Instrumenty

Zasada działania generatora gazu;

W poszukiwaniu alternatywnego źródła energii przyszło zrozumienie, że nie trzeba wydobywać gazu w kopalniach, aby następnie spalać go w kotłach i silnikach spalinowych, gaz palny można pozyskiwać z odpadów produkcyjnych i drewna. Generator gazu lub tak zwany generator gazu poprzez spalanie lokalnego paliwa – drewna opałowego, torfu, węgla drzewnego, trocin i innych odpadów drzewnych, a także czasami innych pozostałości organicznych, są w stanie emitować / generować gazy palne, takie jak CO, CH4 , H2 i inne. Istnieje kilka opcji wykorzystania uzyskanego gazu, ale w każdym przypadku każde urządzenie opiera się na zasadzie generatora gazu. Jak działa generator gazu, z jakich elementów się składa, a także jakie procesy zachodzą w nim, powiemy w tym artykule. Rozważymy również opcje dalszego wykorzystania uzyskanego gazu i miejsca, w których można zainstalować takie jednostki..

Jakie są więc możliwości wykorzystania gazu uzyskanego w generatorze gazu??

Korzystanie z generatorów gazu

Najpierw gaz palny kierowany jest do kuchenki gazowej w kuchni i wykorzystywany do gotowania. Drugi – gaz palny jest spalany natychmiast w kotle grzewczym do pirolizy z generatorem gazu, odpowiednio, służy do ogrzewania domu lub szklarni. Nawiasem mówiąc, takie kotły można nazwać kotłem gazowym opalanym drewnem, kotłem do pirolizy na paliwo stałe, kotłem gazowym opalanym drewnem. Wszystkie mogą być wykorzystywane zarówno na potrzeby domowe, jak i do ogrzewania ogromnych gałęzi przemysłu i warsztatów czy przedsiębiorstw. Po trzecie, palny gaz może być kierowany do silnika spalinowego napędzającego pompownię lub generator prądu. Generator gazu opalany drewnem pozwala na odbiór energii elektrycznej w tych regionach, w których nie ma możliwości ułożenia linii energetycznych, ułożenia gazociągu i trudno jest dostarczyć gaz w butlach. Oprócz autonomii generatory gazu mają inne zalety, które zdradzimy poniżej..

Zalety i wady generatorów gazu

Urządzenie kotłowe z generatorem gazu

Jako przykład rozważ zalety i wady kotłów grzewczych opalanych gazem. Kotły pirolityczne należą do kategorii na paliwo stałe, ale znacznie różnią się od konwencjonalnych pieców opalanych drewnem lub węglem, w których odbywa się normalny proces spalania.

Zalety kotłów gazowych:

  • Sprawność kotłów gazowych mieści się w zakresie 80 – 95%, natomiast sprawność konwencjonalnego kotła na paliwo stałe rzadko przekracza 60%.
  • Regulowany proces spalania w kotle na gaz – jedna wkładka drewna opałowego spala od 8 do 12 godzin, dla porównania w konwencjonalnym kotle spalanie trwa od 3 do 5 godzin. W kotłach gazowych ze spalaniem od góry spalanie drewna opałowego trwa do 25 godzin, a węgiel może spalać się przez 5-8 dni.
  • Paliwo wypala się całkowicie, dlatego nie ma potrzeby częstego czyszczenia popielnika i komina.
  • Dzięki temu, że proces spalania można regulować (moc regulowana jest w zakresie 30 – 100%) pracę kotła można zautomatyzować np. na paliwo gazowe lub płynne.
  • Emisja szkodliwych substancji do atmosfery z generatora gazu jest minimalna.
  • Kotły gazowe są bardziej ekonomiczne niż konwencjonalne.
  • Paliwo do generatorów gazu nie musi być suszone do wilgotności 20%, istnieją modele kotłów, w których można stosować drewno o wilgotności do 50%, a nawet drewno świeżo ścięte.
  • Możliwość załadunku nierozdrobnionych kłód do kotła o długości do 1 m, a nawet więcej.

