Устройство пиролизного котла: Принцип работы пиролизного твердотопливного котла длительного горения

Содержание

принцип работы и виды котлов длительного горения.

Годы идут, наука и техника двигаются вперед, а твердые виды топлива по-прежнему остаются востребованными. Сжигать дрова в традиционной печи или в буржуйке не слишком эффективно, но ситуацию изменили пиролизные котлы отопления.

Высокий КПД и относительно простая эксплуатация — лишь немногие из преимуществ этих полезных устройств.

Что такое пиролиз

Дрова — это, пожалуй, самое первое топливо в человеческой истории. Практически каждому известно, как быстро они сгорают на открытом воздухе, и что тепла при этом выделяется не так уж и много. Но ситуация кардинально изменяется, если создать иные условия для процесса сгорания.

Так называемое пиролизное горение осуществляется в закрытых камерах. Туда загружают дрова или иное твердое топливо подобного типа: пеллеты, опилки, отходы древесного производства и т.п. Топливо поджигают и затем сокращают количество воздуха, поступающего в камеру.

К пиролизным котлам относят все твердотопливные теплогенераторы длительного горения, перерабатывающие твердый тип топлива

Значительную часть тепловой энергии, поставляемой котлами длительного горения, дает процесс сгорания пиролизных газов

В пирокотле сложные химические соединения расщепляются на более простые компоненты под воздействием высокой температуры без применения реагентов

В результате термической обработки топливо выделяет газ, который проще и легче горит. Потому пиролизные котлы относят к разряду газогенераторных

В пиролизном агрегате непрерывно происходит выделение огромного количества тепловой энергии, а отбираться может только необходимый ее объем

Желающим сделать пирокотел собственными руками следует учесть, что из-за непрерывно происходящих процессов высокотемпературного горения для изготовления топки нужна жаростойкая футеровка

По схеме горения пиролизные котлы делят на агрегаты естественного и принудительного типа. Естественные дешевле, но менее эффективны, чем принудительные, оборудованные наддувом

По специфике обслуживания систем пирокотлы делятся на одно-и двухконтурные. Первые предназначены только для отопления, вторые обслуживают отопление и ГВС

Как известно, при горении происходят окислительные процессы, один из главных участников которых — кислород, содержащийся в воздухе. Если кислорода мало, реакция замедляется и дрова сгорают медленно, фактически в таких условиях они просто тлеют. При этом выделяется некоторое количество тепловой энергии, зола и горючий газ.

Процесс пиролиза на этом не заканчивается. Полученный при сжигании первичного топливо газ смешивается с воздушными массами и также сгорает. В итоге тепловой энергии выделяет значительно больше, чем при работе стандартных теплогенераторов. Поэтому пиролизные котлы демонстрируют очень приличный КПД по сравнению со своими чисто твердотопливными “собратьями”, а также нередко предоставляют возможность заметно сэкономить на отоплении.

Преимущество отопительной техники этого типа состоит в том, что принцип ее работы и устройства относительно не сложен. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, регулируется обычной механической заслонкой. Простая конструкция обеспечивает надежность устройства, поломки для пиролизных котлов — явление не частое.

Эта схема наглядно демонстрирует все этапы процесса пиролизного горения. Температура внутри устройства может достигать 1200 градусов

Еще один “плюс” пиролизных котлов — длительный период горения. Полная загрузка устройства топливом позволяет не вмешиваться в процесс в течение нескольких часов, иногда и более суток, т.е. нет необходимости постоянно подбрасывать дрова в топку, как это происходит при открытом горении.

Конечно, это не означает, что пиролизный котел можно оставлять без присмотра. Как и в отношении прочей отопительной техники, здесь имеются строгие правила техники безопасности. Стоит помнить, что пиролизный котел не всеяден — влажность топлива должна быть невысокой. Иначе часть драгоценной тепловой энергии уйдет не на подогрев теплоносителя, а на высушивание топлива.

Котлы пиролизного горения, особенно выполненные из чугуна, обладают значительным физическим весом, поэтому они всегда представлены только напольными моделями

При реализации пиролизного горения топливо сгорает почти полностью, чистить устройство придется гораздо реже, чем при эксплуатации традиционного твердотопливного котла. Мелкую золу, полученную после очистки, используют в качестве удобрения. Горение топлива в таких котлах осуществляется по направлению сверху вниз.

Поэтому возможности для естественной циркуляции воздуха в топке заметно ограничены. Использование принудительного нагнетания воздуха с помощью вентилятора значительно улучшает эффективность работы устройства, но при этом делает котел энергозависимым, поскольку для работы вентилятора необходима электроэнергия.

Устройство и работа пиролизного котла

Топка пиролизного котла разделена на два отделения. В первой сгорают дрова, а во второй производится вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Отделяет первую камеру от второй колосниковая решетка, на которую и укладывают топливо. Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели.

Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Сначала в первое отделение топки пиролизного котла загружают топливо, затем включают вентилятор и поджигают топливо. Образующиеся в результате горючие газы перемещаются во второе отделение, смешиваются с воздухом и сгорают. Температура горения может достигать 1200 градусов. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Котлы верхнего горения

Один из вариантов пиролизного устройства — котел верхнего горения. Принцип действия этих двух агрегатов очень схож. Точно так же в топку загружают большое количество твердого топлива низкой влажности, воздух нагнетают принудительно и обеспечивают тление топлива при пониженном количестве кислорода. Задвижку, которая регулирует поток кислорода, устанавливают в нужном положении.

Схема устройства котла верхнего горения. Топка такого котла имеет глухое дно, частички продуктов горения удаляются через дымоход (+)

Но котлы длительного горения не имеют ни зольника, ни колосника. Дно представляет собой глухую металлическую плиту. Такие котлы устроены так, чтобы древесина сгорала полностью, а оставшееся в топке малое количество золы выдувалось воздухом. Такие устройства отличаются высоким КПД и также работают при температурах более 1000 градусов.

Основная особенность таких устройств — они действительно обеспечивают длительный срок работы при полной загрузке. Топливная камера в таких устройствах обычно выполнена в форме цилиндра. В нее сверху загружают топливо, сверху же, по центру, нагнетается необходимый для горения воздух.

В котлах верхнего горения устройство для нагнетания воздуха — это подвижный элемент, который опускается вниз по мере прогорания дров

Таким образом осуществляется медленное тление верхнего слоя топлива. Топливо постепенно сгорает, его уровень в топке понижается. Одновременно изменяется и положение устройства для подачи воздуха в топку, этот элемент в таких моделях подвижен и он практически лежит на верхнем слое дров.

Второй этап горения осуществляется в верхней части топки, которая отделена от нижнего отделения толстым металлическим диском. Горячие пиролизные газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива внизу, расширяются и перемещаются вверх. Здесь они смешиваются с воздухом и сгорают, дополнительно передавая теплообменнику солидную порцию тепловой энергии.

Балка, удерживающая диск, который разделяет камеру сгорания на две части, как и сам этот диск, в процессе работы котла верхнего сгорания постоянно находится под воздействием высокой температуры. Со временем эти элементы сгорают, их придется периодически заменять.

На выходе из второй части топливной камеры обычно установлен регулятор тяги. Это автоматический прибор, который определяет температуру теплоносителя и в зависимости от полученных данных регулирует интенсивность движения горючего газа. Он защищает устройство от возможного перегрева.

Стоит отметить, что наружный теплообменник в таких котлах реагирует на изменение скорости циркуляции жидкости в теплообменнике, т.е. на колебания температуры. На поверхности устройства сразу же образуется слой конденсата, который вызывает коррозию, особенно если речь идет о стальных котлах. Предпочтительнее брать устройство из чугуна, которое значительно лучше сопротивляется подобному воздействию.

Хотя топливо в пиролизных котлах длительного горения должно сгорать без остатка, на практике так бывает не всегда. Порой пепел спекается, образуя частички, которые трудно удалить с помощью потока воздуха. Если в топке накопится большое количество таких остатков, может наблюдаться заметное снижение тепловой отдачи агрегата. Поэтому котел верхнего горения следует периодически все же прочищать.

Особенность устройств этого типа в том, что по мере сгорания топлива его можно догружать, не дожидаясь сгорания всей закладки топлива. Это удобно, когда нужно избавиться от горючего бытового мусора. Существуют также разновидности котлов верхнего горения, которые работают не только на древесном топливе, но и на угле. Сложные узлы автоматического управления в пиролизных котлах этого типа отсутствуют, поэтому серьезные поломки наблюдаются крайне редко.

Конструкция котла верхнего горения позволяет загружать топку лишь частично, если это необходимо. Однако в этом случае выполнить розжиг верхнего слоя топлива может быть не просто. Само топлива должно быть подсушенным, дрова из открытой поленницы для такого котла не подходят. Топливо крупных фракций также не следует использовать для этого вида техники, т.е. дрова придется обязательно колоть на небольшие части.

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива. Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.

Современные модели котлов пиролизного горения могут работать на различных видах древесного топлива: дровах, брикетах, пеллетах, угле, торфе и т.п.

Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.

Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные брикеты и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п. Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.

В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора

Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть. Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.

Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам

Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива. Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.

Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива

В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть. Для этого выполняют следующие шаги:

  1. Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
  2. Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
  3. Закрывают дверцу камеры сгорания.
  4. Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
  5. Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
  6. Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.

К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800 градусов, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.

Характерная особенность котлов пиролизного горения — малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания

Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие теплоносителя в системе отопления и т.п. Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел — это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Котлы длительного горения различаются по мощности.

Выбирая котел пиролизного горения, следует ориентироваться на такие показатели, как тепловая мощность устройства, размеры камеры загрузки, наличие второго контура и т.п.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели. Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

  • “Atmos” (Украина) — представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
  • “Attack” (Словакия) — способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
  • “Bosch” (Германия) — высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
  • “Buderus” (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano, первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая — более современные версии, предназначенные для частных домов.
  • “Gefest” (Украина) — высокомощные устройства с КПД до 95%.
  • КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
  • “Opop” (Чехия) — относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
  • “Stropuva” (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
  • “Viessmann” (Германия) — идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
  • “Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
  • “Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Теплообменник для ГВС бывает накопительного или проточного типа. Для последнего варианта используют модели котлов повышенной тепловой мощности.

Выводы и полезное видео по теме

На этом видео наглядно изображен принцип работы пиролизного котла:

Подробный обзор работы котла верхнего горения можно посмотреть здесь:

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Принцип работы пиролизных котлов

Дрова всегда использовались людьми как источник тепла, однако сейчас технологии позволяют применять их с более высоким КПД чем давали старые печи. Современные котлы не только значительно экономят ресурсы, но и время, ведь за ними не нужно следить, а одной закладки дров хватает на 12-24 часа.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 292
Источник: https://vremya-stroiki.net/princip-raboty-piroliznyx-kotlov/

Что это такое?

Пиролизные котлы относятся к семейству твердотопливных; отличие от традиционных котлов состоит в том, что из топлива предварительно извлекаются горючие компоненты. Процесс горения осуществляется в два этапа: извлечение газа в условиях высокой температуры и низкого содержания кислорода и сжигание смеси разогретых газов и воздуха.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 346
Источник: https://cdelayremont.ru/piroliznye-kotly

Почему у пиролизного котла такой высокий КПД

В отличии от классических твердотопливных котлов здесь происходить процесс “горения наоборот”, то есть тепло выделяет не процесс горения древесины, а горение выделяемого газа. Теперь давайте разберемся подробнее.

Сам процесс пиролиза представляет из себя разложение органических соединений при высокой температуре (200…800°С) и ограниченном количестве кислорода. При этом выделяется газ и отработанный кокс.

Этот принцип работы используют и газогенераторные котлы, где, в качестве органического вещества служит древесина. Выработанный таким образом газ сгорает при температуре до 1200°С и выделяет значительно больше тепловой энергии, нежели сами дрова из которых он получен. Таким образом можно получить до 50% больше тепла. КПД таких котлов достигает 85…89%.

В качестве топлива может использоваться:

  • дрова,
  • различные пеллеты,
  • щепа,
  • топливные брикеты,
  • кокс,
  • уголь.

При этом содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выбрасываемых наружу, минимальное, что важно для людей, заботящихся об экологии.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1044
Источник: https://vremya-stroiki. net/princip-raboty-piroliznyx-kotlov/

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.

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.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 2098
Источник: https://kotel.guru/kotly/tverdotoplivnye/piroliznyy-kotel-ego-princip-raboty-i-ustroystvo.html

Принцип работы традиционных котлов


Работа пиролизного котла не отличается особой сложностью. Но для того чтобы можно было понять все преимущества пиролизной схемы, следует немного поговорить про традиционную схему. Она предусматривает прямое сгорание дров в топке отопительного агрегата. Выделяемое тепло отправляется через теплообменник в систему отопления. Еще дикая часть тепла улетает в дымоходную трубу, отправляясь в атмосферу.

Простота принципа работы традиционного котла позволяет не заморачиваться с усложнением его конструкции. Тут всего два важных узла – это топка тех или иных размеров, а также теплообменник, изготовленный из стали или чугуна. Никаких систем автоматики здесь нет, а регулировка температуры осуществляется путем открытия или закрытия дверцы поддувала. Нужный режим работы контролируется с помощью термометра. В отличие от пиролизных котлов, интенсивность горения регулируется в минимальных пределах.

Давайте посмотрим, в чем заключаются недостатки схемы прямого сгорания древесного топлива:

  • Слишком быстрое сгорание, почти неконтролируемое – не позволяет выставить нужный режим работы;
  • Нельзя подключить следящую электронику – все операции по регулировке интенсивности горения придется проделывать самостоятельно, с помощью заслонки;
  • Пониженный КПД – принцип работы классических котлов, в отличие от пиролизных, подразумевает удаление большого количества тепла в атмосферу. Одновременно с этим отмечается пониженная теплотворная способность дров при их естественном горении;
  • Нужно постоянно подбрасывать все новые порции дров – особенно если агрегат не оснащен большой топочной камерой.

Но есть и неоспоримые преимущества:

Разнообразие возможных видов топлива для твердотопливных пиролизных котлов поражает воображение: дрова, брикеты, опилки, измельченные ветки, пеллеты, кокс, уголь, торф.

  • Энергонезависимость – в отличие от пиролизных котлов, принцип действия традиционных агрегатов не предусматривает подключения к электросети;
  • Предельная простота конструкции – единственное, что может тут сломаться, это теплообменник. Но поломки можно избежать, если выбрать котел с теплообменником из чугуна;
  • Нетребовательность к дровам – если в топке уже горит порция древесины, в нее можно докинуть даже полусырые поленья. Не имеет особого значения и сорт древесины;
  • Доступная стоимость – пиролизные котлы, о принципе работы которых мы будем рассказывать в данном обзоре, стоят существенно дороже.

Таким образом, даже у самого несовершенного оборудования можно отыскать те или иные недостатки.

Традиционные котлы, в отличие от большинства пиролизных, оптимальны для обогрева загородных домов, не подключенных к электрическим сетям.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2658
Источник: https://remont-system.ru/kotly/princip-raboty-tverdotoplivnyh-piroliznyh-kotlov

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2855
Источник: https://cotlix.com/princip-raboty-piroliznogo-kotla

Принцип работы достаточно простой

1 этап. Дрова разогреваются до температуры выхода пиролизных газов.

2 этап. Начинает выходить газ, начинается процесс пиролиза и он продолжается ровно до тех пор, пока все летучие газы не испарятся из топлива.

3 этап. Окончательное сгорание углей.

Видео работы

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 290
Источник: https://vremya-stroiki.net/princip-raboty-piroliznyx-kotlov/

Немного химии и физики


Интересны и физико-химические процессы, происходящие в пиролизных котлах. Принцип работы традиционных агрегатов заключается в прямом сгорании, когда пламя играет прямо на поверхности дров. Здесь же все происходит по-другому. Горение в основной топке происходит примерно при +400-500 градусах, что на порядок меньше, чем в традиционных агрегатах. Отправляясь в камеру дожигания, продукты пиролиза сгорают при температуре до +1100-1200 градусов.

Максимальная температура наблюдается на самом конце факела, минимальная температура – у его основания.

Дутьевой вентилятор позволяет нагнетать пламя пиролизных газов до очень высоких температур. Вместо него порой используют поддувало, но эффективность подобного решения оставляет желать лучшего.

Еще одно интересное отличие в принципах работы заключается в температуре выхлопных газов. В традиционных отопительных агрегатах она составляет +300-400 градусов. В пиролизных агрегатах она составляет +140-160 градусов – чуть выше, чем в газовых агрегатах. А это означает, что подавляющая часть тепла ушла в отопительную систему, а не отправилась в атмосферу.

Продукты пиролиза в пиролизных котлах создаются в бедной кислородом среде – как и в той стеклянной трубке на уроках физики. Тяга может быть искусственной, как в примере выше, так и естественной, как это реализовано в энергонезависимых пиролизных котлах. В остальном принцип действия одинаков. Попадая в камеру дожигания, газы сгорают с образованием высокотемпературного пламени. Причем сгорание довольно глубокое, с минимальным выделением вредных оксидов углерода и азота.

В продаже существует огромное количество пиролизных котлов, отличающихся по своей конструкции. Но принцип работы у них одинаковый.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1731
Источник: https://remont-system.ru/kotly/princip-raboty-tverdotoplivnyh-piroliznyh-kotlov

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.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1351
Источник: https://ogon.guru/otoplenie/kotli/piroliznie/ustroystvo.html

Процесс изготовления своими руками

Резка болгаркой никогда не даст идеально ровного среза – так может рубить металл только гильотина. Не стоит экономить на рубке металла, это может дорого обойтись.

  1. Приобретая металлические листы и трубы на металлобазе, заранее договоритесь о том, чтобы разрезать их на необходимые фрагменты. В дальнейшем это значительно сократит время и даст возможность получить ровные швы.

 

Фото 7 Рубка металла

  1. Из двух частей начинайте собирать камеры котла – сгорания и газовую

  1. Когда сделаны обе камеры, к их задней части привариваете воздухоотводы и стенку. На фото для удобства канал сделан из швеллера, но также можно его сделать и из профтрубы 60х30, для чего предварительно нарежьте небольшие вентиляционные отверстия.

  1. В топочной камере делаете отверстие для воздушной трубы и привариваете к ней патрубок. Обратите внимание, эта труба должна быть соединена с котлом профтрубой 20х20.

  1. Изготовление трубчатого теплообменника – на заготовке вырезаете несколько отверстий под трубу D57 мм.

  1. Труба D57 мм нарезается на куски равной величины, которые после выставляются на пластину и привариваются по периметру.

