Печи длительного горения пиролизные: разновидности, плюсы и минусы, самостоятельное изготовление
Печи для дома на дровах длительного горения
Печь является традиционным атрибутом частного дома. Несмотря на наличие полноценного центрального или автономного отопления, многие владельцы не отказываются от нее и сегодня. И действительно, отопительные печи для дома на дровах длительного горения являются хорошим подспорьем в осенний или весенний период, когда основное отопление уже отключено или же включать его еще рано. Кроме того, с помощью этих приборов можно не только украсить интерьер комнаты, но и создать в ней при желании особую атмосферу для релаксации или же для романтического вечера. Плитка термостойкая для облицовки печи изучайте по ссылке.
Печи для дома на дровах длительного горения
Приходится признать, что и сегодня далеко не все российские частные дома подключены к газовым магистралям. И приходится обогревать дом либо с помощью электричества, что достаточно дорого, либо твердым топливом, что довольно хлопотно. Поэтому печь, способная поддерживать тепло в помещении в течение 8÷12 часов — никогда не будет лишней. Это может достигаться возведением массивного кирпичного сооружения с его выраженно большой теплоемкостью. Однако, далеко не каждая площадь дома позволяет возвести такое отопительное строение. В связи с этим производителями были разработаны конструкции компактных размеров, которые можно разместить даже в самой небольшой комнате. А длительность требуемой теплоотдачи на одной закладке дров обеспечивается в них особым режимом сгорания топлива.
Функционирование печей длительного горения
Содержание статьи
Печи длительного горения являются более эффективными и экономными по сравнению с агрегатами тех же размеров, но имеющими традиционную конструкцию. Это связано с тем, что они способны обогревать дом от одной закладки дров гораздо дольше, чем последние. Чтобы разобраться в принципе работы этих приборов и впоследствии эксплуатировать один из них уже, как говорится, со знанием дела, стоит рассмотреть конструкцию более детально.
Работа печей длительного горения осуществляется по принципу дожига пиролизных газов. Поэтому топливо в прибор закладывается реже, сгорает полностью, а тепло печь отдает гораздо дольше.
Пиролиз — это процесс, при котором топливо, находящееся в топливной камере, разлагается под воздействием высокой температуры при почти полном отсутствии кислорода. В ходе этого процесса выделяется так называемый пиролизный газ, обладающий весьма внушительным энергетическим потенциалом.
Горение дров при «дефиците» кислорода замедляется, переходит в стадию активного тления. При этом выделяется немалый объем пиролизного газа, обладающего большим энергетическим потенциалом.
Для создания в топке таких условий, после появления активного горения топлива дверца камеры подачи первичного воздуха (поддувала) плотно закрывается. Тем самым внутри топливной камеры до минимума прекращается тяга. При отсутствии воздуха горение дров переходит в стадию тления с выделением пиролизного газа. Таким образом, древесина разлагается полностью, оставляя минимальное количество золы.
Выделенный же при тлении газ, содержащий метан и окись углерода, поступает в камеру его дожига, которая может быть расположена в верхней или нижней части печи. В этот отдел отопительного прибора подается требуемое количество вторичного воздуха, под воздействием которого газ воспламеняется и прогорает, давая высокую теплоотдачу. Вместе с газами практически полностью выгорает и поднявшаяся с ними сажа. Газообразные отходы этого сгорания отводятся в дымоходную трубу.
Газовая смесь при горении образует пламя ярко-белого цвета. Это говорит о том, что под влиянием вторичного воздуха происходит догорание выделенных топливом веществ.
Таким образом, топливо, по сути, прогорая дважды, увеличивает эффективность печи и расходуется в течение длительного времени. В обычных же печах все продукты сгорания дров сразу выбрасываются в атмосферу. То есть значительная часть заложенного в топливо энергетического потенциала попросту растрачивается буквально «на ветер».
Чтобы разобраться в процессе функционирования печи длительного горения, можно рассмотреть его пошагово:
- Топливная камера полностью заполняется дровами. Необходимо отметить, что розжиг печей длительного горения может быть разным. В одних моделях он производится сверху дровяной закладки. Таким образом, тление распространяется от верхних поленьев, постепенно опускаясь вниз. В нижнюю часть пространства укладываются толстые поленья, а сверху них тонкая щепа, необходимая для быстрого розжига. Дрова в этом случае должны быть сухими, так как влажная древесина плохо разгорается и дает недостаточную теплоотдачу. Поэтому и работа печи будет мало эффективна.
В других моделях, наоборот, первичное горение дровяной закладки организуется снизу вверх. То есть по мере сгорания поленьев снизу остальная закладка постепенно опускается в зону тления. Удобно с той стороны, что дрова, расположенные сверху, проходят необходимую подсушку и разогрев до оптимальных для первичного бескислородного горения температур.
Для розжига печи длительного горения в области запального окна выглаживаются мелкие щепки и самые тонкие дрова.
- Следующим шагом, с помощью бумаги поджигаются тонкие щепки.
После того как тонкие дрова разгорелись, свободный доступ воздуха в камеру сводится к необходимому минимуму.
- При розжиге дверцы поддувальной и топочной камеры должны быть открыты настежь. Прежде чем перевести дрова в состояние тления, они должны хорошо разгореться. После того как огонь займется, топочная дверца закрывается, так как температура в камере должна достигнуть 270÷300 градусов. При этом поддувальная дверца прикрывается так, чтобы остался только небольшой зазор для поступления в камеру определенного минимального количества воздуха, достаточного для поддержания процесса тления древесины.
- Правильная эксплуатация печи является залогом выполнения ею своих функций. Если дрова уложены соответствующим образом, а также правильно произведена настройка поступления воздушных потоков, печь способна обогревать помещение 8÷12 часов от одной дровяной закладки. Так, если печь затопить вечером, то в помещениях будет тепло до утра. Затем, при необходимости, производится следующая закладка топлива, предназначенная уже для дневного обогрева.
То есть, по сути, даже непрерывная эксплуатация печи будет ограничиваться всего двумя закладками дров в сутки. А в некоторых моделях сроки работы от одной закладки – даже еще больше.
Конструкция отопительных печей длительного горения
Печи длительного горения бывают двух конструкций — с водяным контуром и без него. Такие приборы как печи и камины с водяным контуром приобретаются для обогрева дома с довольно большой площадью, которую необходимо обогреть от одной печи.
Печь длительного горения может иметь встроенный водяной контур, подключённый к радиаторам отопления, расставленным по помещениям.
К прибору подключается разводка труб отопительного контура с установленными радиаторами, разнесенными по разным комнатам. Понятно, что если приобретается модель печи с водяным контуром то ее монтаж обойдется дороже, учитывая дополнительные элементы системы, необходимые для создания работоспособного отопительного контура. Тем не менее, хозяева могут рассчитывать на последующую экономию средств, так как весь дом будет обогрет от одной печи.
Печь без водяного контура, рассчитанная на обогрев одного помещения
Обычные печи длительного горения, не имеющие водяного контура, тоже способны отопить достаточно большие площади, но чаще всего — в пределах одной комнаты. В лучшем случае — в двух смежных, если конструкция печи допускает ее монтаж со встраиванием в стену.
Возможности печей производитель всегда указывает в паспорте и техническом описании. Поэтому прежде чем приобретать отопительный прибор, стоит очень внимательно изучить его характеристики, сверить их с площадями помещений, которые планируется обогреть.
