц от газообразного продукта пиролиза 3 .

Устройство может включать сушилку для сушки сырья, подлежащего пиролизу. Либо газообразные продукты сгорания котла, либо теплопередающий материал, выводимый из котла, может использоваться в качестве теплопередающего агента в сушилке. Любая известная сушилка, например в качестве сушилки может использоваться смесительная сушилка, поэтому она не описывается более подробно в этом контексте.

Химические соединения, выделенные из различных частей устройства, могут быть восстановлены для возможного последующего использования. Химические соединения используются известными способами, которые не описаны более подробно в этом контексте.

В устройстве согласно изобретению наиболее ценная и подходящая часть сырья может использоваться в качестве материала, подлежащего пиролизу, а менее подходящая с точки зрения пиролиза часть может подаваться в котел.Сырье можно фракционировать известными способами.

Способ и устройство согласно изобретению пригодны в различных вариантах осуществления для получения различных видов продуктов пиролиза.

Изобретение не ограничивается только приведенными выше примерами; вместо этого возможны многие вариации в объеме идеи изобретения, определенной формулой изобретения.

Установка пиролиза биомассы для продажи

Рабочий процесс установки пиролиза биомассы Beston обычно включает пиролиз и карбонизацию.Поэтому установку можно также назвать установкой карбонизации биомассы. Это относится к машине, которая в основном использует сушильный узел и печь карбонизации для получения древесного угля из различных видов биомассы.

Завод по пиролизу биомассы Beston на продажу 2020

Что такое биомасса?

Биомасса относится ко всем органическим веществам, которые образуются в процессе фотосинтеза, как правило, включая все растения, животных и микроорганизмы. В то же время это четвертый вид энергии после угля, нефти и природного газа.

Наиболее распространенные отходы биомассы включают древесные ветви, скорлупу кокосов, шелуху риса, пальмовые листья и кожуру фруктов, туши и т.д. во многих отраслях. Отходы биомассы разнообразны, и их очень легко собрать, поэтому профессиональная установка карбонизации биомассы имеет высокую рыночную стоимость в сфере отходов для энергетики.

Сырье, подходящее для установки карбонизации биомассы

Продажа различных типов пиролизных установок биомассы Beston

Имея разное сырье в разных объемах, клиенты могут приобретать разные типы пиролизных установок в соответствии со своими потребностями.

Арт.	Детали
Модель	БСТ-05	БСТ-10	БСТ-20	БСТ-30
Часовая производительность	500 кг	0,8-1 тонны	1,5-2 тонны	2,5-3 тонны
Метод работы	Непрерывный
Сырье	1. Все виды отходов биомассы, такие как опилки, скорлупа кокосовых орехов, скорлупа оливок, скорлупа пальм, бамбук и т. Д. 2. Городской ил, городской ил, промышленный ил и т. Д. 3. Городские твердые отходы.
Размер реактора	Φ800	Φ1000	Φ1300	Φ1700
Образец	Горизонтальный и поворотный
Нагревательные материалы	Древесный уголь, древесина, дизельное топливо, природный газ, сжиженный нефтяной газ, биомасса и т. Д.
Общая мощность	40 кВт / ч	55 кВт / ч	60 кВт / ч	72кВт / ч
Площадь пола (Д * Ш * В)	30 м * 15 м * 7 м	35 * 15 * 7 м	45 * 15 * 10 м	50 * 15 * 10 м
Рабочее давление	Постоянное давление
Метод охлаждения	Рециркуляция водяного охлаждения
Срок службы	5-8 лет