Paliwo do generatora gazu

  • Oprócz drewna opałowego i odpadów z przemysłu drzewnego kotły do ​​pirolizy mogą przetwarzać gumę, plastik i inne polimery..
  • Wysokie bezpieczeństwo kotła w porównaniu z konwencjonalnym kotłem na paliwo stałe zapewnia automatyka i materiały z jakich wykonany jest agregat, a w szczególności komora spalania.

Jeśli mówimy o generatorach gazu, które są wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej, to mają one dokładnie te same zalety, takie jak przyjazność dla środowiska, oszczędność, wysoka sprawność, wysoka liczba oktanowa 110 – 140, wszechstronność pod względem stosowanego paliwa i wysoka sprawność zimą ..

Wady kotłów gazowych:

  • W przypadku generatora gazowego cena jest 1,5 – 2 razy wyższa niż w przypadku konwencjonalnego kotła na paliwo stałe.
  • Większość generatorów gazu jest lotna, ponieważ do zasysania powietrza używany jest wentylator, ale są też modele, które mogą pracować bez prądu.
  • W przypadku korzystania z kotła gazowego o mocy poniżej 50% obserwuje się niestabilne spalanie – w wyniku wytrącania się smoły, która gromadzi się w kominie..
  • Temperatura powrotu z ogrzewania nie powinna być niższa niż 60 ° С, w przeciwnym razie kondensacja będzie spadać w kominie..
  • Zwykle generatory gazu wymagają wilgotności paliwa, ale jak wspomniano powyżej, istnieją modele, w których można spalić nawet świeżo ścięte drewno.

Nie zidentyfikowano innych istotnych wad generatorów gazu.

Samochód na drewnie - generator gazu na samochodzie

Nawiasem mówiąc, generatory gazu nie są takim nowym wynalazkiem. W połowie ubiegłego wieku, kiedy większość niemieckich zasobów ropy trafiła do użytku, drewno opałowe było używane jako paliwo do samochodów. Nawet ciężarówki były wyposażone w generatory gazu. Nowoczesne jednostki nie poszły zbyt daleko w swojej konstrukcji, niemniej jednak zostały gruntownie ulepszone..

Zasada działania generatora gazu – generator gazu

W generatorze gazu lub generatorze gazu palny gaz wytwarzany jest z paliw stałych. Głównym sekretem jest to, że do komory spalania dostarczane jest powietrze, którego objętość jest niewystarczająca do całkowitego spalenia paliwa, podczas gdy obserwuje się wysoką temperaturę około 1100 – 1400 ° C. Powstały gaz jest schładzany i przesyłany do odbiorcy lub silnika spalinowego, jeśli np. planuje się produkcję energii elektrycznej. Poniżej omówimy bardziej szczegółowo zasadę działania wytwornicy gazu, określając, w jakim procesie zachodzi który element jednostki.

Urządzenie generatora gazu drzewnego

Rozważ urządzenie generatora gazu do użytku domowego. Chciałbym od razu zauważyć, że kotły pirolityczne z generatorem gazu różnią się od proponowanego schematu, ponieważ spalanie gazu zachodzi wewnątrz kotła w drugiej komorze spalania. Rozważymy tylko sam generator gazu, na wyjściu, z którego uzyskuje się gaz palny.

Schemat generatora gazu:

Schemat generatora gazu

Obudowa generatora gazu wykonane z blachy stalowej i spawane. Najpopularniejszy kształt ciała jest cylindryczny, ale równie dobrze może być prostokątny. Dno i nogi są przyspawane do dolnej części korpusu, na której będzie stać generator gazu.

Bunkier lub komora napełniania służy do ładowania paliwa do generatora gazu. Ma również kształt cylindryczny i jest wykonany ze stali miękkiej. Lej jest zainstalowany wewnątrz korpusu generatora gazu i jest przykręcony. Pokrywa włazu prowadzącego do bunkra posiada na krawędziach uszczelkę azbestową lub uszczelkę. Ponieważ azbest jest zabroniony do użytku w pomieszczeniach mieszkalnych, istnieją modele generatorów gazu, których uszczelki pokrywy są wykonane z innego materiału..