  1. Далее теплообменник приваривается дуговой сваркой к котлу и делается дроссельная заслонка

  1. На камеры приваривается передняя стенка, где предварительно нарезаются 2 отверстия – для трубы входящего и выходящего воздуха

  1. Далее приваривается крышка и боров на место заслонки

  1. Собрали всю внутреннюю начинку котла, после чего необходимо болгаркой или металлической щеткой тщательно зачистить места сварки.
  2. Внешний кожух на котле делается из листа 4 мм и уголков

  1. Для того, чтобы скрепить внешний кожух с уголками, следует сделать на заготовке небольшие отверстия. Каждое из них следует приварить, чтобы лист и кожух качественно соединились

  1. Проверка герметичности котла с помощью воды – закройте заглушками отверстия для движения теплоносителя и наберите в него воду. Если в каком-то месте протекает, сделайте пометку, чтобы сразу переварить это место. Котел должен быть полностью герметичным

  1. Верхнюю крышку необходимо дополнительно утеплить

  1. Для регулирования работы воздушных заслонок понадобятся резьбовые шпильки

  1. Котел полностью закрывается внешним кожухом, а из профтрубы делается воздохоотводная труба.

  1. Навариваются петли и надевается дверца. Ее лучше изготовить из чугунных пластин, а для футеровки (защиты от повреждений) использовать кирпич.

  1. Нижняя камера также подвергается футеровке из огнеупорного кирпича — его следует нарезать и обточить так, чтобы камера плотно прилегала

  1. Для того, чтобы котел соответствовал заявленной мощности, заслонка в нижней камере должна отвечать определенным параметрам. При укладке кирпича обязательно его учитывайте

  1. На воздуховодную трубу (из профильной) наваривается дутьевой вентилятор для создания принудительной тяги в котле

  1. Нижняя камера также зашивается в кирпич, чтобы максимально ее обезопасить и оптимизировать процесс горения.

  1. Для улучшения работы котла рекомендуется сделать турбозавихрители, с одной стороны они улучшают теплопередачу, с другой – прочищают трубы от отложений.

  1. Перед тем, как запускать пиролизный котел, необходимо проверить, насколько герметичными получились швы по тому же принципу, как и в пункте 13 (см.выше). Но одновременно с водой, необходимо создать давление 3-4 bar. Для этого можно использовать специальный опрессовщик – при доведении давления, смотрите, насколько быстро оно падает. Если быстро – где-то протекает, ищите это место. Если стабилизировалось – все отлично.

  1. Обязательно установите на котел группу безопасности, куда входят манометр, аварийный клапан сброса давления и воздухоотвод. При увеличении давления свыше 3 бар, будет происходить автоматический сброс.
  2. Для того, чтобы максимально обезопасить работу котла и сделать его эксплуатацию беспроблемной, рекомендует установить блоком автоматики. О том, как это работает и для чего нужно такое автоматическое управление, посмотрите в видеоинструкции

Блок: 10/10 | Кол-во символов: 348
Источник: http://www.PortalTepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/piroliznij-kotel-svoimi-rukami/

Кол-во блоков: 32 | Общее кол-во символов: 41165
Количество использованных доноров: 8
Информация по каждому донору:
  1. https://cotlix.com/princip-raboty-piroliznogo-kotla: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 3086 (7%)
  2. https://vremya-stroiki. net/princip-raboty-piroliznyx-kotlov/: использовано 6 блоков из 6, кол-во символов 5710 (14%)
  3. https://remont-system.ru/kotly/princip-raboty-tverdotoplivnyh-piroliznyh-kotlov: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 8427 (20%)
  4. https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami.html: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 2198 (5%)
  5. http://www.PortalTepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/piroliznij-kotel-svoimi-rukami/: использовано 7 блоков из 10, кол-во символов 8699 (21%)
  6. https://ogon.guru/otoplenie/kotli/piroliznie/ustroystvo.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1480 (4%)
  7. https://kotel.guru/kotly/tverdotoplivnye/piroliznyy-kotel-ego-princip-raboty-i-ustroystvo.html: использовано 6 блоков из 8, кол-во символов 9529 (23%)
  8. https://cdelayremont.ru/piroliznye-kotly: использовано 2 блоков из 7, кол-во символов 2036 (5%)

Источник: m-strana.ru

Принцип работы пиролизного котла? – Remontask.

ru – ремонт в вопросах и ответах

  • Пиролизный котел: принцип работы
  • Почему у пиролизного котла такой высокий КПД
  • Принцип работы достаточно простой
  • Преимущества и недостатки
  • Схема работы
  • Какие виды газогенерирующих котлов существуют
  • Классификация
  • Принцип работы пиролизных котлов длительного горения
  • Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

Одним из видов твердотопливных водонагревательных котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки.

Почему у пиролизного котла такой высокий КПД

В отличии от классических твердотопливных котлов здесь происходить процесс “горения наоборот”, то есть тепло выделяет не процесс горения древесины, а горение выделяемого газа. Теперь давайте разберемся подробнее.
Сам процесс пиролиза представляет из себя разложение органических соединений при высокой температуре (200…800°С) и ограниченном количестве кислорода. При этом выделяется газ и отработанный кокс.
Этот принцип работы используют и газогенераторные котлы, где, в качестве органического вещества служит древесина. Выработанный таким образом газ сгорает при температуре до 1200°С и выделяет значительно больше тепловой энергии, нежели сами дрова из которых он получен. Таким образом можно получить до 50% больше тепла. КПД таких котлов достигает 85…89%.
В качестве топлива может использоваться:

  • дрова,
  • различные пеллеты,
  • щепа,
  • топливные брикеты,
  • кокс,
  • уголь.

При этом содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выбрасываемых наружу, минимальное, что важно для людей, заботящихся об экологии.

Принцип работы достаточно простой

1 этап. Дрова разогреваются до температуры выхода пиролизных газов.
2 этап. Начинает выходить газ, начинается процесс пиролиза и он продолжается ровно до тех пор, пока все летучие газы не испарятся из топлива.
3 этап. Окончательное сгорание углей.

Видео работы

//

Схема работы

  1. После того как дрова разгорелись, заслонка закрывается и начинается стадия тления.
  2. В камеру нагнетается кислород, в небольшом количества, но в достаточном чтобы поддерживать тление.
  3. В это время происходит выделение пиролизных газов.
  4. Газы попадают во вторичную камеру сгорания где соединяются с кислородом, который искусственно нагнетается.
  5. Происходит процесс сгорания смеси с выделением тепла. Часть энергии уходит на теплообменник для прогрева теплоносителя, часть уходит в первичную камеру для поддержания процесса пиролиза.
  6. Отработанные продукты горения выходят через дымоход, проходя при этом через дополнительный теплообменник и отдавая оставшееся тепло.

Весь процесс сгорания происходит под контролем системы терморегулирования. Ее можно настроить на определенную температуру в помещении.

Какие виды газогенерирующих котлов существуют


Такие котлы содержат две камеры сгорания: первичную топку загрузки (где горят дрова) и камеру сгорания (где непосредственно горит газ). Но по своему расположению топки могут быть двух видов:

  • с нижней камерой сгорания,
  • с верхней камерой сгорания.

Особенности котлов с нижней камерой сгорания

В этом случаи пиролизный газ с первичной топки подается путем искусственного нагнетания с помощью турбины. Это делает работу установки зависимой от электричества.

Достоинства Недостатки
Удобная загрузка топлива в камеру Необходимость очистки от золы камеры сгорания газа
Удобное обслуживание Более высокая цена, обусловленная сложной конструкцией
КПД выше за счет большей камеры теплообменника

Особенности котлов с верхней камерой сгорания


В этом случаи дрова горят в нижней камере, а выработанный газ поднимается в верхнюю, где и происходит его сгорание.

Достоинства Недостатки
Газ поступает в камеру естественным образом Немного ниже КПД
Камеру чистить нужно реже
Отработанные газы выходят благодаря естественной тяге

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

  • 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.

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.

Принцип работы пиролизных котлов длительного горения

Внешне эти котлы мало чем отличаются от обычных металлических печей. Они имеют такую же загрузочную дверцу, ведущую в первичную камеру сгорания. В нее укладываются обычные дрова, а также брикеты из опилок либо торфа. Используют в этих целях и изобретение последних нескольких лет — гранулы пеллет. Они представляют собой сильно спрессованные отходы столярного производства. В дело идет все, начиная от коры деревьев и заканчивая торфом и сушеным навозом.
На заметку! Лучше всего использовать в качестве топлива пеллетные гранулы. Это топливо имеет маленький размер и может автоматически подаваться в камеру сгорания котла.

Современный котёл длительного горения с бункером для пеллетных гранул.
На дне камеры сгорания располагается колосник, имеющий вид очень тяжелой чугунной решетки. Он необходим для подачи воздуха под топливо. Загруженные дрова поджигают и ждут пока они полностью разгорятся под воздействием первичного потока воздуха. Как только котел выходит на режим, доступ воздуха в первичную камеру практически прекращают, в результате чего горение останавливается. Топливо начинает только тлеть, выпуская пиролизный газ. Он обладает очень высокой горючестью, но так как воздуха мало, то он не вспыхивает.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла.
Затем самотеком или принудительно эта газообразная летучая смесь органики подается во вторичную камеру, которая собственно и является главной рабочей частью пиролизного котла длительного горения. С водяным контуром системы отопления она связана непосредственно. Поступающий в эту камеру газ имеет температуру около 300 градусов и поэтому вспыхивает при поступлении кислорода без промедления. Во вторичную камеру подается достаточное для горения количество воздуха. Пиролизный газ выделяет при сгорании намного больше энергии, чем простые дрова, поэтому нагревание теплоносителя в системе происходит очень быстро.

Пример размещения твердотопливного котла с автоматической подачей пеллет из бункера хранения в подвальном помещении частного дома.
Важным моментом является то, что порция дров, помещенная в топку, расходуется очень медленно, что позволяет отапливать помещение очень небольшим их количеством длительное время.
На заметку! В качестве топлива для газогенераторов рекомендуется использовать очень хорошо просушенные вещества и дрова. Ведь 1 кг дров, которые содержат 20% влаги выделяет 4 кВт/час. энергии, а содержащие 25% влаги, уже только 3 кВт/час.

Принцип работы пиролизного котла с водяным контуром

Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:

  • полное сгорание топлива без накопления сажи. Кроме экономии дров это свойство несет гораздо большую пользу. Полное сгорание означает, что в качестве отходов выделяется лишь углекислота и обыкновенная вода. Ни то, ни другое не представляет большого вреда для людей и природы в целом. Этого нельзя сказать о частичном сгорании дров. Вредные токсичные вещества, образующиеся при неполном распаде органики, попадают в атмосферу, вызывая нежелательные последствия, не говоря уже о зловонном едком дыме;


Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова.

  • благодаря полному сгоранию, в газогенераторах можно использовать любое органическое твердое топливо. По сути им может быть любая органика, способная к активной реакции окисления, то есть горению. Такие котлы можно устанавливать на швейных и кожевенных фабриках, на предприятиях деревопереработки, сельхозпредприятиях. Этим полностью решается проблема утилизации отходов;
  • высокая экономия средств на топливо, так как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуромимеют такое названия по причине того, что от одной дровяной закладки рабочий процесс может продолжаться не менее 12 часов. Простая печь или котел, максимум способны гореть 4 часа;

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома.

  • полностью решен вопрос регулировки процесса горения и нагревания теплоносителя. По причине того, что в рабочей камере сгорает газообразное топливо, его поток легко регулируется, так же, как и интенсивность горения. Это позволяет полностью автоматизировать работу котла, не хуже, чем электрического или газового.

Есть у пиролизных котлов длительного горения и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:

  • стоимость газогенераторов намного выше, чем у других видов теплотехники. Однако это со временем окупается, благодаря экономии топлива;

Автоматизированная котельная в современном частном доме.

  • топливо должна быть идеально сухим. Уже 20%-я влажность является серьезным препятствием для горения. Котел просто престанет работать после ограничения доступа воздуха;
  • в связи с тем, что в конструкции практически всех моделей предусмотрено использование вентиляторов для нагнетания воздуха, то для их работы требуется наличие электроэнергии, что не позволяет использовать эту технику на дачах, не имеющих электроснабжения.

На заметку! Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения говорят о том, что иногда они останавливаются из-за того, что вода из обратной трубы системы попадает в контур котла сильно остывшей. Чтобы этого избежать, надо впаять в систему обходной контур из трубы подачи. Здесь используется обычный трехходовой клапан. Тогда горячая вода смешается с охлажденной, котел не будет отключаться.
Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром.

Пиролизные котлы длительного горения: принцип работы и преимущества

  1. Вступление.

  2. Немного истории.

  3. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

  4. Преимущества газогенераторных котлов.

  5. Недостатки пиролизных котлов.

  6. Бытовое применение газогенераторных котлов.

Проблемой использования твердого топлива всегда был очень низкий КПД, из-за того, что значительная часть тепловой энергии тратилась впустую.

Такое положение существовало до изобретения технологии, получившей название пиролиз.

Ее суть сводится к использованию двух камер сгорания в котлах отопления: в первой источник энергии преобразуется из твердого в газообразное состояние, во второй – происходит окончательное высвобождение тепловой энергии.

Это позволяет характеризовать пиролизные котлы, как более эффективное и экономичное оборудование, нежели более традиционные варианты, где сжигается твердое топливо.

История появления пиролиза

Впервые о невыгодности использования дерева в чистом виде, в качестве топлива, люди задумались в Средние века. Именно тогда появилась профессия угольщика, который занимался получением древесного угля из древесины.

В то время технология была не совершенной и значительная часть энергии расходовалась напрасно, тем не менее, КПД от такого топлива был уже выше.

Современные газогенераторы и пиролизные котлы позволили раскрыть потенциал твердого топлива по максимуму.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Принцип работы пиролизного котла основывается на двух последовательных этапах, первый из которых схож с аналогичным процессом, применяемым в обычных печах.

То есть, топливо помещается в камеру сгорания, где поджигается при достаточном количестве кислорода. Дальше процессы разняться.

В пиролизном котле происходит следующее:

  • После того, как все топливо оказывается охвачено пламенем, доступ кислорода резко ограничивают.

  • Это приводит к тому, что гореть может только часть топлива, тогда как остальной объем просто разлагается под воздействием выделяемого тепла, что приводит к образованию смеси летучих органических веществ – пиролизного газа.

В пиролизных котлах существует вторая камера сгорания, куда и поступает этот газ – в большинстве моделей это делается принудительно, с целью повышения эффективности оборудования.

Здесь происходит встреча разогретых летучих веществ (температура газа выше 300 градусов Цельсия) с кислородом. Итог – газ вспыхивает и начинается процесс горения с интенсивным выделением тепловой энергии, которая уже используется по прямому назначению отопительного котла.

Преимущества газогенераторных котлов

Несомненный плюс таких котлов перед обычным твердотопливным оборудованием заключается в полном сгорании топлива, что исключает из эксплуатационного процесса процедуру чистки этого варианта от сажи.

Из других преимуществ этих котлов можно отметить:

  • Минимальное количество органических отходов, что повышает характеристики безопасности оборудования.

  • Возможность использовать в качестве топлива различные типы отходов (остатки, кожевенного, швейного, скорняжного производства), так как такие котлы не способствуют образованию вредных для здоровья человека газов.

  • Более длительная работа на одном заложенном объеме топлива. Некоторые модели способны выполнять свои функции на протяжении 12-ти часов и больше, тогда как традиционные котлы необходимо заправлять минимум через 4-5 часов.

  • Возможность регулировки оборудования, позволяющая увеличить уровень экономичности или эффективности котла, тогда как в обычных моделях, работающих на твердом топливе, сделать это крайне затруднительно.

Недостатки пиролизных котлов

К сожалению, но и такое отопительное оборудование характеризуется некоторыми недостатками:

  • Более высокая стоимость пиролизного котла, которую можно нивелировать за счет экономии при эксплуатации.

  • Влага в топливе не должна превышать 20-ти процентов. В противном случае придется выполнять дополнительные работы по высушиванию.

  • При сильно низкой температуре возвращаемого в котел теплоносителя существует вероятность гашения первичной камеры. Для решения этой проблемы иногда понадобится несколько усложнить всю систему отопления, добавив в нее трехходовой клапан и специальную обходную трубу – цель которых заключается в подмесе более горячей жидкости в остывший теплоноситель.

  • Практически всегда для перемещения пиролизного газа во вторую камеру сгорания используется принудительная тяга. Это требует обязательного подключения котла к электросети, невозможности его работы без электрической энергии и дополнительным растратам.

Применение газогенераторных котлов

Хотя подобные котлы чаще всего используются в промышленных масштабах, тем не менее, их применение возможно и обычными людьми.

Существуют бытовые котлы, в которых топливо горит по 10-12 часов, то есть всего два раза в сутки.

Золы в топке после сгорания остаётся очень мало, так как топливо сгорает почти полностью, соответственно обслуживание таких котлов сведено к минимуму.

Такие котлы выпускают как именитые фирмы, например Buderus, так и отечественные производители, такие модели как, «Траян»,»Буржуй К» и другие.

Практически идеальный случай – эксплуатация подобного оборудования, на небольшом производстве, например в столярном цехе, отходы из которого можно использовать именно в таком оборудовании.

Для бытовых нужд специалисты рекомендуют использовать так называемые пеллетные котлы.

Для автоматической загрузки в таких котлах имеется бункер, куда засыпается топливо, которое после этого самостоятельно и в нужном количестве подаётся в топку:

Их топливо – пеллеты, которые состоят из прессованных опилок, коры, стружек и других подобных отходов.

Преимущества такого варианта очевидны:

  • Прессованное топливо занимает минимум места и его очень удобно хранить.

  • Использовать пеллеты можно сразу, без предварительной подготовки.

  • Пирализ в таких котлах не требует существенных размеров первичной камеры, следовательно, подобное оборудование занимает меньше свободного пространства.

  • Возможность реализации автоматической подачи топлива в топку.

Естественно, что такие котлы имеют конструкционную возможность включать в общую систему бойлер, чтобы потребитель мог дополнительно получать горячую воду для своих нужд.

Пиролизный твердотопливный котел длительного горения: устройство, принцип работы, эксплуатация

Долгие годы твердое топливо (газ, дрова и т.д.) сдавало свои позиции жидкому топливу и газу. Связано это с тем, что сжигание твердого топлива наименее эффективно – слишком много энергии уходит на разрыв связей между молекулами, которые в твердом теле всегда прочнее, чем в жидкости или газе. Казалось, еще чуть-чуть, и место твердому топливу останется только в воспоминаниях о древних очагах и архаичных паровозах. Однако, списывать твердое топливо со счетов пока рано, повысить эффективность его сжигания позволяет пиролизный котел длительного горения.

Котлы на твердом топливе становятся снова востребованными

Что такое пиролиз

Еще в средние века люди поняли, что сжигать дрова – не самый лучший способ высвобождения накопленной в древесине энергии солнца. Гораздо более эффективным оказалось сжигание древесного угля, и по всей Европе задымили костры угольщиков. Угольщики, популярные герои европейских сказок, знакомые каждому читателю братьев Гримм, не знали, что технология, с помощью которой они выжигали древесный уголь, в будущем получит название пиролиз.

