Температура горения пиролизного газа

Необходимость в использовании экономичных видов топлива назрела в мире достаточно давно. К примеру, в Европе уже сегодня довольно-таки широко используется пиролизный газ. На таком топливе может работать разного рода кухонное оборудование, отопительные установки и даже автомобили.

Определение

Собственно, под самим понятием «пиролиз» химики понимают распад вещества на молекулярном уровне под действием высокой температуры, обычно при отсутствии воздуха. Сложные соединения при таких условиях разлагаются на более простые. При этом в среде образуются разного рода новые элементы. По сути, пиролиз, таким образом, представляет собой обычный процесс сухой перегонки.

Газ от дров

При сжигании топлива при высоких температурах в бескислородной среде образуются следующие продукты сгорания:

смола пиролиза (жидкий продукт).

Первый из списка продукт имеет, помимо всего прочего, ту особенность, что может образовываться и при сгорании топлива в кислородной среде. Однако получить газ в данном случае можно только при условии сжигания топлива при температуре не ниже 500 °С.

Какие продукты могут использоваться

Пиролизные котлы в домах могут работать на обычных дровах или специальных паллетах, к примеру, из опилок или прессованной стружки. Также подвергаться пиролизу могут и разного рода бытовые и промышленные отходы. Сжигается подобным образом, к примеру, резина, старые автомобильные покрышки, пластиковые, отслужившие свое, вещи и пр. В данном случае пиролиз позволяет не только получить определенную долю тепла, но и сохранить в чистоте окружающую среду. Ведь, как известно, пластик не разлагается в земле долгое время. Разного рода же нефтесодержащие материалы очень сильно загрязняют как сами грунты, так и водоемы.

Также сжигаться подобным образом могут:

бумага, картон, текстиль;

нетоварная древесина (в том числе и с химической пропиткой);

солома, листва, скорлупа орехов, сорняки.

Помимо этого, перерабатываться посредством реакции пиролиза могут остатки лакокрасочной продукции, масла и пр. Это также позволяет сохранить в чистоте окружающую среду.

Состав

Получаемый в результате пиролиза газ содержит, помимо всего прочего, множество твердых частиц, обычно в виде сажи. Также в его состав входят разного рода химические компоненты, к примеру, водород. Однако основной состав пиролизного газа выглядит все же следующим образом:

Очень опасный для здоровья человека и даже его жизни СО при такой реакции образуется из-за неполного сгорания древесного угля.

Виды пиролиза

На данный момент различают всего два основных типа подобных реакций. Пиролиз может быть:

Первая разновидность реакций, в свою очередь, подразделяется на:

Каким образом получают газ: окислительный пиролиз

Такую реакцию на сегодняшний день называют самой экологически чистой и продуктивной. Происходит пиролиз в данном случае при очень высоких температурах. К примеру, при сжигании подобным образом метана к нему подмешивается определенный процент кислорода. При частичном сгорании вещество в данном случае выделяет огромное количество энергии. В результате остатки смеси разогреваются до температуры в 16000 °С.

Используется реакция окислительного пиролиза в основном для сжигания разного рода промышленных материалов, содержащих нефть, а также пластика и резины. Газ в данном случае может идти, к примеру, на отопление цехов самого предприятия, занимающегося утилизацией отходов.

Сухой пиролиз

Такая реакция происходит без участия кислорода и, как уже упоминалось, в свою очередь, может быть низко- или высокотемпературной. В первом случае топливо разогревается максимум — до 1000 °С, во втором — выше 1000 °С. Для получения большого количества собственно пиролизного газа используют в основном высокотемпературные реакции.

При сжигании топлива в среде до 800 °С получается довольно-таки много газа с малой теплотой сгорания. Также в этом случае остается достаточно небольшое количество кокса и жидких смол.

Наиболее целесообразным считается получение пиролизного газа при температуре от 900 до 1000 °С. В данном случае наблюдается уже максимальный процент его выработки. При этом газ, полученный подобным образом, имеет минимальную теплоту сгорания. Такой продукт считается, помимо всего прочего, высококачественным горючим, пригодным для транспортировки на далекие расстояния.

При сжигании топлива при температуре от 450 до 500 °С на выходе получается очень мало как твердых остатков, так и газа. Последний при этом не отличается высоким качеством, поскольку имеет максимальную теплоту сгорания.

Где может использоваться газ

Процесс пиролиза, таким образом, позволяет отапливать разного рода помещения с наименьшими потерями топлива. Также, благодаря использованию этой реакции, сохраняется в чистоте окружающая среда. Но где же может применяться образующийся при сжигании топлива в бескислородной среде пиролизный газ?

Этот продукт сгорания сегодня во всем мире рассматривается в первую очередь как альтернативный экономичный источник тепловой энергии. В некоторых европейских странах пиролизный газ давно стал обычным топливом, на котором работает оборудование, подогревающее воду (для систем отопления и ГВ), электроэнергию, пар.

