Функция «пиролиз» в духовке — что это такое?

Описание процесса

Потребность в экологичном оборудовании для переработки химических отходов у нашего общества появилась уже давно. Первые пиролизные котлы стали запускать еще в конце позапрошлого века. А создание современных пиролизных агрегатов решило сразу несколько вопросов:

  • экологическая составляющая;
  • возможность накапливать результаты сжигания;
  • экономическая выгода.

Впрочем, экономический аспект использования пиролиза рассчитан на перспективу. Пиролиз достаточно недешевое удовольствие. Он требует соответствующего оборудования и специально обученный кадровый состав.

Зато в работе пиролизные установки практически автономны. Агрегатам требуется электроэнергия только для запуска, дальнейшая работа котла осуществляется за счет производимых в процессе сжигания ресурсов. При этом избытки вырабатываемой энергии и пара можно использовать для бытовых целей, перенаправляя их коммунальные сети.

схема пиролиза

В России пиролиз только начинает набирать популярность, тогда как в Европе без установок для пиролиза не обходится ни одно крупное предприятие. Причин такой востребованности пиролиза довольно много:

  • безотходный способ переработки мусора и всевозможных загрязнений промышленного характера;
  • уровень КПД от пиролиза составляет 90 %;
  • возможность получения новых соединений, вторсырья;
  • создание невосполнимых ресурсов, таких как синтетическая нефть;
  • получение углеводородов, органических кислот и других химических элементов;
  • источник теплоснабжения предприятий.

Исходя из выбора сырья для переработки, пиролизная реакция может протекать при разных температурных режимах. Конечный результат при этом, также будет различаться по составу химических элементов.

В зависимости от температуры нагрева печи и дополнительным составляющим пиролиза, перегонку принято разделять на две разновидности: сухая и окислительная.

Что такое пиролиз — описание процесса

Теоретически можно сжечь любое вещество, включающее соединения углерода с водородом, например:

  • уголь;
  • природный газ (метан, пропан и так далее);
  • биомасса – свежая, сухая;
  • изделия из дерева, целлюлозы, обычные дрова;
  • различные виды пластмасс;
  • резина из натурального либо искусственного каучука;
  • нефть, ее производные;
  • прочие углеродосодержащие отходы.

На выходе получите определенное количество тепловой энергии, зависящее от первоначальной влажности сжигаемой массы. Для описания процессов воспользуемся химической формулой:

Реакция термического разложения древесины

Горение – это реакция быстрого окисления. В идеальных условиях каждый атом углерода соединяется с двумя частицами кислорода, а 2 атома водорода взаимодействует с 1 частицей кислорода. В результате образуются безвредные соединения – углекислый газ СО2 и вода. Последняя испаряется при нагреве, отнимая часть выделяющейся теплоты.

Важный момент. В реальных условиях далеко не все атомы водорода и углерода находят себе пару из-за недостатка молекул кислорода. Поэтому в состав продуктов горения входит небольшая доля вредных горючих соединений – угарный газ (СО), свободный водород (Н2) и углерод в виде сажи.

Сжигание древесины в костреДаже в костре выделяются пиролизные газы — они сгорают над основным пламенем, соединяясь со свободным кислородом

Пиролиз — это реакция разложения вещества, протекающая при нагреве и нехватке свободного кислорода. Указанный принцип используется в газогенераторных установках:

  1. Топливо (в частности, дерево) помещают внутрь закрытого металлического сосуда – реактора.
  2. Емкость подогревается извне до 500…900 градусов, сквозь специальные отверстия — фурмы подается дозированное количество воздуха.
  3. Под воздействием высокой температуры вещество разлагается на 3 основных компонента – угарный газ (СО), водород (Н2) и твердый или жидкий углеродный остаток. Параллельно образуется небольшое количество углекислого газа и водяного пара.
  4. Летучие продукты составляют пиролизный газ – горючую смесь водорода и окиси углерода, покидающую емкость через отдельный трубопровод. Выделенное газообразное топливо очищается, охлаждается, потом закачивается в резервуар.

Как происходит пиролиз древесных отходовСхема простейшей газогенераторной установки с водяным затвором

Справка. В условиях производства полученный синтез-газ направляется на подогрев той же емкости газогенератора.

Горение и пиролиз – 2 разных процесса, могущих протекать одновременно. Пример: во время интенсивного сжигания дров в топке котла образуется малый объем угарного газа, безвредного СО2 значительно больше. И наоборот, в режиме тления дрова выделяют много водорода и угара, часть которого успевает превратиться в СО2 — окислиться. То есть, все зависит от количества участвующего в реакции кислорода.

Виды и практическое применение пиролиза

В зависимости от процесса разложения пиролиз может идти при различных температурах. При этом полученные в конце процесса вещества будут отличаться по своему химическому составу. Различается:

  • Метод пиролизатермическое разложение при низкой температуре;
  • высокотемпературный пиролиз.

Пиролиз с температурой до 900 градусов считается низкотемпературным и при его проведении получают преимущественно вещества в твёрдом состоянии с небольшой массовой долей газов. При возгонке на высоких температурах, конечным продуктом в основном станут газы. С точки зрения протекания процесса, чем больше получено энергии, тем большей свободой связи обладают молекулы. А чем больше свободы, тем вещество легче, так как расстояния между молекулами увеличиваются.