Процесс пиролиза древесины

Пиролиз – процесс распада органических веществ под действием высоких температур. Для того чтобы термический распад не превратился в обычное сжигание, к материалу, который подвергается пиролизу, искусственно ограничивают доступ кислорода. В древности для этого применяли угольные ямы. Серьезным недостатком такого способа является то, что выделяемая при выжигании угля из дерева (так называемое первичное горение) энергия терялась впустую. Полностью использовать энергию пиролиза помогают специальные устройства, удостоенные множеством положительных отзывов – газогенераторы или пиролизные твердотопливные котлы.

Устройство и принцип работы котла

Камера первичного сжигания или пиролизная камера напоминает своим устройством топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные брикеты, пеллетные гранулы) помещается через загрузочное окно на массивную огнеупорную решетку – колосник, обеспечивающий приток к топливу воздуха, который называют первичным.

Принцип работы котла длительного горения

Топливо поджигают и ждут, пока весь объем топлива будет охвачен пламенем. Это называется выходом газогенераторного котла на режим. Именно с этого момента и начинаются отличия от обычных печей и котлов или, как их еще называют, печей и котлов прямого сжигания. После выхода котла на режим доступ первичного воздуха значительно ограничивают, в результате чего горение практически прекращается. Продолжает гореть только часть топлива. Выделяемого им тепла хватает для разложения остальной части топлива с выделением пиролизного газа – смеси летучих органических веществ.

Пиролизный газ принудительно, реже самотеком попадает во вторичную камеру – камеру сгорания или камеру дожига, в которую осуществляется подача достаточного количества воздуха, который называют вторичным. От контакта с кислородом нагретый до высоких температур (более 300 градусов Цельсия) газ моментально вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Происходит выполнение главной функции котла – нагрев теплоносителя.

Преимущества газогенераторных котлов

Газогенераторные твердотопливные котлы обладают целым рядом преимуществ перед котлами прямого горения.

В пиролизных котлах топливо сгорает почти полностью, благодаря чему не требуются регулярные работы по очистке котла от сажи.

Но главная выгода от полного сгорания заключается не в этом. Всем известно, каким зловонным и едким бывает дым от горения отходов производства. На самом деле продукт горения любой органики – углекислый газ и обычная вода. Безвредные вещества без цвета и запаха. Опасность представляет органика «недогоревшая» — различные токсические и дурно пахнущие вещества, образующиеся в процессе распада органических отходов, попадающие в атмосферу вместе с дымом. За счет полного сгорания топлива выделение отходов органики пиролизными котлами сведено к минимуму.

Процесс сгорания топлива

Во-первых, это делает газогенераторы гораздо более экологичными, чем котлы прямого горения, во-вторых, позволяет использовать для пиролиза не только специализированное топливо, но и отходы швейного, кожевенного, скорняжного и т.п. производства. Таким образом, достигается двойной эффект: отходы приносят пользу, участвуя в нагреве теплоносителя в котле, и одновременно решается вопрос безвредной утилизации отходов на месте, без вывоза их на полигон, что потребовало бы дополнительных затрат.

Более эффективное использование топлива дает возможность котлу работать на одной закладке горючего длительное время – 12 часов и более (против 4-5 часов у котлов прямого горения). Разумеется, это способствует значительной экономии средств.

Из-за специфики твердого топлива, в частности неравномерности горения, работа твердотопливных приборов всегда хуже поддавалась регулированию и управлению, чем работа печей и котлов на жидком или газообразном топливе. Принцип пиролиза решает и эту проблему, так как основной процесс горения происходит в камере дожига, где горит пиролизный газ. Это дает возможность сделать работу пиролизных котлов полностью управляемым и поддающимся автоматизации.

Недостатки газогенераторных котлов

Если вы решили купить газогенераторный котел, вам, конечно, необходимо узнать и о его недостатках.

Использование котлов в быту

Идеальными условиями для пиролизного котла является столярное производство, отходы которого – просто идеальное топливо для газогенератора. Но что делать, если вы собираетесь установить пиролизный котел для отопления частного дома и не хотите при этом оборудовать дровяной сарай или возиться с сушкой дров из открытой поленницы? В таком случае ваш выбор – пеллетный котел.

Пеллеты — современный вид топлива

Пеллетный газогенераторный котел – это водогрейный агрегат, использующий в качестве топлива горючие гранулы – пеллеты. Пеллетные гранулы изготавливают из перемолотых и прессованных отходов столярного производства (стружки, опилок, коры, сучьев), маслобойного производства (подсолнечной лузги), торфа, кизяка (сушеного навоза). В чем же преимущество гранулированного твердого топлива?

  • пеллетные гранулы гораздо удобнее хранить и складировать, чем дрова
  • гранулированное топливо готово к немедленному применению, не требует колки и сушки.
  • для пиролиза пеллетного топлива достаточно небольшой первичной камеры.
  • стандартный размер пеллетных гранул позволяет полностью автоматизировать процесс подачи топлива.

Комбинация газогенератора с бойлером косвенного нагрева позволит использовать бытовой пиролизный котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

Компактные бытовые пеллетные котлы занимают немного места в доме и не требуют выполнения сложных процедур запуска и эксплуатации, так как обладают высокой степенью автоматизации. Удобство бытовых пиролизных котлов подтверждается многочисленными положительными отзывами.

Качественный газогенератор при соблюдении условий эксплуатации послужит вам долгие годы и позволит сэкономить значительные средства.

Принцип работы пиролизного котла — описание технологического процесса > Домашнее инженерное оборудование

Сжигание топлива в классических твердотопливных котлах – это хорошая альтернатива применению для отопления дома традиционных энергоносителей, таких как природный газ или электричество. Но данные устройства не полностью используют энергию горения дров. При работе обычного котла выделяющийся при высокой температуре из топлива газ просто уходит наружу вместе с продуктами горения. Принцип работы пиролизного котла позволяет использовать этот газ, тем самым увеличивая КПД агрегата и длительность интервала между загрузками топлива. Такие аппараты еще называют газогенераторными.

Пиролизный котел в разрезе

Из чего состоит газогенераторная установка?

Главное отличие от классического котла на дровах – наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит дожигание выделяющегося газа, а в первичной топке он генерируется из дров при недостаточном количестве кислорода. Компоновка камер и устройство пиролизного котла может быть различным, топка может находиться как снизу, так и сверху, принцип действия это не меняет. Традиционно она располагается снизу, над зольником, в который для удобства очистки помещают выдвижной ящик. Крышка зольника откидывается вверх и в рабочем режиме служит для регулировки количества воздуха, поступающего в топку. Это реализовано с помощью цепного привода, который натягивается или отпускается термостатом. Последний установлен в верхней части котла.

Принцип работы пиролизного котла

Все основные элементы и детали установки можно увидеть, изучив подробный чертеж пиролизного котла. Главная топка снабжена дверцей для загрузки дров и в процессе работы плотно закрыта. Над ней устроена вторичная камера сгорания, в которой расположены устройства подачи воздуха. Они могут иметь различную конфигурацию в аппаратах разных производителей, но задача их одинакова: подавать в камеру дожигания подогретый воздух через множество отверстий определенного диаметра. Нагрев воздуха происходит по пути от дверцы зольника до распределителей.

Конструкция пиролизного котла предусматривает возможность очистки верхней камеры дожигания, для этого она оборудована специальной дверцей. Прострaнcтва обеих камер сообщаются между собой каналом, по которому поднимаются газы для сжигания. Внешней оболочкой корпуса является водяная рубашка, нагреваемая обеими топками. Для подачи теплоносителя в систему отопления в нее врезаны патрубки с резьбой. Контроль температуры воды и давления осуществляется по приборам, установленным на фронтальной панели.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. Одно из требований – достаточная тяга для работы котла. Наиболее простая конструкция агрегата не предусматривает установку дутьевого вентилятора, поэтому горение идет за счет естественной тяги. Второе требование — это чтобы часть трубы, находящаяся на улице, была утеплена. Причина – низкая температура дымовых газов (до 150 ⁰С), поэтому очень высока вероятность выпадения на ней конденсата и быстрого разрушения материала трубы.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы пpaктически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Достоинства и недостатки

Источники тепла данного типа обладают многими преимуществами:

  • Принцип действия и работа пиролизных котлов позволяет достигать отличных показателей эффективности при сжигании твердого топлива – 90–93% КПД.
  • Процесс более экологичен, в атмосферу выбрасывается гораздо меньше вредных веществ.
  • Интервал между загрузками топлива не меньше, чем у агрегатов длительного горения – 12 часов, работать кочегаром придётся не чаще 2 раз в сутки.
  • Обслуживание и чистка установки не представляют проблемы, ко всему внутреннему прострaнcтву есть доступ, а многие аппараты оборудованы выдвижным ящиком зольника. Принцип действия пиролизного котла пpaктически безотходный, золы и пепла остается очень мало, поэтому операцию выполнять надо нечасто.
  • Экономичность. Ориентировочно расход топлива на 100 м² помещения при его высоте до 3 м составляет 10 кг в сутки.
  • Установки, работающие на естественной тяге, не зависят от наличия электричества в сети.

Как и любой другой аппарат, работающий на твердом топливе, пиролизный котел отопления нуждается в защите от закипания теплоносителя внутри водяной рубашки. Это может привести к разрыву оболочек и дорогостоящему ремонту. По этой причине производители ставят на свои изделия дополнительные водяные ТЭНы охлаждения, которые одновременно могут служить источником горячей воды для хозяйственных нужд.

Из недостатков агрегатов пиролизного типа можно выделить следующие:

  • Требуется топливо с невысоким содержанием влаги, влажность дров не должна превышать 25%. Процесс интенсивного выделения газов для дожигания сильно затруднен, если дрова откровенно сырые. Это негативно влияет на работу пиролизного котла, снижая его КПД.
  • Пpaктика эксплуатации показывает, что на стенках первичной камеры со временем появляются отложения дегтя и смол, поскольку температура в ней относительно невысокая, а в качестве топлива чаще всего берут березу или древесину хвойных пород. Этот налет надо периодически удалять, он затрудняет передачу тепла водяной рубашке.
  • Стоимость выше, чем у классического твердотопливного котла. Это оправдано, ведь технология процесса более прогрессивная и дает высокие показатели, которые позволят экономить при эксплуатации.

Заключение

При выборе источника тепла для дома лучше ориентироваться на изделия средней ценовой категории, сильно экономить в этом вопросе не стоит. Ведь от того, как работает пиролизный котел, зависит комфорт и тепло вашего дома.

Электродные котлы для отопления частного дома

Краткое описание конструкции и принципа, по которому работают электродные котлы отопления. Рекомендации по выбору электроустановки с учетом необходимой тепловой мощности….

12 03 2022 2:17:50

Какой водонагреватель лучше выбрать

Установки подразделяют на два вида: электрические и газовые. Такие системы очень удобны и просты в эксплуатации. Модельный ряд разных типов водонагревателей позволит выбрать бойлер, в зависимости от нужного объема потребляемой воды и энергоресурсов для ее нагрева ……

26 02 2022 5:57:17

Лучший облицовочный кирпич из представленных видов: голицынский, железногорский, слоновая кость, зеленый, гиперпрессованный

В данной статье вы узнаете как выбрать лучший вид облицовочного кирпича, мы рассмотрим такие виды как: железногорский, слоновая кость, зеленый, гиперпрессованный, терекс, черный, солома, евро, мстера, для цоколя, рваный, фигурный, фагот, гибкий, бежевый и т.д, а так же вы узнаете о их размерах и цветах….

23 02 2022 14:19:16

Конденсационный газовый котел

Обзор конденсационных котлов Vaillant ecoTEC plus, преимущества и недостатки конденсационных котлов, их отличие от обычных котлов ……

15 02 2022 23:27:23

Газовая печь для дачи и бани

Обзор производителей и подробное описание газовых печей для дачи, дома, гаража и бани. Преимущества и недостатки моделей. Хаpaктеристики и принцип работы печей…

05 02 2022 12:58:27

Виды сайдинга для наружной отделки дома: белый, винилон, дачный, бетонный, бесшовный, перфорированый + фото

В данной статье вы узнаете каких бывают видов сайдинги для наружной обшивки стен, расскажем вам какой сайдинг можно выбрать и о его разновидностях, таких как: белый, бетонный, бесшовный, бежевый, квадратный, перфорированный, коричневый, бежевый, шоколадный и черный….

04 02 2022 9:56:12

Сайдинг имитация бруса: фото домов с металлическим, l брус, под бревно, под доску и под сруб сайдингом

В данной статье вы узнаете что представляет из себя сайдинг имитация бруса, разберем его виды, такие как: под бревно, под доску, под сруб, l брус и металлический, а так же подробно расскажем о монтаже такого сайдинга, с фото примеров домов….

01 02 2022 11:39:54

Лучшее отопление для частного дома

При обустройстве дома часто возникает ситуация выбора типа отопления помещений. На выбор типа отопления влияет множество факторов ……

23 01 2022 15:23:38

Пиролизный твердотопливный котёл для отопления дома

В прошлой статье рассматривались «традиционные» твердотопливные котлы, теперь несколько слов про пиролизный котёл.

Чем отличается пиролизный котёл?

Отличие таких котлов от обычных твердотопливных в ином принципе сжигания топлива (которое, кстати сказать, точно такое же, как для котлов «традиционных»: дрова и прочие древесные «материалы»). Топливо в камере сгорания сперва нагревается при ограниченном количестве воздуха, что приводит к выделению горючего газа (газификации). А потом этот газ уже сжигается в другой камере сгорания. Такое сжигание топлива более эффективно обычного, потому что сгорание более полное, отчего топлива для пиролизного котла нужно в разы меньше.

Плюсы пиролизных котлов

Про один плюс пиролизного котла я уже проговорился выше: требуется меньше топлива. Ещё плюсы:

  • Топливо в пиролизном котле горит значительно дольше, чем в обычных котлах, следовательно, реже приходится топить и вычищать.
  • Да и вычищать отходов горения совсем мало, т. к., опять же как было сказано выше, сгорание топлива почти полное.
  • Пиролизный котёл имеет КПД до 90%, что ненамного меньше, чем у газовых.
  • Возможность автоматизации работы котла.
  • Пиролизный котёл экологичней обычного. Этому есть две причины. Во-первых, горит не древесина, а газ, выделяющийся из неё. Соответственно, продуктов сгорания «вылетает в трубу» меньше. Во-вторых, в камере сгорания присутствует катализатор, делающий сгорание газа и частиц золы более эффективным.
  • Экономичность, достигаемая с помощью вентилятора с регулируемым числом оборотов, что, в свою очередь даёт возможность изменять мощность котла по необходимости.

Минусы пиролизного котла

«Ну, вот», — скажете, — «сперва хвалил, расхваливал, а оказывается и недостатки есть». Ну, есть, а у кого их нет? Вот эти недостатки:

  • Раз есть вентилятор, значит, имеется и привязка к электросети.
  • Требования к качеству топлива. Под качеством подразумевается степень его сухости (дрова влажностью не более 20%, т. е. дрова должны сушиться под навесом года 2-3, прежде чем «совать» их в пиролизный котёл).
  • Цена на пиролизные котлы выше, чем на обычные.

Устройство пиролизного котла

Устроен пиролизный котёл сложнее, чем обычный, что обусловлено иными принципами горения топлива.

В обычном твердотопливном котле камера сгорания одна, в пиролизном – две: в одной топливо нагревается с ограниченным доступом воздуха и выделением горючего (пиролизного) газа, во второй камере пиролизный газ сгорает. Из первой во вторую камеру горючий газ выдувается через форсунку. Ну а выдувается газ, разумеется, вентилятором, наличие которого тоже не упрощает общее устройство.

Про более сложное устройство я написал не затем, чтобы вас напугать и отвернуть от пиролизного котла. Ибо автор статьи и сам подумывает, чтобы поставить такой котёл в свою систему отопления. Так что есть вероятность, что когда-нибудь на моём сайте появятся материалы о том, как сделать пиролизный котёл своими руками… Ну а пока пользуйтесь тем, что уже есть в Сети. Успехов.

пиролизный котёл

Устройство и принцип работы пиролизного котла. Как сделать пиролизный котел своими руками: чертежи, схемы и устройство

Твердотопливное отопительное оборудование постепенно стало заменяться газогенераторными моделями, которые стали достойной альтернативой. Они оказались простыми в эксплуатации, но в то же время чрезвычайно эффективными решениями, поэтому даже при относительно высокой стоимости пользуются у потребителей значительной популярностью. Достаточно сказать, что принцип работы пиролизного котла таков, что его с успехом используют не только для отопления частных домов, но и промышленных предприятий.

Суть пиролиза

Газовые котлы работают по принципу сжигания пиролизного топлива. Суть его заключается в том, что в условиях недостатка кислорода и под действием высокой температуры происходит процесс разложения сухой древесины на летучие и твердые части. Процесс обычно протекает при температуре 200-800 градусов Цельсия, и это экзотермический процесс, то есть также выделяется тепло, что позволяет улучшить прогрев топлива и его сушку в котле.Это также сопровождается подогревом воздуха непосредственно в зоне горения.

Смешение кислорода с пиролизным газом, выделяющимся из древесины в условиях высоких температур, приводит к сгоранию последней, что в последующем приводит к выработке тепловой энергии. В процессе горения происходит активное взаимодействие с активированным углем, что позволяет минимизировать выделение вредных примесей. По большей части это приводит к смеси водяного пара и углекислого газа.

Характеристики

Как и другое отопительное оборудование, твердотопливное производит нагрев теплоносителя, который впоследствии подается в систему. От других моделей отличается принципом действия и некоторыми конструктивными особенностями. Принцип работы пиролизного котла основан на процессе так называемой сухой перегонки древесины. Он заключается в выделении пиролизного газа из твердых материалов органического происхождения под действием повышенных температур в условиях минимальной подачи кислорода.Такой комплекс условий приводит к разложению древесины на газ и остатки в виде сухого кокса.

Процесс пиролиза осуществляется при достижении 1100 градусов Цельсия, поэтому происходит большое выделение тепла, что позволяет: сушить дрова в котле, нагревать воздух, поступающий в зону горения. При смешивании кислорода и газа, добываемого из древесины, происходит сгорание последней, за счет чего выделяется много тепловой энергии. При взаимодействии газа с активированным углем канцерогенные вещества в выхлопных газах сводятся к минимуму.Даже углекислого газа в них в три раза меньше, чем в обычных котлах, работающих на твердом топливе.

Устройство

Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, необходимо не только изучить его устройство, но и определить, как функционирует каждый отдельный узел устройства. Он включает в себя немалое количество механизмов и деталей. Однако основой служит пара камер. Они обычно полностью герметичны из стальных листов, имеющих толщину не менее 5 мм.Насадка используется как разделитель для камеры. Верхняя часть топки выполнена в виде топливного бункера, то есть отдельной конструкции, а нижняя часть используется одновременно как топочная камера и зольник.