Печь без водяного контура
Примерная схема печи длительного горения без водяного контура, с верхним расположением камеры дожига.
- Топочная камера для закладки топлива. В конструкции длительного горения этот отдел имеет объем намного больше, чем в обычной печи.
- Окно подачи первичного воздуха при розжиге печи, по-другому называемое поддувалом.
- Камера дожига пиролизных газов, образовавшихся при тлении дров.
- Дефлектор, разделяющий топочную камеру и камеру дожига.
- Патрубок для подсоединения дымоходной трубы.
- Дверца с жаростойким стеклом, оснащенным воздушным обдувом, отделяющим его от огня.
Голубыми стрелками показаны потоки воздуха, поступающие извне и по-разному «работающие» внутри конструкции печи:
а) Движение первичного воздуха, необходимого для розжига дров и поддерживающего их тление.
б) Движение вторичного воздуха, подаваемого в камеру дожига пиролизных газов.
в) Поток обдува стекла дверцы, проходящий вдоль него с внутренней стороны и не допускающий его перегрева и закопчения.
Оранжевая стрелка – движение пиролизного газа.
Фиолетовая стрелка – окончательный отвод продуктов сгорания пиролизного газа в дымоход.
Отопительный прибор с водяным контуром.
Конструкция печи с водяным контуром, предназначенной для отопления нескольких помещений, более сложная. В нее входят элементы теплообменника для нагрева теплоносителя с последующей подачей его в отопительный контур, проложенный по комнатам дома.
Один из примеров показан на рисунке ниже:
Схема устройства печи длительного горения с водяным контуром, с нижним розжигом дровяной закладки
- Топочный отдел печи. На схеме показано, насколько должна быть заполнена топливом камера печи длительного горения.
- Отдел водяного контура, размещаемый вдоль стенок топочной камеры.
- Колосниковая решетка, собранная из труб, которые также являются частью водяного контура.
- Дверца топки, через которую осуществляется закладка топлива.
- Дверца для нижнего розжига топливной закладки.
- Поддувальная дверца, с помощью которой происходит регулировка подачи первичного воздуха.
- Дверца для подачи вторичного воздуха в камеру дожига пиролизных газов.
- Зольник.
- Дымоходный патрубок, к которому монтируется труба дымохода.
- Патрубок (фланец) подключения трубы «обратки» отопительного контура.
- Выход (фланец) подключения трубы подачи отопительного контура.
- Корпус печи со слоем термоизоляции.
- Дополнительный теплообменник, защищающий печь от перегрева.
- Все, указанное голубым цветом – водяной контур печи.
Увеличение КПД печи и длительности ее работы на одной закладке
Печи поступают в продажу в настроенном на определенный режим работы виде. Как правило, приборы настроены на щадящий эксплуатационный режим. Однако, производитель не может предусмотреть, в каких конкретно условиях будет эксплуатироваться печь, и какое топливо будет использовать потребитель. Так что возможности печи гораздо шире чем заводские настройки. В некоторых случаях будет правильным перенастроить прибор на большую или, наоборот, меньшую мощность.
Изменить настройки печи на подходящий эксплуатационный режим оптимальным будет в следующих случаях:
- Если во время эксплуатации прибора интенсивность горения дров слишком велика, и закладка сгорает за три — четыре часа. Причем даже при использовании сухих качественных дров.
- Топливо не прогорает полностью, то есть после прогорания закладки остаются неразложившиеся части древесины.
Если в процессе эксплуатации обнаружатся эти недочеты, значит, настройки печи требуют корректировки. Иначе, прибор будет работать не в полную силу, не давая ожидаемого эффекта.
Не стоит браться за перенастройку агрегата самостоятельно, так как можно усугубить положение, сбив старые и неверно установив новые параметры. Процесс регулировки должен производить специалист, разбирающийся в суть проблемы и знающий пути ее устранения.
Разновидности печей длительного горения
Различия по функциональности и общим параметрам
Компактные, имеющие красивый дизайн металлические печи длительного горения пользуются весьма широкой популярностью. Поэтому компании-изготовители разработали целые линейки приборов, имеющих различный набор функций. Благодаря этому можно выбрать подходящую модель, в зависимости от планируемого места ее установки и предполагаемого использования.
Приобретая печь длительного горения для своего дома, необходимо заранее четко представлять, какие функции на нее буду возлагаться.
В продаже можно найти печи длительного горения с разными функциями:
- Отопительно-варочные приборы — всегда имеют варочную поверхность, а некоторые модели оснащаются духовым шкафом и даже емкостью для нагрева воды.
- Отопительные варианты печей используются только для отопления дома. Такие приборы могут быть оснащены водяным контуром и использоваться для обогрева нескольких комнат дома.
- Отопительные печи, оснащенные только водогрейным баком.
- Многофункциональные варианты приборов, то есть имеющие комплекс всех выше названных функций.
Кроме функциональных возможностей, при выборе печи необходимо обратить внимание и на ее другие параметры:
- Мощность прибора выбирается в зависимости от отапливаемой площади.
В таблице ниже представлены необходимые показатели тепловой мощности печи для определенной отапливаемой площади:
| Мощность печи, кВт. | 15-25 кВт | 20-30 кВт | 40-50 кВт | 80-100 кВт |
|---|---|---|---|---|
| Отапливаемая площадь, м² | до 250 | до 300 | до 500 | до 1000 |
- Линейные размеры печи выбираются в зависимости от выделенной под ее установку зоны комнаты.
- Место установки — в углу комнаты или же около стены.
- Дизайнерское оформление модели подбирается к основному оформлению помещения.
- Еще одним моментом, который необходимо учесть, является материал изготовления прибора. Печи могут быть стальными, чугунными или же комбинированными — стальными с чугунными элементами.
Все вышеуказанные параметры производитель указывает в паспорте, который прилагается к отопительному прибору.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что можно сделать из старой ванны из чугуна
Различия печей по месту их установки
Отдельно стоит выделить раздел для описания типов печей по месту их размещения.
В продаже можно найти два типа печей — это угловые и устанавливаемые около ровного участка стены, то есть пристенные, например, угловой камин.
Угловая печь занимает совсем немного места, поэтому подойдет даже для самой небольшой комнаты.
- Угловые печи отличаются компактностью, по
Пиролизная печь своими руками – чертежи и правила кладки
При плохой работе системы отопления в доме будет холодно и сыро. Не всегда есть возможность подключиться к центральному отоплению. Твердотопливные печи можно поставить там, где это требуется, и полноценно обогревать жилье в холодное время.
Принцип работы устройстваПиролизный котел: что это такое
Пиролизная печь, чертежи к которой можно разработать самим или скачать в готовом виде, относится к твердотопливному типу обогревателей, работающих по принципу прямого сгорания топлива.
Основным отличием от печи, работающей на дровах, является высокий уровень КПД, обеспечиваемый за счет отсутствия свободного доступа кислорода. Все выделяемые в процессе горения газы не разбавляются воздушными потоками, а догорают внутри топочной камеры, выделяя большое количество тепла.
Такая установка – отличный способ отапливать гараж, дачу, небольшой частный дом.
Простые в устройстве и уходе конструкции эффективно работают, вырабатывая максимальный объем энергии из небольшого количества топлива.
Печи различаются по общему виду, форме, строению. Пиролизная твердотопливная печь может быть сделана из газового баллона, железных листов, жаропрочных кирпичей.