Суть процесса

Обычное горение древесины с участием кислорода приводит к воспламенению и испарению выделяющихся газов, полному разрушению твердых составляющих, превращению их в дым, копоть, золу и пепел. Температура пламени при этом достигает 1000°С. Пиролиз — тоже термодеструкция. Результат этого процесса — образование продуктов распада лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы. Сухая перегонка осуществляется в замкнутом пространстве при постоянной температуре в 250–450°С, образующиеся газы и жидкие выделяемые компоненты сразу отводятся и охлаждаются. Процесс сопровождается большой отдачей тепла, но дым и копоть не образуются. Полученные остатки затем можно использовать в промышленных целях или домашнем хозяйстве.

Процесс пиролиза древесины

Пиролиз древесины представляет собой процесс, который обеспечивает разложение дерева на две составляющие. Одой из них является сухой остаток, который именуют древесный уголь. Вторая представляет собой пиролизный газ.

Он является необходимым для того, чтобы обеспечивать процесс функционирования таких устройств, как котлы длительного горения.

Такие котлы являются популярными и отлично справляются с задачей поддержания оптимального температурного уровня даже в самую холодную зиму.

Виды пиролизных котлов

Пиролиз древесины — это процесс, который возможен только в определенных условиях. Первым требованием является то, что в камере, которой осуществляется данное действие, не должно быть доступа кислорода. Второе требование заключается в том, что весь процесс происходит при достаточно высоких температурах.

В качестве сырья, чтобы получить пиролизный газ, используют лиственные породы дерева.

Их свойства являются наиболее оптимальными для осуществления данного действия. Однако не исключением являются и хвойные породы, хоть их КПД на порядок ниже.

В качестве конструкции, в которой осуществляется данной действие, выступает реторт. Он имеет замкнутую форму, а уровень содержания кислорода в нем крайне низкий. Имеет оснащение патрубком, через который происходит отвод образовавшегося газа. В дальнейшем, пиролизный газ поддается сгоранию и обеспечивает работу котла длительного горения.

  • 1 Стадии процесса
  • 2 Продукты пиролиза

Стадии процесса

Пиролизное топливо образуется вследствие череды процессов, последовательность которых нельзя нарушать. Если пренебречь хотя бы одним из них, то вся проделанная работа не принесет никаких результатов. Стоит выделить основные этапы данного процесса:

  1. Сушка. На данном этапе древесина лишается полностью всего содержания влаги. Данное действие осуществляется при температуре от 0 до 150ºC.
  2. Сам пиролизный процесс. Именно на этом этапе происходит выделение газа и образование отходов производства. Данная стадия колеблется в температурных показателях от 150 до 350ºС. При температуре в 280ºС наблюдается наиболее эффективная стадия, при которой образуется более половины всего сырья.
  3. Прокалка. На этой стадии более четко происходит отделение смол, от древесного угля. Кроме того, происходит выделение определенных газов, которые ранее были не подвластны температурным показателям. Данная стадия протекает в два этапа, а температурный показатель составляет 350-550ºС.

Сама древесина представляет собой достаточной сложный компонент, который содержит огромное количество различных веществ. Пиролизный процесс позволяет произвести их разделение и получить каждый в чистом виде.

Каждая температурная стадия характеризуется выделением определенного вещества. Именно поэтому, чтобы получить абсолютно все компоненты в чистом виде, необходимо осуществлять пиролизный процесс от начала и до конца.

Окислительный пиролиз

Этот вид пиролиза можно назвать самым экологичным и продуктивным. Он применяется для обработки вторсырья. Реакция проходит при высоких температурах. Например, при пиролизе метана, он смешивается с кислородом, частичное сгорание вещества выделяет энергию, которая нагревает оставшееся сырье до температуры 16000 ºС.

Окислительный пиролиз используют для того, чтобы обезвредить промышленные отходы с повышенным содержанием нефти. А также для переработки пластика, резины и других материалов, не поддающихся естественному разложению в природной среде.

«Окислительный пиролиз позволяет перерабатывать сырье различных консистенций. В том числе материалов в жидком и газообразном состоянии».

Преимущества и недостатки

Отопительная установка характеризуется высокой эффективностью и небольшим уровнем потребления древесины или другого топлива. Перед приобретением необходимо обратить внимание на положительные и отрицательные характеристики покупки. Почему печь пиролиза популярна? Начнем с достоинств:

  • Показатель теплоотдачи, выражающийся в отличном КПД.
  • Небольшое количество отходов после завершения работы установки.
  • Оборудование характеризуется экологичностью.
  • Ценится за счет простоты эксплуатации и отсутствия надобности постоянно добавлять топливо – для большинства моделей достаточно заполнить камеру один раз в сутки.
  • Собрать и установить можно без специальных знаний и заказа услуги у стороннего исполнителя.

Отрицательным моментом является необходимость правильного хранения дров и контроль уровня влажности. Если не соблюдать эти условия, эффективность конструкции будет значительно ниже.

Что такое процесс горения?

