Древесный уголь природный газ

Основной принцип действия газогенератора «Манул»

1.1. Пиролиз — это переработка углеродосодержащего сырья при высоких температурах и недостатке кислорода.

1.2. В реакторе печи при заданных температурах идет пиролиз углеродосодержащего сырья и в зависимости от выбранного режима образуется пирокарбон (уголь) требуемого качества и большое количество пиролизного газа.

1.3. Выделяемые в процессе пиролиза летучие компоненты, в том числе и водяной (Н₂О) и другие пары в присутствии углерода, участвующего в реакции в качестве катализатора, превращаются в пиролизный газ различного состава по формуле:

Так как получаемый газ проходит через значительный слой активного углерода (угля), то он является на выходе почти абсолютно чистым без различного рода вредных примесей и при полном сгорании реакция идет с выбросом в атмосферу только углекислого газа и воды.

Сравнительные характеристики топлива и получаемых из него газов

2. Древесное сырье

2.1. Средняя теплотворная способность при обычном сжигании дров, например, из березы составляет 2 300 кКал/кг.

2.2. Средний объем пиролизного газа, получаемого из 1 кг древесного сырья (дрова, опилки, некондиционные отходы) в установке составляет 1,2 м 3 .

2.3. Состав получаемого пиролизного газа:

Состав	Процентное соотношение
СnНm	19. 29%
СH4	33. 45%
Н2	12. 28%
СО	11. 18%
СО2	1,5. 2,5%

2.4. Удельный вес пиролизного газа (при 0 0 С и Р=760 мм рт. ст.) составляет 0,65. 0,85 кг/м 3 .

2.5. Низшая теплотворная способность пиролизного газа при температуре 20 0 С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. составляет 8 700. 9 500 кКал/м 3 , то есть из 1 кг древесного сырья, перерабатываемого в установке «Манул», получается как минимум 10 440 кКал/кг.

2.6. КПД установки «Манул» при пиролизе древесного сырья на газ составляет в среднем 85%, таким образом из 1 кг древесного сырья, переработанного газогенераторе, получается 8 874 кКал, что в 3,8 раза больше, чем при обычном сжигании березовых дров.

2.7. Максимальная температура пламени при сжигании пиролизного газа в горелках составляет 2 300 0 С.

2.8. Для сравнения — состав и основные характеристики природного газа:

Состав	Процентное соотношение
СН4	94. 98%
Негорючие смеси	2. 6%

Удельный вес — 0,73 кг/м 3 . Низшая теплотворная способность — 8 500 кКал/м 3 . Максимальная температура пламени — 1 850 0 С.

3. Сырье — коксующийся каменный уголь

3.1. Состав и основные характеристики коксового газа, получаемого в установке «Партнер»:

Технические характеристики основных технологических режимов работы пиролизного газогенератора «Манул»

4.1. Режим получения древесного и топливных углей марок А, Б, В по ГОСТ 7657-84.
На 1 тонну переработанного сырья получается в среднем 190 кг древесного угля 810 кг пиролизного газа, из них 260 кг пиролизного газа идет на поддержание реакции в печи и 550 кг используется на различные нужды. При сжигании этого газа получается до 6 000 000 кКал тепла.

4.2. Режим получения активных углей марок БАУ по ГОСТ 6217-74 и ОУ по ГОСТ 4453-74.
На 1 тонну перерабатываемого сырья заданной породы древесины получается в среднем 60 кг активного угля и 940 кг пиролизного газа, из них 240 кг пиролизного газа уходит на поддержание реакции, а 700 кг используется на нужды потребителей (до 7 500 000 кКал тепла).

4.3. Режим получения пиролизного газа.
На 1 тонну перерабатываемого углеродосодержащего сырья получается в среднем 1 000 кг пиролизного газа, 150 кг из них уходит на поддержание реакции и 850 кг пиролизного газа используется на нужды потребителей (до 8 500 000 кКал тепла).

4.4. Каждый из вышеперечисленных режимов автоматизирован и настраивается по разработанным программам, в зависимости от необходимого конечного продукта, востребованного покупателем, как по энергетическим, так и по физико-химическим и механическим показателям.

4.5. Газогенератор «Манул» на единицу мощности выбрасывает в атмосферу СО₂ в среднем в 4 раза меньше, чем при традиционном сжигании исходного сырья в качестве топлива.