Плюсы и минусы
Выделяется несколько достоинств такого типа печей:
- Высокий КПД, достигающий 95%. Агрегат разжигается легко, нагревается очень быстро, выделяет мало дыма, сажи, поэтому не требует частой чистки от копоти.
- Пиролизная отопительная печь на дровах – удобный вид отопления: достаточно один раз в сутки положить требуемое количество дров или другого топлива, чтобы обеспечить полноценный обогрев квартиры или дома.
- Устройство пиролизной обогревательной печи несложное, такой прибор можно собрать самостоятельно.
Основным недостатком считается то, что для работы нагревателя требуются сухие дрова, необходимо их правильно хранить, складируя в сухом помещении.
При сжигании бытового мусора или пластика выделяются вредные вещества, которые способны накапливаться в организме и вызывать различные заболевания вплоть до онкологии. Необходимо выбирать чистый, качественный материал, а дом оборудовать вентиляцией для проветривания и удаления из помещения запахов, выделяющихся при горении.
Во время работы печи выделяется конденсат, для которого имеется специальный накопитель. Чтобы система работала слаженно, необходимо выполнить сборку и установку в соответствии со всеми правилами.
Виды печей длительного горения
В зависимости от того, из какого материала сделана печь, способ ее эксплуатации и передачи тепла, выделяют несколько видов пиролизных конструкций. Разделение производится и по типу размещения внутренних камер, виду тяги.
Таблица: классификация пиролизных печей
| Основной материал | Внутреннее устройство | Область применения |
| Металл | Буржуйка | Жилые, нежилые комнаты |
| Баня, сауна | ||
| Приготовление пищи | ||
| Под барбекю | ||
| Булерьян | Отопление здания любого типа | |
| Бубафоня | Только для нежилых построек | |
| На выработанном масле | Нежилые сооружения | |
| Кирпич | Печка Кузнецова | Обогрев жилья |
| Баня | ||
| Готовка еды |
Выбор типа печи
При выборе конструкции необходимо определиться, зачем нужна печка, куда можно поставить, чем топить, будет ли установлен водяной контур, чтобы дома была горячая вода, требуется ли варочная плита.
Пиролизный котел с водяным контуромРазмеры и мощность будущей конструкции влияют на объем выделяемого тепла, поэтому габариты сооружения должны соотноситься с размерами отапливаемого пространства.
Печки из кирпича всегда монолитные, а металлические можно перемещать.
Для хорошей работы печи нужно рассчитать баланс количества свежего воздуха с газом.
Конструктивные элементы
Самодельную пиролизную дровяную печь прямоугольной формы из металла изготавливают из высококачественных листов, сооружая двойные стенки. Свободное пространство между элементами заполняют песком, либо ставят водяной контур. В качестве основы конструкции можно использовать толстостенные бочки из металла.
Пиролизный прибор состоит из двух камер сгорания:
- топка, где сжигаются дрова;
- дополнительное отдельное пространство, где догорают выделяемые газы, которые частично смешиваются с воздухом.
Формы печейВнутри металлических моделей перегородку делают из полых пластин.
В конструкции должны быть вентиляторы наддува, особенно, если газовая камера располагается низко. Здесь для дожига паров запускается воздух за счет принудительной силы тяги.
Замеры и вычисления для составления чертежа
Перед постройкой печи необходимо сделать точные замеры, расчеты, составить схему будущей конструкции с учетом расходов материалов, времени, бюджета.
Стандартным количеством тепловой энергии для обогрева 1 м² помещения является 10 кВт, к которым прибавляется коэффициент поправки на потери тепла.
Газогенерирующие приборы в стадии догорания топлива имеют около 30% мощности, по сравнению с режимом горения дров.
Далее требуется вычислить примерную энергоемкость используемого топлива, время горения одной порции. Длительность сгорания нужно умножить на примерную мощность и 1000, чтобы получить предполагаемый объем выделяемого тепла.
Так как материал горит только на 80%, а КПД самодельной конструкции составляет около 50%, то деление длительности процесса на произведение обоих параметров с учетом коэффициента 15,5 дает почти точные данные. Рекомендуется дополнительно высчитать запас.
Полученные результаты, измеряемые килограммами, переводят в объемы, измеряемые литрами. Литраж умножают на коэффициент загрузки топочного пространства, равный 0,63, чтобы получилось значение необходимого объема топки.
Инструменты и материалы
Чтобы собрать пиролизную печь своими руками, нужно подготовить листы из стали, толщиной около 3-4 мм, желательно марки Ст20, стальной уголок 0,04 на 0,50 см, трубу 0,5-0,6 см. Дополнительные элементы: арматура на 8 мм, дымоходные стальные трубы 11-12 см, 15 кирпичных блоков.
Для сборки нужен сварочный аппарат, пила-болгарка, диски 23 см, электродрель со сверлами. Разметка, контроль ровности поверхностей осуществляются при помощи строительного уровня, рулетки, карандаша и молотка.
Куда поставить и как подготовить место
Пиролизные дровяные печи длительного горения устанавливаются на удаленном расстоянии от легковоспламеняющихся предметов, текстиля (шторы, мебель).
Печь собирается в той комнате, где будет стоять. Готовится точка установки, при этом расстояние от стены должно быть не менее 80 см.
На пол укладывается слой негорючего основания (кирпичи) таким образом, чтобы вокруг будущего сооружения оставался отступ.
Перед печкой напольное покрытие необходимо защитить листом из металла в радиусе 120 см (толщина листов не менее 1,5 мм).
Сборка печи
Самодельная печка бывает прямоугольной или цилиндрической. В соответствии с формой составляется основной чертеж.
Сборка металлической печи
На железных листах размечают стенки будущего котла, вырезают, в передней детали делают отверстия под топку и зольник.
К дверцам приваривают крепежные элементы для навесных дверей. Внутри закрепляют уголки, сверху ставят колосниковую решетку, перфорированный поддон.
В одной из боковин врезают поддувало с заслонкой на достаточно высоком уровне из трубы 5-6 см в сечении. В поддувале просверливают много отверстий диаметром 8,5 мм, внутрь вставляют ось заслонки из отрезка арматурного прута. Внутри поддувала на поставленную ось приваривают металлический диск-заслонку.
Уберечь печь от бесконтрольного смещения заслонки помогает пружинный или резьбовой фиксатор.
Общий вид самодельной печки из металлаВсе элементы сваривают по порядку снизу вверх, закладывается решетка, приваривается крышка.
Разделение топки и камеры дожига оснащается перфорированной перегородкой, а по передней стенке оставляется зазор на четверть длины топочного пространства, чтобы обеспечить доступ вторичного воздуха.
К отверстию крышки приваривают отвод газов с поворотом под прямым углом, переводящим трубопровод в горизонтальное положение. Это делается для задержки газов, выделяемых в процессе сгорания топлива, их возврата во вторичную камеру.
На конце горизонтальной трубы ставят заслонку-шибер с вырезанным сектором на четверть диска.
Пример самодельной печи с описанием процесса можно посмотреть в следующем видео:
Сборка кирпичной кладки
Под кирпичную кладку делается фундамент: стелется гидроизоляция, поверх нее насыпается слой песка около 1 см, укладывается плита или связанная арматура, заливается цементный раствор.
После полного просыхания бетон сверху вновь покрывают гидроизоляцией, можно использовать битум.
Первый ряд закладывают прямо на гидроизолирующий материал. Главное, максимально аккуратно уложить первый уровень печи, иначе вся конструкция пойдет наперекос.