Установка карбонизации биомассы Beston отгружена в Россию

Характеристики установки карбонизации биомассы Beston

• Структура.В установке карбонизации биомассы Beston используется двухслойная структура. Верхний предназначен для сушки сырья, а нижний — для карбонизации и пиролиза. Эта двухслойная структура улучшает использование тепла и эффективность работы растений.
• Метод нагрева. Система отопления «Один огонь, два шага» помогает покупателям снизить расходы на топливо. У установки есть только один тепловой ресурс: когда топливо горит, чтобы нагреть хозяин карбонизации, будет образовываться много остаточного тепла, и тепло может быть собрано для использования для нагрева сушильной части.
• Газификатор. С газифером растения самонагреваются. Во время процесса пиролиза биомассы горючий газ поступает в циклонный пылеуловитель для распыления и удаления пыли, а затем разделяется на смолу и древесный уксус. Деготь и древесный уксус можно использовать в качестве топлива для обогрева печи для производства древесного угля.
• 4Безопасный дизайн. Центральная система управления разделяет оператора и машину и обеспечивает безопасность работы. Устройство обратного взрыва может безопасно сжигать горючий газ.У нас есть манометр, клапан сброса давления и устройство для очистки дегтя и древесного уксуса. Защитный кожух может защитить оператора от высокой температуры внутри и снаружи установки пиролиза биомассы.
• Экологичность. Уплотнительное устройство в секции загрузки и разгрузки обеспечивает безопасную работу и санитарное рабочее место. Профессиональная система обессеривания, удаления дыма и охлаждения может обеспечить стандартный и безопасный отвод дымовых газов.
• Внимательное послепродажное обслуживание.Beston известна не только своими качественными установками для пиролиза биомассы, но и лучшим послепродажным обслуживанием. У нас есть сильная команда по установке, обслуживанию и ремонту наших машин biochar для продажи. Они могут предоставить покупателям профессиональные консультации при использовании наших растений.

Подробная информация для клиентов из Азербайджана на заводе Beston

Процесс пиролиза биомассы

Во-первых, в соответствии с исходным размером отходов биомассы, они будут измельчены на более мелкие куски, потому что их будет легко сушить, если диаметр не превышает 200 мм, а толщина не превышает 30 мм.
Во-вторых, ленточный конвейер передает сырье на питатель постоянного веса. А кормушка подает кусочки биомассы в верхний слой растения для сушки. Идеальное содержание воды лучше не более 20%. После этого высушенные кусочки биомассы свободно опускаются в нижний слой для пиролиза и карбонизации.

В-третьих, при повышении температуры последовательно будут происходить процессы высокотемпературного пиролиза, дымоудаления, выделения серы и затем улавливания углерода.

Наконец, биоуголь из биомассы будет выгружен из выпускного отверстия, а дымовой газ, образующийся в процессе сжигания, будет собираться для обеспечения теплом системы сушки.

Последняя конструкция трусов для пиролиза биомассы от Beston

Информация о побочных продуктах — использование биогаза и биочара

Biochar использует

• Удобрение для почвы: Biochar богат карбидом и питательными веществами для растений. Он имеет обильную пористую структуру и, соответственно, большую удельную поверхность.Поэтому он широко используется во многих отраслях промышленности. Он может улучшить качество почвы, удобрять поля, поглощать тяжелые металлы и органические загрязнители из почвы и воды. Кроме того, он имеет функцию фиксации на оксиде углерода, поэтому, если biochar внесен в почву, он может уменьшить выбросы парниковых газов, таких как CO2, N2O и Ch5.
• Топливо: После специальной обработки биочар можно использовать в качестве топлива для подачи энергии в печи, котлы, работающие на биомассе, плавильные печи, а также для производства энергии из биомассы и т. Д.Это устойчивое и экологически чистое топливо из биомассы.
• Промышленность: дальнейшая переработка в активированный уголь; используется как строительный кирпич с глиной.

Biochar, полученный из пиролизной машины Beston Biochar

Использование биогаза

• В повседневной жизни широко используется в качестве топлива;
• Система отопления тепличное хозяйство;
• Используется в промышленности в качестве топлива; используется для системы сушки; используется, чтобы помочь генератору вырабатывать электричество.