Каждая камера предназначена для протекания четко определенных процессов. В верхней секции происходит сушка дров с одновременным подогревом воздуха, который затем направляется в следующую секцию. В нижней камере сжигается образующийся газ и накапливается зола.

Эксплуатация

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла основан на возможности регулирования мощности за счет наддува вторичного газа. Так результат более эффективен по сравнению с обычными обогревателями. Необходимую температуру теплоносителя можно установить с помощью встроенного термостата.

Пиролизный котел таков, что при его работе в процессе горения полностью отсутствует сажа, а зола образуется в минимальном количестве.Эти функции предназначены для обеспечения возможности чистить устройство как можно реже.

Если говорить о том, как работает пиролизный котел по сравнению с обычным твердотопливным, то стоит отметить более длительное горение дров при той же закладке, а именно функционирование до 12 часов. Естественно на это влияют температурные показатели, но ресурс гораздо больше. Дрова расходуются экономно за счет нагрева воздуха, поступающего в зону горения.

Выбор топлива

В то время как устройство пиролизного котла предполагает его работу на дровах, которые признаны наиболее рентабельными, на практике для его работы могут быть использованы альтернативные виды органического топлива, такие как уголь и торф .Для повышения эффективности оборудования необходимо учитывать, что для каждого вида сырья свое время полного сгорания. В случае с хвойной древесиной это 5 часов, с твердой — 6, с коксовой — 10.

Проведенные исследования и опросы пользователей свидетельствуют о том, что наибольшая эффективность функционирования отопительного оборудования достигается при работе на сухой древесине. Влажность древесины не должна быть более 20%, а длина бревен может быть до 65 см.Это топливо не только обеспечит максимальную мощность техники, но и значительно увеличит время ее бесперебойного функционирования. Однако, если невозможно приобрести этот вид ресурсов, можно использовать альтернативный вид ископаемого топлива при условии, что производитель разрешил это. Это могут быть: торф, пеллеты, древесные отходы, целлюлозосодержащие промышленные отходы, уголь.

Однако при выборе любого вида топлива важно помнить, что чрезмерная влажность может привести к выделению пара при работе аппарата, что вызывает образование нагара и снижает тепловые характеристики оборудования в процессе эксплуатации.Только при использовании сухих веществ и правильном регулировании расхода первичного и вторичного воздуха достигается минимизация выделения канцерогенных веществ пиролизными газами.

Преимущества газогенераторного оборудования

Теперь, когда известно, как устроен пиролизный котел и какие виды топлива для него можно использовать, следует отметить, что среди твердотопливных моделей это самый экономичный вид. Работу такого оборудования характеризуют:

— быстрый переход на режим энергоэффективности;

— стабильная температура в системе отопления при наличии топлива в топке;

— нет необходимости в частой чистке;

— котел уместно использовать в связке с любой системой;

— не требует установки дымохода;

— изготавливается из коррозионностойких жаропрочных материалов.

Такой параметр списка указывает на экономичность пиролизных котлов по сравнению с традиционными твердотопливными моделями, поэтому их можно использовать для эксплуатации в любых помещениях. Единственным недостатком такой техники является высокая стоимость, однако в случае невозможности использования альтернативных устройств, кроме твердотопливных, выбор будет в пользу первых.

Котел пиролизный: схемы, фото и рекомендации по изготовлению

Так как такое оборудование в последнее время становится все более популярным среди потребителей, актуальным становится вопрос не только его приобретения, но и собственного производства.Это связано с достаточно высокой стоимостью готовых решений, не под силу большинству граждан. Чтобы сделать пиролизный котел своими руками, вам понадобится только желание и некоторые инструменты. Для начала необходимо иметь базовую информацию о том, как выглядит и работает этот обогреватель. Заранее следует рассчитать, какой вид горения будет оптимален для конкретной задачи – с щелевой горелкой или на колосниковой решетке. После этого в специализированном магазине необходимо приобрести все необходимые детали. После этого можно приступать к изготовлению пиролизного котла самостоятельно.Чертежи, которые будут служить опорой, тоже нужно подготовить заранее.

Детали

Для самостоятельного изготовления газогенерирующего оборудования необходимы следующие материалы:

— труба стальная со стенками толщиной 4 мм;

— листовая сталь толщиной 4 мм;

— Трубы профильные;

— электроды;

— стержень круглый диаметром 20 мм;

— кирпич шамотный;

— автоматика регулирования температуры;

— шнур асбестовый;

— Гайки и болты.

Итак, если вы решили сделать пиролизный котел своими руками, чертежи помогут в определении оптимального количества материалов для этого. На данный момент существует довольно много публикаций, в которых опубликованы схемы и подробное описание рабочего процесса. Если следовать им, можно создать достаточно боеспособный отряд. Схема пиролизного котла (своими руками, как уже было сказано выше, сделать его особого труда не составляет) требует указания места расположения воды, теплообменника и топки.Не обязательно создавать чертеж агрегата с нуля, лучше откорректировать типовой вариант, внеся коррективы под конкретную ситуацию.

Работа по созданию

При изготовлении газового котла можно использовать в качестве базовой модели нагреватель мощностью 40 кВт конструкции конструктора Беляева, а затем оптимизировать под лазерную резку, уменьшив количество необходимых деталей. Внутренний объем должен оставаться неизменным при любых изменениях конструкции устройства. Рубашка теплообменника должна значительно увеличиться.После этого можно приступать к соединению всех деталей пиролизного котла при условии четкого соблюдения чертежа. Воздух в данном случае используется как теплоноситель, позволяющий прогревать помещение без потерь тепла.

Герметичность труб условие необязательное, так как дровяной котел обычно не становится инициатором течи и разгерметизации системы отопления. Это устройство можно считать идеальным решением для установки на даче, где потребность в отоплении возникает не так уж часто.

Установка

После сборки прибора по схеме можно приступать к его установке и последующему тестированию. При правильном изготовлении газогенератора он должен быстро выйти на требуемый режим, а прогрев системы отопления должен произойти за 30 минут. Обычно температура в помещении повышается довольно быстро.

выводы

Итак, теперь, когда вы знаете не только принцип работы пиролизного котла, но и возможности его самостоятельного изготовления, остается только решить: либо приобрести готовую модель, либо изготовить ее самостоятельно.Важно понимать, что устройства, выпускаемые промышленностью, изготовлены качественно, проверены и гарантируют полную безопасность эксплуатации.

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Сжигание, пиролиз и газификация топливных суспензий, полученных из отходов, низкосортных жидкостей и высоковлажных отходов: обзор

На рис. 4 показаны типичные стадии, происходящие при пиролизе и газификации топлив [90, 97]. При введении топливной частицы в нагретую среду наблюдается нагрев частицы, интенсифицирующий испарение влаги (стадия сушки).Сначала испаряется внешняя, несвязанная влага, а затем в квазистационарном режиме начинает испаряться внутренняя. После достижения критической влажности скорость сушки начинает снижаться. После сушки следует стадия первичного пиролиза, характеризующаяся выделением летучих пиролитических веществ. Первичные летучие образуются в результате термического разрыва химических связей отдельных компонентов топлива. К ним относятся постоянные частицы газа (например, CO 2 , CO, H 2 ), окружающие органические соединения (алифатические и ароматические) и вода.Помимо перечисленных веществ, на этой стадии образуется нелетучий богатый углеродом твердый остаток (кокс). Полученный полукокс содержит значительную долю минералов исходного топлива. Как правило, стадия первичного пиролиза завершается при температуре около 500°С. При последующем повышении температуры часть первичных летучих вовлекается в разнообразные реакции вторичного пиролиза (500–700 °С) и газификации (700–1000 °С). Однако четких границ между первичными и вторичными не существует. пиролиза [97], так как вторичные реакции летучих могут протекать одновременно как в порах частиц, так и в объеме газа.При высоких температурах протекают последовательные и параллельные реакции (гетерогенно или гомогенно), например реакции крекинга, риформинга, дегидратации, конденсации, полимеризации, окисления, газификации. В этих условиях полукокс может превращаться в газообразные частицы в ходе реакций газификации в атмосфере H 2 O (что особенно важно при использовании суспензий на водной основе) и CO 2 [97].

На основании анализа литературы можно выделить основные направления исследований по пиролизу и газификации смешанного топлива из отходов: (i) пиролиз и газификация водоугольных суспензий с добавками промышленных отходов; (ii) влияние внешних условий на характеристики конечных продуктов пиролиза и газификации; (iii) использование специализированных добавок и катализаторов для повышения эффективности пиролиза и газификации.