Котлы

С древних времен человек отапливал свои жилища с использованием обычных печей, функционирующих на дровах и на угле. Позднее дома начали оборудовать современными твердотопливными котлами, функционирующими на том же виде топлива. Такие агрегаты используются для обогрева жилищ и в наше время. Стоят они недорого и для их монтажа не нужно получать разрешения в разного рода инстанциях. Однако у обычных твердотопливных котлов есть один довольно-таки серьезный недостаток. Топливо они потребляют крайне неэкономично. В камерах таких агрегатов остается много остатков сгорания. К тому же часть тепла, вырабатываемого таким оборудованием, попросту вылетает «в трубу» вместе с дымом.

Инженеры, решившие исправить этот минус твердотопливных котлов, и придумали в конечном итоге пиролизные нагревательные экономичные и удобные в эксплуатации агрегаты. В таких котлах есть, помимо всего прочего, дополнительные камеры, в которых происходит дожиг пиролизного газа.

Реакция в агрегатах этой разновидности протекает при сильном дефиците кислорода (15 %). Древесина или любое другое топливо в оборудовании этого типа распадается на газы и небольшое количество неорганических остатков. У пиролизных газов температура горения в камере дожига может доходить до 110-1200 °С.

Где еще используется газ

Самое широкое применение пиролиз, таким образом, получил в системах отопления и нагрева воды. Также эта реакция широко используется:

в перерабатывающей промышленности;

Иногда пиролизный газ в наше время используют и в качестве топлива для разного рода оборудования или, как уже упоминалось, автомобилей.

Газогенераторные установки

Оборудование этого типа используется для получения высококачественного пиролизного топлива, которым в некоторых случаях можно заменять, к примеру, традиционный природный газ. Представляют собой такие установки герметичные печи с регулируемой подачей воздуха. Дымоход у оборудования этого типа может, помимо всего прочего, перекрываться.

Получают пиролизный газ в таких установках следующим образом:

Нагнетают воздух в печь посредством насоса.

После разогрева содержимого установки до определенной температуры подачу воздуха прекращают.

Густой черный дым, выходящий из установки, очищают от сажи с помощью циклонов.

Удаляют из пиролизного газа водяной пар для повышения температуры его сгорания (проводят через охладитель).

Подают газ в фильтр тонкой очистки, конструкция которого включает в себя емкость с водой, электростатическую установку и картонные картриджи.

Очистка пиролизных газов перед их использованием в промышленности, а иногда и в быту, должна производиться обязательно. Твердые частицы и разного рода химические примеси могут стать причиной поломки оборудования, работающего на таком виде топлива. Далее может закачиваться, к примеру, пиролизный газ в баллон.

Использование топлива из газогенератора в быту

Установки этого типа чаще всего применяются, конечно же, на производстве. Но иногда они приобретаются и для частных домов. Получение пиролизного газа в домашних условиях — дело относительно несложное. Некоторые умельцы зачастую даже изготавливают газогенераторы своими руками.

Применяться полученный из бытовых установок газ может с разными целями. Очень часто, к примеру, к газогенераторам частники подключают обычные кухонные плиты. Горение пиролизного газа не отличается такой интенсивностью, как природного. Однако использовать плиту по назначению при его применении все-таки достаточно удобно.

Также к газогенераторам в быту часто подключают, к примеру, автоген. При подаче кислорода при использовании приролизного газа температура пламени в таком оборудовании достигает 2000 °С.

Как уже упоминалось, в домашних условиях пиролизный газ может использоваться и в качестве автомобильного топлива. Для такого его применения двигатель машины нужно будет лишь слегка модифицировать. При этом работать на таком топливе могут как бензиновые, так и дизельные моторы. Используется такой газ в домашних условиях зачастую и в электрогенераторах.

Особенности применения

Таким образом, пиролизный газ имеет несколько меньшую степень теплоотдачи, чем природный или сжиженный. Поэтому для корректной работы разного рода нагревательного и кухонного оборудования при его использовании для правильного более интенсивного сгорания необходимо увеличивать его подачу.

В кухонном оборудовании для этого, к примеру, могут рассверливаться жиклеры. Печь на пиролизном газе в этом случае будет работать так же, как и на природном. То есть интенсивность горения топлива будет такой же. Также для перевода разного рода оборудования на другой вид газа зачастую меняется и его прошивка. В автомобилях для работы на таком топливе полностью заменяют топливную систему.

Машины на дровах

В Советском Союзе в начале 1920-х годов газогенераторные грузовики использовались очень широко. В те годы у нас в стране даже проводились конкурсные испытания таких автомобилей.

Первым газогенераторный двигатель на машину у нас в СССР установил профессор В. С. Наумов в 1927 г. В 1928 г. конструированием таких автомобилей начал заниматься в России Научный автотракторный институт. Специалистами этого учреждения тогда были проведены опыты с иностранными машинами "Имберт-Дитрих" и "Пип".

