Твердопаливні котли - F
Сага про дров'яні піролізні котли
- Піроліз деревини
- Піролізний газ
- Звичайне горіння деревини
- Піролізне горіння деревини
- Дров'яний піролізний котел
- Паливо для піролізного котла
- Чим піролізний котел відрізняється від газогенераторного
- Що таке газогенератор
- Що таке газогенераторний котел
- Конструкція дров'яного піролізного казана
- Принцип роботи дров'яного піролізного казана
- Розпалення піролізного котла
- Пряма тяга та газогенераторний режим піролізного котла
- Обслуговування піролізного казана
- Футерування піролізного котла
- Переваги дров'яних піролізних котлів
- Недоліки піролізних котлів
- Як вибрати дров'яний піролізний котел
трохи теорії, без якої буде зовсім не зрозумілі сенс і ідея роботи піролізних котлів
Піроліз деревини
Піроліз деревини - це її термічне розкладання Піроліз деревини - це розкладання деревини під впливом температури. Деревина - це матеріал стінок клітин деревини, тверда деревна маса без порожнеч, щільність якої прийнята 1540 кг/м3 для деревини всіх порід. Піроліз деревини - ізотермічний процес, що йде із виділенням тепла. В результаті свого піролізу деревина розкладається на деревне вугілля і леткі вуглеводні. Продукти піролізу деревини – це горючі речовини.
Коли бачимо горіння дров, ми бачимо горіння саме продуктів піролізу (термічного розкладання) деревини. Власне сама деревина при цьому не горить і не окислюється. Деревна речовина лише розкладається під впливом високої температури на горючі складові речовини –деревне вугілля та леткі вуглеводні.
Піролізний газ
Газова горюча складова частина деревини називається піролізний газ.
Піролізний газ складається з летких (газоподібних) вуглеводнів та чадного газу (СО), який утворюється від неповного згоряння деревного вугілля – твердої горючої складової деревини.
Підпал деревини Щоб деревина спалахнула, її потрібно підпалити – нагріти деревну речовину до температури її піролізу та займання продуктів піролізу. Якщо кисню в зоні нагріву буде достатньо, продукти піролізу (деревне вугілля та леткі вуглеводні) спалахнуть. Деревина загориться і горітиме. Вважають, що в ідеальних умовах деревина може спалахнути вже при температурі 300°С. Для звичайного запалювання та стійкого горіння деревини потрібно її розігрів до температури 500. 650°С
Звичайне горіння деревини При звичайному горінні деревини, в єдиному обсязі багаття або іншого вогнища одночасно і нерозривно протікають два процеси: піроліз (термічне розкладання) деревини та горіння отриманих продуктів піролізу
Піролізне горіння деревини Піролізне горіння деревини - це складний штучний процес, створений і керований людиною.
При піролізному горінні деревини, її піроліз та горіння отриманих продуктів піролізу – повністю або частково рознесені у різні об'єми (камери)
При піролізному горінні в одній камері йде процес піролізу деревини і горить її тверда горюча складова – деревне вугілля). А, газова горюча складова деревини відводиться з камери піролізу і горить окремо,спеціальному газовому пальнику – соплі.
При цьому до піролізного газу підмішують додаткове (вторинне) повітря для більш якісного згоряння летких вуглеводнів і чадного газу, який утворюється від неповного згоряння вугілля деревного (вуглецю).
Навіщо потрібне піролізне (роздільне) горіння деревини?
Поділ процесів горіння палива (деревини) дозволяє повніше спалювати дрова, підвищити ККД опалювального агрегату та зменшити викид шкідливих речовин в атмосферу. Роздільна (піролізне) горіння деревини було реалізовано з появою спеціальних опалювальних агрегатів – дров'яних піролізних котлів.
з цього моменту починається розповідь про дров'яні піролізні котли - дивовижний продукт людського розуму.