4.1. Пиролиз и газификация водоугольных шламов с добавками промышленных отходов
Повышение эффективности процессов пиролиза и газификации за счет использования в составе ВУ нефтяных отходов и варьирования соотношения компонентов является актуальным для исследований. Например, характеристики газообразных и твердых продуктов пиролиза шламовых топлив рассматривались Wan et al. [62]. Исследовались обычная ХВС и пульпа с примесью отработанного смазочного масла. Использованное смазочное масло было получено с местного завода по техническому обслуживанию автомобилей (Хубэй, Китай).Варьировались доли угля (55–65 мас.%), воды (35–45 мас.%) и отработанного смазочного масла (10–20 мас.%). Эксперименты проводились с использованием трубчатой ​​электропечи при температуре 800–1000 °С. Установлено, что увеличение доли воды в шламах способствует увеличению выхода газа. При быстром нагреве вода реагировала с летучими или углем, способствуя образованию дополнительных газообразных продуктов. С увеличением содержания воды в ВУ концентрации СО 2 и Н 2 увеличивались, а СО и СН 4 , наоборот, уменьшались.Вода способствовала риформингу СН 4 и реакции конверсии водяного газа, которая усиливалась с увеличением доли воды. Подобные тенденции также наблюдались Ding et al. [93]. Добавление отработанного масла в ХВС не оказало достаточного влияния на количество пиролизного газа. Однако установлено, что соотношение основных компонентов газа (СО 2 , СО, СН 4 , Н 2 ) изменилось при использовании нефти. При пиролизе водоугольной суспензии увеличились концентрации водорода и метана, а эмиссия оксидов углерода уменьшилась.Разложение алифатических соединений при пиролизе отработанного смазочного масла способствовало выделению CH 4 , а образование H 2 было прямой реакцией разложения и реконденсации. Изучение характеристик полукокса, полученного при пиролизе, показало, что более высокие температуры пиролиза приводят к снижению реакционной способности угля (увеличивается задержка его воспламенения). Аналогичные тенденции были отмечены и при увеличении доли воды и отработанного турбинного масла [62].Для приготовления угольно-сточной пульпы и ее газификации использовали четыре вида сточных вод [38]. Ли и др. В работе [38] исследованы сточные воды, образующиеся при газификации ХВО: промывные сточные воды (СМС), сернистые сточные воды (СС) и карбонизированные сточные воды (КС), а также производственные сточные воды (ПС) от внешнего источника. Эксперименты проводились на промышленной установке по газификации водоугольной суспензии для получения синтез-газа и синтеза аммиака. Ли и др. [38] установили, что использование ВОВ вместо ВОВ не приводило к нарушениям режимов работы газификатора.Суммарный дебит газа составил 515 116,8 м 3 л/сут. Это позволило сделать вывод, что газификация протекала стабильно независимо от вида топлива (ВУ или ВУ). Сравнение состава синтез-газа показало, что средняя доля эффективной газовой составляющей (CO + H 2 ) при газификации ХВО была выше и составила 78,3 %, в то время как для ХВО этот показатель составил 77,2 %. Кроме того, Ли и соавт. [38] рассчитали, что скорость конверсии углерода и эффективность холодного газа при газификации КМВ равны 0.на 45 % и 1,57 % выше, чем у CWS соответственно. Этот результат [38] связан с тем, что ВОВ содержат больше органических веществ, при разложении которых образуется газ лучшего качества. Щелочные и щелочноземельные металлы, а также органические щелочи в сточных водах влияли на структуру угля в сторону увеличения реакционной способности и уменьшения энергии активации при газификации угля [38]. Lázaro et al. [39] изучали синергетические эффекты, возникающие при совместном пиролизе угля и отработанного минерального масла (MWO).В экспериментах использовали суббитуминозный уголь с высоким содержанием летучих и MWO, полученные от местной компании. Компоненты смешивали в соотношении 50/50. Пиролиз смеси проводили в лабораторном реакторе с кипящим слоем при скорости подачи топлива 550 г/ч. Газ анализировали с помощью газовой хроматографии, жидкости анализировали с помощью ГХ/МС. Ласаро и др. [39] определили, что при пиролизе смеси увеличивается выход газообразных (в 2,2 раза) и жидких (в 1,7 раза) продуктов пиролиза, а количество полукокса уменьшается (1.7 раз) по сравнению с углем. При этом повысилось качество продуктов сопиролиза угля и нефти. Ласаро и др. [39] зафиксировали значительное увеличение концентраций метана, этилена и пропилена. Для MWO/угольной суспензии концентрации CH 4 , C 2 H 6 и C 2 H 4 составляли 4,9 мас.%, 3 мас.% и 6,4 мас.% соответственно. Для угля концентрации этих газов составляли 1,2 мас.%, 0,3 мас.% и 0,2 мас.%. Полученный результат объясняется газофазными реакциями между летучими веществами угля и парами МВО.Кроме того, Лазаро и соавт. [39] оценили распределение тяжелых металлов в жидких и твердых продуктах пиролиза и установили, что концентрации Pb и Ni в пиролизной жидкости ниже, чем в исходном отработанном масле. В составе полукокса концентрации этих металлов, наоборот, имели повышенные значения. Это означает, что кокс, образующийся при совместном пиролизе жидких отходов и угля, являлся сорбентом тяжелых металлов, препятствуя их попаданию в газовую и жидкую фазы [39].Бэ и др. [48] ​​обнаружили положительное влияние этанола (7 мас. %) на эффективность газификации водоугольного шлама. Исследования проводились на опытном проточном газификаторе с уносом (рабочая температура 1100 °С). По сравнению с обычным CWS газификация пульпы этанолом показала более высокую эффективность холодного газа (42,6%) и эффективность конверсии углерода (70,22%). При использовании этанола выход синтез-газа на 1 кг шлама увеличился с 0,61 м 3 до 0,76 м 3 .Теплота сгорания синтез-газа увеличилась на 10%. Состав синтез-газа при газификации ХВС был следующим: Н 2 = 29,80 об.%, СО = 28,82 об.%, СН 4 = 0,56 об.%, СО 2 = 40,83 об.%. При добавлении этанола синтез-газ содержал 34,50 об.% H 2 , 29,69 об.% CO, 0,47 об.% CH 4 и 35,33 об.% CO 2 . Показано [48], что эффективность газификации напрямую связана с содержанием углерода в топливе. Использование этанола позволило увеличить долю угля до 57 мас.% при сохранении вязкости пульпы на уровне 2000 сП.Таким образом, повышенное содержание углерода в суспензии уголь-вода-этанол улучшило качество синтез-газа [48].
4.2. Влияние внешних условий на характеристики продуктов пиролиза и газификации
Многие исследования подтверждают, что температура является важнейшим фактором, влияющим на количественные и качественные характеристики продуктов пиролиза. Д’Хесус и др. [67] изучали газификацию кукурузы и клевера в сверхкритической воде. Использовали проточный реактор непрерывного действия. Температура варьировалась от 500 до 700°С.В условиях сверхкритической газификации воды биомасса реагирует с водой по реакции C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O → 6CO 2 + 12H 2 . Д’Хесус и др. [67] установили, что повышение температуры с 500 до 700 °С увеличивает показатель эффективности газификации до 2,24 раза. Выход газа увеличился на 20%. Повышение температуры также повлияло на состав газа. При более высоких температурах содержание СО 2 уменьшалось, а концентрация метана, наоборот, увеличивалась до 20 об.% (по сравнению с 10 об.% при 500 °С).Дополнительный метан может быть получен как из CO/CO 2 , так и непосредственно из реагирующей биомассы [67]. Концентрации H 2 также увеличивались с повышением температуры. Водород выделяется как из воды, так и из биомассы. Однако образование СО тормозилось из-за преобладающей при высоких температурах реакции конверсии вода-газ (СО + Н 2 О → СО 2 + Н 2 ). Так, при 500 °С концентрация СО составляла 15 об.%, а при 700 °С менее 1 об.%.Сато и др. [98] исследовали кинетику реакции конверсии вода-газ в некаталитических условиях в сверхкритической воде и обнаружили, что конверсия СО увеличивается более чем в 2,5 раза при повышении температуры на 60 °С. Работа [54] посвящена к поиску эффективного способа использования порошка полукокса. Этот компонент является мелкодисперсным побочным продуктом углехимической промышленности и составляет 10 % от общего количества полукокса. Непосредственное сжигание полукоксовых порохов в котле осложнено низким содержанием летучих и высокими температурами воспламенения.Ченг и др. [54] предложили использовать порошки полукокса в технологиях сверхкритической газификации воды. Полукокс измельчали ​​до размера менее 100 мкм, в качестве стабилизатора использовали ксантановую камедь в количестве 0,1 мас.%. Затем к смеси добавляли деионизированную воду и щелочные катализаторы для получения однородной и стабильной водно-полукоксовой суспензии. Эксперименты проводились в системе сверхкритического водяного реактора с псевдоожиженным слоем. Температурный диапазон 540–660 °С. Давление в системе составляло 23 МПа. Ченг и др.[54] показали, что при повышении температуры от 540 °С до 660 °С эффективность газификации углерода и выход водорода увеличиваются с 27,83 до 95,26 % и с 17,53 моль/кг до 85,90 моль/кг соответственно. Высокая температура способствовала реакции парового риформинга. С повышением температуры доля оксида углерода увеличивалась с 1,84 % до 2,75 %, а доля диоксида углерода уменьшалась с 37,01 % до 30,01 %, так как более высокая температура способствовала протеканию обратной реакции конверсии водяного газа (СО + Н 2 O → CO 2 + H 2 ).При увеличении концентрации порошков полукокса с 10 до 30 мас. % концентрация водорода снижалась с 55,06 до 50,26 %, а концентрация метана увеличивалась с 8,14 до 12,57 %. Авторы предположили, что существует конкуренция элемента водорода между H 2 и CH 4 . В основном это связано с тем, что более низкая концентрация воды ингибирует реакцию конверсии водяного газа и реакцию паровой конверсии метана [54]. Пиролиз отходов смазочных масел изучался Moliner et al.[63]. Газы анализировали методом газовой хроматографии (ГХ), жидкости — методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии (ГХ/МС). Молинер и др. [63] установили, что с повышением температуры выход газа увеличивается с 3,46 до 5,97 г/кг, а выход жидкости снижается с 6,04 до 3,57 г/кг; выход твердой части варьировал в небольшом диапазоне от 0,45 до 0,6 г/кг. Увеличение выхода газа с повышением температуры от 600 до 700 °С в основном связано с увеличением концентраций метана, этилена и пропилена.Аналогичный эффект был обнаружен и при использовании отработанного смазочного масла в качестве добавки к водоугольной пульпе [62]. При повышении температуры от 800 до 1000 °С объем газа увеличился до 2,8 раза за счет интенсификации реакций разложения угля. Доля твердого остатка уменьшилась в 1,5 раза [62]. Молинер и др. [63] пришли к выводу, что условия пиролиза должны определяться исходя из назначения продуктов пиролиза. В нефтехимической промышленности, связанной с использованием нефтехимического сырья, допустим диапазон температур от 650 до 700 °С и давление 0.Следует выбрать 1 МПа. В этих условиях большая часть водорода, содержащегося в отработанном масле, превращается в олефины С 2 –С 4 олефины и БТХ (бензол, толуол и ксилол). Для смежных производств, производящих газовое топливо и жидкость, предпочтительна температура 700 °С и давление 0,5–1 МПа. При этом более высокая доля водорода превращается в алканы С 1 –С 3 и БТХ (предпочтительнее в качестве топлива). Помимо температуры, существенное влияние на характеристики эти процессы.Тамошюнас и др. [64] использовали водяной пар в качестве газифицирующего агента при газификации отработанного пищевого масла (WCO) в плазмохимическом реакторе. Изучено влияние соотношения газификатора и сырья на эффективность газификации отработанного пищевого масла. По мере увеличения соотношения пар/WCO с 1,31 до 2,33 концентрация H 2 увеличилась с 40,58 об.% до 47,9 об.%. Это связано с паровым риформингом, конверсией вода-газ и реакциями крекинга. Концентрации СО практически не изменились и составили 22–23.5 об.%. Увеличение отношения пар/WCO с 1,31 до 2,33 привело к незначительному снижению содержания метана с 9,44 об.% до 7,83 об.%. Это будет объяснено обратными реакциями метанирования и гидрирования, при которых метан и вода образуют водород, окись углерода или двуокись углерода. Концентрация СО 2 увеличилась с 5,83 об.% до 7,74 об.%. Низшая теплотворная способность генераторного газа при изменении соотношения Пар/ВСО изменялась от 12,5 МДж/Нм 3 до 13,2 МДж/Нм 3 , что свидетельствует о получении газа хорошего качества в пароводяной среде.Газификация угольно-нефтяной эмульсии в лабораторном газификаторе при температурах от 800 до 925 °С изучалась Свободой и соавт. [99]. В качестве газифицирующей атмосферы были выбраны смеси кислород–пар и кислород–CO 2 . Установлено, что при газификации углемазутной эмульсии пароводяной среды низшие теплотворные способности полученного газа в два раза превышали (18–20 МДж/м 3 ) теплотворную способность газа ( 18–20 МДж/м 3 ), получаемых при газификации в смесях кислород–СО 2 , за счет высокого содержания разбавляющего СО 2 .Количество СО 2 в составе газа уменьшилось на 43% в пароводяной среде. Концентрации Н 2 , СН 4 и СО увеличились на 20%, 30% и 15% соответственно [99]. Газификация угольно-нефтяной суспензии, бионефти и угольно-водяной суспензии в газификаторе с увлеченным потоком была изучена Feng et al. [100]. В качестве газифицирующей среды была выбрана смесь N 2 -водяной пар. Температуру в реакторе варьировали в пределах 1200–1400 °С. Анализ состава газа, полученного при газификации трех видов топлива, показал, что максимальным выходом H 2 (59.84 об.%) и минимальной долей СО 2 (21,19 об.%). Наибольшая концентрация метана зафиксирована при газификации углемазутного шлама (20 мас. % угля, 80 мас. % бионефти). Максимальная концентрация СО (18,97 об.%) в газе зафиксирована при опытах с бионефтью [100]. На состав продуктов пиролиза и газификации влияют также такие факторы, как время пребывания, скорость нагрева и давление пиролиза и газификации. . D’Jesús и др. [67] обнаружили, что увеличение времени пребывания до определенного значения (до 10 мин в данной работе) увеличивает газообразование при газификации биомассы в сверхкритической воде.Дальнейшее увеличение времени пребывания существенно не повлияло на состав газа. Содержание водорода и монооксида углерода увеличивалось с уменьшением времени пребывания, а содержание метана и этана в газовой фазе уменьшалось [67]. Лю и Юань [101] изучали каталитический пиролиз отработанного растительного масла. Они обнаружили, что выход водорода уменьшился с 42 до 31 об.%, когда время пребывания составляло 4 часа, что указывало на снижение активности катализатора с течением времени. При этом концентрация метана увеличилась с 10 до 19 об.% [93].Крузе и др. [102] изучали газификацию модельного соединения лигнина в биомассе и ароматических соединений в сточных водах — пирокатехина в сверхкритической воде. Показано, что при повышении давления от 0 до 400 бар относительный выход водорода уменьшался, а выход метана увеличивался до 2 раз. Концентрации остальных газов изменились незначительно. В общем случае теоретические и экспериментальные результаты [102] показывают, что повышение температуры и понижение давления приводят к увеличению образования водорода, а также к снижению выхода метана.При 700 °С выход водорода увеличивается с увеличением времени реакции от 0,25 до 2 мин. Это может быть связано с термическим разложением метана, которое является довольно медленной реакцией [102]. Скорость нагрева образцов топлива обсуждалась в [103]. Скорость нагрева варьировалась в диапазоне 100–500 °С/мин. Установлено, что при увеличении скорости нагрева с 200 °С/мин до 300 °С/мин выход неконденсируемого газа увеличивается до 2 раз, а выход смолы снижается. Известно [104], что высокие температуры и длительное время пребывания способствуют образованию неконденсируемых газообразных продуктов вследствие вторичных реакций внутри частиц [104].Эти вторичные реакции приводят к дополнительному разложению смолы и образованию газа. Однако при более высоких скоростях нагрева выход газа снижался, так как быстрое выделение смолы превышало пределы тепло- и массопереноса [102].
4.3. Специализированные добавки и катализаторы для повышения эффективности пиролиза и газификации отходов
Исследования [44,46,50,52,63] показали, что важную роль в процессах пиролиза и газификации топлив играют щелочные катализаторы. Микроволновой пиролиз шлама текстильного окрашивания (DS) был проанализирован Zhang et al.[56]. ДС был получен с очистных сооружений красильной и полиграфической промышленности (провинция Цзянсу, юго-восточная часть Китая). Чжан и др. изучали влияние добавок (CaO, Ca-бентонит, каолин, Fe) и температуры печи на выход продуктов пиролиза и их свойства. Установлено, что при изменении температуры от 450 до 750 °С выход неконденсирующихся газов увеличивается с 3,2 мас.% до 14 мас.%. Однако выходы конденсата и нефти увеличивались при изменении температуры от 450 до 650 °С и достигали максимальных значений (12.9 мас.% и 0,8 мас.% соответственно) при 650 °С. Дальнейшее повышение температуры до 750 °С сопровождалось уменьшением доли жидких продуктов пиролиза. При повышении температуры до 750 °С масло подвергалось риформингу и крекингу внутри реакционной зоны, что снижало выход пиролизного газа. Исследования [105, 106] также подтверждают, что диапазон 450–650 °С наиболее благоприятен для получения пиролизного масла в зависимости от свойств сырья, типа реактора и условий эксплуатации.Чжан и др. В работе [56] также установлено, что в зависимости от используемой добавки состав газа может существенно изменяться. Установлено, что наиболее предпочтительной добавкой является СаО в количестве 30 мас.%. Использование CaO увеличило концентрацию H 2 с 25 об.% (без добавок) до 65 об.%. При этом выбросы СО 2 уменьшились до 0,3 об.% (без добавки СО 2 = 55 об.%). Добавление Fe в красильный шлам также благотворно повлияло на концентрации Н 2 и СО 2 , но в гораздо меньшей степени (концентрации Н 2 увеличились до 32%, СО 2 уменьшились на 48%). об.%).CaO и Fe могут способствовать реакциям дегидрирования и дегидратации [107]. При использовании CaO и Fe концентрации СО и СН 4 возрастали (от 1,75 до 3 раз), что могло быть связано с реакциями крекинга, водяного газа, риформинга и обратными реакциями Будуара. Добавление каолина в красильный шлам также способствовало более высокому выходу CO и CH 4 . При этом каолин снижал выход твердого остатка и повышал выход конденсата. Напротив, добавление 20 мас.% Ca-бентонита отрицательно сказалось на качестве газа.Концентрация CO 2 увеличилась, а концентрация H 2 уменьшилась по сравнению с красильным осадком без добавок [56]. Быстрый каталитический сопиролиз бамбукового остатка и отработанного смазочного масла (WLO) был изучен Wang et al. [46]. Использовали систему с двойным каталитическим слоем (MgO и HZSM-5) в аналитическом пиролизере CDS Pyroprobe 5200. Состав продуктов пиролиза анализировали с помощью системы ГХ/МС. Ван и др. В работе [46] рассмотрено влияние температуры пиролиза, типов катализаторов и их массового соотношения, а также содержания ВЛО на распределение продуктов пиролиза и селективность ароматических углеводородов.Эксперименты показали, что 600 °С является оптимальной температурой с точки зрения выхода конденсирующихся органических продуктов, фуранов и фенолов. При сравнении двух катализаторов MgO оказался более предпочтительным с точки зрения максимизации выхода легких фенолов. MgO также снижает кислотность за счет реакций кетонизации и альдольной конденсации. Получены минимальный выход кислот (2,12%) и максимальный выход кетонов (28,81%). Увеличение доли WLO интенсифицирует выход углеводородов (т.э., олефины, алканы), максимальный выход (70,31 %) которых был достигнут при масличности 60 %. Отработанное масло было основным источником водорода, который способствовал производству ароматических углеводородов [46]. Каталитический пиролиз отработанного кулинарного масла был исследован Liu et al. [101]. Исследовано влияние никель-кобальтового катализатора и температуры реакции на образование водорода. Максимальная объемная концентрация водорода (42 об. %) при температуре 750 °С зарегистрирована при использовании катализатора, содержащего 20 мас. % Ni и 30 мас. % Co.Установлено, что максимальная концентрация водорода 43,5 об.% достигается при 800 °С. Дальнейшее повышение температуры вызывало спекание катализатора и последующую потерю активности. Исследование также показало, что катализаторы из одного металла демонстрируют более высокую скорость дезактивации и меньший каталитический эффект, чем биметаллические катализаторы [101]. Cheng et al. В работе [54] установлено, что добавление катализаторов значительно повышает эффективность газификации водно-полукоксовой суспензии и выход водорода. По сравнению с 4.66 моль/кг без катализатора выход водорода увеличился до 55,78, 54,43, 51,06 и 53,79 моль/кг после добавления K 2 CO 3 , KOH, Na 2 CO 3 , NaOH, соответственно. С увеличением доли К 2 СО 3 (0–5 %) увеличивается количество пористых структур на поверхности угля. Мезопористые структуры увеличивали площадь контакта между частицами угля и молекулами воды, что повышало эффективность газификации.Увеличение количества катализатора способствовало протеканию реакции парового риформинга (C + H 2 O → CO + H 2 ). Преимущества калийсодержащих катализаторов обсуждались также в [102, 108]. Крузе и др. [102] показали, что при увеличении концентрации КОН от 0 до 5 мас.% содержание водорода в газообразном продукте пиролиза пирокатехина (модельное соединение для лигнина в биомассе и для ароматических соединений в сточных водах) увеличивается с 16 об.% до 48 об.%. об.%. Синаг и др. [108] объяснили возникающий каталитический эффект при использовании калийсодержащих катализаторов (KOH, K 2 CO 3 ) усилением реакции конверсии водяного газа за счет промежуточного образования соли (HCOO-K).Образование соли формиата в присутствии K 2 CO 3 можно показать реакциями: K 2 CO 3 + H 2 O → KHCO 3 + KOH, KOH + CO → HCOOK, HCOOK + H 2 O → KHCO 3 + H 2 . В результате CO реагирует с KOH с образованием HCOOK. Затем формиат калия реагирует с водой с образованием H 2 . Однако дальнейшее разложение KHCO 3 приводит к дополнительному образованию CO 2 , что также подтверждается экспериментальными результатами.Концентрации CO 2 увеличились на 16–54% (в зависимости от биомассы и типа катализатора). В то же время исследования [50, 98, 104] подтверждают, что концентрация СО значительно снижается (до 95 %) при использовании калийсодержащих катализаторов. Причиной этого является усиление реакции конверсии вода-газ. Lin et al. [44] изучали каталитическое действие КОН на характеристики жидких продуктов пиролиза нефтешламов. Эксперименты проводились в горизонтальном кварцевом трубчатом реакторе с неподвижным слоем при температуре 600 °С.При добавлении 10 мас. % КОН выход жидкого продукта снизился с 60,1 до 52,8 %. Доли твердых остатков и газообразного продукта увеличились с 16,6% до 19,4% и с 23,3% до 27,8% соответственно. Лин и др. [44] установили, что добавление КОН улучшает качество получаемого нефтепродукта. Его теплотворная способность увеличилась на 22 %, а вязкость значительно снизилась (до 70 %).

как устроен и работает классический котел, длительного горения, пиролиз и пеллеты.

Создание теплого уютного микроклимата загородного дома в холодное время года возможно благодаря наличию грамотно подобранного отопительного оборудования.Использование твердотопливных котлов с каждым годом становится все более популярным. Это связано с ростом цен на ресурсы, с которыми работают системы отопления. Доступность угля и дров вытесняет более дорогие источники энергии, такие как электричество, газ и жидкое топливо.

Как устроен твердотопливный котел

Содержание статьи

  • Как устроен твердотопливный котел
  • Как работает твердотопливный котел?
  • Типы котлов по принципу действия
    • Классик
    • Длительное горение
    • Пиролиз
    • На пеллетах

Корпус установок для сжигания дров и угля изготовлен из стали.Он имеет прямоугольную форму, а размеры зависят от теплоотдачи. Как и у любого печного оборудования, внутри каркаса снизу вверх располагаются: зольник, топочная камера, водяная рубашка, а в верхней части — патрубок для отвода продуктов сгорания.

Уборка золы осуществляется через нижнюю дверцу агрегата, она же регулирует тягу — и, соответственно, тепловую мощность котла. Колосник отделен от зольника колосниковой решеткой, изготовленной из чугуна.Благодаря использованию этого материала срок службы решетки увеличивается. Топочная камера оборудована отдельной дверцей, через которую в агрегат загружаются дрова.

Использование различных материалов при изготовлении водяных рубашек разделяет твердотопливную технику на модели:

  • с чугунным теплообменником;
  • со стальной рубашкой.

Сложность конструкции теплообменников зависит от возложенных на котел функций, мощности и назначения.Агрегаты , имеющие большое количество разнонаправленных ходов продуктов сгорания во внутреннюю полость рубашки, снабжены специальными демпферами. Открытие или закрытие этих заслонок регулирует поток воздуха горячих масс при сгорании топлива.

Некоторые производители отопительного оборудования устанавливают на верхнюю плоскость корпуса чугунные горелки, которые используют в быту для приготовления пищи. Такие агрегаты называются печными котлами.

Выходной патрубок для дымохода оборудован специальной заслонкой, с помощью которой регулируют поступление горячих воздушных потоков при горении, направляемых в канал дымохода.

ССЫЛКА! Есть модели, предназначенные для обогрева бани. Верхняя поверхность таких банных печей предназначена для размещения камней, нагревающих воздух, а теплообменник нагревает проточную воду для использования.

Как работает твердотопливный котел?

Принцип работы дровяных котлов заключается в том, что после загрузки топлива в камеру происходит ее розжиг и топка закрывается. При горении через решетку просачивается воздух.Под действием естественной тяги потоки горячих отработавших газов проходят снизу вверх, по полостям водяной рубашки. За счет высокой температуры продуктов сгорания нагревается теплообменник, и дым выводится через выходную трубу в дымоход.

Использование заслонок, которыми комплектуется агрегат, позволяет регулировать процесс горения. При розжиге котла все заслонки открываются, тем самым обеспечивая доступ и удаление большого количества воздуха, необходимого для работы котла.По мере разгорания дров или угля сначала прикрывают зольник, а после стабилизации горения — теплообменник, обеспечивающий необходимое движение горячих воздушных масс через внутреннюю полость оборудования. Шибер на трубе дымохода закрывают только тогда, когда закрытый зольник не может сдержать повышение температуры.

ВНИМАНИЕ! Производители твердотопливных сборок не всегда снабжают насадку для отвода дыма заслонкой! В этом случае заслонка устанавливается в дымоход.

Для поддержания постоянной температуры горения применяются терморегуляторы, которые в зависимости от изменения параметров теплоносителя управляют нижней заслонкой котла. Установите регулятор в верхней части водяной рубашки. За счет жесткой связи с помощью рычага и цепи положение шибера изменяется при повороте термоголовки, реагирующей на колебания температуры теплоносителя.

Конструкция большинства установок на твердом топливе предусматривает ручную загрузку дровами или углем. Производители современной техники предлагают потребителям модели с автоматической подачей топлива. Этот прием популярен при использовании гранулированных брикетов, специально изготовленных для сжигания, при приготовлении теплоносителя.

Типы котлов по принципу действия

Сжигание дров или угля в камере сгорания может происходить различными способами. Использование того или иного метода делит твердотопливное оборудование на несколько категорий.

Классический

Само название говорит о привычном для печного оборудования способе сжигания топлива.Топку загружают дровами, разжигают, дверку закрывают, а подачу воздуха регулируют поддувом вручную или терморегулятором. Поднимающийся горячий воздух нагревает водяную рубашку котла и выходит через дымовую трубу. Мощность классического агрегата регулируется зольником. Но даже при полностью закрытой заслонке процесс горения будет продолжаться, только с меньшей интенсивностью.

Этот метод популярен при изготовлении бытовых котлов малой мощности. Из-за простоты конструкции к использованию этого приема часто прибегают мастера, самостоятельно изготавливающие отопительный агрегат.Гладкие поверхности внутренних полостей позволяют легко обслуживать и очищать внутреннюю поверхность от пепла и нагара.

Длительное горение

Основным недостатком использования твердотопливного котла является необходимость частой подкладки дров в топку. Для увеличения временного интервала между загрузками разработаны различные технологии. Один из таких методов называется длительным выжиганием.

Особенностью этого метода является постепенное послойное сжигание большого количества складируемого топлива.Замедление процесса горения достигается изменением направлений движения горячих воздушных масс во внутренней части теплообменника. В зависимости от количества встречных потоков агрегаты длительного горения бывают:

  • двухсторонний;
  • трехходовой;
  • многопроход.

Теплообменники с большим числом ходов применяются в промышленных котлах большой мощности от 100 кВт. Долговечная бытовая техника изготавливается с двух- или трехходовой водяной рубашкой.