Первый построенный у нас в стране газогенератор НАТИ-1 работал на обычных дровах. В 1932 г. была создана также установка НАТИ-3, предназначенная для моторного катера. В то же время в России появился и первый автомобильный газогенератор, созданный при поддержке общества «Автодор». Название он получил "Автодор-1". Еще позднее в СССР было разработано несколько более совершенных установок этого типа. Состав пиролизного газа, получаемого с их использованием, был на самом деле очень качественным. Автомобили, работающие на этом топливе, отличались надежностью, превосходными эксплуатационными качествами и долгим сроком службы.

Во время ВОВ на фронтах и в тылу в СССР активно использовались газогенераторные грузовики ЗИС-5 и ГАЗ-АА. К концу войны в стране эксплуатировалось уже около 200 тыс. автомобилей с двигателями на пиролизном газе.

Конечно же, использование такого топлива было вызвано в первую очередь нехваткой в стране в те времена нефтепродуктов. Однако не стоит думать, что пиролизный газ применялся только из-за дефицита бюджета государства. Такое топливо в те времена считалось достаточно эффективным и перспективным и использовалось не только в России. К примеру, в 20-30 годы прошлого века автотехника на пиролизе получила широкое распространение в таких странах, как Франция, Германия, Великобритания, Финляндия, Швеция. Также машины, работающие на таком газе, широко использовались и в некоторых странах Азии. К примеру, автомобили этого типа с успехом эксплуатировались в те времена в Китае, Японии и Индии.

Читайте также:  Сигнализация в помещение с датчиком движения

Историческая справка

Пиролиз дерева — один из первых химических процессов, начавших активно использоваться людьми. В России, к примеру, такую реакцию еще в XII в широко применяли для выработки сосновой смолы. Последнюю далее использовали для пропитки канатов, а также для обработки речных и морских судов. В промышленных же масштабах применять пиролиз для пропитки древесины первыми начали шведы. В этой стране такая реакция также использовалась для получения пропиточной смолы.

В начале XX века в России сформировалось несколько лучших в мире школ по пиролизу древесины. Связано это было, конечно же, в первую очередь с тем, что на территории нашей страны растет множество лесов. До начала использования природного газа у нас в России на многих предприятиях было установлено мощное газогенераторное оборудование. Использовались такие установки до появления работающих на природном газе достаточно долго.

Конечно, в последующем такое оборудование было признано устаревшим. Газогенераторные установки с заводов убрали. И до настоящего момента, к сожалению, пиролиз как вид альтернативного экономичного вида топлива, в отличие от европейских стран, в РФ не получил широкого распространения. Однако этот вид топлива в России на данный момент признан достаточно перспективным. Поэтому, возможно, в скором времени пиролизный газ будет использоваться у нас в стране намного шире. Ведь применение такого топлива позволяет не столько сэкономить деньги, но и сохранить окружающую среду.

Работа пиролизного котла основывается на особой химической реакции — пиролизе. Под данным термином подразумевается термический процесс разложения органического топлива (древесина) на газ и уголь. Процесс происходит в закрытой камере без доступа кислорода при температуре от 350* и выше.

Фактически, пиролиз (разложение и частичная газификация под действием нагревания) происходит при любом способе сжигания твёрдого органического топлива.


Пиролизный котел на дровах длительного горения

Конструкция пиролизного котла

1-Внешний кожух из кирпича М-200
2-Обвязка железным уголком
3-Загрузочный люк для дров
4-Железный котел
5-Подача вторичного воздуха
6-Трубы подачи и обратки теплоносителя
7-Зольный савок
8-Дымовая труба

Как известно, при горении происходят окислительные процессы, один из главных участников которых – кислород, содержащийся в воздухе. Если кислорода мало, реакция замедляется и дрова сгорают медленно, фактически в таких условиях они просто тлеют. При этом выделяется некоторое количество тепловой энергии, зола и горючий газ (Пиролиз).

Процесс пиролиза на этом не заканчивается. Полученный при сжигании первичного топливо газ смешивается с воздушными массами и также сгорает. В итоге тепловой энергии выделяет значительно больше, чем при работе стандартных теплогенераторов.

Поэтому пиролизные котлы демонстрируют очень приличный КПД по сравнению со своими чисто твердотопливными “собратьями”, а также нередко предоставляют возможность заметно сэкономить на отоплении.

Преимущество отопительной техники этого типа состоит в том, что принцип ее работы и устройства относительно не сложен. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, регулируется обычной механической заслонкой. Простая конструкция обеспечивает надежность устройства, поломки для пиролизных котлов – явление не частое.