Komora spalania znajduje się w dolnej części leja zasypowego i jest wykonany ze stali żaroodpornej, niekiedy wewnętrzna powierzchnia komory spalania wykończona jest ceramiką. Paliwo spala się w komorze spalania. W jego dolnej części dochodzi do pękania żywic, dla których znajduje się szyjka wykonana z żaroodpornej stali chromowej. Pomiędzy korpusem a szyją znajduje się uszczelka – azbestowy sznur uszczelniający. W środku komory spalania znajdują się lance powietrzne. Dysze to skalibrowane otwory, które łączą się ze skrzynką rozdzielczą powietrza, która jest wystawiona na działanie atmosfery. Lance i skrzynka przyłączeniowa również wykonane są ze stali żaroodpornej. Na wylocie skrzynki rozdzielczej powietrza zainstalowany jest zawór zwrotny, który zapobiega ulatnianiu się gazów palnych z generatora gazu. Aby zwiększyć moc silnika lub móc używać drewna opałowego o wysokiej wilgotności (powyżej 50%), przed skrzynką rozdzielczą powietrza można zainstalować wentylator, co wepchnie powietrze do środka.

Ruszt służy do obsługi rozżarzonych węgli. Znajduje się na dole generatora gazu. Popiół ze spalonych węgli wpada przez otwory rusztu do popielnika. Aby ruszt mógł być oczyszczony z żużla, jego środkowa część jest ruchoma. Do obracania rusztów żeliwnych przewidziana jest specjalna dźwignia.

Włazy załadowcze wyposażone w hermetycznie zamknięte pokrywy. Na przykład górna klapa załadowcza składa się poziomo i jest uszczelniona sznurem azbestowym. W uchwycie pokrywy znajduje się specjalny amortyzator – sprężyna unosząca pokrywę w przypadku nadmiernego ciśnienia wewnątrz komory. Z boku kadłuba znajdują się również dwa włazy załadunkowe: jeden u góry do dodawania paliwa do strefy odzysku, drugi na dole do usuwania popiołu. Pobieranie próbek gazu odbywa się w strefie odzysku, a więc najczęściej w górnej części wytwornicy gazu, ale istnieje również możliwość usunięcia gazu z dolnej części jednostki. Gaz pobierany jest rurą odgałęzioną, do której przyspawane są rury gazociągu. Nie ma konieczności natychmiastowego usuwania gazu poza obudowę generatora gazu, gdy jest gorący, można go używać do podgrzewania i suszenia drewna opałowego lub innego paliwa w komorze załadunkowej. W tym celu rura spalinowa prowadzona jest wokół komory, pomiędzy obudową generatora gazu a lejem..

Filtr cyklonowy oraz filtr drobny znajdują się za obudową generatora gazu. Wykonane są z rur wypełnionych elementami filtracyjnymi.

Przed wejściem do filtra dokładnego gaz przechodzi chłodnica. A po dokładnym filtrze oczyszczony gaz dostaje się do mikser, gdzie miesza się z powietrzem. I dopiero wtedy mieszanka gazowo-powietrzna wchodzi do silnika spalinowego.

Bardziej wyraźnie, kolejność ruchu gazu palnego po jego opuszczeniu generatora gazu jest pokazana na poniższym schemacie..

Proces wytwarzania gazu w generatorze gazu

W komorze spalania spala się drewno opałowe lub inne paliwo, utleniane przez powietrze wchodzące do komory spalania przez dysze ze skrzynki rozdzielczej powietrza. Powstały gaz palny dostaje się do filtra cyklonowego, gdzie jest czyszczony. Następnie jest chłodzony w grubym filtrze. Następnie już schłodzony gaz wchodzi do filtra dokładnego, a następnie do miksera. Z miksera powstała mieszanina dostaje się do silnika.

Proces konwersji paliwa na gaz

A jednak: jak powstaje gaz z paliwa stałego? Wewnątrz generatora gazu zachodzi pewien proces transformacji, który podzielony jest na kilka etapów, które odbywają się w różnych strefach:

Proces konwersji paliwa na gaz w generatorze gazu

Strefa suszenia znajduje się w górnej części leja samowyładowczego. Tutaj temperatura wynosi około 150 – 200 ° C. Paliwo jest suszone gorącym gazem, który przepływa przez rurociąg pierścieniowy, jak opisano powyżej..

Strefa suchej destylacji znajduje się w środku bunkra. Tutaj bez dostępu powietrza i w temperaturze 300 – 500°C następuje zwęglenie paliwa. Z drewna uwalniane są kwasy, żywice i inne elementy suchej destylacji..