4.6. Установка «Манул» может работать в «паре» с любым стандартным теплообменником или котлом.

Источник

Как сделать газогенератор на дровах своими руками

Генератор газа на твердом топливе преобразует дрова, каменный и древесный уголь в газообразную форму. В таком виде топливо использовать удобнее, кроме этого, сокращаются выбросы в атмосферу. В газогенератор на дровах загружают пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности, остатки досок, паркета и другие виды строительного органического мусора. Специальное устройство приобретают готовым или делают газогенератор своими руками.

Учтройство и принцип работы газогенератора на дровах

Горение дров сопровождается выделением тепла, но если недостаточно кислорода, то начинается тление с выделением газа.

В состав газа входят:

• горючая окись углерода (СО);
• метан (СН4);
• водород (Н2);
• углеводороды (алкены, алкадиены).

Стальной цилиндрический корпус имеет загрузочную камеру для топлива, дверка снабжена уплотнителем. Топка находится внизу, между ней и корпусом есть горловина с прокладкой из асбестового шнура. Воздух заходит через отверстие, соединенное с фурмой (воздухораспределительной емкостью).

В корпусе есть люки:

• вверху с амортизирующей подкладкой для регулирования давления;
• для закладки топлива;
• для очистки зольника.

Вентилятор на входе повышает мощность, позволяет использовать дрова с большой влажностью (от 50%). Колосники ставят для сбора золы, их центральная часть подвижная для удобства очистки. За корпусом стоит вихревой фильтр для грубого очищения газа. Затем газовую массу охлаждают в резервуаре, доставляют в камеру тонкой очистки. Перед использованием газ в смесителе насыщают воздухом.

Сфера применения

Технические устройства активно применяют на практике благодаря их эффективности. Генераторные агрегаты превращают в газ биологические виды топлива, остатки от деревянного производства.

Высокая производительность позволяет:

Газогенераторная установка используется, если применять электричество невыгодно. Например, ее ставят возле стройплощадок и новых зданий, еще не подключенных к электросети. Используют агрегаты в больницах или на заводах, где необходима непрерывная энергия. При отсутствии электротока срабатывает резервный пиролизный газогенератор.

Есть автономные газогенераторные устройства различного функционала. Их приобретают, если переводят твердотопливные агрегаты на низкосортное топливо.

Применение в промышленности

Газогенераторы ставят на деревообрабатывающих заводах, чтобы сжигать отходы, которых много на производстве. Топливо подготавливают измельчителями и дробилками, которые бывают стационарными и передвижными. Так создают топливо необходимой структуры после вырубок леса.

Промышленный газогенераторный двигатель отличается характеристиками:

• эффективное сжигание дров;
• очищение окружающего пространства и атмосферы;
• возможность закладки низкокачественных горючих материалов.

Большие производственные установки оснащают автоматикой, поэтому не нужно присутствие работника.

Бытовые установки

Домашние газогенераторы обычно имеют мощность не больше 15 кВт, но есть отдельные модели с показателем 25 кВт. Для бытового использования предусматривают мощность с запасом около 20 – 30%. Установки классифицируют по длительности работы, виду генератора, типу топлива.

При выборе учитывают:

• число фаз;
• жидкостное или воздушное охлаждение;
• ручной или автоматический запуск;
• открытый или закрытый корпус;

Горячий газ из газовой электростанции для частного дома можно применять в отопительной системе, высушивать с его помощью топливо, вещи, овощи, другие продукты. Для сушки часть магистрали газопровода обводят вокруг топки, размещают его между загрузочной камерой и корпусом.

Безопасность работы агрегата обеспечивают:

• терморегуляторы;
• предохранительные клапаны;
• контролирующие датчики;
• схемы аварийного отключения.

Электронные модули управления координируют работу, дают возможность задавать требуемые параметры, предусмотрено дистанционное управление пультом и посредством интернета. Обязательно предусматривают вывод дыма. Минимальные размеры комнаты, где стоит газогенератор, не должны быть меньше 15 м³.

Плюсы и минусы технологии

Если нет нужды в отделении газовой смеси, электрогенератор на природном газе эффективно работает в качестве теплогенератора, обеспечивает отопление дома. Выгода в том, что за счет использования пиролизного газа экономятся дрова.