Що таке дров'яний піролізний котел
Піролізний котел – це опалювальна установка, в якій реалізована ідея роздільного піролізного горіння палива (дрів). Принципово важливо, що у піролізного котла термічне розкладання деревини та горіння продуктів піролізу відбувається окремо, у різних камерах. Піролізний котел працює за принципом розділеного на дві фази горіння палива. У першій фазі (піроліз) – паливо термічно розкладається з виділенням деревного вугілля та піролізного газу. У другій фазі (горіння) - горять отримані продукти термічного розкладання (дерев'яне вугілля та піролізні гази). Причому, безумовно, це відбувається в різних камерах котла - камері завантаження і камері згоряння. Ці дві камери з'єднані через сопло, де турбулізуються піролізні гази, змішуючись з повітрям, що подається.
Піролізний котел – це твердопаливний опалювальний агрегат, у якого горіння палива поділено на дві фази. Перша фаза - це попереднє термічне розкладання (піроліз)палива. І друга фаза – це горіння продуктів піролізу.
Піролізний котел - це твердопаливний опалювальний агрегат, в якому паливо (дрова) і летючі речовини, що виходять з нього, згоряють окремо, в різних камерах.
Наявність двох камер, завантажувальної камери та камери згоряння – головна відмінність піролізного котла від решти своїх опалювальних побратимів.
Незважаючи на те, що піроліз деревини та видобуток деревного вугілля відомі, років так з 1000, піролізні котли – популярна та новомодна фішка. У піролізному котлі використовується принцип газогенерації палива з палива і подальшого його горіння в окремій камері. Тому, наявність двокамерної конструкції - неодмінна умова для піролізного казана. У піролізному котлі, термічне розкладання (піроліз, газогенерація) палива та горіння продуктів піролізу – рознесені до різних камер. Іншими словами, спочатку паливо (деревина, органіка) – в одній камері піролізного котла перетворюється на пальний газ (піролізний газ), а потім, у другій камері піролізного котла – цей газ горить, як звичайний природний газ.
Паливо для піролізного котла
Враховуючи специфіку сказаного вище, можна з абсолютною впевненістю стверджувати, що паливом для піролізного котла обов'язково повинна служити будь-яка органіка, здатна при термічному розкладі виділяти піролізні гази. Насамперед, це – деревина, відходи аграрної та харчової промисловості тощо.
Не можуть бути паливом для піролізного котла викопні ресурси – газ, нафту, вугілля тощо. . Неможливо розкласти розкладене. Це як відповідь на запитання – «чому не горить вода». Тому що вода самає продуктом горіння та неможливо ще раз спалити попел.
Від того, що під час роботи піролізних казанів генерується піролізні гази – такі казани ще називають газогенераторними. Газогенераторні котли – друга, але хибна назва піролізних котлів.
Чим піролізний котел відрізняється від газогенераторного?
Як було вже сказано – в основу роботи ПІРОЛІЗНОГО КОТЛА покладено принцип піролізного (роздільного) спалювання палива. При цьому паливо (деревина) горить (тліє) у завантажувальній камері. Для підтримки цього горіння (тління) в камеру завантаження подається первинне повітря. При горінні (тлінні) дров відбувається його термічне розкладання (піроліз) плюс хімічний процес з'єднання окислювача (кисню з повітря) з горючими елементами палива. До горючих елементів палива відносяться, в першу чергу, вуглець (С) та водень (Н). Потім, основна частина горючих елементів палива у вигляді горючих газів перетворюється на камеру згоряння для допалювання цих самих газів. Туди ж подається вторинне повітря, необхідне повного окислення пального речовини. Потім, ця справа горить і видаляється через димову трубу.
Для повноти картини, слід зазначити, що неповне згоряння деревного вугілля в піролізному котлі супроводжується рясним утворенням чадного газу (СО). Горіння деревного вугілля не має відношення до фізичного процесу піролізу деревини, оскільки відбувається вже після цього.
У ГАЗОГЕНЕРАТОРНИХ КОТЛАХ передбачається наявність газогенераторної установки - пристосування для сухого сублімації палива. І в цьому їхня принципова відмінність від піролізних котлів, де такої установки немає.