Strefa spalania znajduje się na dnie komory spalania w miejscu, gdzie znajdują się dysze, przez które wchodzi powietrze. Tutaj przy doprowadzeniu powietrza i temperaturze 1100 – 1300 °C spalają się zwęglone paliwo i elementy suchej destylacji, w wyniku czego powstają gazy CO i CO2.

Strefa odzyskiwania znajduje się nad strefą spalania pomiędzy rusztem a strefą spalania. Tutaj gaz CO2 unosi się, przechodzi przez gorący węgiel, oddziałuje z węglem (C) węgla, a na wylocie powstaje gaz CO – tlenek węgla. Proces ten obejmuje również wilgoć z paliwa, dlatego oprócz CO powstają CO2 i H2..

Strefy spalania i odzysku nazywane są aktywnymi strefami zgazowania. W rezultacie gaz generatora składa się z kilku elementów:

  • Gazy łatwopalne: WSPÓŁ (tlenek węgla), H2 (wodór), CH4 (metan) i СnНm (węglowodory nienasycone bez smoły).
  • Balast: CO2 (dwutlenek węgla), О2 (tlen), N2 (azot), H2O (woda).

Powstały gaz jest schładzany do temperatury otoczenia, a następnie oczyszczany z kwasu mrówkowego i octowego, popiołu, zawieszonych cząstek i mieszany z powietrzem.

Rodzaje generatorów gazu

Istnieją trzy rodzaje generatorów gazu: proces bezpośredniego wytwarzania gazu, rewers i poziomy.

Generatory gazu procesowego bezpośredniego

Generatory gazu procesowego bezpośredniego może spalać węgiel, półkoks i antracyt – paliwo niebitumiczne. Różnica konstrukcyjna tego typu jednostek polega na tym, że powietrze wchodzi przez ruszt od dołu, a gaz pobierany jest od góry. W generatorach gazowych procesu bezpośredniego wilgoć z paliwa nie dostaje się do strefy spalania, dlatego jest dostarczana celowo. Wzbogacenie gazu generatora wodorem z wody zwiększa moc generatora.

Generatory gazu procesowego odwróconego

Przewrócone generatory gazu lub proces odwrotny przeznaczone są do spalania paliw żywicznych – drewna opałowego, węgla drzewnego i odpadów. Ich konstruktywna różnica polega na tym, że powietrze jest dostarczane do części środkowej – do strefy spalania, a pobór gazu odbywa się poniżej strefy spalania – w popielniku. Zazwyczaj w tego typu jednostkach gorący gaz upuszczany jest wykorzystywany do podgrzewania paliwa w bunkrze..

Poziome generatory gazów procesowych

Poziome generatory gazu lub proces poprzeczny Zgazowanie wyróżnia się tym, że powietrze dostarczane jest w nich z boku – w dolnej części korpusu i dostarczane jest z dużą prędkością nadmuchu przez dysze. Pobieranie próbek gazu odbywa się naprzeciw lancy przez siatkę do pobierania próbek gazu. Aktywna strefa zgazowania w poziomym generatorze procesowym jest bardzo mała i jest skoncentrowana między końcem lancy a siatką do pobierania próbek gazu. Czas rozruchu takiego generatora jest znacznie krótszy, a także łatwo dostosowuje się do zmieniających się trybów pracy..

Miejsce instalacji generatora gazu

Generatory gazu wewnętrznego

Generatory gazu i kotły grzewcze z generatorem gazu mogą być instalowane zarówno wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych, na przykład w piwnicach i piwnicach, jak i na zewnątrz..

W domu najczęściej montuje się tzw. kotły na pelety, ponieważ ich ładowanie nie wiąże się z dużą ilością śmieci, a także worki na pelety niewiele ważą i można je przechowywać gdzieś w pobliżu kotła..