Кладка продолжается с соблюдением правил порядовки, раствор делают с добавлением жаростойкой глины, так как обычный цемент быстро потрескается под влиянием высоких температур.
На местах установки дверок оставляется свободное пространство, а контур дверей закрепляется при помощи жаропрочной проволоки. Топку выкладывают из шамотного кирпича, который отлично выдерживает нагрев открытого огня. На требуемом уровне кладут металлическую решетку с прорезями для свободного осыпания золы. Обязательно оставляют небольшой зазор, так как при нагреве металл немного расширяется.
Сразу ставятся все заслонки для лучшей вентиляции, ставят дверки, тщательно герметизируют все стыки и швы.
Для второй камеры также оставляют небольшой зазор, топку отделяют перфорированной прослойкой.
Дымоход выкладывают строго по схеме укладки без отклонений.
Порядовка
Первый кирпичный ряд является основным контуром будущей печи. Если требуется, то кирпичи раскалывают топором или стамеской с молотком на куски требуемого размера.
Каждый кирпич перед укладкой на секунду опускают в ведро с водой, чтобы обеспечить требуемый уровень сцепления.
Примеры схем укладки дымоходных каналовСледующий уровень выкладывают со смещением блока на ¼, 1/3, ½, либо 2/3, ¾, то есть, на строго определенную часть (не более, чем на четверть, иначе блоки будет неудобно раскалывать, керамика начнет крошиться).
Третий ряд смещают либо в обратную сторону, либо по ходу движения. Стыки кирпичей предыдущего уровня должны перекрываться кирпичами следующего.
Заключение
Сборка или постройка печи пиролизного типа своими руками – дело не очень сложное, но требующее точного соблюдения всех требований к топочным сооружениям. Особое внимание уделяется формированию отверстий и дымохода, чтобы процесс горения проходил хорошо, а угарные газы не проникали в дом.
Подробный обзор кирпичной модели и принцип ее сборки показаны в следующем видео:
Вконтакте
Google+
Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойКакие дрова для печи длительного горения
Любой истопник скажет — в печь длительного горения годятся не всякие дрова.
Чтобы печь длительного горения исправно выдавала тепло, стоит «кормить» ее правильными дровами. Для этой цели подойдут не всякие – разберем, чем стоит топить печь длительного горения, а чем – не нужно.
Итак, для начала посмотрим, какой дымоход имеет наша печь. Не так важно, какая марка у печи, а более важно – каков ее принцип действия и что у нее сверху – кирпичная труба, сэндвич или керамический дымоход.
В случае, когда печь длительного горения – пиролизная, которая в процессе тления дров дожигает пиролизный газ, можно и нужно использовать сэндвич-дымоход. Рабочая температура дымовых газов в такой печи от 350 до 500 градусов Цельсия – вполне приемлема для использования качественного сэндвич-дымохода.
В случае, если вы используете пиролизную печь с сэндвич-дымоходом, стоит подумать о том, какие дрова закладывать в печь – по влажности, типу древесины и т.п.
Сжигание мусора в печи
Многие хозяева считают, что если у них после стройки осталось 10 кубометров обрезков пиломатериалов, то они могут быть спокойны за предстоящий зимний сезон. И начинают жечь в печах длительного горения бруски и обрезки досок хвойных пород. В результате получают огромное количество сажи в своем дымоходе и полведра конденсата из трубы за каждую топку. Запах вонючего конденсата небыстро выветрится после протопки пиролизной печи, да и сам конденсат не выльешь просто так на грядку – он ядовит.
Точно также не стоит топить печь бытовым и строительным мусором – остатками ДСП, ДВП, ОСП, ламината или линолеума. Все эти вещества хорошо горят, но при этом выделяют такое количество ядов, вредных и опасных для человека, что лучше уж топить свою печь ядерными отходами.
Оптимальные дрова для пиролизной печи
Лучшими дровами для печи длительного горения будут березовые дрова. В случае, когда основное время в пиролизной печи дрова не горят, а тлеют, топливо должно быть в виде толстых чурок – чем толще, тем лучше. В этом варианте закладки дров при плотно прикрытом зольнике должно хватать на 6-8 часов длительного горения, когда печь выдает тепло в помещение при поддержании процесса горения.
Итожим – толстые березовые чурки – лучшие дрова для печи длительного горения. Также подойдут для пиролизной печи брикеты из опилок любых пород – они не дают много золы и конденсата, от них не образуется большое количество сажи в дымоходе.
Сухие дрова для печей длительного горения
Сухие дрова для печей длительного горения – это не прихоть, а необходимость. Влажность дров не играет настолько сильной роли в печах прямого горения, однако для пиролизных печей она критична. Возможно вы не ощутите этого по теплоотдаче топлива, зато, если вы будете топить печь длительного горения, Бутаков или Булерьян, сырыми дровами, то в полной мере ощутите всю прелесть выражения «много конденсата из дымохода». То есть будете собирать эту вонючую жидкость ведрами.
Для печей длительного горения годятся только сухие дрова либо сухие брикеты из опилок. Либо уголь – для специальных угольных печей типа Профессора Бутакова на угле.
Дрова и тип дымохода
Когда у вас сырые или неподходящие дрова для пиролизной печи страдать от этого будет дымоход.
Кирпичный дымоход, в конце концов, развалится, так как конденсат действует на кирпичные трубы губительно, разрушая кладку. Как этого избежать? Гильзовать кирпичный дымоход стальными трубами.
Оптимальный вариант – это использование керамического дымохода или дымохода из нержавейки.
Керамическому дымоходу конденсат не страшен.
В случае же, если вы используете сухие березовые дрова, конденсата нет – любой дымоход, кирпичный или стальной, прослужит долго.
Устройство и принцип работы
По мере того, как технико-строительные характеристики котельного оборудования расширяются и его функциональные возможности. В каждом сегменте отопительных агрегатов сегодня представлены пиролизные модели, версии с поддержкой контуров горячего водоснабжения (ГВС), а также системы с возможностью длительного горения. Очевидно, что существуют и комбинированные котлы, сочетающие в себе весь перечень современных идей для такого рода оборудования. На практике пиролизный котел длительного горения с водяным контуром дает массу преимуществ рядовым владельцам дач и загородных домов, стремящихся обеспечить себя теплом и горячей водой.
Расположение котла
Типовая конструкция включает две топочные камеры, теплообменник и зольник. Это базовый набор функциональных элементов, обеспечивающих процессы загрузки топлива, подогрев водовода и сбор продуктов сгорания. В остальном, в зависимости от модификации, устройство агрегата может быть изменено с ориентацией на определенные функциональные дополнения. Например, можно дополнительно интегрировать конденсатор, представляющий собой теплоизоляционный бак.В нем накапливается тепловая энергия для последующего возврата в водяной контур.
Обязательная часть технической инфраструктуры котла — дымоходная система. Это канал отвода продуктов сгорания газа, работа которого характеризуется тяговым усилием — то есть скоростью отвода дыма. С помощью специальной заслонки-заслонки можно регулировать мощность дымохода, к которому подключается пиролизный котел длительного горения. В отзывах отмечается, что очень важно соблюдать баланс в регулировании дымоудаления.Дело в том, что котлы с длительным сгоранием топлива характеризуются длительным и динамичным процессом работы, поэтому в течение всего сеанса может потребоваться многократная регулировка пропускной способности канала. Соблюдение требуется для того, чтобы воздушные массы не «ходили» по дымоходу, а выхлопные газы торчали наружу.