Эта схема наглядно демонстрирует все этапы процесса пиролизного горения. Температура внутри устройства может достигать 1200°С (+)

Еще один “плюс” пиролизных котлов – длительный период горения. Полная загрузка устройства топливом позволяет не вмешиваться в процесс в течение нескольких часов, иногда и более суток, т.е. нет необходимости постоянно подбрасывать дрова в топку, как это происходит при открытом горении.

Конечно, это не означает, что пиролизный котел можно оставлять без присмотра. Как и в отношении прочей отопительной техники, здесь имеются строгие правила техники безопасности.

Стоит помнить, что пиролизный котел не всеяден – влажность топлива должна быть невысокой. Иначе часть драгоценной тепловой энергии уйдет не на подогрев теплоносителя, а на высушивание топлива.

При реализации пиролизного горения топливо сгорает почти полностью, чистить устройство придется гораздо реже, чем при эксплуатации традиционного твердотопливного котла. Мелкую золу, полученную после очистки, используют в качестве удобрения. Горение топлива в таких котлах осуществляется по направлению сверху вниз.

Поэтому возможности для естественной циркуляции воздуха в топке заметно ограничены. Использование принудительного нагнетания воздуха с помощью вентилятора значительно улучшает эффективность работы устройства, но при этом делает котел энергозависимым, поскольку для работы вентилятора необходима электроэнергия.

Устройство и работа пиролизного котла

Схематичное устройство твердотопливных пиролизных топок (2 и 3)

Топка пиролизного котла разделена на два отделения. В первой сгорают дрова, а во второй производится вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Отделяет первую камеру от второй колосниковая решетка, на которую и укладывают топливо.

Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ (+)

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Сначала в первое отделение топки пиролизного котла загружают топливо, затем включают вентилятор и поджигают топливо. Образующиеся в результате горючие газы перемещаются во второе отделение, смешиваются с воздухом и сгорают.

Температура горения может достигать 1200°С. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Дорогие модификации способны работать на разных видах топлива.

Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Котлы верхнего горения

Один из вариантов пиролизного устройства – котел верхнего горения. Принцип действия этих двух агрегатов очень схож.

Точно так же в топку загружают большое количество твердого топлива низкой влажности, воздух нагнетают принудительно и обеспечивают тление топлива при пониженном количестве кислорода. Задвижку, которая регулирует поток кислорода, устанавливают в нужном положении.

Схема устройства котла верхнего горения. Топка такого котла имеет глухое дно, частички продуктов горения удаляются через дымоход (+)

Но котлы длительного горения не имеют ни зольника, ни колосника. Дно представляет собой глухую металлическую плиту. Такие котлы устроены так, чтобы древесина сгорала полностью, а оставшееся в топке малое количество золы выдувалось воздухом.

Такие устройства отличаются высоким КПД и также работают при температурах более 1000°С.

Основная особенность таких устройств – они действительно обеспечивают длительный срок работы при полной загрузке. Топливная камера в таких устройствах обычно выполнена в форме цилиндра.

В нее сверху загружают топливо, сверху же, по центру, нагнетается необходимый для горения воздух.

В котлах верхнего горения устройство для нагнетания воздуха – это подвижный элемент, который опускается вниз по мере прогорания дров

Таким образом осуществляется медленное тление верхнего слоя топлива. Топливо постепенно сгорает, его уровень в топке понижается. Одновременно изменяется и положение устройства для подачи воздуха в топку, этот элемент в таких моделях подвижен и он практически лежит на верхнем слое дров.

Второй этап горения осуществляется в верхней части топки, которая отделена от нижнего отделения толстым металлическим диском. Горячие пиролизные газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива внизу, расширяются и перемещаются вверх.

Здесь они смешиваются с воздухом и сгорают, дополнительно передавая теплообменнику солидную порцию тепловой энергии.

Балка, удерживающая диск, который разделяет камеру сгорания на две части, как и сам этот диск, в процессе работы котла верхнего сгорания постоянно находится под воздействием высокой температуры. Со временем эти элементы сгорают, их придется периодически заменять.

На выходе из второй части топливной камеры обычно установлен регулятор тяги. Это автоматический прибор, который определяет температуру теплоносителя и в зависимости от полученных данных регулирует интенсивность движения горючего газа. Он защищает устройство от возможного перегрева.

Стоит отметить, что наружный теплообменник в таких котлах реагирует на изменение скорости циркуляции жидкости в теплообменнике, т.е. на колебания температуры. На поверхности устройства сразу же образуется слой конденсата, который вызывает коррозию, особенно если речь идет о стальных котлах.

Предпочтительнее брать устройство из чугуна, которое значительно лучше сопротивляется подобному воздействию.

Хотя топливо в пиролизных котлах длительного горения должно сгорать без остатка, на практике так бывает не всегда. Порой пепел спекается, образуя частички, которые трудно удалить с помощью потока воздуха.

Если в топке накопится большое количество таких остатков, может наблюдаться заметное снижение тепловой отдачи агрегата. Поэтому котел верхнего горения следует периодически все же прочищать.