Агрегаты твердотопливные шахтного типа широко используются в быту. Конструктивной особенностью которого является то, что поддувал расположен в верхней части, а дымоход берет начало в нижней части. Такие котлы имеют один ход теплообменника сверху вниз. Горение происходит в необычном для законов физики направлении из-за противоположного направления тяги. Большим недостатком такого оборудования является постоянная необходимость чистки дымохода, расположенного в нижней части корпуса.Из-за необычной направленности рабочего процесса горение дров происходит очень медленно.

Помимо котлов длительного горения, использующих естественную тягу в замедленном режиме для увеличения времени перерыва между загрузками топлива, существуют агрегаты с принудительной регулировкой расхода воздуха с помощью вентиляторов. Сложность подбора оборудования, а впоследствии и управления движением потоков горячего воздуха, делает котлы с принудительным движением уходящих газов мало популярными.

Пиролиз

Разновидностью длительного сжигания является разделение процесса теплообмена на сжигание твердого топлива и дожигание пиролизного газа.Топка таких котлов разделена на две камеры: в первой дрова медленно тлеют при недостатке кислорода, за счет этого образуется вторичный газ (углеводород, азот, угарный газ…), который сгорает во второй части топки. камеры печи.

Для замедления горения в пиролизных установках часто используют обратную тягу, аналогичную той, что создается в установке шахтного типа. Либо используют специальные дымососы, регулирующие движение продуктов сгорания внутри теплообменника.Во вторую камеру топки подается воздух для сжигания вторичного газа. Внутренняя полость такого оборудования имеет высокое аэродинамическое сопротивление, что позволяет не воспламеняться топливу в первой камере. Рабочий процесс во втором отсеке сжигает все вредные газы, образование которых характерно для обычного горения.

ВАЖНО! Эксплуатация пиролизных котлов не допускает использование топлива влажностью выше 30%! Избыток влаги будет мешать процессу вторичного газовыделения!

Процесс двойного сгорания повышает эффективность твердотопливного агрегата.Использование меньшего количества дров или угля по сравнению с обычными котлами заставляет потребителя задуматься о возможности применения такой технологии для обогрева собственного дома.

На пеллетах

К дорогим относится оборудование длительного горения, использующее в качестве ресурса гранулированное топливо. Сложность конструкции обусловлена ​​наличием бункера для загрузки и механизма подачи пеллет в топку. Количество времени (до 7 дней) автономной работы агрегата зависит от величины грузоподъемности, он имеет форму усеченного книзу конуса, где расположено отверстие для соединения с помощью винта или другого типа механизм, дозирующий брикеты в топку по мере необходимости.

Работой всех узлов и механизмов такого агрегата управляет автоматика. Современные модели оснащены даже механизмом очистки пепла от золы. Единственное, что нужно сделать потребителю, это загрузить бункер и легкие пеллеты. Подобные конструкции применяются при использовании древесной щепы, угольных брикетов и других видов сыпучего топлива.

ВАЖНО! Загрузочная емкость и механизм подачи, рассчитанные на один вид топлива, не могут быть использованы для печи другого сырья, не предусмотренного производителем оборудования! Аналогичное нарушение приведет к удалению котла из системы!

Применение различных способов сжигания и загрузки лишает твердотопливные котлы необходимости частой загрузки, при этом существенно увеличивая стоимость.Большой выбор отопительного оборудования позволяет потребителю правильно оценить собственные потребности и сделать грамотный выбор.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Continuous Waste Plastic Pyrolysis Plant_废塑料_废橡胶炼油设备_废轮胎炼油设备价格-咨询商丘中清环保科技有限公司

Continuous Waste Plastic Pyrolysis Plant

  Pyrolysis Plant is used for recycling waste tire, waste plastic, waste rubber to fuel oil. According to the actual situation in every country and district, we developed different models of Batch Pyrolysis Plants for waste tires, rubber and plastic with daily capacity 25-40 tons.
Flowchat установки непрерывного пиролиза пластиковых отходов

Преимущества установки непрерывного пиролиза пластиковых отходов
1. Большая суточная производительность 25 тонн сырья и может работать 24 часа без остановки в течение 15-20 дней;
2. Автоматическая загрузка, автоматическая разгрузка и выход масла одновременно;
3. Топливо нужно только в начале 2-3 часов, затем синхронизирующего газа достаточно для поддержания отопления, экономя затраты на топливо;
4.Низкие требования к сырью, нет необходимости в крошечных гранулах, кусочки 5 см приемлемы для плавной работы;
5. Высокоэффективные конденсаторы, большая производительность масла, хорошее качество масла, простота очистки.
6. Синхронизация системы рециркуляции газа, полностью сгорающая после рециркуляции и утилизации, что предотвращает загрязнение и экономит затраты на топливо.
7. Национальный патентный скруббер дыма, может эффективно удалять кислый газ и пыль дыма, экологически чистый, чтобы соответствовать соответствующим национальным стандартам.
8.Простота в эксплуатации, требуется меньше рабочей силы.
Технические параметры установки непрерывного пиролиза пластиковых отходов

ПУНКТ Технические параметры
1 Подходящее сырье Небольшие кусочки отходов шин, резины, отходов пластика≤5 см
2 Рабочий режим Полностью непрерывная работа
3 Структура Горизонтальный тип Revolve
4 Загрузка и выгрузка Полностью автоматическая подача и разгрузка при высокой температуре одновременно
5 Емкость (24ч) 8-20Мт
6 Рабочее давление Слегка отрицательное давление
7 Масло Выход шин 40%-45%
8 Скорость вращения реактора 1Р/М
9 Установка Мощность 110кВт
10 Метод охлаждения Циркуляционная вода
11 Тип привода Звездочка
12 Метод нагрева Горячий воздух
13 Шум дБ(А) ≤85
14 Вес главного реактора (MT) Около 20 Мт
15 Общий вес (MT) Около 45 млн тонн
16 Требуемое место для установки 60м*20м
17 Рабочая сила 2/смена
18 Отгрузка 5*40ХК
19 Срок поставки ≤70 дней 90 516

1.Корпус печи пиролиза имеет структуру регенеративного корпуса, который полностью использует рециркуляцию отработанного тепла, что может продлить срок службы основной печи и сэкономить топливо. Тем самым дополнительно экономя производственные затраты.

2 топка изготовлена ​​из специальной жаропрочной котельной стали со сроком службы до 8 лет.
3. Оборудование оснащено инфракрасным антиблокировочным сигнализатором дноуглубительных работ, самостоятельно разработанным компанией. Это устройство является эксклюзивным антиблокировочным устройством раннего предупреждения, разработанным компанией.В процессе производства обнаруживается явление блокировки трубопровода, и проблема закупорки автоматически решается, чтобы обеспечить работу основной печи в производственном процессе. Проблем с безопасностью из-за засорения трубы не будет.
4. Система выгрузки шлака имеет двухтактную структуру, а время выгрузки шлака составляет около 40 минут. Шлак быстро и чисто.
5, ускоритель собственной разработки компании, после использования выход масла увеличился на 3%-8%.
6, использование новой системы очистки выхлопных газов, так что газ, выбрасываемый после очистки, соответствует национальным стандартам выбросов.
7. Избыток горючего газа осушается системой очистки для удаления серы. После того, как примеси сжаты специальным газовым компрессором, резервуар для хранения газа может быть сохранен позже и может использоваться для отопления или использования для газогенераторов.
8. Основная печь увеличивает конвекцию и устройство быстрого охлаждения, так что температура в основной печи падает ниже 100 градусов в течение трех часов.

Как домашнее устройство HERU может преобразовать управление отходами

Это детище стойкого специалиста в области управления ресурсами Ника Спенсера, разработанное в сотрудничестве с Лондонским университетом Брунеля и некоторыми ведущими техническими экспертами страны из Центра производственных технологий Mercedes в Ковентри. — Команда Benz Формулы-1 и аэрокосмическое подразделение Rolls-Royce.

The Tech

HERU представляет собой устройство, работающее от энергии, размером с бытовую стиральную машину, которое превращает бытовые отходы, предназначенные для выбрасывания, включая все сорта пластика, в энергию для дома.

Это достигается с помощью передовой технологии тепловых трубок, разработанной и запатентованной Лондонским университетом Брунеля, которая позволяет проводить низкотемпературный (до 300 градусов по Цельсию) процесс пиролиза.

Это происходит в камере с верхней загрузкой, превращая практически любые материалы, какие только можно вообразить, за исключением стекла, металла, аккумуляторов, химикатов и фармацевтических продуктов, в нефть, синтетический газ и полукокс. Полученное масло (максимум 5% по весу) очищается и выпускается, газ по трубопроводу направляется в бензобак, где он хранится до тех пор, пока он не понадобится, а после сгорания полукокса остается небольшое количество золы.

Поскольку температура в камере остается относительно низкой, любое стекло и металл, случайно попавшие в устройство, будут просто очищены и должны быть помещены в соответствующие каналы переработки в конце цикла, объясняет Спенсер.

На каждый киловатт-час электричества, использованный HERU, он производит до 2,5 кВт-час энергии для системы горячего водоснабжения. Устройство подключается к розетке на 32 ампера и управляется простой сенсорной панелью. Первоначально она будет работать с комбинированным котлом BAXI 128, хотя со временем Спенсер ожидает, что система сможет работать вместе с рядом котлов.BAXI может переключиться с использования газа из HERU, если нет потенциальных отходов для обработки, на работу с обычным нефтью или газом.

Обслуживание также упрощается благодаря тому, что пользователи могут удаленно отслеживать производительность в режиме онлайн, а HERU изначально предназначен для установки снаружи. «Мы хотели, чтобы это была машина, не доставляющая неудобств жильцам дома, чтобы инженеру не нужно было договариваться о ежегодном обслуживании», — объясняет Спенсер.

Предыстория

Спенсер, который почти 30 лет назад изучал животноводство в Вустерширском колледже, с тех пор запустил ряд успешных стартапов в секторе управления ресурсами, продавая такие компании, как Биффа и Кейр, последний из которых он работал в совете директоров в течение ряда лет, развивая его экологическое подразделение.

Продолжая свою миссию по устранению отходов, Спенсер провел годы, исследуя, сотрудничая и разрабатывая HERU.

«Я хотел взглянуть на отходы под другим углом», — объясняет Спенсер. «Потому что в лучшем случае мы собираем материалы из домов, доставляем их на заводы EfW, превращаем их в энергию, используя грузовики, производящие 6 м / галлон, используя мусоросжигательные установки массового сжигания, эффективность которых составляет 25%, а затем снова доставляем оставшуюся энергию обратно в дом. . Я задавался вопросом, могу ли я просто обойти все это и создать что-то такое же простое в использовании, как мусорное ведро.

Преимущественно самофинансируемый, его проект также получил 70 000 фунтов стерлингов от Innovate UK для проверки концепции, долевой поддержки от MTC в Ковентри и около 45 000 фунтов стерлингов от Совета графства Вустершир в рамках его программы сокращения выбросов углерода для первых трех технические пробные установки, которые в настоящее время запущены и работают.

Первое испытание работает в офисах Окружного совета Вичавона с марта, второе было установлено в июле в ресторане Hillers Farm Shop в Вустершире, а третье испытание должно начаться в этом месяце (сентябрь) в одном из закрытых помещений городского совета Регби. жилищные схемы.

Потенциальное влияние

Тот факт, что Спенсер недавно получил личное письмо от сэра Дэвида Аттенборо, в котором он выразил свое волнение по поводу потенциала HERU, может дать нам ключ к пониманию того, насколько эта небольшая часть механизма может изменить правила игры. быть для нашей окружающей среды.

Действительно, всесторонняя оценка технологии, проведенная Ricardo Energy & Environment в прошлом году, показала, что при питании от местных материалов HERU может ежегодно экономить около 72 кг CO2 в каждой семье Великобритании, а в сочетании с солнечной энергией он может сэкономить до 1200 кг CO2 в год, что соответствует 32.4 миллиона тонн, или 8,8% от общего объема производства углекислого газа в Великобритании, если они будут установлены во всех 27 миллионах домохозяйств Великобритании.

Кроме того, воздействие HERU на глобальное потепление на 68 % меньше, чем у смешанных коллекций, и на 32 % меньше, чем у бордюрных коллекций, при этом на 554 % и 733 % меньше, соответственно, в сочетании с солнечными батареями.

Кроме того, большая дополнительная ценность, возникшая как совпадение, заключается в том, что щелочная зола, которая остается в камере HERU, помогает нейтрализовать кислотность в наших канализационных коллекторах, что побудило компании водоснабжения направить запросы о подобных более масштабные устройства.

Будущее

Цифры убедительны, но с ценой в 19 000 фунтов стерлингов они еще не исчезнут с полок магазинов.

«Меня успокаивает тот факт, что первые Дайсоны были ужасно дорогими, — говорит Спенсер.

«Мы хотим снизить эту цену примерно до отметки в 5000 фунтов стерлингов, и это будет достигнуто за счет изменения законодательства — как в случае некоей государственной скидки, когда дело доходит до рынка; это поможет увеличить объемы производства».

Таким образом, первоначально основное внимание уделяется производству для коммерческих целей, таких как рестораны, отели и дома престарелых, поскольку окупаемость инвестиций будет намного быстрее, объясняет Спенсер, и за этим последует внутреннее производство.

Британская фирма James Clerk Technologies стала первой компанией, получившей лицензию на производство HERU, и, поскольку доводка продолжается быстро, она намерена вывести первые машины на рынок в третьем квартале следующего года.

Пиролиз биомассы | Часть 1 Проблемы и возможности

Johnson Matthey Technol. , 2018, 62 , (1), 118

1. Введение

1.1 Общие сведения

Пиролиз вызывает большой интерес благодаря гибкости в работе, универсальности технологии и возможности адаптации к широкому спектру сырье и продукты.Пиролиз работает в анаэробных условиях, когда компоненты биомассы термически расщепляются до газов и паров, которые обычно подвергаются вторичным реакциям, что дает широкий спектр продуктов. Существует ряд условий и обстоятельств, которые оказывают существенное влияние на продукцию и эффективность процесса. К ним относятся сырье, технология, температура реакции, добавки, катализаторы, время пребывания горячего пара, время пребывания твердых веществ и давление.

Пиролиз применялся на протяжении тысячелетий для производства древесного угля и химикатов, но только в последние 40 лет был разработан быстрый пиролиз для жидкостей.Это работает при умеренных температурах около 500 ° C и очень коротком времени пребывания горячего пара, менее 2 секунд. Быстрый пиролиз представляет значительный интерес, поскольку он напрямую дает высокие выходы жидкостей до 75 мас.%, которые можно использовать непосредственно в различных приложениях (1) или использовать в качестве эффективного энергоносителя. Промежуточный и медленный пиролиз сосредоточен на производстве твердого полукокса в качестве основного продукта с жидкостями и газами, как правило, в качестве побочных продуктов, хотя все больше внимания уделяется максимальному увеличению ценности этих побочных продуктов.Пиролиз также использовался в течение многих лет для уменьшения количества отходов, требующих утилизации, а также для уменьшения вреда окружающей среды. В этих процессах в качестве основной технологии традиционно используется медленный пиролиз.

1.2 Пиролиз

Пиролиз – это термическое разложение, происходящее в отсутствие кислорода. Более низкие температуры процесса и более длительное время пребывания горячего пара благоприятствуют производству древесного угля. Более высокие температуры и более длительное время пребывания горячего пара повышают конверсию биомассы в газ, а умеренные температуры и короткое время пребывания горячего пара оптимальны для производства жидкостей.Всегда производится три продукта, но пропорции могут варьироваться в широких пределах путем регулирования параметров процесса. В таблице I показано распределение продуктов, полученных при различных режимах пиролиза, что свидетельствует о значительной гибкости, достигаемой за счет изменения условий процесса. Быстрый пиролиз для производства жидкостей в настоящее время представляет особый коммерческий интерес, поскольку жидкость можно хранить и транспортировать, а также использовать для получения энергии, транспортного топлива, химикатов или в качестве энергоносителя.

Таблица I

Типичный вес продукта Выход из дерева (сухой корма) по различным модам пиролиса

  • ~ 400 ° C
    Mode Условия жидкость Solid GAS
    Fast ~ 500 ° C 75 мас.% (Био-масло) 12 WT% CHAR 13 WT%
    Короткое время горячего пара пребывания
    Короткие твердые место жительства до 10 с
    ~ 400 ° C ~ 400 ° C 40 мас.% В двух этапах 40 WT% 20 мас.%
    Умеренное время пребывания в паров 5–20 с
    Среднее время пребывания твердых частиц до 20 минут
    Медленный пиролиз (Карбонизация) ~ 400 ° C 30 WT% в двух этапах 35 WT% CHAR 35 WT% 35 WT%
    Длительное время пребывания в паров время до нескольких часов в зависимости от технологии
    Время пребывания в зависимости от технологии
    ~ 750-900 ° C Минимальные Минимальные До 2 мас.% CHAR до 98 мас.%
    Короткие горячие пара пребывания в паров 5 S
    Короткие твердые место жительства
    Torrefaction (медленно) ~ 250-300 ° C 0 WT%, если пары не конденсируются, то до 15 мас.% 70-80 мас. % твердых веществ 15 мас.%
    Время пребывания твердых частиц до 30 мин

    2.Быстрый пиролиз

    При быстром пиролизе биомасса очень быстро разлагается с образованием в основном паров и аэрозолей, а также некоторого количества древесного угля и газа. После охлаждения и конденсации образуется темно-коричневая однородная подвижная жидкость, если используется древесина или низкозольное сырье. Жидкость имеет теплотворную способность примерно на 40% выше, чем у обычного мазута по весу, или на 60% выше, чем у мазута по объему из-за высокой плотности. Эта жидкость называется бионефтью и является основой последнего стандарта ASTM (2).Высокий выход жидкости достигается при минимальной зольности биомассы до 75% по массе на сухой биомассе. Существенными характеристиками процесса быстрого пиролиза для производства жидкостей являются:

    • Содержание влаги в сырье менее 10 мас.%, поскольку вся исходная вода переходит в жидкую фазу вместе с водой из реакций пиролиза. Высокое содержание воды в жидком продукте может привести к фазовому разделению.

    • Очень высокая скорость нагрева и очень высокая скорость теплопередачи на границе раздела частиц биомассы обычно требуют подачи тонкоизмельченной биомассы размером менее 3 мм, поскольку биомасса обычно имеет низкую теплопроводность.Поскольку быстрый пиролиз жидкостей происходит за несколько секунд или меньше, важную роль играют процессы тепло- и массопереноса и явления фазового перехода, а также кинетика химических реакций. Скорость нагревания частиц обычно является лимитирующей стадией в большинстве процессов быстрого пиролиза, кроме абляционного пиролиза, когда биомасса непосредственно контактирует с горячей поверхностью реактора (3)

    • Тщательно контролируемая температура реакции быстрого пиролиза около 500°C для большей части биомассы максимизирует выход жидкости.Зола, особенно щелочные металлы, катализирует вторичные реакции паров пиролиза с образованием диоксида углерода и воды, что приводит к снижению выхода жидкости при более высоком содержании воды. В экстремальных случаях (при уровне зольности обычно выше примерно 2,5 мас.%) образуется так много воды, что происходит фазовое разделение жидкости. Следовательно, требуется короткое время пребывания горячего пара, обычно менее 2 секунд, чтобы свести к минимуму вторичные реакции.