Горение – это процесс на рубеже физики и химии, заключающийся в преобразовании вещества в последний продукт. При этом в огромном количестве выделяется тепловая энергия. Процесс горения, в основном, сопровождается излучением света, которое называют пламенем. Также в процессе горения выделяется углекислый газ – СО2, излишек которого в непроветриваемом помещении может привести к боли головы, удушью и даже смерти.

Для нормального протекания процесса нужно выполнение ряда обязательных условий.

Самое первое, горение может быть только если есть наличие воздуха. В вакууме процесс загорания нереален.

Второе, если область, в которой происходит горение, не нагрета до температуры возгорания материала, то процесс горения закончится. К примеру, пламя погаснет, если в только что растопленную печь сразу кинуть большое полено, не дав ей нагреться на очень маленьких дровах.

Третье, если субъекты горения сырые и подчеркивают пары жидкости, а скорость горения еще невысокая, процесс также закончится.

температура

«Зеленый» дизель

Если этанол – частичный заменитель бензина, то для дизельного топлива также имеется возобновляемый заменитель – биодизель. Его получают из метанола и растительных масел, в первую очередь рапсового, пальмового и соевого, методом переэтерефикации.

Безусловным лидером по производству биодизеля являются страны ЕС. В 2009 г. здесь было произведено более 6 млн т биодизельного топлива, и объемы его производства устойчиво растут. Более того, в 2008 г. успешно совершил экспериментальный перелет из Лондона в Амстердам Боинг-747, баки которого были заправлены смесью из кокосового и пальмового масел и авиационного керосина.

Насколько полноценной заменой станут биоэтанол и биодизель традиционному топливу? У этанола есть несомненные преимущества – высокое октановое число (108 против 92—98 у бензина), что позволяет двигателям развивать гораздо более высокую мощность. Процесс сгорания этанола – кислородсодержащего соединения – гораздо эффективнее по сравнению с бензином, что среди прочего уменьшает токсичность выхлопных газов. Однако теплотворная способность этанола почти на 40 % ниже, чем у бензина, что приводит к более высокому расходу топливной смеси. Другим недостатком этанола является его способность поглощать большие количества воды, что приводит к расслоению топлива и ухудшению его качества.

В традиционной технологии получения биодизеля переэтерификация метанолом жиров происходит при относительно невысоких (50—80 °С) температурах с использованием либо щелочей (NaOH или KOH), либо минеральных кислот (H

2

SO

4

, HCl, H

3

PO

4

) в качестве катализаторов.

Кроме этого, иногда в качестве катализаторов переэтерификации триглицеридов используют более сложные основания, такие как производное угольной кислоты гуанидин HNC(NH

2

)

2

и другие амины, которые позволяют достигать за одну стадию высокой (до 98%) степени превращения вещества.

cec73636bb8f408c9829fd0df018acae.jpg

Такая гомогенная технология получения биодизеля, несмотря на простоту, имеет ряд недостатков: полученную смесь продуктов необходимо разделять, нейтрализовать и тщательно промывать. В результате образуются большие количества солей, мыла и сточных вод, которые необходимо утилизировать. Сам же катализатор при этом безвозвратно теряется. Получаемый при этом полезный побочный продукт – глицерин – загрязнен раствором солей и требует дополнительной очистки. Все это повышает себестоимость биодизеля и уменьшает конкурентоспособность этой технологии.

За последние пять лет резко возросло число работ, посвященных более экологически чистому способу получения биодизеля с применением так называемых

гетерогенных катализаторов

основной и кислотной природы. Отличие гетерогенных катализаторов от гомогенных в том, что они находятся не в одной фазе с реагирующими веществами, а образуют самостоятельную фазу, и реакция идет на границе фаз. Преимущества гетерогенных катализаторов не только в том, что их можно использовать многократно, но и в  том, что биодизель получается гораздо более высокого качества. При этом исключается стадия предварительной обработки масла, минимизируется объем жидких отходов, не образуются соли и мыла.

Гексаалюминат лантана – гетерогенный катализатор переэтерификации, перспективный для использования в технологиях получения биодизеля — был разработан в лаборатории приготовления катализаторов ИК СО РАН (Новосибирск). По: (Иванова и др., Патент РФ 2 366 503 от 10.09.2009, пр. 14.04.2008)

Однако к гетерогенным катализаторам переэтерификации предъявляются особые требования. В частности, они должны быть устойчивы к воде, содержащейся в исходных продуктах.

Все эти требования были учтены в Институте катализа СО РАН при разработке гетерогенных катализаторов переэтерификации. Понимание целевых реакций на молекулярном уровне позволило подойти к процессу разработки осознано и целенаправленно.

Акцент делался не столько на каталитическую активность веществ, сколько на стабильность их работы в реальных условиях. В результате было установлено, что одними из наиболее перспективных катализаторов для получения биодизеля являются гексаалюминаты бария, кальция и лантана.

Гексаалюминаты характеризуются относительно низкой активностью по сравнению с другими каталитическими системами, но у них есть важное достоинство: они обладают высокой устойчивостью к выщелачиванию. Особенно это относится к катализаторам, прокаленным при температуре 1200 °С

Биодизель, как и биоэтанол, обладает как недостатками, так и достоинствами. В отличие от обычного дизельного топлива он почти не содержит серы. При попадании в почву или воду полностью разлагается уже через три недели. Кроме того, он обладает хорошими смазывающими характеристиками и более высоким цетановым числом – не менее 51. Однако более высокая вязкость не позволяет использовать его в холодное время года.