Особенность устройств этого типа в том, что по мере сгорания топлива его можно догружать, не дожидаясь сгорания всей закладки топлива. Это удобно, когда нужно избавиться от горючего бытового мусора.

Существуют также разновидности котлов верхнего горения, которые работают не только на древесном топливе, но и на угле. Сложные узлы автоматического управления в пиролизных котлах этого типа отсутствуют, поэтому серьезные поломки наблюдаются крайне редко.

Конструкция котла верхнего горения позволяет загружать топку лишь частично, если это необходимо. Однако в этом случае выполнить розжиг верхнего слоя топлива может быть не просто. Само топлива должно быть подсушенным, дрова из открытой поленницы для такого котла не подходят.

Топливо крупных фракций также не следует использовать для этого вида техники, т.е. дрова придется обязательно колоть на небольшие части.

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива.

Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.

Современные модели котлов пиролизного горения могут работать на различных видах древесного топлива: дровах, брикетах, пеллетах, угле, торфе и т.п.

Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.

Читайте также:  Светло сиреневые обои в спальне

Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные брикеты из опилок и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п.

Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.

В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора

Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть.

Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.

Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам

Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива.

Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.

Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива

В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть.

Для этого выполняют следующие шаги:

  1. Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
  2. Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
  3. Закрывают дверцу камеры сгорания.
  4. Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
  5. Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
  6. Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.

К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800°С, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.

Характерная особенность котлов пиролизного горения – малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания

Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие теплоносителя в системе отопления и т.п.

Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел – это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Как и другие отопительные агрегаты, котлы длительного горения различаются по мощности.

Выбирая котел пиролизного горения, следует ориентироваться на такие показатели, как тепловая мощность устройства, размеры камеры загрузки, наличие второго контура и т.п.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

  • Atmos (Украина) – представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
  • Attack (Словакия) – способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
  • Bosch (Германия) – высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
  • Buderus (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano, первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая – более современные версии, предназначенные для частных домов.
  • Gefest (Украина) – высокомощные устройства с КПД до 95%.
  • КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
  • Opop (Чехия) – относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
  • Stropuva (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
  • Viessmann (Германия) – идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
  • “Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
  • “Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Теплообменник для ГВС бывает накопительного или проточного типа. Для последнего варианта используют модели котлов повышенной тепловой мощности.

При желании сэкономить средства, можно попробовать сделать пиролизный котел своими руками. Технология его сборки описана в этой статье.

Сделать ее заметнее в лентах пользователей или получить ПРОМО-позицию, чтобы вашу статью прочитали тысячи человек.

  • Стандартное промо
  • 3 000 промо-показов 49
  • 5 000 промо-показов 65
  • 30 000 промо-показов 299
  • Выделить фоном 49
  • Золотое промо
  • 1 час промо-показов 5 ЗР
  • 2 часa промо-показов 10 ЗР
  • 3 часa промо-показов 15 ЗР
  • 4 часa промо-показов 20 ЗР

Статистика по промо-позициям отражена в платежах.

Поделитесь вашей статьей с друзьями через социальные сети.

Ой, простите, но у вас недостаточно континентальных рублей для продвижения записи.

Получите континентальные рубли,
пригласив своих друзей на Конт.

Сегодня мы с вами обратимся к теме пиролизных котлов. Конечно, эта тема не обойдётся без агрессивно настроенных читателей, пользователей этих котлов, но агрессия таких людей нас свами мало волнует, а больше всего беспокоит то, что люди, которые стоят перед выбором котла в настоящий момент, могут эту агрессию принять за истину в первой инстанции и приобрести себе такой котёл.

Пиролизный котёл приобретать не надо, и сейчас мы с вами посмотрим почему. Будем разбирать пиролизный котёл по тем преимуществам, которые нам предлагает реклама, а именно:

Экономичность, КПД очень высокий

Экономичность по полноте сгорания топлива

Экологичность, очень низкие выбросы СО и прочих веществ

Высокое время горения, до 12 часов

Возможность сжигания топлива с влажностью 75%

Итак, прежде чем мы приступим к вышеупомянутым преимуществам, давайте разберёмся, что такое пиролизный котёл, говорить мы будем об истинном пиролизном котле – с верхним дутьём. Уточняем для себя этот момент, так как сейчас очень часто можно встретить в рекламе: пиролизный котёл без дутьевого вентилятора! – это полная ерунда, так как в этом котле воздух идёт сверху вниз, сам он таким путём не пойдёт, обязательно требуется вентилятор.

Итак, как он устроен РИС.1 ,

в камеру закладки дров(1) подается воздух(2), Рисунок 1дрова в камере(3) разлагаются на составляющие: на уголь и летучие вещества, пиролизные газы – которые мы потом сжигаем.