Принцип работы пиролизной системы
Концепция пиролизных нагревательных устройств достаточно проста, но на практике дает значительное преимущество в виде увеличения КПД.Для начала стоит подчеркнуть отличие конструкции таких котлов от технического устройства обычных твердотопливных систем. Как было сказано выше, в котле две камеры сгорания — это особенность оборудования. Один выполняет традиционную задачу по организации места для сжигания топлива, а второй просто обеспечивает эффект пиролиза. Что это такое? Если первая камера извлекает энергию, например, непосредственно из древесины, то вторая перерабатывает газ, выделяющийся при первичном сгорании.В отличие от первой стадии сгорания, процесс пиролиза включает смешивание кислорода для повышения эффективности аккумулирования тепловой энергии. По сути, реализуется принцип двойной обработки одной и той же партии топлива, что, несомненно, положительно сказывается на экономичности и производительности котла.
Принцип работы систем длительного горения
В отличие от системы пиролиза, идея поддержания длительного горения не требует кардинального изменения конструкции агрегата.Однако есть изменения в параметрах. В первую очередь такой котел оснащен большой камерой сгорания. То есть в комбинированном варианте сжигание дров можно проводить в массивном отсеке, а дожиг газов — в небольшой соседней топке. Например, если обычные котлы имеют размер камеры 30-50 см, концепция длительного горения потребует использования топок не менее 60 см. Что еще более важно, устройство и принцип работы пиролизных котлов ориентированы на широкие возможности регулирования процесса горения.Это достигается за счет более функциональной, а иногда и автоматизированной грифельной системы, то есть регулятора пропускной способности дымохода. Этот механизм отвечает за интенсивность горения за счет уменьшения или увеличения количества поступающего кислорода. К достоинствам этой системы можно отнести возможность рационального расхода тепла от одной кладки и отсутствие необходимости частой замены топливного материала.
ГВС в котле
Инфраструктура для оборудования горячего водоснабжения сформирована с помощью трех компонентов — теплообменника, бойлера и циркуляционных каналов.В теплообменнике происходит прямой нагрев воды под действием тепловой энергии, которая вырабатывается при сгорании топлива. Кстати, использование бойлера специально для функции ГВС в некоторых системах с автоматическим управлением дает возможность выключить оборудование сразу после регулировки температуры воды на нужный режим. Готовая вода направляется либо в котел, либо напрямую потребителям. Современный твердотопливный котел с водяным контуром и бойлером позволяет вмещать около 30-50 литров горячей воды для самых разных нужд.Если требуется более вместительное хранилище, то необходимо с самого начала выбрать отдельные котлы, которые не являются частью единой конструкции котла, а связаны через свои каналы связи. Такой бак может вмещать до 200 литров, а промышленные модели — около 500 литров.
Тактико-технические характеристики оборудования
Непосредственно по тепловому объему определяется мощность котла. Стартовая тарелка соответствует 3-5 кВт. Этого показателя вместимости достаточно для обслуживания небольших помещений — например, коттеджей.Для использования оборудования в системе отопления дома рекомендуется сделать такой расчет — 1 кВт на 10 м2. Итак, модели на 20 кВт хватит для обслуживания дома площадью 200 м2. Немаловажен также параметр расхода топлива, от которого будет зависеть энергоэффективность агрегата. Средний пиролизный котел длительного горения с водяным контуром на дровах потребляет в час порядка 1-10
Дровяные котлы пиролизного длительного горения типа
Соблюдение определенного температурного режима необходимо для обеспечения максимально комфортных условий в жилых и общественных помещениях.Реализовать это можно, используя одну из множества систем отопления, работающих от разных источников энергии. Центральная часть в этом случае — котел. Этот агрегат способен работать на любом топливе. Котлы длительного горения могут послужить отличным вариантом для дома, дачи, гаража, магазина или другого помещения.
Такие отопительные приборы работают на дровах, однако часто используются специальные древесно-стружечные или соломенные брикеты, торф, пеллеты, то есть любое горючее вещество в твердом виде. Не рекомендуется заливать котлы длительного горения пластиком и его производными, так как они выделяют токсичные вещества.Все эти виды топлива вполне доступны по цене. Поэтому проблем с их приобретением быть не должно. 
Котлы отопления ClassicГорение достаточно экономично и удобно в эксплуатации. Они различаются размером камеры и конструкции, а также материалом теплообменника. Обычно используется чугун и сталь. Первый вариант обеспечивает стабильную работу системы, а также значительно более медленное охлаждение, а второй — устойчивость к высоким температурам и долговечность. Поскольку обычный дровяной котел не отличается высоким КПД, желательно устанавливать его в местах, где доступна стоимость этого топлива.Их можно использовать в системах с водяным отоплением, с принудительной или естественной циркуляцией. Также существуют котлы длительного горения, предполагающие работу по несколько иному принципу. Обычно они оснащаются специальной системой воздуховодов с заслонками, позволяющими регулировать приток воздуха в камеру сгорания, что дает возможность изменять интенсивность горения, а также настраивать режимы работы в зависимости от вида используемого топлива. Некоторые модели оснащены специальными вентиляторами для вытяжки, а также дымовыми трубами с принудительной подачей воздуха.КПД таких устройств составляет 78%, а их мощность может колебаться в пределах 50-300 киловатт. 
Пиролизные котлы длительного горения удобны в эксплуатации и очень экономичны. Название говорит о том, что работа этого оборудования осуществляется по процессу пиролиза — образования горючего газа в процессе окисления дров при значительных температурах при недостатке воздуха. Поскольку этот процесс достаточно продолжительный, такие системы отопления нужно загружать дровами гораздо реже, чем традиционные котлы.В этом их неоспоримое преимущество.Котлам длительного горения необходимо использовать более качественное топливо, но надежность, экономичность и другие положительные качества делают их работу очень удобной.
Печи для очистки с контролируемым пиролизом — Печи для термической очистки
Для деталей с содержанием горючих веществ до 15%
Максимум 800 ° F (427 ° C)
PCPC Модели ® имеют высокоэффективную запатентованную систему, которая предупреждает и предотвращает перегрев. Печь пиролиза оснащена высокочувствительной системой управления для дополнительной защиты и гибкости эксплуатации.Эти печи могут удалять те же горючие материалы, что и модели химчисток, но в больших количествах: от 2% до 15% по весу.
В духовки включены основные и резервные устройства для распыления воды с множеством встроенных функций безопасности.
Эта чувствительная система (патент США 4270898), расположенная в дымовой трубе камеры дожигания, контролирует скорость выделения дыма из деталей путем измерения температуры дымовой трубы. Когда температура дымовой трубы достигает заданного значения, контроллер дымовой трубы включает водяной туман для охлаждения деталей, снижая темпы выделения дыма до того, как он достигнет состояния воспламенения.Распыление воды также активируется, если температура в духовке превышает заданное значение на 30 °. Резервная струя воды активируется, если форсунки для разбрызгивания воды засоряются или выходят из строя. Кроме того, регулятор температуры верхнего предела с ручным сбросом отключает основную горелку, если регулятор температуры печи выйдет из строя.
Преимущества печи для термической зачистки
- Печи для очистки с контролируемым пиролизом — это безопасный процесс, который помогает очистить и продлить срок службы ваших промышленных деталей методом, который не загрязняет и не наносит вреда окружающей среде.
- Наши печи для пиролиза с регулируемым контролем исключают выбросы углеводородов и использование опасных химикатов и абразивов.