Некоторые предприятия закупают агрегаты и производят генераторный газ, получая деньги за утилизацию отходов других заводов. Стоимость вывоза мусора высокая, при этом возможны штрафы, поэтому древесный мусор деревообрабатывающим фирмам легче сдать на переработку, и заплатить меньшую сумму. Собственник станции получает выгоду от оплаты работы, также имеет бесплатное тепло для своих нужд.

Как сделать газогенератор на дровах своими руками

Учитывая дороговизну готовых агрегатов, рассматривают вариант собственноручного изготовления. На подготовительном этапе составляют чертежи автономного генератора газа.

Электричество из газа получают, собрав конструкцию по схеме:

• Корпус. Основу агрегата собирают из стальных листов, детали размечают по размерам из чертежа.
• Бункер. Резервуар предназначен для складирования паллет, дров. Делают из железных листов, крепят в корпусе, узлы разграничивают плитой из низкоуглеродистого металла.
• Топочная камера. Ее ставят у бункера внизу. Материалом служит жаропрочное железо, а крышку герметизируют прокладкой, чтобы не попадал кислород.
• Горловинный отсек. Здесь совершается крекинг смол, поэтому область отделяют асбестовыми прокладками от основного корпуса.
• Воздухораспределительная коробка. Ставят вне кожуха, а штуцер врезают с применением обратного клапана.

Горловину стыкуют с топкой с помощью патрубка и фильтров.

Необходимые материалы и инструменты

Нужны листы низкоуглеродистой стали, готовят жаропрочные уплотнители для крышек, горловины. Чаще используют асбест, но его считают вредным для здоровья, поэтому берут другие виды (силикон, силикаты). Для топки успешно применяют старый газовый баллон или железную бочку.

Потребуются инструменты:

• сварочный аппарат;
• электрическая дрель, болгарка;
• молоток, тиски, зубило, плоскогубцы;
• рулетка, керн по металлу, угольник, уровень.

Для нагнетания воздуха готовят вентилятор, детали крепят сваркой, в отдельных местах применяют болты с гайками. Фильтрационный блок делают из корпуса б/у огнетушителя. Для колосников берут жаропрочные железные пруты или применяют готовые изделия по размеру.

Этапы работы

Вначале собирают корпус, вверху устанавливают в него бункер для дров (кубатура около 60 – 70 литров). Емкость для альтернативного топлива внизу оснащают камерой сгорания. Фильтр делают в виде зигзагообразного коллектора, монтируют кран для отведения конденсата.

Дальнейшие этапы работы:

• устанавливают колосники;
• патрубком соединяют топливную камеру с отсеком сгорания олефинов;
• в патрубок выводят охладительную систему, которая расположена снаружи кожуха;
• сверху установки монтируют воздухораспределительную коробку, устанавливают обратный клапан.

Для дверок берут надежные петли. Готовый генератор подключают к дымоходу.

Охлаждение и очистка газа

Для результативной работы регулируют подвод воздуха, удаление газов. В составе газовой смеси есть негорючие компоненты: О2, Н2О, СО2, N2. Эти вещества расцениваются как балласт, поэтому в итоге нужно от них избавляться.

На выходе газовую массу очищают от примесей:

Очистители бывают сухие динамические, поверхностные мокрые, промывательные жидкостные. Для эффективности применяют камеры грубого и тонкого очищения.

Охлаждение газа относится к необходимым технологическим процедурам, чтобы не возникали температурные напряжения. Система включает несколько воздушных охладителей вместе с вентиляторами.

Вентилятор розжига

Генератор разжигают за счет тяги, которая создается в вытяжной трубе из-за разницы давления.

Процесс может быть запущен:

При розжиге вентилятор включают, закрывают дверку смесителя, открывают вентиляторный ход. Через 30 секунд поджигают топливо, выключают вентилятор. Розжиг генератора любой системы проводят с выбросом дыма в дымоход, иногда вентилятором дуют под колосники.

Смеситель

Этот узел устанавливают для координации пропорции подаваемой газовой смеси. Древесный газ отличается теплотой сгорания 4,5 МДж/м³, а природный газ — 34 МДж/м³. Поэтому концентрация воздуха и топлива должна быть урегулирована, что происходит при использовании заслонки.

Очищенная смесь поступает в смеситель, одновременно подается некоторый объем воздуха. Эта масса становится пригодной для применения в качестве водяного подогревателя для бытовых нужд, в виде топлива для ДВС. Смеситель оснащен заслонками для количественной и качественной координации состава газа.

Источник