Zewnętrzne kotły gazowe

Generatory gazu opalane drewnem, a zwłaszcza generatory gazu opalane drewnem o dużej długości, warto instalować na ulicy w pobliżu miejsca przechowywania drewna opałowego. Tak więc drewno opałowe będzie można przywieźć taczką bezpośrednio do kotła lub generatora gazu, a nie zrzucać ich do piwnicy domu. Kocioł zewnętrzny usuwa brud i popiół z piwnicy. Dotyczy to zwłaszcza domów drewnianych, w których wzrastają standardy bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Obudowa zewnętrzna kotła wykonana jest ze stali nierdzewnej, która nie koroduje. Ponadto kotły są izolowane izolacją cieplną w masie, aby temperatura otoczenia miała minimalny wpływ na proces zgazowania i szybkość rozruchu kotła. Układ sterowania umieszczony jest w stalowej obudowie pod osłoną zapobiegającą opadaniu na niego opadów. Komin ma podwójne ściany. Jeśli interesuje Cię, jak podłączyć generator gazu, jeśli jest na ulicy, odpowiedź jest prosta – rury układa się w ziemi tak, aby były minimalnie chłodzone, jeśli jest to kocioł grzewczy. Rury grzewcze schodzą na dno kotła, a sam kocioł montowany jest tak, aby nie zamarzał podczas długich przerw w użytkowaniu..

Nawiasem mówiąc, jak już wspomniano, czas trwania procesu spalania w kotle może wynosić od 12 godzin do 25 godzin. W zależności od mocy kotła i powierzchni ogrzewanego pomieszczenia będzie musiał być ogrzewany raz na dwa dni, a czasem raz na tydzień. Aby utrzymać ciepło wytwarzane przez kocioł przez tak długi czas, stosuje się akumulator ciepła.

DIY opalany drewnem generator gazu

Generator gazu dla majsterkowiczów

Nie ma nic bardzo skomplikowanego w tworzeniu generatora gazu własnymi rękami. Wiele osób używa takiego urządzenia do potrzeb domowych lub montuje je w samochodzie. Zanim zaczniesz samodzielnie tworzyć generator gazu, musisz zapoznać się z zasadą jego działania i wybrać dla siebie odpowiedni schemat pracy..

Będziesz potrzebował – beczki, rur lub starej baterii chłodnicy, filtrów do drobnego i gruboziarnistego oczyszczania gazu, wentylatora. Z drugiej strony zestaw elementów może być bardzo różny, wszystko zależy od wyobraźni wykonawcy.

Obejrzyj poniżej przykład wideo samodzielnie wykonanego generatora gazu..

Schemat generatora gazu:

Schemat generatora gazu

W Internecie można znaleźć zarówno zdjęcia, jak i rysunki dotyczące instalacji generatorów gazu i kotłów pirolitycznych. Są nawet rzemieślnicy, którzy biorą za podstawę gotowy, sprawdzony kocioł i całkowicie powtarzają go w domu. Okazuje się, że jest znacznie tańszy.

Schemat kotła gazowego generatora:

Schemat kotła gazowego generatora

Różnica między kotłem do pirolizy a konwencjonalnym generatorem gazu polega na tym, że składa się z dwóch komór spalania: jedna spala paliwo i wytwarza gaz, a druga spala gaz i zawiera wymiennik ciepła. Zbadaliśmy już urządzenie i zasadę działania generatora gazu, dodaliśmy do niego tylko drugą komorę spalania, która powinna znajdować się na górze, a wymiennik ciepła na górze. Czasami wymiennik ciepła znajduje się z boku. Nie zapomnij również o różnych typach generatorów gazu, aby druga komora spalania mogła znajdować się nie tylko na górze.

Urządzenie kotłowe z generatorem gazu

Podczas montażu komina staraj się montować go w kolejności odwrotnej do ruchu dymu, aby mniej nieprzyjemne rzeczy osiadły na jego ścianach. Lepiej jest, aby sam komin był łatwy do demontażu, aby można go było łatwo i szybko wyczyścić. Przestrzeń wokół kotła grzewczego musi być wolna, ponieważ nagrzewa się podczas pracy. Po zainstalowaniu kotła będziesz musiał przestudiować jego „przyzwyczajenia” i wybrać dla siebie optymalny tryb pracy, w którym wypalają się wszystkie żywice.

Chciałbym zauważyć, że generator gazu można uznać nie tylko za przydatny palnik na drewno, ale także za urządzenie do usuwania odpadów. Może spalić resztki linoleum, toreb, toreb, gumy, butelek plastikowych i innych odpadów domowych..