- Система управления проста в эксплуатации и помогает обеспечить безопасную и тщательную очистку с меньшими затратами на рабочую силу.
Печи для термической зачистки
Стандартные характеристики печи с контролируемым пиролизом ® Печи
- Запатентованная система контролируемого пиролиза ® Система распыления воды контролирует скорость выделения дыма, предотвращая повреждение из-за возгорания или перегрева в печи.
- Первичная горелка нагревает камеру очистки до 800 ° F (427 ° C). Летучие материалы уносятся в виде дыма. Пламя горелки ограничено камерой сгорания, не касаясь деталей.
- Резервное распыление воды , если форсунки забиты.
- Датчик верхнего предела с ручным сбросом
- Панель диагностики Индикаторы отражают рабочее состояние печи и ее органов управления.Неисправность светового индикатора указывает на проблему
- Ознакомьтесь со всеми функциями и характеристиками наших моделей с контролируемым пиролизом ®
Печи отжига | Пиролизные печи
Longworth — международный производитель печей для пиролиза / догорания / дожигания. Промышленные духовые шкафы изготовлены в соответствии с высочайшими стандартами качества и соответствуют британским и аналогичным европейским нормам по эксплуатации, выбросам, охране здоровья и безопасности. Мы продали наши печи для пиролиза / выжигания / выгорания клиентам в Швеции, Голландии, Бельгии, Греции и Великобритании.
Как работает дожигательная печь?
В печах для дожигания используется процесс, известный как пиролиз. Они удаляют или разрушают органические материалы, приставшие к металлическим частям. Это работает путем нагрева деталей в атмосфере с пониженным содержанием кислорода, где происходит реакция, и уменьшает загрязнение до остатка, более богатого углеродом. Любые выбросы, которые выделяются во время этого процесса, проходят через камеру дожигания, которая нагревает эти газы до 850 ° C в течение минимум полсекунды.При нагревании этих газов до такой температуры они превращаются в h3O и CO2.
Наши печи сжигания
Наши печи для дожигания (или печи для дожигания) сконструированы в соответствии со строгими стандартами, чтобы удовлетворить особые требования отдельных клиентов. Для достижения точного контроля, которого ожидают наши клиенты, каждая печь имеет ряд различных настроек профиля температуры горения или пиролиза. Эти профили можно использовать для постепенного удаления загрязнений и предотвращения перегрева обрабатываемого компонента.
Хотя наш стандартный выбор включает несколько моделей различных размеров — в тех редких случаях, когда наш выбор не предлагает что-то соответствующее вашим требованиям, мы спроектируем духовку в соответствии с вашими конкретными потребностями.
Характеристики
- Несколько моделей различных размеров, индивидуальные опции доступны в соответствии с требованиями
- Включает управление ПЛК, ЧМИ с сенсорным экраном и средство диагностики неисправностей на экране
- Внутренние части печи могут быть облицованы нержавеющей сталью, чтобы избежать повреждения внутренней изоляции от повседневных ударов и царапин
- Опция онлайн-обслуживания печи позволяет удаленно выполнять техническое обслуживание и обнаруживать неисправности инженерами нашего офиса в Блэкберне (Великобритания).
Льготы
- Наша квалифицированная и отзывчивая команда инженеров позаботится о том, чтобы ваша печь пиролиза работала с оптимальной эффективностью.
- Прочная конструкция и конструкция наших печей для отжига означают, что они обеспечивают годы надежной работы даже в самых суровых промышленных условиях.
- Создан с использованием 20-летних знаний и опыта, полученных при очистке компонентов различных производственных процессов и промышленных сред очистки
Дровяные печи длительного горения с водяным контуром.Стр. 1
В настоящее время существует большое количество разнообразных печей на дровах, угле и других видах топлива. Среди них наиболее популярными являются конструкции длительного горения с водяным контуром. Они способны быстро обогреть комнату, избавляя от лишних дров. Особенностью отопительных конструкций является нагрев большого количества воды. 
Типы печей длительного горения с водяным контуром
Существуют отопительные печи с водяным контуром всех форм, мощностей и назначения.Помимо высокой эффективности, такая конструкция должна иметь современный дизайн, подходящий под интерьер дома. Этим он выгодно отличается от других отопительных печей длительного горения, устанавливаемых в подвале или котельной, для которых внешний вид играет значительную роль.
Дровяную печь с водяным контуром часто устанавливают в комнатах или на кухне, при правильном выборе она становится настоящим украшением помещения. Особенно стильно смотрятся помещения, дверные вставки в которых выполнены из термостойкого стекла.Они могут выглядеть как своего рода камин с естественным пламенем в топке.
Отопительные печи с водяным контуром:
- Металл (из стали или чугуна).
- Кирпич.
- Смешанный (сочетание металлической топки и кирпичного фундамента).
- С обычным способом сжигания топлива.
- Пиролиз или газификация.
В конструкции газогенераторов топливо тоже горит очень долго. Это связано с высокими температурами и недостатком кислорода. Дрова начинают медленно гореть и выделяют горючий газ, который распылитель доставляет в отдельную камеру, где он сжигается.
Особенности печи с водяным отоплением для дома
Данная конструкция предназначена для решения задач с отоплением в зданиях, требующих отопления.Благодаря тому, что вода активно циркулирует в различных системах теплообмена, например, в радиаторах, можно обогреть несколько комнат. В результате отопление обеспечивает весь дом. К тому же использование духового шкафа с водяным отоплением позволяет существенно сэкономить на дровах, да и помещение очень быстро прогревается.
Стоит помнить, что если в сильные морозы не будете топить духовку, то велика вероятность замерзания теплоносителя, а это может произойти очень быстро. А потому, если в такой конструкции нет постоянного проживания, специалисты предлагают добавить в дистиллированную воду специальные добавки.Благодаря им система не зависнет.
Принцип работы дровяных печей с водяным отоплением
Все отопительные дровяные печи работают по одной схеме: в топку закладывают дрова, они очень быстро сгорают, нагревая их. Стены конструкции обеспечивают тепло всей комнате. Помещение быстро нагревается, но и температура тоже довольно быстро падает, поэтому дрова приходится постоянно подбрасывать.
Топливо всегда воспламеняется внизу.Огонь разгорается очень быстро, вы также быстро прожигаете дрова, оставляя после себя только угли. Чтобы огонь не погас, следует постоянно подливать топливо.
Печи водяного отопления прогревают помещение не только своим горячим телом, но и за счет теплой воды, проходящей через систему отопления.
Теплообменник конструкционный, водонагревательный установить внутри водонагревателя. Обычно теплообменники изготавливают из листовой стали. Он очень популярен благодаря простой обработке при изготовлении счетчика, основная задача которого — достичь максимальной температуры воды и создать условия для ее нормальной циркуляции.
Вода нагревается нагретыми газами, которые проходят по каналам бака отопления. Отопительные печи с водогрейным баком их две. Первый нагревает воду, а второй превращает ее в пар.
Современные конструкции с водонагревательным резервуаром для нагрева воды обычно отсутствуют. Они построили специальный теплообменник, который нагревает воду в неограниченном количестве. В современных печах можно топить не только дрова, но и древесные гранулы.
Преимущества печей с водяным отоплением
- Доступное топливо.При необходимости древесину можно забрать у вас на даче.
- Маленький размер.
- Простота эксплуатации и обслуживания.