Завод по пиролизу биомассы Стоимость

Стоимость установки пиролиза биомассы составляет около 58000-128000 долларов США. ( Примечание: стоимость установки для пиролиза отработанных шин является приблизительной. Подробная стоимость зависит от требуемой машины. )

Перед покупкой установки пиролиза биомассы вы сначала рассчитаете ее стоимость. В основном покупатели будут учитывать мощность, эффективность, производительность, стоимость топлива и возврат. Каждый тип оборудования для пиролиза биомассы Beston имеет разумную конструкцию в зависимости от производительности. Так что вы никогда не беспокоитесь о производительности и эффективности работы наших заводов.Кроме того, поскольку у нас есть энергосберегающие конструкции, стоимость топлива на этой станции соответственно ниже по сравнению с другими аналогичными установками. Поэтому цена на наши машины для производства древесного угля из биомассы также является самой разумной на рынке. Более того, благодаря широкому использованию побочных продуктов, биоугля и биогаза, вы также никогда не будете беспокоиться о возврате инвестиций в этот завод.

Одним словом, Beston занимается производством пиролизных установок с идеальным соотношением затрат и производительности.Наша профессиональная установка для пиролиза биомассы станет для вас идеальным выбором, если у вас есть много отходов биомассы, которые нужно утилизировать, и вы ищете машину для переработки, которая способна преобразовывать их в новую энергию. Кроме того, у нас также есть пиролизный завод, который перерабатывает другие твердые отходы, такие как использованные шины и лом пластмассовых отходов. Вы можете перейти на домашнюю страницу Beston, если хотите узнать больше информации .

ANDRITZ поставит еще один высокоэффективный котел PowerFluid с циркулирующим псевдоожиженным слоем в Японию

Котел PowerFluid, который будет поставлять ANDRITZ, отличается низким уровнем выбросов, высокой эффективностью и эксплуатационной готовностью, а также высокой топливной гибкостью.Он является важной частью высокоэффективной электростанции, работающей на биомассе, для подачи зеленой энергии в национальную сеть. Электростанция, работающая на биомассе, работающая на древесных гранулах и скорлупе пальмовых ядер, будет вырабатывать около 50 МВт _эл энергии.

Это восьмой за два с половиной года заказ на поставку котла ANDRITZ PowerFluid с циркулирующим псевдоожиженным слоем для японского рынка, и он подтверждает обширный опыт и признанную компетентность ANDRITZ в секторе котлов с псевдоожиженным слоем, работающим на биомассе.ANDRITZ — один из ведущих мировых поставщиков технологий и систем для энергетических котлов для выработки пара и электроэнергии из возобновляемых и ископаемых видов топлива, имеющий большое количество очень успешных рекомендаций по всему миру.

— Конец —

ANDRITZ GROUP
ANDRITZ — международная технологическая группа, поставляющая установки, системы, оборудование и услуги для различных отраслей промышленности. Компания является одним из технологических лидеров на мировом рынке гидроэнергетики, целлюлозно-бумажной, металлообрабатывающей и сталелитейной промышленности, а также разделения твердой и жидкой фаз в муниципальном и промышленном сегментах.Другими важными сферами бизнеса являются корма для животных и гранулирование биомассы, а также автоматизация, где ANDRITZ предлагает широкий спектр инновационных продуктов и услуг в секторе IIoT (Промышленный Интернет вещей) под торговой маркой Metris. Кроме того, компания занимается производством электроэнергии (паровые котельные, электростанции, работающие на биомассе, котлы-утилизаторы и установки для газификации) и экологическими технологиями (установки для очистки дымовых и выхлопных газов) и предлагает оборудование для производства нетканых материалов, растворения целлюлозы, и древесно-стружечные плиты, а также предприятия по вторичной переработке.

ANDRITZ олицетворяет страсть, партнерство, перспективы и многогранность — основные ценности, которым привержена компания. Штаб-квартира указанной группы находится в Граце, Австрия. Имея почти 170-летний опыт работы, около 29 700 сотрудников и более 280 офисов в более чем 40 странах по всему миру, ANDRITZ является надежным и компетентным партнером и помогает своим клиентам в достижении их корпоративных целей и целей устойчивого развития.