Что такое пиролиз? Пиролиз – это, разложение вещества, при отсутствии или недостатке кислорода.

Воздух в пиролизном котле продувается сверху вниз и выходит через форсунку в виде вот такого хвоста ракеты (4). Скажите пожалуйста, какой уж тут пиролиз, когда не то что недостатка кислорода, а мы принудительно продуваем воздух через камеру сгорания. Если бы нагревание закладки происходило от внешнего источника, через стенки камеры сгорания (5) и при достижении температуры выхода летучих газов, эти летучие газы бы выходили и потом сгорали в камере сгорания, то можно было бы с лёгким сердцем утверждать, что да, действительно, этот котёл пиролизный. НО! В данном случае, о пиролизе речи быть не может, потому что здесь принудительно подается воздух. И правильнее было бы назвать этот котёл не пиролизным, а котлом верхнего дутья. Но так называть его нельзя, а почему, потому что вы его не купите. Что такое котёл верхнего дутья? А когда Вы слышите слово пиролизный котёл, Вы считаете что там, есть что-то волшебное и его надо обязательно купить. Несмотря на то, что живём мы в 21 веке, от магического мышления мы ещё не избавились и волшебства мы от чего-то ждём.

Так вот ничего волшебного в пиролизном котле нет! Почему?! Да потому что процесс пиролиза, процесс выхода летучих веществ из дров или из угля, не важно, он присутствует в любом месте, где горят дрова, хоть в железной бочке. Это легко обнаружить, если Вы посмотрите, в традиционный котёл РИС.2,

где воздух подаётся через закладку дров снизу вверх (1) , то увидите пламя над дровами (2), Рисунок 2и языки пламени на некотором удалении (3), через определенный промежуток (4). Это именно те пиролизные газы, которые не сгорели, не успели сгореть здесь (2), а нашли себе кислород на некотором удалении от самого пламени. Вот и всё.

Теперь давайте последовательно разберём все наши 5 пунктов, которые мы выделили как преимущества пиролизного котла, судя по рекламе. Начнём с того что полегче, это сжигание сырых дров. Люди, которые утверждают, что можно сжигать дрова 75% влажности ошибаются очень сильно. В паспорте пиролизного котла, чёрным по белому написано, что дрова должны быть 25% влажности, если влажность будет больше, то это сильно снижает КПД котла. 75% влажность дров, приведёт к тому, что КПД котла будет 5%, ну может быть 10%.

Как устроен процесс работы пиролизного котла.

Итак, процесс разделён на 3 этапа РИС.3.

этап. Это работа в режиме обычного котла, когда дрова разогреваются до температуры выхода пиролизных газов.

этап. После того как газы начинают выходить, запускается собственно процесс пиролиза и он продолжается ровно до тех пор, пока все летучие газы не выйдут.

этап. Догорание угля.

Так вот если у нас дрова 25% влажности, то процесс пиролиза у нас начнётся вот здесь (1), приблизительно через 20 минут после того как дрова загорятся.

Если дрова 50% влажности, то этот процесс, сдвигается до этого места (2).

Если наши дрова 75% влажности, то мало того что вы их не подожжёте просто так, Вам понадобится бензин или керосин, для того чтобы они начали гореть, а самое главное, процесс пиролиза, не начнётся никогда. Почему?! Да потому что влага будет выделяться, а её здесь много, будет уносить с собой тепло и не даст дровам разогреться до тех пор, когда они начнут выделять газ. Дрова начнут гореть здесь (3), дотлеют до этого места (4), не принеся с собой ничего. То есть сжигать дрова с влажностью 75% не нужно совсем, дрова с влажностью 50% очень неэкономично.

Читайте также:  Самый плотный укрывной материал

Итак, пункт 5 мы можем смело вычеркнуть, с ним мы разобрались.

Полнота сгорания топлива.

Теперь давайте разберёмся с полнотой сгорания топлива. Когда Вы откроете дверцу топки традиционного твердотопливного котла, то на дне этого котла будет зола и пепел. Когда же Вы открываете топку пиролизного котла, то на дне, как правило — ничего нет. Отчего же это происходит, объяснить легко!

Открыв дверцу обычного котла и подув на минеральный, не сгоревший остаток который там есть, Вы увидите, что от лёгкого дуновения он поднимается в воздух и долгое время летает. А что у нас происходит в пиролизном котле? Не сгоревшие продукты попадают на дно вторичной камеры и казалось бы, они должны тут (1) лежать, но не тут-то было. Отсюда вырывается наш хвост ракеты (2), Рисунок 4с большой скоростью сюда РИС.4

(3) подаётся воздух. Здесь у нас площадь S1, здесь (4)площадь форсунки S2, а S1>>> намного больше, чем S2, поэтому скорость в этом месте (5) большая и силой ветра, вся зола и пепел которые должны здесь скопиться, током воздуха (6) увлекаются в дымоход. Поэтому у золы, фактически нет никакой возможности здесь задерживаться. И когда Вы открываете дверцу и не видите золы, думаете, как же здорово всё сгорело, ух.