Поэтому в США и Европе сегодня проводится политика «мягкой» интеграции биотоплив: в основном, используется топливная смесь, содержащая 10 % этанола и 90 % бензина (стандарт Е10). Значительно реже встречается горючее с более высоким содержанием этанола – Е85.

Топливо, содержащее десятую часть этанола, не требует переделки двигателя машины и сегодня разрешено к применению всеми автопроизводителями. Поскольку в Америке в большинстве мегаполисов федеральный закон обязывает продавцов топлива применять кислородсодержащие добавки (норма – 2,7 % кислорода в бензине), то этанол сегодня практически заменил использовавшийся ранее метил-трет-бутиловый эфир. Для автомобилей, работающих на дизельном топливе, применяется смесь, состоящая на 20 % из биодизеля и на 80 % из солярки (марка В20).

Поэтому можно уверенно говорить, что топливные смеси – это уже стандарт сегодняшнего дня.

Такой компромиссный вариант одновременного использования традиционного моторного топлива и биотоплива позволяет использовать все достоинства первого и нивелировать недостатки последнего. Однако имеется другой подход интеграции биотоплив в существующую инфраструктуру потребления – налаживание производства более качественного биотоплива второго поколения.

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО топлива для двигателей внутреннего сгорания – условная величина, характеризующая меру его детонационной стойкости. Детонационная стойкость н-гептана принимается равной 0, а изооктана – 100. Октановое число топлива равно процентному содержанию изооктана в эталонной смеси с н-гептаном, которая ведет себя так же, как и исследуемое топливо.

ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛО – характеристика воспламеняемости дизельных топлив, определяющая промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала горения. Воспламеняемость α-метилнафталина принимается за 0, гексадекана (цетана) – за 100. Цетановое число дизельного топлива равно объемной доле цетана в модельной смеси. Чем оно выше, тем более спокойно и плавно горит топливная смесь. Оптимальную работу обеспечивают топлива с цетановым числом равным 40—55

Альтернативным процессу переэтерификации три­глицеридов жирных кислот и их производных для получения биодизеля может быть каталитический крекинг (разложение углеводородов сырья под действием высокой температуры в присутствии катализаторов), а также гидрокрекинг (крекинг в присутствии водорода).

В результате каталитического крекинга эфиров и триглицеридов жирных кислот образуются углеводороды дизельной, бензиновой и керосиновой фракций. Основным недостатком этого процесса является быстрая коксуемость катализатора – образование на его поверхности углеродных отложений.

В процессе гидрокрекинга используются катализаторы на основе переходных металлов, в присутствии которых происходит целый ряд разнообразных реакций. Основными продуктами гидрокрекинга триглицеридов являются легкие н-алканы С15—С17, которые получили название грин-дизель (Green diesel) или «суперцетан» (Supercetane).

Грин-дизель имеет более высокое цетановое число, чем биодизель и дизельное топливо, а также более высокую стабильность благодаря отсутствию кислородсодержащих функциональных групп. Поэтому сегодня данный процесс привлекает внимание исследователей в большей степени, чем получение биодизеля.

Жидкое биотопливо из сырья растительного происхождения

Большая часть синтез-газа превращается в биоэтанол. Непреобразованный синтез-газ (отходящий газ) очищается и сжигается для получения дополнительной возобновляемой энергии. Все необходимое тепло и электроэнергия генерируются с помощью встроенного процесса, чтобы удовлетворить все потребности производства в энергии с избытком, а также для использования третьей стороной..

Плюсы и минусы

Технология не нова, и человечество успешно применяло её на всех этапах своего развития.

Пиролиз, как таковой, применялся в России ещё в XII веке для выплавки смолы из древесины.

Пиролиз для переработки отходов стал использоваться сравнительно недавно. Впрочем, человечество стало производить мусор в огромных масштабах тоже недавно.

Этот высокотехнологичный способ переработки отходов имеет много плюсов, но и минусы у него есть.

Плюсы пиролиза:

  1. При утилизации отходов не загрязняется воздух. Нет вредных выбросов, которые, зачастую, опаснее исходного сырья.
  2. Пиролизные установки безопасны для населённых пунктов, которые находятся поблизости. Более того, они могут стать источником энергии для небольших посёлков.
  3. В качестве сырья для пиролиза выступают твёрдые бытовые отходы с полигонов. Такая технология позволяет переработать даже автомобильные покрышки и органическое сырьё.
  4. топливо из пластикаПродукты пиролиза представляют собой полезные вещества, которые можно использовать в качестве топлива. Эти вещества используются на пиролизных установках для их автономной работы. Излишки топлива компании продают.
  5. Оставшийся в результате пиролиза осадок (золу) можно захоронить без вреда для экологии. Золу после высокотемпературного пиролиза используют в строительстве, поскольку она не содержит неокисленный углерод.