- Древесина является экологически чистым сырьем, не наносит вреда организму человека. Сжигание производится и выбрасывается в окружающую среду минимальное количество вредных веществ.
- Относительная автономность. При отсутствии электрической конструкции с водяным отоплением можно будет долго греть комнату своим огненным телом.
- Для изготовления дровяных печей используются материалы, обладающие повышенной прочностью.Это позволяет конструкции быть очень длинной, практически без ремонта.
Недостатки печей с водяным нагревом
- Низкий КПД. Эта конструкция по эффективности уступила бы дизельным и газовым котлам.
- Ручное управление. Нет автоматической настройки подачи топлива и поддержания нормального контроля его работы.
Высокоурожайные грядки в Курдюмове: минимум труда и максимум природных сил Солнечное отопление частного дома: варианты и схема устройства
Вывод
Печи для домов с водяным отоплением очень удобно и относительно недорого. Они просты в эксплуатации, безопасны, надежны и очень красиво выглядят. Такая конструкция способна надолго эффективно отапливать любое помещение. Большой ассортимент этих духовых шкафов позволяет выбрать любую модель на свой вкус, учитывая размер вашего помещения.опубликовано
Автор: Сергей Заварыкин
Источник: pechi.guru/pechi/drovyanye-pechi-dlitelnogo-goreniya-s-vodyanym-konturom.html
Новый подход к производству возобновляемой энергии
Биотопливо, полученное путем быстрого пиролиза из биомассы, является многообещающим кандидатом. Сердцем системы является реактор, который прямо или косвенно нагревается примерно до 500 ° C выхлопными газами из камеры сгорания, в которой сжигается пиролизный газ и некоторые побочные продукты сгорания.В большинстве случаев внешний нагреватель биомассы используется в качестве источника нагрева системы, в то время как внутренний электрический нагреватель недавно внедрен в качестве источника нагрева реактора. Однако эта система отопления заставляет биомассу или другие традиционные формы потребления топлива производить возобновляемую энергию и способствует загрязнению окружающей среды. Чтобы их преодолеть, была исследована возможность использования солнечной энергии с быстрым пиролизом. Основные преимущества солнечного реакторного отопления включают возобновляемые источники энергии, сравнительно более простые устройства и отсутствие загрязнения окружающей среды.Была исследована установка пиролиза лабораторного масштаба вместе с концентратором параболического отражателя диаметром 1,2 м, который обеспечивает горячий выхлопной газ до 162 ° C. Исследование показывает, что около 32,4% выбросов углекислого газа (CO 2 ) и почти треть стоимости топлива снижаются за счет использования солнечной системы отопления. Успешное внедрение предложенного пиролиза с использованием солнечной энергии откроет перспективу использования возобновляемых источников энергии.
1. Введение
Соответствие между спросом и предложением энергии является мерой индекса развития страны.Существует тесная связь между уровнем потребления энергии в стране и ее экономическим развитием. Энергетический кризис является основной проблемой в современном мире из-за быстрого истощения невозобновляемых источников энергии, таких как ископаемое топливо, масла и природные газы, поскольку спрос на энергию растет угрожающими темпами [1]. Точно так же Бангладеш десятилетиями сталкивается с серьезным энергетическим кризисом, поскольку энергия необходима почти для всех видов экономической деятельности, от орошения до производства товаров.В последнее время доказанные вероятные запасы природного газа в стране оцениваются примерно в 195400000000 м 3 [2], в то время как нынешние запасы угля в стране составляют около 2041 млн тонн [3]. Оценка показывает, что общее хранение нефтепродуктов (дизельное топливо, керосин, бензин и октановое число) в стране составляет около 687500 тонн, что составляет лишь 8% от общего спроса [4]. По оценкам, к 2100 году спрос на энергию увеличится в пять раз по сравнению с текущим спросом, поскольку ожидается, что население мира составит более 12 миллиардов человек [5].В Бангладеш запасов коммерческих первичных источников энергии (например, природного газа и угля) недостаточно для удовлетворения растущих потребностей страны [6]. Производство электроэнергии в стране в основном зависит от природного газа и составляет 62,16% от общей установленной мощности по выработке электроэнергии (10416 МВт) в июне 2014 г. [7]. Таким образом, в последние несколько лет внимание уделяется возобновляемым источникам энергии, особенно после глобального осознания.
Пиролиз считается распространенным методом извлечения возобновляемой энергии (бионефти) из различных видов биомассы, включая сельскохозяйственные остатки, лесные остатки и городские отходы.Пиролиз, процесс термического разложения органических компонентов в отходах биомассы в отсутствие кислорода при средней температуре (около 500 ° C), дает продукты выхода смолы (бионефть, биотопливо и биокруда), полукокса (активированный уголь) и газообразные фракции (топливо газы) [8]. Процессы пиролиза можно разделить на медленный пиролиз и быстрый пиролиз на основании времени, необходимого для полного термического разложения исходных материалов. Быстрый пиролиз широко используется, поскольку он занимает секунды для полного разложения биомассы и дает около 60% выхода в виде бионефти, тогда как медленный пиролиз приводит к биочагу в качестве основного продукта и занимает несколько часов для завершения [9].Однако размер частиц исходного сырья влияет на эффективность и характер процесса пиролиза. Кроме того, пиролиз может быть пиролизом в неподвижном слое или пиролизом в псевдоожиженном слое. При пиролизе с неподвижным слоем используется пиролизер с неподвижным слоем, в котором исходный материал фиксируется в реакторе и нагревается при повышенной температуре. Для создания инертных условий и сброса газовой смеси в конденсатор необходимо использовать инертный газ (обычно азот). Возможный путь процесса пиролиза показан на рисунке 1.
Эта технология с исследовательскими и экспериментальными работами распространяется во многих странах современного мира [10]. Биомассу можно использовать в качестве сырья для пиролиза для получения жидкого, газообразного и твердого топлива. Технология пиролизной конверсии биомассы изучается в течение последних трех десятилетий и используется в коммерческих целях [11]. Технология производит газ, пар и твердый уголь; однако пропорция продуктов выхода зависит от типов и свойств исходных материалов и условий процесса [10].Твердый полукокс с высшей теплотворной способностью (ВТС) 17–36 МДж / кг может быть использован для обеспечения тепла для самого процесса пиролиза, в качестве топлива либо непосредственно в виде брикетов, либо в качестве полукоксового масла и в качестве сырья для приготовления активированного угля. Фракция пиролизного газа включает CO 2 , CO, H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 3 H 6 и углеводороды с GCV 6,4–9,8 МДж. / кг, которые можно использовать для технологического тепла [12]. Следовательно, стоимость системы отопления может быть снижена за счет использования продуктов угля и газа в процессе пиролиза.Сельскохозяйственные отходы и твердые бытовые отходы, входящие в состав биомассы, считаются привлекательными возобновляемыми источниками энергии из-за нулевого чистого выброса двуокиси углерода в атмосферу [13]. Пиролизное масло, полученное из сельскохозяйственных отходов с GCV в диапазоне от 15 до 38 МДж / кг, имеет некоторые преимущества при транспортировке, хранении, сжигании, модернизации и гибкости в производстве и сбыте [14]. Жидкий продукт используется в качестве топлива в турбинах и других системах отопления, и его можно добавлять в сырье для нефтеперерабатывающих заводов или улучшать с помощью катализаторов для производства очищенного топлива нефтяного качества [15].Стоит отметить, что бионефть, полученная из биомассы, которая представляет собой смесь примерно 300 типов основных и второстепенных органических соединений (например, кислот, спиртов, кетонов, альдегидов, фенолов, простых и сложных эфиров, сахаров, фуранов, соединений азота и многофункциональных соединений). соединения и др.), имеет ряд экологических преимуществ перед ископаемым топливом в качестве чистого топлива [16]. Более того, бионефть не будет облагаться налогами SO x , поскольку биомасса содержит незначительные количества серы и генерирует более чем на 50% меньше NO x , чем дизельное топливо.Кроме того, в 2005 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН подсчитала, что около 1,67 миллиарда тонн фиников было произведено в десяти странах-производителях фиников. Это огромное количество семян практически не используется и редко используется для корма лошадей, крупного рогатого скота, верблюдов, овец и коз. Таким образом, эти отходы могут эффективно использоваться в качестве исходного материала для рекуперации энергии в качестве топлива из-за их непищевого и другого некоммерческого использования. Однако высокая стоимость и сложность, а также угроза окружающей среде являются основными проблемами традиционной биомассы и системы электрического нагрева пиролизной технологии.Таким образом, новая концепция солнечного отопления ассимилирована с системой отопления на биомассе, чтобы смягчить проблемы. В этом исследовании реактор был частично нагрет до 162 ° C; однако непрерывное нагревание может быть более эффективным для снижения выбросов от топлива из биомассы, а также снижения стоимости топлива.