Некоторые производители в своих рекламных буклетах пишут, что пиролизные котлы обладают низкой зольностью – чушь полнейшая! Никакой низкой зольностью котлы не могут обладать, так как, зольность – это, качество принадлежащее самому топливу, от того как его сжигают, сверху вниз, или снизу вверх, зольность не зависит! Но зола в пиролизном котле улетает и нам кажется, что он полностью сжигает топливо. Не тут-то было!

Итак, пункт 2, полное сгорание топлива, мы можем также зачеркнуть и двинуться дальше. Начали мы с этих пунктов не случайно, пункты 3 и 4 нам нужно будет рассматривать во взаимосвязи, они противоречат друг другу и сейчас мы, в этом убедимся.

Утверждают, что время горения в пиролизном котле можно растянуть до 12 часов. Охотно в это верится. В камеру сгорания закладывается много дров, производитель рекомендует закладывать дрова крупные. Рекомендация хорошая! Когда дрова больше, площадь их поверхности меньше, чем, если бы закладывали мелкие. От чего зависит скорость горения? От количества подаваемого воздуха и площади горения, если бы у нас вместо дров была стружка, то она бы сгорела не хуже бензина, а крупные дрова будут гореть дольше. Этот приём хорош для того, чтобы увеличить время горения. Но он не очень эффективный, самый эффективный и единственный способ увеличить горение в твердотопливном котле, это – ограничить подачу кислорода. Подачу кислорода мы ограничили, процесс замедлился. Мы можем совсем прекратить подачу кислорода и тогда, у нас с Вами процедура будет очень длительная, только толку нам от неё никакого нет, потому что котёл должен давать тепло. Есть одна тонкость, если мы совсем прекратим подачу кислорода, то процесс выделения газов, тех, которые мы должны сжечь, он продолжается и остановить его мы не можем, так как здесь нет клапана, который всё это дело прекращает.

Что происходит, когда эти газы выделяются? Мы обязаны их удалить, если мы их не удаляем, то они попадают в помещение и мы можем получить отравление. Мы обязаны их удалить, в дымоходе всегда есть разряжение и эти газы, несгоревшие попадают в дымоход, в атмосферу, загрязняя её. Второй недостаток этого процесса, то, что несгоревшие газы мы просто выкидываем на улицу, то есть мы выбрасываем топливо.

Вот что такое процесс удлинения горения. Экономичность котла находится в прямой противоположности со временем горения. Чем дольше мы растягиваем процедуру горения, тем больше мы теряем на экономичности. Это очевидно, не так ли!? Котёл будет экономичен только тогда, когда он будет работать на 100% своей мощности, но для того чтобы он работал таким образом, нам нужна буферная ёмкость. Например, в Германии вам не разрешат поставить никакой котёл, ни пиролизный, ни обычный твердотопливный дровяной без топливной ёмкости, именно по причине того, что режим работы котла не всё время 100%, он будет уменьшаться и увеличиваться, в зависимости от потребности системы отопления. Количество выбросов будет меняться, то есть ситуация когда количество выбросов будет превышать норму, при работе хоть пиролизного, хоть обычного котла будет иметь место, нам этого допустить нельзя. Удлинять время горения, нам может быть и удобно, но мы теряем на топливе. Потеряв на топливе, мы уже не имеем права говорить, что этот котёл очень экономичен, ничего экономичного в нем нет.

Что такое КПД котла

Напоследок, у нас с Вами остался один пункт, самый сложный, для того чтобы понять что такое КПД, давайте обратимся к формулам.

У нас в котле сгорает углерод, водород, в присутствии кислорода. Продуктами сгорания у нас в идеале является углекислый газ и вода, плюс тепло:

Для того, чтобы этот идеальный процесс произошёл, нам нужно чтобы (водород сгорит всегда), каждый атом углерода встретил два атома кислорода, — для того чтобы они встретились, требуется какое-то время. Если мы подадим 100% кислорода для осуществления этой реакции, то встреча двух этих атомов будет происходить очень долго, где-то за пределами камеры сгорания. Поэтому, для того чтобы они встретились быстрее, мы должны подать кислород с избытком. Как правило, количество воздуха подаваемого в топочную камеру, составляет 130% от расчётного.

Вот при этом количестве воздуха достигается максимальный КПД, при минимальном количестве угарного газа. Если углерод не нашёл себе две молекулы кислорода, то у нас с Вами образуется не СО2, а СО. А если кислорода ещё меньше, то у нас с Вами образуется чистый углерод. Некоторые атомы углерода, не найдут себе кислорода и вылетают в трубу в виде сажи. Вы всегда можете обнаружить сажу на внутренних поверхностях дымохода. 130% воздуха – это то количество, которое даёт максимальный КПД, при минимальном загрязнении атмосферы.