Що таке газогенератор
Газогенератори (газогенераторні установки) широко застосовувалися ще за часів Другої світової і навіть раніше. ОписПерших газогенераторів можна зустріти в середньовічних трактатах, коли алхіміки гріли деревину в закритих ретортах і дивилися, що з цього вийде. Трохи пізніше, у сімнадцятому столітті, в Європі набули широкого поширення цілі газогенераторні заводи, де отримували піролізний газ у промислових масштабах для використання його в побутових цілях.
В основу роботи газогенератора покладено принцип газогенерації (сухої сублімації) палива. Як правило, газогенератор - це повністю ізольована ємність ретортної або в купольної конструкції, що нагрівається або охолоджується зовні. Первинне повітря для горіння палива в газогенератор не подається. У герметичному обсязі, під дією високої температури та в умовах ПОВНОГО відсутності кисню суха паливна маса розкладається на летку – так званий піролізний газ та твердий залишок – деревне вугілля. Потім отриманий піролізний газ збирається і використовується за призначенням. Наприклад, прямує у звичайний газовий пальник для отримання теплової енергії. При цьому деревне вугілля вважається побічним продуктом газогенерації і вивантажується з приладу в кінці процесу.
Що таке газогенераторний котел
Автор ризикне припустити, що термін «газогенераторний котел» - це успішний рекламний слоган, утворений від незнання предмета. Щось типу, «живого пива» та «дисбактеріозу». Ніхто не знає, що це таке, але за те всі про це говорять.
Якщо з'єднати газогенератор для отримання піролізного газу та газовий котел для подальшого спалювання – вийде газогенераторний опалювальний котел. Газогенераторний опалювальний котел - дуже складна річ, оскільки він буде утворений від злиття двох, неймовірно складних механізмів. Якщо газогенератор встановлений безпосередньо на опалювальному котлі,то можливе допалювання деревного вугілля прямо на місці, в кінці процесу газогенерації При цьому, попередньо: потрібно відсікти газовий пальник, подати повітря в камеру газогенерації і перенапрямити розжарені димові гази безпосередньо в теплообмінник. Роботу такого складного механізму важко уявити на побутовому рівні. Можливо, років десь через 300.
Наскільки вірним є таке твердження – не мені судити, проте – хочеться поїхидничати.
Читаємо про піролізні котли на українському сайті провідного чеського виробника опалювального обладнання «Атмос-Україна» atmos.net.ua/documents/drova, цитую:
«Буде помилкою вважати, що піролізні твердопаливні котли АТМОС працюють на принципі спалювання дров. Насправді дрова є лише джерелом виробітку палива – деревного газу. Саме цей газ – змішуючись із вторинним повітрям у керамічній форсунці – згоряючи, виділяє корисне тепло, за рахунок якого відбувається нагрівання всієї опалювальної системи.
Дуже хочеться запитати у панів заморських фахівців: - А куди, в такому випадку Ви подієте деревне вугілля (кокс)? Бо всім відомо, що кінцевим продуктом повного піролізу деревини є майже чистий вуглець - деревне вугілля. (це вже з Вікіпедії)
Коні зрозуміло, що він (кокс) згоряє там, у піролізній камері піролізного котла. Куди спеціально для цього і подають первинне повітря. І все ж таки. хе-хе-хе. Все вищевикладене наштовхує на глибоку думку, що немає чіткого визначення та розмежування для піролізного та газогерераторного котлів. Хоча
Повернімося до нашого предмета - піролізного котла
і розглянемо детальніше його конструкцію та принцип роботи.
Конструкція піролізного котла
Щоб уникнути незрозумілих самописних схем,пропоную розглядати конструкцію піролізного казана на живому прикладі. Піролізні котли Мотор Січ – класичний приклад конструкції піролізного казана. На ці піролізні казани в інтернеті дуже багато технічної інформації, тому всі схеми, малюнки та ескізи будуть від них.
Принцип роботи піролізного казана
Футерування піролізного котла
Переваги піролізних котлів
Виробники піролізних котлів приписують їм неймовірні переваги перед рештою. Мовляв, і економічні, і екологічні, і багато іншого.