Минусы пиролиза:

  1. При низкотемпературном пиролизе не происходит полного распада диоксинов, а тяжёлые металлы не выплавляются.
  2. Пиролизные установки дорогие и сложные в обслуживании.
  3. Низкотемпературные установки требуют большого количества рабочих.

Разновидности

Вариации печи пиролизного горения подразделяют на основе используемого сырья, метода применения и передачи тепловой энергии. В процессе выбора специалист обращает внимание на вид тяги и размещение внутренних камер. Для производства аппарата используются кирпич или металл.

Оборудование

Разложение древесины осуществляется в ретортных печах. Корпуса — цилиндрические емкости, сваренные из металла. Толщина их стенок — около 15 мм. Наверху находится загрузочное отверстие, внутри — решетки для размещения сырья, система подачи теплоносителей, отведения и охлаждения выделяемых жидких продуктов, газов и древесного угля, внизу — порт выгрузки получаемых компонентов.

Промышленное оборудование имеет различные размеры. Чаще используют большие печи, камеры сгорания которых около 2–2,5 м в диаметре. Применяют следующие системы разогрева:

  • наружная: металлические стенки реторты раскаляются, запуская процесс разложения древесины;
  • внутренняя подача тепла: температура поддерживается смесью выделяемых газов, их КПД обычно в несколько раз ниже, чем у нагреваемых извне.

Оборудование бывает непрерывного, полунепрерывного и периодического действия. В первом случае все этапы цикла происходят одновременно. Когда очередная партия древесины поступает внутрь, из выходного отверстия выгружают готовый уголь. У полунепрерывных устройств процесс упорядочен. Сначала полную обработку проходит первая партия сырья, после выгрузки поступает следующая. Вид оборудования влияет на скорость, с которой происходит разложение древесины.

Существуют котлы, сходные с промышленными, но более компактные. Они предназначены для пиролиза в небольших масштабах.

На результат перегонки влияют условия, в которых происходит процесс, и состояние поступающего материала.

Газогенераторные установки

Фото 4

Аппараты и устройства для получения пиролизного газа называют газогенераторными установками.

Они представляют собой герметичную печь с регулируемой подачей воздуха и возможностью перекрытия дымохода.

Чтобы снизить требования к дымоходу, воздух в них подают принудительно, используя для этого центробежные насосы.

Причем либо используют насос с изменяемой производительностью (это делают с помощью частотного преобразователя), либо устанавливают несколько насосов, чтобы обеспечить максимальную подачу воздуха в режиме розжига.

Когда содержимое установки разгорается, подачу воздуха сокращают, оставляя лишь минимум, необходимый для поддержки оптимальной температуры.

В результате из установки начинает выходить густой черный дым, который содержит несгоревший углерод (сажу) и пиролизные газы.

Сразу использовать этот газ нельзя из-за большого количества сажи, поэтому его очищают с помощью различных устройств, наиболее популярные из которых циклоны.

Собранную циклоном сажу можно или загружать вместе с отходами древесины в газогенераторную установку или продавать производителям шин. Ведь сажа – один из основных компонентов, доля которого доходит до 30 %.

Кроме того, из пиролизного газа удаляют водяной пар, что повышает температуру его сгорания. Для этого газ проводят через охладитель, где водяной пар конденсируется в виде капелек воды.

Фото 5

По мере накопления воды ее сливают через специальный кран, расположенный внизу охладителя.

После этого газ подают в фильтр тонкой очистки, в качестве которого используют электростатические устройства, картонные картриджи и емкость с водой.

Электростатические устройства работают за счет различной электрической емкости газа и любых твердых частиц.

Под воздействием статического электричества твердые частицы прилипают к положительному или отрицательному электроду (зависит от электрического потенциала частицы), а газ проходит без препятствий.

Электроды необходимо периодически очищать от налипшей на них сажи.

Картонные фильтры работают по принципу сетки – они пропускают через себя газы и твердые частицы, которые меньше размера пор, пронизывающих весь картридж, поэтому его приходится регулярно менять, что обходится недешево.

Вода в емкости не задерживает газ, но улавливает мельчайшие твердые частицы сажи. По мере загрязнения воду сливают и заливают новую. Слитую воду выпаривают, чтобы получить сажу, которую затем либо отправляют в газогенераторную установку, либо продают производителям покрышек.

Особенности оборудования

Фото 6

Несмотря на то, что опилки – это тоже древесина и основные принципы получения газа из них такие же, для их переработки нельзя использовать обычные газогенераторы.

Это связано с особенностями движения воздуха через массив топлива.

Крупные древесные отходы прилегают друг ко другу неплотно, поэтому воздух между ними легко проходит в любую сторону.

Когда топливная емкость заполнена опилками, то воздух между ними проходит очень слабо, равно как не может пройти и пиролизный газ.

Поэтому в установках, предназначенных для получения пиролизного газа из опилок и стружки, воздух подается в нескольких местах, а отверстие для выхода газа расположено сверху.

Собираясь покупать газогенератор, не забудьте уточнить, предназначен ли он для работы на опилках и стружке. Ведь генераторы, предназначенные для переработки крупных отходов, плохо работают с мелкими, а предназначенные для мелких отходов могут перерабатывать и крупные.

Стоимость газификаторов

Мы подготовили таблицу, в которую включили наиболее популярные модели газогенераторных установок.

Большинство из них предназначены для совместного использования с отопительными котлами, однако их можно приспособить и для других целей.

Кроме того, в список мы включили полупромышленный газогенератор для автомобиля. Чтобы уточнить его параметры и подобрать наиболее подходящий для вашего автомобиля, необходимо связаться с поставщиком по ссылке, которая указана в таблице.

Модель Дополнительные функции Мощность/производительность Цена тысяч рублей Сайт продавца или производителя
КДО-1 Газогенератор с камерой сгорания и теплообменником для нагрева воды (котел). Возможна покупка без теплообменника и камеры сгорания 15-100 кВт 169 bmpa.info
КСДО-125 Газогенератор с пультом управления и водяным отопительным котлом. При желании может быть установлен другой котел, а также возможна покупка комплекса без котла 125 кВт 495 tayur-kotly.ru
КХ-100В Газификатор без дополнительного оборудования 100 м3 газа в час 2700 ooo-smog.promportal.su
УГК Газогенератор для автомобиля 50-100 кВт 460 belgorod.promportal.su
УДСО-60 Газификатор без дополнительного оборудования 60 кВт 300 pifmaster.ru

Как сделать газогенератор самостоятельно?

Высокая стоимость промышленных и полупромышленных газогенераторов вынуждает многих делать эти устройства самостоятельно. Тем более, ничего особо сложного в этом нет.

Мы подготовили ссылки на тематические форумы, где обсуждают изготовление различных моделей газогенераторов.

Там же вы найдете советы, облегчающие поиск материалов для изготовления этого устройства, а также различные рекомендации, которые помогут выбрать ту или иную модель для самостоятельного изготовления.

Вот ссылки на тематические форумы:

  1. Форумхаус – изготовление автомобильного газогенератора.
  2. Форум самогонщиков – изготовление газогенератора из пиролизного котла.
  3. Вашдом – изготовление газогенератора и обсуждение различных моделей.
  4. ОстметаллИнфо – изготовление газогенератора для кузнечного горна и рассуждения о его преимуществах и недостатках.

Таблица типов устройств

Материал для конструирования  

Внутреннее содержимое

Сфера использования

Металл
         
Буржуйка
   
Подходит для увеличения температуры внутри жилого дома или склада

Может быть использована для парилки или сауны.

Применяется для приготовления еды

Эксплуатируется как установка для барбекю
Булерьян Обогревает любой тип помещений в зависимости от площади
Бубафоня Подходит только для пустых комнат
Система, функционирующая на отработанном масле Опасно эксплуатировать в жилых апартаментах
Кирпич
   
Устройство Кузнецова    Можно устанавливать в загородном доме
Подходит для бани
Есть возможность разогревать пищу

Быстрый пиролиз древесины

Довольно распространенной разновидностью пиролиза можно назвать быстрый пиролиз, в ходе которого тепловая энергия подводится к исходной смеси на высокой скорости. Весь процесс протекает без доступа кислорода.

Процесс медленного пиролиза сравним доведением воды до точки кипения, а вот метод быстрого пиролиза можно сравнить с попаданием в раскаленное масло капли воды, которое иначе называется взрывное вскипание.

Главные особенности быстрого пиролиза лесоматериалов:

  • возможность формирования замкнутого непрерывно текущего технологического производственного процесса
  • значительная «чистота» конечных продуктов пиролиза, которая достигается вследствие отсутствия стадии осмоления
  • низкая энергоемкость подобного процесса, по сравнению с прочими видами пиролиза
  • в этой процессе выделяется большое количество тепловой энергии (экзотермические реакции при быстром пиролизе превосходят эндотермические).

Стоит ли покупать духовку с функцией пиролиза?

Бытует мнение, что духовки с функцией пиролиза хорошие и интересные, но ужасно дорогие в эксплуатации. Это абсолютно не правда. Дело в том что во время процесса пиролиза духовка нагревается до температуры 500 градусов, что в 2.5 раза более высокая температура чем при обычном использовании духовного шкафа. Однако, разница в потреблении энергии не так велика.

В нормальной ситуации духовка мощностью 3 квт в течении часа непрерывной работы потребляет около 0,9 грн. если принять что стоимость 1 квт/ч.~0,3грн.. В случае пиролиза эта стоимость может колебаться в районе 1,75-2грн..

Electrolux обещает вложится в сумму 1,5 грн. для функции пиролиза, мне же кажется что эта сумма несколько занижена, отбежавшая от реальной цены на электроэнергию в Украине. Но 2 грн это тоже не так и много. Учитывая что программу пиролиз используют в среднем раз или два раза в месяц. Реально она стоит того чтобы за нее отдать 2 грн. в месяц.

Как по мне, даже если бы это была стоимость в 5 грн. в месяц она того стоит, потому что, во первых мы не потребляем чистящих и моющих средств(а это около 25-40 грн. в месяц), и прежде всего мы не теряем никакого времени на утомительную чистку нашей духовки. Более того мы ее не портим, не царапаем.

Функция пиролиза безопасна?

Также существуют мнения что температура в 500 градусов для нас опасна, и что можно обжечься. Следует такие слухи развеять.

  1. Во первых данные печи сконструированы таким образом что можно совершенно безопасно использовать эту функцию, без мыслей о катастрофе.
  2. Во вторых, нагреваясь при использовании функции фронтальная сторона(дверца) нагревается до температуры в 70 градусов, а при обычном использовании до 50 градусов. Таким образом, в одном и во втором случае можно обжечь руку, но не нужно говорить о ожогах энной степени. Скорее всего это нормальная ситуация, просто в случае духовного шкафа, следует всегда быть осторожными.

Если воспринимать температуру в 70 градусов какой-то угрозой, то условной угрозой может быть и температура в 100 градусов, например при кипении борща в кастрюли. Данные печи построены таким образом что пользователь максимально возможно защищен от высокой температуры. Здесь система безопасности по лучше будет чем в обычном духовном шкафу.

Кроме того, во время работы пиролиза дверцы блокируются, и пока температура после завершения работы пиролиза не упадет до более нормальной, порядка 250-300 градусов, дверцу открыть невозможно.

О чем нужно помнить, используя пиролиза?

Перед запуском пиролиза все противни и решетки следует вынимать из духовки. Некоторые духовки имеют защиту, и если вы их не вынули, эта программа просто не запустится. Перед запуском ни в коем случае не оставляем внутри духовки полотенца, или иные предметы такие как губки или салфетки. После запуска, мы должны быть уверенны в том что у нас не будут неприятностей, потому что двери блокируются на целых два часа.

Дороже ли духовка с пиролиза от обыкновенной духовки?

Различия в ценах даже обычной духовки настолько разнообразны, что мы затрудняемся ответить на данный вопрос. В целом у нас ограниченное количество производителей которые изготавливают духовки с пиролиза. Невозможно утверждать что какая-то духовка более дорогая только потому, что имеет функцию пиролиза. Духовки могут быть изготовлены из разного по качеству материала, и иметь на первый взгляд один и тот же товарный вид.

Пиролиз пластика

Пластмассы – на сегодняшний день самые популярные материалы. Из них делают практически все – от одноразовой посуды до сложных электронных и медицинских приборов. Но главная проблема полимерных соединений в том, что их нельзя утилизировать. При сжигании выделяется масса вредных веществ, а при захоронении на полигоне они буду разлагаться больше 100 лет. Поэтому самый лучший и единственный способ – пиролиз.

Термическая обработка происходит при 600 градусах. При этом уничтожаются почти все вредные примеси, которые использовали при производстве того или иного предмета. При этом выделяется большое количество тепловой энергии и газ, из которого можно сделать мазут. Технология эта не новая, ее активно использовали в фашистской Германии для получения топлива.

Есть, правда, и минус. При пиролизе выделяется немало вредных газообразных примесей. И чтобы они не попали в атмосферу, нужна сложная система фильтрации. Поэтому такая утилизация пластика обходится очень недешево.

Области применения пиролиза метана

Раньше ацетилен использовали для освещения улиц, устанавливая лампы с этим веществом. Сейчас газ применяют в химической промышленности. Из ацетилена изготавливают каучук, пластмассы, растворители, волокна химического происхождения – вот, для чего используют пиролиз метана.

Этилен добывают как мономер для полиэтилена, сополимеров. Их применяют в следующих областях:

  • автомобилестроении;
  • изготовлении транспортных лент;
  • производстве оболочек для кабелей;
  • изготовлении резины, шлангов.

Пиролиз метана – реакция, с помощью которой получают важные углеводороды ацетилен и этилен. Их используют в химической промышленности, автомобилестроении, производстве резины.

Сравнительные характеристики видов пиролиза

Все описанные методы имеют свои преимущества и недостатки. Особенности каждого из них приведены в таблице ниже.

Высокотемпературная Низкотемпературная обработка
Во время процесса обработки практически не остается твердых частиц – все превращается в газ Дорогостоящее и труднодоступное оборудование
Получившийся газ равен по свойствам натуральному, поэтому может использоваться в энергетической промышленности Есть сложности с приобретением и установкой купленных систем
Простота очистки получившихся продуктов сгорания Требуется большое количество сотрудников для внедрения и поддержки на производстве
Исключено появление продуктов окисления, так как в камеру практически не поступает кислород Финансовые траты не всегда окупаются
Жидкость можно использовать для производства продуктов нефтяной промышленности Невозможность расщепить вещества с плотной молекулярной структурой
Быстрый пиролиз Медленный пиролиз
Снижено количество появления смол в процессе обработки Длительное время процедуры
Очистка полученного сырья В некоторых случаях требуется прерывание процесса обработки
Небольшие энергетические затраты

Перегонка древесины в домашних условиях

Выполнить пиролиз древесины или ее отходов можно и в домашних условиях. При этом удастся получить только уголь.

В качестве реторты используют металлические бочки большого объема. Нельзя брать емкости из-под химикатов. Необходим чистый контейнер с несколькими маленькими отверстиями для выведения газов.

Вначале готовят платформу:

  1. На землю кладут большой лист железа.
  2. Устанавливают на ребро несколько огнеупорных кирпичей, между которыми раскладывают дрова.
  3. Разводят костер.