Что говорят в пользу пиролизного котла его апологеты?

Они говорят, вот здесь РИС.5 (1) в хвосте ракеты,

температура пламени 1100С. Да, хорошо, 1100С.

Дальше они говорят, раз 1100 здесь, а температура уходящих газов на выходе минимальна(2), 120С, то КПД котла хороший. Здесь 1100С, по сравнению с обычным котлом (3), с 800С, у нашего на 300С больше, тепло передаётся стенкам теплообменника и вот поэтому у нас высокий КПД. Не тут-то было!

Давайте посмотрим, откуда это берётся. Температура в ядре пламени берётся оттого, что туда вдули слишком много воздуха, углерод очень быстро находит себе атомы кислорода и очень быстро сгорает, поэтому Рисунок 5температура пламени здесь получается на 300С выше. Но что происходит не в ядре пламени, а во всей остальной камере сгорания (4). Для того чтобы сюда (1) подать столько кислорода, чтобы поднять температуру до 1100С, мы должны слишком много воздуха вдуть в эту камеру (4). И к чему это приводит? Этот воздух холодный, мы его не хотим нагревать, но не можем не нагреть, этот воздух тоже нагревается. Если бы у нас воздуха было 130% расчётных, то вот здесь (5) температура была бы 600С, а тут (6), к примеру, 500С.

Когда мы вдули много воздуха, а это 78% азота, который ни с чем не реагирует, паразитный газ, который инертный, он нам не нужен, но он отбирает тепло у камеры сгорания. То здесь (7) вместо 600С будет 300С, а здесь (8) 200С, это значит что в традиционном твердотопливном котле, здесь (9) омывание стенок теплообменника происходит температурой 600С, а в пиролизном котле, это же омывание происходит температурой (10) 400С. Конечно, это условно, мы не мерили, но лишний воздух говорит о том, что он отбирает тепло – мы размешиваем тепло продуктов горения с лишним воздухом.

Говорить о КПД, просто опираясь на то, что здесь (1) температура 1100С, не-ль-зя!

Говорить о КПД, можно только вот с такой штукой в руках.Газоанализатор Это – газоанализатор.

Как же газоанализатор считает КПД?

КПД считается по температуре отходящих газов – это правда, но ещё один важный показатель для КПД – это количество кислорода, которое содержится в этих уходящих газах. Обычно температура уходящих газов в котле 140-160С и содержание кислорода при этом 4-5% (О2=4-5%). При этих параметрах содержание СО будет минимальным.

Что происходит в пиролизном котле? Вы, наверное, когда-нибудь видели на картинке, или вживую – кузнечный горн. Туда подаётся очень много воздуха, но это нужно для того чтобы именно в этом месте разогреть металлическую заготовку, чтобы потом её ковать. Для котла такая ситуация не нужна, потому что нам нужно чтобы в топочной камере температура была как можно больше, если мы туда подаём лишний воздух, то этот воздух мы нагреваем. И получается что у нас температура уходящих газов 100 -120С, вроде бы всё это хорошо, теплообменник всё это тепло отнял от 1100С, но содержание кислорода при этом будет 16%. По содержанию кислорода мы можем понять, что КПД у нас не вырос, а наоборот снизился. Мы определяем, что у нас было слишком много воздуха подано в котёл, и остывание газов произошло из-за того, что в камеру сгорания был вдут холодный воздух. Вот и всё!

Утверждать что КПД пиролизного котла выше, просто так нельзя, это ошибка. Если бы кто-то сказал, что вот, я взял газоанализатор и обнаружил такие то данные, то тогда ДА, это было бы так. А утверждение что здесь 1100С, а здесь 120С, не говорит ни о чём. Следовательно, для того чтобы 1 пункт можно было заявлять обоснованно, нам нужно опереться на данные газоанализатора, на показания термометров и на то тепло которое мы получили в сравнении с пиролизным котлом и традиционным твердотопливным. В настоящий момент этот пункт также сомнительный.

Мы рассмотрели с вами все 5 пунктов рекламных заявлений, убедились в том, что они не соответствуют действительности, никаких особых преимуществ – да собственно никаких преимуществ пиролизного котла НЕТ, есть только одно преимущество – он в 2 – 3 раза дороже обычного твердотопливного котла. Но это его преимущество сомнительное, всё-таки люди умные считают свои деньги, когда покупают какую-то технику.

Пиролизный котёл в плане экономии, удобства, экологичности – затея совершенно бесполезная, покупать его не стоит! Лучше эти деньги потратить на буферную ёмкость. Приобретите обычный котёл, с которым у Вас будет гораздо меньше проблем, чем с пиролизным. Топите его и будете получать все те плюсы, о которых говорят про пиролизные котлы, но которых у него на самом деле НЕТ!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ТурбоЗайм
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector