Твердопаливні піролізні котли

02.08.2015

Піролізні котли на дровах та брикети для опалення приватних будинків
Газогенераторні — піролізні котли для опалення приватних малоповерхових будинків
Принцип піролізу

В основу роботи газогенераторного котла покладений принцип піролізного спалювання (або сухої перегонки) палива, суть якого полягає в тому, що під дією високої температури близько 600°С і в умовах нестачі кисню суха деревина розкладається на летючу частина — так званий піролізний газ, який спалюється окремо від дров при температурі до 1300°С.

Змішання кисню повітря з виділеним піролізного газом при високій температурі викликає процес горіння останнього, який використовується в подальшому для отримання теплової енергії. Слід зазначити, що піролізний газ в процесі згоряння взаємодіє з активним вуглецем, в результаті чого димові гази на виході з котла практично не містять шкідливих домішок, будучи, по більшій частині, сумішшю вуглекислого газу і водяної пари.

Конструкція піролізного котла

Котел складається з двох камер, розташованих одна над іншою.

Верхня камера являє собою паливний бункер. У неї закладаються дрова, і тут же відбувається їх суха перегонка — піроліз, в результаті якого виділяється «деревний газ».

Завдяки процесу газифікації, в паливному бункері відбувається попереднє підсушування дров, а також підігрів повітря, що направляється в камеру згоряння.

Нижній відсік є камерою згоряння і зольником одночасно. Тут відбувається безпосередньо процес спалювання деревного газу і скупчується відпрацьований попіл.

Між цими двома камерами знаходиться катализаторной форсунка з жароміцного матеріалу.

Регулювання потужності котла відбувається за допомогою регулювання подачі повітря.

До позитивних особливостей котла можна віднести те, що його робота піддається достатньо точному регулюванню, на відміну від звичайних твердопаливних котлів.

Терморегулятором, яким укомплектований котел можна встановлювати необхідну температуру теплоносія.

В процесі піролізного спалювання не утворюється сажа і кількість золи мінімально, тому котел рідше потребує чищення.

Повітря, що надходить в зону горіння, підігрівається, що робить горіння більш економічним. Час роботи котла на одному завантаженні палива становить 6 -12 годин (в залежності від напруженості роботи котла і використовуваного палива).

Етапи роботи піролізного котла

Етап 1 — Розпал, пряме горіння. Сушіння і початок газифікації деревини. Температура — 450°С.

Етап 2 — Піролізний режим. Подача повітря, газифікація палива, температура в завантажувальній камері 600°С, спалювання суміші деревного газу з вторинним повітрям у другій камері. Температура до 1300°С.

Етап 3 — Автоматичне регулювання швидкості горіння палива шляхом подачі або припинення подачі повітря. Регулювання проводиться по датчиках температури теплоносія.

На 2 і 3 етапах димові гази проходять через теплообмінник і надходять в димохід з температурою 140 — 160°С

Порівняння піролізних котлів з традиційними твердопаливними

Піролізні котли істотно ефективніше традиційних твердопаливних котлів:

По-перше, при спалюванні дров, особливо вологих, неможливо досягти таких високих температур, як при спалюванні отриманого з них газу.

По-друге, для горіння газу необхідно менше вторинного повітря, ніж для горіння дров, завдяки чому вища температура горіння і, отже, ефективність горіння.

В-третіх, процесом горіння піролізного газу легше керувати, тому робота газогенераторного котла піддається автоматизації.

В процесі піролізного горіння утворюється мінімальна кількість сажі і золи, тому піролізний котел рідше, ніж звичайний, потребу в чищенні.

Паливо для піролізного котла

Піролізні котли рекомендується топити як можна сухішою деревиною, тоді забезпечується робота котла на максимальній потужності і тривалий термін його служби. Наприклад, дерево з 12 — 20% вмістом води має теплоту згоряння 4000 ккал/кг деревини, дерево з 50% вмістом води має теплоту згоряння 2 ккал/кг деревини.

Піролізні котли можна топити дровами і паливними брикетами.

Піроліз деревини

Слово «піроліз» походить від складання двох грецьких слів: руг-вогонь і lysis-розпад. Піроліз — це процес розкладання речовини під впливом температури (вогню). Технічні синоніми терміна «піроліз» — термічне розкладання, пирогенетическое перетворення, суха сублімація (перегонка).

Деревина розкладається вже при впливі на неї температурою, понад 120°С. При цьому, в масі деревини відбувається ряд хімічних процесів і перетворень, під час яких виділяються газоподібні і пароподібні продукти розкладання.

Для протікання процесу піролізу деревини характерні такі температурні стадії:

При температурі до 170°С — видимих ознак піролізу не спостерігається. З деревини виходять вода і водяні пари (при наявності таких). Деревина може тривалий час, без будь-яких видимих руйнувань, протистояти температурі в інтервалі до 170°С.

При температурі, в інтервалі від 170 до 270°С — починається повільне обвуглювання деревини і її розкладання на газоподібні складові (деревний газ). Основу деревного газу становлять: Водень, Метан, Ацетилен, Етилен, Етан, Пропілен, Дивініл, Бутены, Бензолы, і звичайно ж, знаменитий СО (чадний газ) Температура 200°С вказується, як «температура початку піролізу» (температурних змін) в деревині. Тому, температура 200°С і вище, вважається пожежонебезпечною.