    • Быстрое удаление полукокса необходимо для минимизации каталитического крекинга горячих паров, поскольку вся зола биомассы удерживается полукоксом.Если не свести к минимуму контакт с углем, это приводит к растрескиванию, как указано выше.

    • Быстрое охлаждение паров пиролиза для сведения к минимуму термического растрескивания с получением продукта бионефти по тем же причинам, что и для эффективного удаления полукокса. Это обычно достигается в системе гашения, часто использующей несмешивающуюся жидкость, такую ​​как углеводород или бионефть охлажденного продукта.

    Имеется несколько всесторонних обзоров быстрого пиролиза для производства жидкостей (4–10).

    2.1 Сырье

    Биомасса обычно состоит из трех основных компонентов – целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина с водой и золой. Целлюлоза представляет собой полимер глюкозы, шестиуглеродную молекулу, которая может быть термически и каталитически расщеплена на мономеры и продукты разложения. Гемицеллюлоза представляет собой полимер из пятиуглеродных колец, который также может расщепляться до более мелких органических молекул. Лигнин представляет собой сложный полимер, состоящий из фенольных звеньев, который можно расщепить до широкого спектра фенольных продуктов.Другие компоненты биомассы включают воду в количестве до 60 мас.% в свежевыращенной биомассе; и зола, в основном щелочные металлы от питательных веществ, которая является каталитически активной и вызывает расщепление органических молекул. Это полезно при газификации, когда они помогают расщеплять смолы, но нецелесообразно при пиролизе, когда они расщепляют органические вещества в парах, что приводит к снижению выхода жидкости и отрицательно влияет на свойства жидкости. Щелочные металлы, образующие золу, необходимые для переноса питательных веществ и роста биомассы, играют важную роль в быстром пиролизе.Наиболее активен калий, за ним следуют натрий и кальций. Они действуют, вызывая вторичный крекинг паров и снижая выход жидкости и качество жидкости. Подавляющее большинство этих щелочных металлов переходят в полукокс, что приводит к тому, что побочный продукт полукокса действует как катализатор крекинга, что требует быстрого и эффективного удаления полукокса в процессе быстрого пиролиза.

    С пеплом можно в некоторой степени бороться, выбирая культуры и время сбора урожая, особенно с корневищными культурами, такими как Miscanthus , который стареет зимой, когда щелочные металлы возвращаются в корневище, однако его нельзя исключить из растущей биомассы.Зольность можно уменьшить путем промывки водой или разбавленной кислотой, и чем более экстремальны условия по температуре или концентрации соответственно, тем полнее удаление золы. Недавняя работа показала, что поверхностно-активные вещества являются наиболее эффективными (11). Однако по мере того, как условия промывки становятся более экстремальными, в результате гидролиза теряется сначала гемицеллюлоза, а затем целлюлоза. Это снижает выход и качество жидкости. Кроме того, из промытой биомассы необходимо максимально полностью удалить любую кислоту и восстановить или утилизировать, а влажную биомассу необходимо высушить.

    Таким образом, промывка часто не рассматривается как жизнеспособная возможность, за исключением некоторых необычных обстоятельств, таких как удаление загрязняющих веществ. Другим последствием высокого удаления золы является повышенное производство левоглюкозана и левоглюкозенона, которые могут достигать уровней в био-масле, где извлечение становится интересным предложением.

    2.2 Технология

    Концептуальный процесс быстрого пиролиза показан на рис. 1 от подачи биомассы до сбора жидкого продукта.У каждого этапа процесса есть несколько вариантов, таких как реактор и сбор жидкости, но основные принципы аналогичны.

    Рис. 1.

    Концептуальный процесс быстрого пиролиза

    В основе процесса быстрого пиролиза лежит реактор. Хотя это, вероятно, составляет лишь около 10–15% от общих капитальных затрат интегрированной системы, большинство исследований и разработок сосредоточено на разработке и испытании различных конфигураций реакторов на различных видах сырья, хотя в настоящее время все большее внимание уделяется усовершенствованию жидких системы сбора и улучшения качества жидкости.Остальная часть процесса быстрого пиролиза состоит из приема, хранения и обработки биомассы, сушки и измельчения биомассы, сбора, хранения и, при необходимости, улучшения качества биомассы.

    Угольный побочный продукт обычно составляет около 15 мас. % продуктов, но около 25 % энергии кормовой биомассы. В коммерческих процессах он используется внутри процесса для обеспечения потребности в технологическом тепле путем сжигания или может быть отделен и экспортирован, и в этом случае требуется альтернативное топливо для обеспечения тепла для пиролиза.В зависимости от конфигурации реактора и скорости газа большая часть полукокса будет иметь размер и форму, сравнимые с исходной биомассой. Свежий уголь пирофорен, т. е. самопроизвольно воспламеняется при контакте с воздухом, поэтому требуется осторожное обращение и хранение. Это свойство со временем ухудшается из-за окисления активных центров на поверхности угля.

    2.2.1 Реакторы с барботажным псевдоожиженным слоем

    Преимущество реакторов с барботажным псевдоожиженным слоем заключается в хорошо изученной технологии, которая проста в конструкции и эксплуатации, имеет хороший контроль температуры и очень эффективную передачу тепла частицам биомассы из-за высокой плотности твердых веществ.Обычной псевдоожижающей средой является песок, но все большее внимание уделяется катализаторам, действующим в качестве псевдоожижающей среды, но необходимо соблюдать осторожность при дезактивации катализаторов. Нагрев может быть достигнут различными способами, и масштабирование хорошо изучено. Однако передачу тепла к псевдоожиженному слою при больших масштабах работы необходимо тщательно учитывать из-за ограничений масштабирования различных методов теплопередачи. Пиролизеры с пузырьковым псевдоожиженным слоем обеспечивают хорошие и стабильные характеристики с высоким выходом жидкости, обычно составляющим 70–75% по весу из древесины на основе сухого корма, и по этой причине они широко используются для небольших или лабораторных экспериментов, таких как новаторская работа. в Университете Ватерлоо (12).Небольшие размеры частиц биомассы менее 2–3 мм необходимы для достижения высоких скоростей нагрева биомассы, а скорость нагревания частиц обычно является стадией, ограничивающей скорость. Эта технология идеальна для лабораторных установок из-за простоты эксплуатации и контроля, когда нагрев обычно осуществляется электрическими нагревателями. В промышленных масштабах Dynamotive построила две системы с псевдоожиженным слоем в Канаде, одна из которых проработала несколько лет и в настоящее время демонтирована, а вторая более крупная установка, как полагают, не была введена в эксплуатацию до демонтажа.Понятно, что передача тепла в реактор вызывает беспокойство.

    Время пребывания паров и твердых частиц регулируется расходом псевдоожижающего газа и выше для полукокса, чем для паров. Так как уголь действует как эффективный катализатор парового крекинга при высоких температурах реакции пиролиза, важное значение имеет быстрое и эффективное отделение угля. Обычно это достигается за счет выброса и уноса с последующим разделением в одном или нескольких циклонах, поэтому важен тщательный расчет гидродинамики песка и биомассы/угля.Высокий уровень инертных газов, возникающий из-за высоких постоянных газовых потоков, необходимых для псевдоожижения, приводит к очень низкому парциальному давлению для конденсируемых паров, и поэтому требуется осторожность при проектировании и эксплуатации эффективных систем теплообмена и сбора жидкости. Кроме того, большой расход инертного газа приводит к относительно большому оборудованию, что увеличивает стоимость. Сбор жидкости осуществляется путем непрямого теплообмена или закалки в переработанном биомасле или несмешивающемся углеводороде, таком как Isopar — запатентованная смесь изопарафинов с высокой температурой кипения, позволяющая свести к минимуму испарение и обеспечить высокую температуру вспышки.

    Аэрозоли составляют значительную часть жидких отходов и собираются либо путем электростатического осаждения, либо путем коалесценции в туманоуловителях. Это не полностью деполимеризованные фрагменты лигнина, которые, по-видимому, существуют в виде жидкости со значительной молекулярной массой. Доказательством их жидкой основы является накопление жидкости в ЭСП, которая стекает по пластинам и накапливается в продукте бионефти. Использовались туманоуловители для агломерации или коалесценции аэрозолей, но опубликованный опыт свидетельствует о том, что они менее эффективны.

    2.2.2 Реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем и реакторы с транспортируемым слоем

    Реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB), такие как Empyro, и системы реакторов с транспортируемым слоем, такие как Ensyn, имеют многие из характеристик барботирующих слоев, описанных выше, за исключением того, что время пребывания полукокса почти такой же, как для паров и газа, а уголь сильнее изнашивается из-за более высоких скоростей газа. Это может привести к более высокому содержанию полукокса в собранном биотопливе, если только не будет включено более интенсивное удаление кокса.Дополнительным преимуществом является то, что CFB потенциально подходят для более высокой пропускной способности, даже несмотря на более сложную гидродинамику, поскольку эта технология широко используется при очень высокой пропускной способности в нефтяной и нефтехимической промышленности.

    Теплоснабжение обычно осуществляется за счет рециркуляции нагретого песка из камеры сгорания вторичного угля, которая может быть барботажным или циркулирующим псевдоожиженным слоем. В этом отношении процесс подобен двойному газификатору с псевдоожиженным слоем, за исключением того, что температура реактора (пиролизер) намного ниже, а тесно интегрированное сжигание полукокса во втором реакторе требует тщательного контроля, чтобы обеспечить соответствие температуры, теплового потока и потока твердых частиц. Требования к процессу и питанию.Теплопередача представляет собой смесь теплопроводности и конвекции в стояке. Одной из непроверенных областей является масштабирование и теплопередача при высокой пропускной способности.

    Весь уголь сжигается во вторичном реакторе для повторного нагрева циркулирующего песка, поэтому уголь не доступен для экспорта, если только не используется альтернативный источник тепла. Если отделить полукокс, он будет представлять собой мелкий порошок, требующий осторожного обращения из-за его пирофорной природы.

    2.2.3 Абляционный пиролиз

    Концепция абляционного пиролиза существенно отличается от других методов быстрого пиролиза (13).Во всех других методах скорость реакции ограничивается скоростью теплопередачи через частицы биомассы, поэтому требуются мелкие частицы. Механизм реакции при абляционном пиролизе подобен плавлению масла на сковороде: скорость плавления можно значительно увеличить, если прижать масло и провести им по нагретой поверхности сковороды. При абляционном пиролизе тепло передается от горячей стенки реактора к «расплавленной» древесине, находящейся с ней в контакте под давлением. Когда древесину удаляют, расплавленный слой затем испаряется, превращаясь в продукт, очень похожий на продукт, получаемый в системах с псевдоожиженным слоем.Часть обширной фундаментальной работы была проведена в Нанси, Франция (14), и эта концепция была адаптирована к лабораторной обработке (15).

    Таким образом, фронт пиролиза проходит через частицы биомассы в одном направлении. Поскольку древесина механически удаляется, остаточная масляная пленка обеспечивает смазку для следующих друг за другом частиц биомассы, а также быстро испаряется, образуя пары пиролиза для сбора, как и в других процессах. На горячей поверхности присутствует элемент растрескивания из-за отложений угля.На скорость реакции сильно влияет давление древесины на нагретую поверхность; относительная скорость древесины и поверхности теплообмена; и температура поверхности реактора. Таким образом, основными особенностями абляционного пиролиза являются:

    • Высокое давление частиц на горячую стенку реактора, достигаемое за счет центробежной силы или механически

    • Высокое относительное движение между частицами и стенкой реактора чем 600°С.

    Поскольку скорость реакции не ограничивается передачей тепла через частицы биомассы, можно использовать более крупные частицы, и, в принципе, нет верхнего предела размера, который можно перерабатывать. Процесс, по сути, лимитируется скоростью подачи тепла в реактор, а не скоростью поглощения тепла пиролизирующей биомассой, как в других реакторах. Нет необходимости в инертном газе, поэтому технологическое оборудование меньше, а реакционная система, таким образом, более интенсивна.Кроме того, отсутствие псевдоожижающего газа существенно увеличивает парциальное давление конденсирующихся паров, что приводит к более эффективному сбору и меньшему размеру оборудования. Однако процесс контролируется площадью поверхности, поэтому масштабирование менее эффективно, а реактор приводится в действие механически и, следовательно, является более сложным. Уголь представляет собой мелкий порошок, который можно отделить с помощью циклонов и фильтров горячего пара, как в реакционных системах с псевдоожиженным слоем.

    2.2.4 Шнековые и шнековые печные реакторы

    Существует ряд разработок, в которых биомасса механически перемещается через горячий реактор вместо использования жидкости, включая шнековые и шнековые реакторы.Отопление может осуществляться переработанным горячим песком, как на заводе Bioliq в Технологическом институте Карлсруэ (KIT), Германия (Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) до 2009 г.) (16), или теплоносителями, такими как стальные или керамические шарики, как в Haloclean, также на КОМПЛЕКТ (17) или внешнее отопление. Характер реакторов с механическим приводом заключается в том, что трудно достичь очень короткого времени пребывания, сравнимого с псевдоожиженным и циркулирующим псевдоожиженным слоями, а время пребывания горячего пара может составлять от 5 до 30 секунд в зависимости от конструкции и размера реактора.Примеры включают винтовые реакторы и совсем недавно реактор Lurgi LR в KIT (10, 11) и реакторы Bio-oil International, которые изучались в Университете штата Миссисипи, США (18).

    Шнековые реакторы особенно подходят для подачи материалов, с которыми трудно обращаться или подавать, или которые являются гетерогенными. Выход жидкого продукта ниже, чем в псевдоожиженном слое, и обычно происходит разделение фаз из-за более длительного времени пребывания и контакта с побочным продуктом. Кроме того, выход угля выше.Компания KIT продвигала и тестировала концепцию производства суспензии полукокса с жидкостью, чтобы максимизировать выход жидкости с точки зрения энергоэффективности (19), но для этого потребуется альтернативный источник энергии для обеспечения процесса теплом.

    2.2.5 Пиролиз в микроволновой печи

    Растет интерес к пиролизу в микроволновой печи как к более прямому способу быстрого нагрева биомассы (20, 21). Это дает преимущество, заключающееся в том, что можно избежать или уменьшить низкую теплопроводность биомассы, встречающуюся при обычном термическом пиролизе, но требует дополнительной энергии для управления процессом и требует тщательного проектирования для преодоления потенциально плохого проникновения микроволн через органический материал.Равномерный нагрев в результате использования микроволн, вероятно, уменьшит количество вторичных реакций, поскольку продукты реакции с меньшей вероятностью будут взаимодействовать с пиролизованной биомассой. Есть некоторые интересные проблемы в масштабировании, и сравнение продуктов между микроволновым и обычным быстрым пиролизом будет интересным.

    2.2.6 Теплопередача при быстром пиролизе

    При разработке технологии быстрого пиролиза возникает ряд технических проблем, наиболее важной из которых является передача тепла в реактор.Пиролиз является эндотермическим процессом, требующим значительного подвода тепла для повышения температуры биомассы до температуры реакции, хотя теплота реакции незначительна. Теплопередача в коммерческих реакторах является важной конструктивной особенностью, и энергия побочного продукта древесного угля обычно используется в коммерческом процессе путем сжигания полукокса в воздухе. Обычно полукокс содержит около 25% энергии сырья, и около 75% этой энергии требуется для управления процессом. Побочный газ содержит только около 5% энергии сырья, и этого недостаточно для пиролиза.Ниже перечислены основные методы обеспечения необходимого тепла:

    • Через поверхности теплопередачи, расположенные внутри и/или в подходящих местах в реакторе, такие как нагревательные трубы внутри слоя и/или концентрический кольцевой нагреватель вокруг слоя

    • Путем нагрева псевдоожижающего газа в случае реактора с псевдоожиженным слоем или с циркулирующим псевдоожиженным слоем, хотя для подвода необходимого тепла может потребоваться чрезмерная температура газа, что может привести к локальному перегреву и снижению выхода жидкости, или, альтернативно, могут быть очень высокие потоки газа. необходимо, что приводит к нестабильной гидродинамике.Частичный нагрев обычно является удовлетворительным и желательным для оптимизации энергоэффективности

    • Путем удаления и повторного нагрева материала слоя в отдельном реакторе, который используется в большинстве реакторов с ЦКС и реакторами с транспортируемым слоем

    • Путем добавления некоторого количества воздуха, хотя это может создавать локальные горячие точки и увеличивать растрескивание жидкостей до смолистых веществ

    • При использовании микроволн (см. раздел 2.2.5).

    Существует множество способов получения технологического тепла из побочного угля или газа или из свежей биомассы.Этот аспект проектирования и оптимизации реакторов пиролиза наиболее важен для коммерческих установок и будет привлекать все большее внимание по мере роста заводов. Примеры вариантов включают:

    • Сжигание побочного кокса, полностью или частично

    • Сжигание побочного газа, который обычно требует добавления, например, природного газа прибыльный рынок для полукокса

    • Газификация побочного полукокса и сжигание полученного генераторного газа для обеспечения лучшего контроля температуры и предотвращения проблем с щелочными металлами, таких как образование шлака в камере сгорания полукокса

    • Использование побочного газа с аналогичными преимуществами как указано выше, хотя маловероятно, что в этом газе будет достаточно энергии без некоторых добавок

    • Использование продуктов биотоплива

    • Использование ископаемого топлива там, где оно доступно по низкой цене, не влияет на какие-либо допустимые вмешательства на процесс или р продукт, а побочные продукты имеют достаточно высокую стоимость.

    2.3 Продукты

    Жидкая бионефть образуется путем быстрого охлаждения и, таким образом, «замораживания» промежуточных продуктов мгновенного разложения гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина. Таким образом, жидкость содержит много реактивных частиц, которые способствуют ее необычным свойствам. Бионефть можно рассматривать как микроэмульсию, в которой непрерывная фаза представляет собой водный раствор продуктов разложения холоцеллюлозы, который стабилизирует неоднородную фазу макромолекул пиролитического лигнина посредством таких механизмов, как водородные связи.Одна теория состоит в том, что при быстром пиролизе образуется поверхностно-активное вещество, которое создает стабильную микроэмульсию с пиролитическим лигнином. Считается, что старение или нестабильность являются результатом разрушения этой эмульсии.