Бочку наполняют высушенной нарубленной древесиной, герметично закрывают. После этого ее устанавливают на платформу с костром. Когда емкость раскалится и начнется окисление, из отверстий пойдет газ. Процесс может занять несколько часов.

Когда выход газа прекратится, бочку в течение 30 минут оставляют на костре. После остывания снимают крышку и достают готовый древесный уголь. Его можно использовать для растопки бань, домашних печек, каминов. После перегонки опилок полученную муку добавляют в садовый грунт, используют для обработки срезов растений.

Видео по теме

О пиролизе отходов переработки древесины смотрите в этом видео:

Внедрение метода на бытовом уровне

Жить в пригороде становится все более популярно. Однако далеко не все горожане готовы к заготовке дров, а газификация поселков и дачных участков решается довольно туго.

Альтернативой традиционным способам утепления жилых помещений выступают бытовые пиролизные котлы. Сегодня они не просто становятся источником энергии практически из мусора, но оснащены современной электроникой и принудительной вентиляцией. Бытовые котлы «Пиролиз 43» – одна из популярных моделей, представленная рынке подобных товаров. Оборудование имеет два котла сжигания, что гарантирует дожег образующих паров, газов, прочего. Это делает их использование преимущественным во всех отношениях: экономично, безопасно, эффективно.

Причем для использования данной модели котла также подходят дрова, но специалисты подчеркивают: топливо в котлах скорее тлеет, чем горит, плюс дополнительный дожег, – обеспечивают существенную экономию ресурсов.

Зола почти не образуется, а значит владельцам не придется долго думать над очисткой оборудования в процессе эксплуатации. Последнее, что важно для бытовых пользователей – это возможность выбирать котел подходящего дизайна (в том числе и его цвет).

к содержанию ↑

Духовой шкаф с пиролитической очисткой

Подобные возможности современного бытового оборудования лишний раз заставляют задуматься о целесообразности приобретения газовой или электрической плиты.

Реализация пиролитической очистки возможна только для последнего варианта. Эта технология значительно эффективней, чем гидролиз или электролиз, также находящие место для бытового применения.

Духовой шкаф с пиролитической очисткой

Духовой шкаф с пиролитической очисткой

Система с пиролитической очисткой не требует смены никаких фильтров и сохраняет работоспособность на весь гарантийный срок духового шкафа. Если предельно просто описать процессы, происходящие при подобной очистке, все выглядит примерно так:

  • загрязненный духовой шкаф разогревается до максимально возможных температур;
  • далее происходит сжигание жиров, накипи, прочих наслоений на стенках оборудования;
  • газ уходит по каналам вентилирования;
  • на дне поддона образуется зола, которую можно просто выбросить.

Сегодня достаточно много форумов собирает аудиторию, заинтересованную данным вопросом. Поскольку такие блюда, как курочка-гриль или шашлычок в духовке, не приготовишь в кулинарном рукаве. С другой стороны, выпечка после такого использования печки получается просто ужасная. Вот и выходит, что многим действительно необходимы действенные, одновременно экономичные методы очистки, каковым и является пиролиз.

Применение биотоплива

Биотопливо из опилок – биоэтанол – применяют для двигателей разнообразной техники. При такой замене бензину работа агрегата улучшается, увеличивается его мощность, снижается температура нагрева при нагрузках, увеличивается эксплуатационный ресурс поршней и клапанов, так как при сгорании спирта нет сажи и дыма.

Этанол сделал возможным использование каминов в квартирах многоэтажек без привычного дымохода. Теплопотери при обогреве отсутствуют, дым и сажа не образуются, количество выделяемого углекислого газа незначительное.

Какие отходы можно перерабатывать

Пиролиз — это процедура, которая имеет особый порядок проведения. Она требует предварительного изучения. В противном случае могут возникнуть проблемы с законодательством.

Мнение эксперта

Александра Ю.

Задумываясь о проблемах экологии, важно не только сортировать, но и уменьшать потребление.

Есть органические и неорганические отходы. Обрабатывать таким способом разрешается только первые.

К органическим относятся следующие типы мусорных отложений:

  • Компостируемые. Это картон, опилки, ветки, пластмассовые и кожаные изделия, различные изделия типа проводов и пр.
  • Некомпостируемые. Это вещества с повышенной вязкостью или кремообразной структурой, одежда, кожаные и резиновые изделия, земля с наличием горючих компонентов в составе.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для воплощения проекта следует приобрести:

  • Стальной лист литого вида марки Ст20 толщиной не менее 4 мм.
  • Равнополочный уголок с параметрами 4х50 мм.
  • Трубу из стали диаметром до 60 мм.
  • Прочную арматуру с сечением до 8 мм.
  • Несколько цилиндров калибром до 120 мм для создания системы отвода продуктов горения.
  • Аппарат для сварки всей конструкции воедино и расходные материалы.
  • Дрель и сверло, способное пробить лист вышеописанной толщины, а также пилу-болгарку.
  • Строительный уровень, линейку, карандаш и молоток.

Приобретайте качественные инструменты в специализированном магазине, так как придется работать со стальными компонентами. Покупка надежных элементов позволит создать долговечную установку.

что такое пиролизная печь

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...