ANDRITZ PULP & PAPER
ANDRITZ Pulp & Paper — ведущий мировой поставщик комплексных заводов, систем, оборудования и комплексных услуг для производства и обработки всех видов целлюлозы, бумаги, картона и ткани.Технологии охватывают переработку бревен, однолетних волокон и макулатуры; производство химической целлюлозы, механической целлюлозы и вторичного волокна; восстановление и повторное использование химикатов; подготовка отделки бумагоделательной машины; производство бумаги, картона и салфеток; проклейка, каландрирование и нанесение покрытия на бумагу; а также обработка отходов и шлама. Предлагаемые услуги включают модернизацию системы и оборудования, реконструкцию, запасные и изнашиваемые детали, услуги на месте и в мастерских, оптимизацию производительности процесса, решения по техническому обслуживанию и автоматизации, а также перемещение машин и подержанное оборудование.Биомасса, паровые котлы и котлы-утилизаторы для производства электроэнергии, газификации и очистных сооружений дымовых газов, систем и установок для производства нетканых материалов и абсорбирующих гигиенических продуктов, растворяющейся целлюлозы и древесных плит (МДФ), а также решения по переработке и измельчению различных отходов также являются частью этого бизнес-направления.

Биомасса для производства электроэнергии | WBDG

Введение

Внутри этой страницы

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 преобразовать 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 возобновляемой 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

На большинстве биоэлектростанций используются 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 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 для создания 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 и 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 содержание извлекаемой энергии в материале 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 обеспечивает 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, гранулы 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, как правило, необходимо хранить сырье 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 представляет собой комбинированную теплоэнергетическую систему, 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 увеличиться 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, потому что официальные лица штата 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, так как он включает определение нагрузки, которая будет обслуживаться, выявление возможных производителей или поставщиков оборудования, работу с этими поставщиками для определения спецификации топлива и связь 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 с обращением с топливом и определением 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, к которым можно обратиться, 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, энергосодержание, содержание золы и минералов, а также другие факторы, влияющие на обращение с топливом или его сгорание. 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 вовлекайте 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 здания 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. Поэтому 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. Беспокойство 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 с этой проблемой, 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 инвентарём должно поддерживаться пространство, равное (а) удвоенной высоте сваи для горючего материала или зданий или (b) высоте сваи для негорючих зданий и оборудования.

• В местах скопления щепок курение запрещено.

Пожары 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 выпустил документ под названием , озаглавленный «Нормы безопасности и выбросов котлов и печей на биомассе».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.

Электрические ресурсы биомассы

Публикации

Принципиальная схема форматирования пиролизного устройства. 1: Блок подачи газа, …

Контекст 1

… быстрый пиролиз НБК и ПС проводился при температуре 500 ° C в атмосфере N 2 и CO 2 в трубчатой ​​печи.Принципиальная схема пиролизного устройства представлена ​​на рисунке 1. Первоначально устройство представляло собой блок подачи газа, в котором находился резервуар с азотом и углекислым газом, затем он был подключен к собранной кварцевой трубке через газовую трубу. …

Контекст 2

… интегральные области различных функциональных групп в смоле, полученной пиролизом NSC и PS в различных атмосферах, представлены на рисунке S1. В таблице 4 приведены конкретные численные значения диапазонов химического сдвига и интегральной площади пика в спектрах 1 H ЯМР в атмосфере N 2 и CO 2….

Контекст 3

… изменялся обратно пропорционально в смоле НБК и ПС в двух атмосферах. Рисунок S1a показывает, что состав смолы сильно различается. Области слабопольного спектра, обусловленные альдегидами и кислотами, содержат менее 1% протонов в обеих атмосферах. …

Контекст 4

… показывает, что CO 2 в некоторой степени влияет на окисление и разложение ПАУ. Рисунок S1a также показывает, что количество O-содержащих ароматических соединений увеличилось (например,g., ароматический-OH, CH 3 -O-ароматический), в то время как количество ароматических углеводородов с одним кольцом и метилсодержащих ароматических углеводородов уменьшилось.

No related posts.