При температурі, в інтервалі 270-280°С — починається активне розкладання деревини, що супроводжується видимим її обвуглюванням і різким збільшенням виходу газоподібної складової, у вигляді диму. При наявності кисню в зоні піролізу може статися короткочасне загоряння (спалах) продуктів піролізу. Температура 260°С вказується, як «температура можливого загоряння» деревини.

При температурі, в інтервалі 280-410°С — починається період власне піролізу (сухої перегонки) деревини, з виділенням газів, парів кислот, спиртів і легких смол, в кількості, достатній для підтримання стійкого горіння деревини. При наявності кисню в зоні піролізу станеться займання продуктів піролізу. Температура 400°С вказується, як «температура спалаху» деревини.

При підвищенні температури до 600°С — процес піролізу деревини поступово стабілізується, виділення кислот і спиртів зменшується і збільшується вихід смоли і газів. При наявності кисню в зоні піролізу буде спостерігатися стійке горіння продуктів піролізу. Температура 600°С вказується, як «мінімальна температура стійкого горіння» деревини.

При температурі вище 600°С — процес піролізу деревини протікає досить стабільно. Якісний склад продуктів розкладання практично не змінюється. При наявності кисню в зоні піролізу буде спостерігатися стійке горіння (окислення) продуктів піролізу, в тому числі і елементарного вуглецю, який утворився на початкових температурних стадіях піролізу деревини. Температура, понад 600°С вказується, як «ефективна температура стійкого горіння» деревини.

Чим вище температура. тим більше швидкість піролізу, і, як наслідок — збільшується вихід продуктів піролізу за одиницю часу.

Процес термічного розкладання деревини, в цілому, відбувається з виділенням тепла — це екзотермічний процес. Выделившееся тепло, частково, йде на прогрівання поруч розташованих масивів палива.

Оптимальна відносна вологість деревини для піролізу — 18-27%.

Оптимальна порода дерева — чим щільніше, тим краще. Щільність березових дров 650 кг/м3, соснових 520 кг/м3, паливні брикети 1200 кг/м3.

Чим більше температура і швидкість піролізу, тим більше вихід смоли і газів, і, відповідно, менше утворюється сполук кислот і спиртів. Якщо кінцева мета піролізу — отримання тепла для опалення, то піроліз палива, переважно, проводити при максимально високих температурах і швидкостях, з мінімальним утворенням парів кислот і спиртів. Тому що, пари кислот і спиртів, для опалювальних цілей, практично не годяться, зате роз’їдають стінки піролізної камери котла.

Важливі характеристики дров’яних котлів

Зовнішні розміри звичайно мають значення при виборі котла, але в більшості випадків це не самий важливий параметр. Він має значення при установці нового котла у вже існуючу котельню.

На розмір впливає об’єм топкової камери, кількість димохідних каналів, обсяг водяної сорочки, чим більше ці параметри, тим більше розмір котла. Необґрунтоване зменшення цих параметрів призведе до погіршення роботи обладнання.

У деяких випадках великі розміри пов’язані з низьким рівнем технології виробництва.

Вага котла залежить від матеріалу виготовлення (чавунні котли важче, ніж сталеві) і товщини металу. Більш товсті стінки котла більше важать, але і збільшують термін служби.

Чим важче котел, тим складніше його доставити і встановити, але це разова процедура і тому мало значуща.

Розмір топки. Обсяг і глибина. Чим більше топка, тим більше дров великого розміру в неї поміщається і тим більше час роботи на одній закладці палива, але простих котлах слабкий контроль за швидкістю горіння палива, тому розмір топки можна зробити безмежним.

Розмір топки визначає зручність використання котла щодня на всьому протязі експлуатації. Це важливий показник.

Розмір дверки топкової камери визначає зручність закладки дров в котел.

Дуже важливий показник, який оцінюється щодня весь період експлуатації котла.

Тривалість горіння однієї порції дров. Котли з газифікацією палива володіють можливістю регулювання швидкості горіння дров. Однієї закладки дров може вистачити до 12 годин роботи.

Збільшити інтервал між топками можна шляхом більшого утеплення будинку і додатковим монтажем акумуляторних баків в систему опалення.

Якщо час безперервної роботи має вирішальне значення при виборі котла, то можливо треба розглянути варіант котла на пелетах або пелетної пальника .

Ще існують котли тривалого горіння з верхнім горінням палива, але їх конструкція і експлуатаційні якості викликають у нас багато питань і сумнівів.

Частота обслуговування. Обслуговування котлів полягає у видаленні золи приблизно 1 раз на тиждень.

Відповідно до інструкції золу необхідно прибирати щодня, раз на тиждень очищати канали повітря, раз на місяць перевіряти і чистити димохідні канали, раз в півроку чистити вентилятор димососа. У різних виробників терміни регулярного обслуговування можуть відрізнятися.

Вологість палива. Чим сухіше дрова тим краще. Котел буде працювати і на сирих дровах, але кількості тепла буде менше. При дуже сирих дровах стабільний піроліз може не розпочатися.

Якщо немає можливості заготовляти і сушити дрова, то можливо підходящим рішенням буде покупка еврдров — брикетів .

Короткий опис статті: піроліз деревини Твердопаливні піролізні котли на дровах та брикетах.
Поставка та монтаж — компанія ТеплоКомфорт.
Телефон 8-8332-73-72-10, р. Кіров вулиця Виробнича 38. піролізні котли

Джерело: Твердопаливні піролізні котли — ТеплоКомфорт місто Кіров

Також ви можете прочитати