    Бионефть обычно представляет собой темно-коричневую свободно текущую жидкость и по элементному составу приближается к биомассе. В зависимости от исходного сырья и режима быстрого пиролиза цвет может быть от почти черного до темно-красно-коричневого до темно-зеленого, на что влияет наличие микроуглерода в жидкости и химический состав.Фильтрация горячим паром дает более полупрозрачный красно-коричневый цвет из-за отсутствия обугливания. Высокое содержание азота может придавать жидкости темно-зеленый оттенок.

    Состоит из очень сложной смеси кислородсодержащих углеводородов с заметной долей воды как из исходной влаги, так и из продукта реакции. Также может присутствовать некоторый твердый уголь. Типичные выходы органических соединений из различных видов сырья и их изменение в зависимости от температуры показаны на рис. 2 и .Аналогичные результаты получены для большинства исходных материалов биомассы, хотя максимальный выход может происходить при температуре от 480°C до 525°C в зависимости от исходного сырья. Травы, например, имеют тенденцию давать максимальный выход жидкости около 55–60% по весу в пересчете на сухой корм в нижней части этого температурного диапазона, в зависимости от содержания золы в траве. Выход жидкости зависит от типа биомассы, температуры, времени пребывания горячего пара, отделения полукокса и содержания золы в биомассе, причем последние два фактора оказывают каталитическое действие на паровой крекинг.Важно отметить, что максимальный выход — это не то же самое, что максимальное качество, и качество требует тщательного определения, если его нужно оптимизировать. Качество бионефти, управление и улучшение качества также были рассмотрены (23).

    Рис. 2.

    Изменение выхода органики с разным сырьем (3)

    Рис. 3.

    Типичные выходы основных продуктов быстрого пиролиза биомассы (3)

    Жидкость обычно содержит около 25 % по массе воды, которая образует стабильную однофазную смесь, но она может варьироваться от примерно 15 % по массе до верхнего предела примерно в 30–50 % по массе, в зависимости от исходного материала, способа его производства и последующего сбора.Выше 50 мас.% воды (а иногда и ниже) выделяется жидкая фаза. Типичная спецификация исходного материала — максимум 10% влаги в высушенном сырьевом материале, поскольку и эта влажность сырья, и реакционная вода после пиролиза, как правило, около 12% в пересчете на сухой корм, относятся к жидкому продукту. Жидкости для пиролиза допускают добавление некоторого количества воды, но существует ограничение на количество воды, которое можно добавить к жидкости до того, как произойдет разделение фаз, другими словами, жидкость не может быть растворена в воде.Добавление воды снижает вязкость, что полезно; снижает теплотворную способность, что означает, что для выполнения заданной нагрузки требуется больше жидкости; и может улучшить стабильность. Таким образом, воздействие воды является сложным и важным. Бионефть смешивается с полярными растворителями, такими как метанол, ацетон, но полностью не смешивается с топливом, полученным из нефти. Это связано с высоким содержанием кислорода, составляющим около 35–40% масс., что аналогично содержанию кислорода в биомассе и обеспечивает химическое объяснение многих описанных характеристик.Удаление этого кислорода путем очистки требует сложных каталитических процессов, описанных в части II.

    Плотность жидкости очень высока и составляет около 1200 кг т –1 , по сравнению с легким мазутом около 0,85 кг л –1 . Это означает, что жидкость содержит около 42% энергоемкости мазута по весу и 61% по объему. Это имеет значение для проектирования и спецификации оборудования, такого как насосы и распылители в котлах и двигателях.

    Вязкость важна для многих видов топлива (24). Вязкость полученного бионефти может варьироваться от 25 м 2 с –1 до 1000 м 2 с –1 (измерено при 40°C) или более в зависимости от сырье, содержание воды в бионефти, количество собранных легких фракций и степень старения нефти.

    Пиролизные жидкости не могут быть полностью испарены после того, как они извлечены из паровой фазы.Если жидкость нагреть до 100 °C или более, чтобы попытаться удалить воду или отогнать более легкие фракции, она быстро вступит в реакцию и в конечном итоге даст твердый остаток, составляющий около 50 мас. % исходной жидкости, некоторые дистилляты содержат летучие органические соединения, которые были трещины и вода. Хотя бионефть успешно хранилась в течение нескольких лет в нормальных условиях хранения в стальных и пластиковых бочках без каких-либо ухудшений, которые могли бы помешать ее использованию в любом из испытанных на сегодняшний день применений, она действительно медленно меняется со временем, наиболее заметно постепенное увеличение вязкости.Более поздние образцы, которые были распространены для тестирования, продемонстрировали существенные улучшения в согласованности и стабильности, демонстрируя улучшение проектирования процессов и контроля по мере развития технологии.

    Старение – хорошо известное явление, вызванное продолжающимися медленными вторичными реакциями в жидкости, что проявляется в увеличении вязкости со временем. Его можно уменьшить или контролировать добавлением спиртов, таких как этанол или метанол. В крайних случаях может произойти разделение фаз.Это усугубляется или ускоряется присутствием мелкого угля. Это было рассмотрено Diebold (25, 26).

    Жидкость для быстрого пиролиза имеет более высокую теплоту сгорания (HHV) около 17 МДж кг –1 , так как производится с содержанием воды около 25 мас.%, которую трудно отделить. Хотя эту жидкость широко называют «бионефтью», она не смешивается ни с какими углеводородными жидкостями. Он состоит из сложной смеси кислородсодержащих соединений, которые обеспечивают как потенциал, так и сложность использования.Есть некоторые важные свойства этой жидкости, которые обобщены в Таблице II и Таблице III . Существует много конкретных характеристик бионефти, которые необходимо учитывать при любом применении (6). Oasmaa и Peacocke провели обзор характеристик и методов физических свойств (27, 28).

    Таблица II

    типичные свойства производной древесины сырой био-масла

    9032 9032 9 H 6% O
    содержание влаги 25%
    рН 2.5
    Удельная гравитация 1,20
    38%
    N N 0-0,1%
    HHV как производится 17 MJ KG -1
    Вязкость (40 ° C и 25% воды) 40-100 МПа s
    Твердые вещества (кокс), включая золу 0.1%
    Остаток вакуумных дистилляций до 50%
    6 Таблица III

    Характеристики Био-Масла

    9052 90 512 неприятный запах 2 54 Коллекция жидкостей

    Газообразные продукты быстрого пиролиза состоят из аэрозолей, истинных паров и неконденсирующихся газов. Они требуют быстрого охлаждения, чтобы свести к минимуму вторичные реакции и конденсировать истинные пары, в то время как аэрозоли требуют дополнительной коалесценции или агломерации. Простой непрямой теплообмен может вызвать предпочтительное отложение компонентов, полученных из лигнина, что приведет к фракционированию жидкости и, в конечном итоге, к закупорке трубопроводов и теплообменников. Широко практикуется закалка в продуктовом биомасле или в несмешиваемом углеводородном растворителе.

    Ортодоксальные устройства для улавливания аэрозолей, такие как туманоуловители и другие обычно используемые импинджмент-устройства, как сообщается, не так эффективны, как электростатическое осаждение, которое в настоящее время является предпочтительным методом как в лабораторных, так и в промышленных масштабах. Парообразный продукт из реакторов с псевдоожиженным слоем и реакторов с транспортируемым слоем имеет низкое парциальное давление конденсирующихся продуктов из-за больших объемов псевдоожижающего газа, и это является важным конструктивным соображением при сборе жидкости. Этот недостаток устранен в системах с вращающимся конусом и абляционными реакционными системами, обе из которых исключают использование инертного газа, что приводит к более компактному оборудованию и меньшим затратам (29).

    2.5 Побочные продукты

    Уголь и газ являются побочными продуктами, обычно содержащими около 25% и 5% энергии исходного материала соответственно. Сам процесс пиролиза требует около 15% энергии сырья, а из побочных продуктов только полукокс имеет достаточную энергию для обеспечения этого тепла. Тепло может быть получено путем сжигания полукокса в ортодоксальной конструкции реакционной системы, что делает процесс энергетически самодостаточным. Более продвинутые конфигурации могут газифицировать полукокс до газа с более низкой теплотворной способностью (LHV), а затем более эффективно сжигать полученный газ для обеспечения технологического тепла с тем преимуществом, что содержание щелочных металлов в полукоксе можно гораздо лучше контролировать.Отработанное тепло от сжигания угля и любое тепло от избыточного газа или побочного газа можно использовать для сушки сырья, а в крупных установках можно использовать для экспорта или производства электроэнергии. Важным принципом быстрого пиролиза является то, что хорошо спроектированный и хорошо отлаженный процесс не должен производить никаких выбросов, кроме чистых дымовых газов, то есть CO 2 и воды, хотя они должны соответствовать местным стандартам и требованиям по выбросам.

    2.5.1 Уголь

    Уголь действует как катализатор парового крекинга, поэтому важно быстрое и эффективное отделение от паров продуктов пиролиза, хотя неясно, в какой степени крекинг вызван щелочными металлами в полукоксе.Циклоны являются обычным методом удаления полукокса, однако некоторые мелкие частицы всегда проходят через циклоны и собираются в жидком продукте, где они ускоряют старение и усугубляют проблему нестабильности, описанную ниже. Некоторый успех был достигнут с фильтрацией горячего пара, которая аналогична очистке горячего газа в системах газификации (30–33). Проблемы возникают из-за липкости мелкодисперсного угля и отделения фильтрационной корки от фильтра.

    Фильтрация жидкости под давлением для значительного удаления твердых частиц (до

    2.5.2 Газ

    Газ содержит лишь небольшую долю (около 5%) исходной энергии биомассы и недостаточен для обеспечения всего необходимого технологического тепла. Теплотворная способность зависит от технологии процесса и степени разбавления отходящего газа инертным и/или рециркулирующим газом.

    2.6 Окружающая среда, здоровье и безопасность

    Поскольку бионефть становится все более доступной, все больше внимания будет уделяться аспектам окружающей среды, здоровья и безопасности.В 2005 году было завершено исследование по оценке экотоксичности и токсичности 21 бионефти от большинства коммерческих производителей бионефти по всему миру в рамках скринингового исследования с полной оценкой репрезентативной бионефти (34). Исследование включает всестороннюю оценку требований к транспортировке в качестве обновления более раннего исследования (35) и оценку биоразлагаемости (36). Результаты сложны и требуют более всестороннего анализа, но общий вывод заключался в том, что бионефть не представляет значительных рисков для здоровья, окружающей среды или безопасности.

    Подтверждение

    Это исправленная и обновленная версия оригинального текста, опубликованного Тейлором и Фрэнсисом (37). Воспроизведено с разрешения Taylor and Francis Group LLC Books.

  • 1.
  • 2.
    «Стандартные технические условия на пиролизное жидкое биотопливо», ASTM D7544-12, ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания, США, 2012 г. ССЫЛКА https://doi.org/10.1520/D7544-12
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7.
  • 8.

    А. В. Бриджуотер, С. Черник и Дж. Пискорц, «Статус быстрого пиролиза биомассы», в «Быстрый пиролиз биомассы: Справочник», изд. А. В. Бриджуотер, Vol. 2, CPL Press, Newbury, UK, 2002, стр. 1–22

  • 9.

    А. В. Бриджуотер, «Быстрый пиролиз биомассы», в «Термальной конверсии биомассы», изд. А. В. Бриджуотер, Х. Хофбауэр и С. ван Лоо, CPL Press, Ньюбери, Великобритания, 2009 г., стр. 37–78

  • 10.
  • 11.
    С. В. Бэнкс и А. В. Бриджуотер, «Быстрый каталитический пиролиз для улучшения качества жидкости», в «Справочнике по производству биотоплива: процессы и технологии», под ред. Р. Луке, КСК Лин, К. Уилсон и Дж. Кларк, Elsevier Ltd, Даксфорд, Великобритания, 2016 г., стр. 391–429. X
  • 12.

    Дж. Пискорц, Д.С. Скотт, Д. Рэдлейн и С. Черник, «Новые применения процесса быстрого пиролиза Ватерлоо», в «Термическая обработка биомассы», под ред.E. Hogan, J. Robert, G. Grassi and AV Bridgwater, CPL Scientific Press, Thatcham, UK, 1992, стр. 64–73

  • 13.
    J. Diebold, and J. Scahill, «Абляционный пиролиз биомассы». в твердоконвективных средах с теплопередачей», в «Основах термохимической конверсии биомассы», под ред. Р. П. Оверенд, Т. А. Милн и Л. К. Мадж, Elsevier Applied Science Publishers Ltd, Эссекс, Великобритания, 1985, стр. 539–555.
  • 15.(10) , 8047 ССЫЛКА https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6b01412
  • 17.

    А. Хорнунг, А. Апфельбахер, Ф. Рихтер и Х. Зайферт, «Термохимическое преобразование энергетических культур: Haloclean: Промежуточный пиролиз», 6-й Международный конгресс по повышению ценности и переработке промышленных отходов (VARIREI, 2007), Л’Акуила, Италия, 27–28 июня 2007 г.

  • 18.
    Л. Ингрэм, Д. Мохан, М. Брика, П. Стил, Д. Стробель, Д. Крокер, Б. Митчелл, Дж. Мохаммад, К. Кантрелл и К.У. Питтман-младший, Energy Fuels, 2008, 22 , (1), 614 ссылка https://doi.org/10.1021/ef700335k
  • 19.
  • 20.
  • 90.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
    AV Bridgwater, «Обновление Жидкости для быстрого пиролиза», в «Термохимическая обработка биомассы: преобразование в топливо, химикаты и энергию», изд.RC Brown, John Wiley & Sons Ltd, Чичестер, Великобритания, 2011 г. А. Куэвас, С. Густ, Д. Хаффман и Дж. Пискорц, «Предлагаемые спецификации для различных марок пиролизных масел», в «Развитии в области термохимической конверсии биомассы», под ред. А. В. Бриджуотер и Д. Г. Б. Букок, Vol. 1, Springer Science+Business Media, Дордрехт, Нидерланды, 1997 г., стр. 433–447. ССЫЛКА https://doi.org/10.1007/978-94-009-1559-6_34
  • 25.
  • 26.

    JP Diebold, «Обзор химических и физических механизмов стабильности при хранении биомасел быстрого пиролиза», в «Fast Пиролиз биомассы: Справочник», под ред. А. В. Бриджуотер, Vol. 2, CPL Press, Ньюбери, Великобритания, 2002 г., стр. 243–292

  • 27.
    А. Оасмаа и К. Пикок, «Руководство по характеристике физических свойств жидкостей для быстрого пиролиза, полученных из биомассы», публикации VTT 450, Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT), Эспоо, Финляндия, 2001 г., 102 стр. ССЫЛКА http://www.vtt.fi/Documents/P450.pdf
  • 28.
    А. Оасмаа и К. Пикок, «Свойства и использование топлива для быстрых пиролизных жидкостей, полученных из биомассы: руководство», Публикации VTT 731, VTT, Эспоо, Финляндия, 2010 г. , 134 стр. ССЫЛКА http://www.vtt.fi/Documents/P731.pdf
  • 29.

    GVC Пикок, А.В. Бриджуотер и Дж.Г. Браммер, «Техно-экономическая оценка производства электроэнергии с помощью технологии Wellman Process Engineering и BTG Fast Pyrolysis». Процессы», в «Науке о термической и химической конверсии», под ред.AV Bridgwater and DGB Boocock, CPL Press, Newbury, UK, 2004, pp. — Газофильтрованная бионефть в NREL’, в «Производство и использование бионефти», под ред.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *

    © 2011-2022 Компания "Кондиционеры"
  • Характеристика Причина Эффекты
    Кислотность или низкий pH Органические кислоты из деградации биополимеров Коррозия сосудов и трубопроводов
    стажировка Продолжение вторичных реакций, включая полимеризацию Медленное увеличение вязкости из вторичного реакции, такие как конденсация
    Возможное разделение фаз
    Щелочные металлы (зола) Отравление
    Отложение твердых веществ в сгорании
    Эрозия и коррозия
    Неполное разделение твердых веществ Формация шлака
    Ущерб Турбины
    Char Char Неполное разлучение Старение масла
    фильтр блокировки
    блокировка катализатора
    Двигатель инжектор блокировки
    Alkali металлическое отравление
    Chlorine Загрязнения в Корма биомассы Catalyst отравление в обновлении
    цвет растрескивание биополимеров и Чар Оскрытие некоторых продуктов, таких как смолы
    Загрязнение корма Практика уборки Загрязносимость Выступают в качестве катализаторов и могут увеличить частиц переноски по сравнению с
    дистилляция плохая Реактивная смесь деградации продуктов биомассы Биомаса Био-масло не может быть дистиллирована — максимум 50% обычно
    Чтобы реагировать на ниже 100 ° C и по существу разлагается выше 100 ° C
    Высокая вязкость дает Высокое давление Капель Увеличение Стоимость оборудования
    Высокая насосная стоимость
    Плохое распределение
    Низкая H: C Соотношение Биомасса имеет низкий уровень соотношения H: C и продукты термической деградации реплицируют это соотношение Обновление на углеводороды более сложнее
    Материалы несовместимость Фенольные и ароматические соединения Разрушение уплотнений и прокладок
    Очень низкая смешиваемость с углеводородами
    азот загрязняющих веществ в корме биомассы
    высокая корма высокого азота, таких как белки в отходах Catalyst отравление в модернизации
    NOx в расческе Ustion
    Содержание кислорода очень высокое Композиция биомассы имеет высокий кислород, так что тепло ухудшающиеся продукты имеют высокий кислород плохую стабильность
    2
    Разделение фазы Или неоднородность Высокая подача воды Разделение фазы
    Разделение частичного фазы
    Бедный символ Налогом
    Бедный Смешивание
    Беспосовство в обработке, хранении и обработке
    запах или запах альдегиды и другие летучие органики, многие из гемицеллюлозы , а не токсичные, Ех запах часто нежелательный
    твердые вещества
    частицы из кормового загрязнения
    Мелкие частицы полукокса
    Структура Уникальная структура обусловлена ​​быстрой деполимеризацией и быстрым гашением паров и аэрозолей
    сера Загрязнения в кормах биомассы отравление катализатором в обновлении
    Чувствительность температуры Неполная или «замороженная» деградация реакций Разложение жидкости на две фазы выше 100 ° C
    Необратимая вязкость увеличения выше 60 ° C
    Потенциальное разделение фазы выше примерно 60 ° C
    Токсичность Разложение биополимера Продукты Человеческая токсичность позитивна, но маленькая
    Экотоксичность незначительна
    Вязкость Химический состав био-масла дает высокую вязкость, которая имеет тенденцию со временем из-за старение Достаточно высокое и имеет тенденцию к увеличению со временем
    Более сильное влияние температуры на изменение вязкости, чем для углеводородов
    6 9 активность
    Содержание воды Реакции пиролиза Комплексное влияние на вязкость и стабильность: увеличение содержания воды снижает теплотворную способность, плотность и стабильность; и повышает pH
    Исходная вода
    Воздействует на катализаторы, например, путем гидролиза

    16