2. Пиролиз с использованием солнечной энергии: классификация и конструкция
Хотя процесс пиролиза является важным кандидатом в возобновляемые источники энергии, он имеет некоторые недостатки. Среди проблем системы пиролиза — снижение энергоснабжения, поскольку для нагрева реактора требуются другие источники энергии, а также глобальное потепление.Бионефть, полученная из отходов биомассы, может рассматриваться как альтернатива ископаемым видам топлива, поскольку они являются экологически безопасными и почти нейтральными по CO 2 , хотя производство тепла вызывает дополнительное загрязнение в процессе пиролиза. Реактор, являющийся сердцем системы пиролиза, нагревается до повышенных температур с помощью внешнего нагревателя биомассы или внутреннего электрического нагревателя. В частности, для разложения отходов биомассы требуется много тепловой энергии. Эти системы отопления очень дороги, а при сжигании топлива из биомассы образуется огромное количество CO 2 , ответственного за загрязнение окружающей среды.В дополнение к этому, биомасса или электрический нагреватель делают реактор более сложной системой.
Эта проблема пиролизной системы может быть устранена путем установки солнечной системы отопления. Комбинированная система отопления на солнечной энергии и биомассе может быть очень эффективной для этой цели. Эта солнечная система паралича более экологична и энергоэффективна. В этом процессе исходный материал подается в реактор, а тепло передается извне параболическим солнечным нагревателем. Концептуальная система пиролиза с использованием солнечной энергии показана на рисунке 2 вместе с солнечным нагревом.Подача сырья контролируется регулирующим клапаном, а не системой псевдоожижения, чтобы уменьшить контролируемый пиролиз с неподвижным слоем с несколькими прерывистыми критериями.
2.1. Классификация пиролиза с использованием солнечной энергии
Проблема нагревательной системы пиролиза является главной с момента ее изобретения. Обычная внешняя система нагрева биомассы способствует загрязнению воздуха из-за огромного количества CO 2 , выделяемого при его сжигании. С другой стороны, система внутреннего электрообогрева — очень дорогой вариант.Следовательно, будет лучше ассимилировать солнечное отопление вместе с отоплением из биомассы или системой электрического отопления для снижения затрат на отопление, а также загрязнения окружающей среды. Однако сложно получить оптимальную температуру для пиролиза, используя только солнечную систему отопления. Поскольку этот подход все еще находится в зачаточном состоянии, он требует обширных исследований и изучения дизайна и внедрения в коммерческих масштабах. Однако пиролиз с использованием солнечной энергии можно классифицировать как частичный и непрерывный нагрев солнечной энергией, как показано на Рисунке 3.При частичном нагреве сначала реактор нагревается до определенной температуры с помощью солнечной системы нагрева, а затем с помощью биомассы или системы электрического нагрева. Напротив, реактор непрерывно нагревается системой солнечного нагрева с биомассой или системой электрического нагрева на протяжении всего цикла пиролиза при непрерывном нагреве. Можно также нагревать реактор, используя только солнечное тепло, но этому вопросу уделяется большое внимание в системе солнечного отопления.
2.2. Рассмотрение конструкции реактора пиролиза с использованием солнечной энергии
Конструкция реактора является жизненно важной частью любой системы пиролиза. В случае пиролиза с использованием солнечной энергии также важно спроектировать реактор. Как мы уже упоминали, реактор для этой системы проще, чем другой обычный реактор пиролиза; однако по-прежнему существует проблема получения равномерного нагрева по всей поверхности реактора как для прерывистого, так и для непрерывного нагрева с помощью солнечной энергии. Концептуальный проект системы непрерывного солнечного отопления с вращающимся реактором и скользящим солнечным концентратором показан на рисунке 4.Эта система будет равномерно нагревать реактор и равномерно повышать температуру подаваемого материала до оптимальной температуры для разложения.
3. Перспективы солнечной энергии и пиролиза в Бангладеш: исследование
Для подтверждения предложенной системы пиролиза было проведено экспериментальное исследование, в ходе которого мы рассматриваем доступность солнечной энергии в Бангладеш. В следующем разделе представлено краткое обсуждение перспектив солнечной энергии и пиролиза с последующим экспериментальным исследованием.
3.1. Solar Energy Prospect
Бангладеш обладает огромными запасами солнечной энергии. Бангладеш находится между 20,308 ° и 26,388 ° северной широты и 88,048 ° и 92,448 ° восточной долготы на площади 147500 кв. Км, что является идеальным местом для наилучшего использования солнечной энергии [17]. Солнечная карта Бангладеш, предоставленная Geospatial Toolkit, показывает, что солнечная радиация находится в диапазоне 4-5 кВтч / м 2 / день примерно на 94% площади Бангладеш [17, 18].Среднее количество солнечных часов в день в Бангладеш составляет 6,5, а также среднегодовая солнечная радиация составляет около 0,2 кВт / м 2 . Эта статистика показывает, что Бангладеш теоретически получает примерно 69751 ТВт-час солнечной энергии в год, что более чем в 3000 раз превышает объем производства электроэнергии в стране в 2006 финансовом году. Установлено, что среднегодовая плотность мощности солнечной радиации в Бангладеш обычно находится в диапазоне 100–300 Вт / м 2 [19].
3.2. Пиролиз в Бангладеш
Технология пиролиза в Бангладеш находится в стадии разработки; однако технико-экономическое обоснование этой технологии возможно для производства альтернативного жидкого топлива из твердых органических отходов. Некоторые исследования в этой области продолжаются в Раджшахском инженерно-технологическом университете (RUET) с 2000 года. Многочисленные исследования показывают технико-экономическое обоснование пиролиза различных отходов биомассы семян, пластиковых отходов, твердых бытовых отходов, утиля шин и жаргонизмов. целлюлозные материалы [20–34].Недавнее исследование предполагает, что установка среднего промышленного масштаба, использующая утилизируемый материал шин, является благоприятной с лучшими технико-экономическими показателями. Эта установка сократит ежегодный импорт энергии на 29400 тонн (205000 баррелей) нефти и 22400 тонн угля. Более того, с большим количеством опасных отходов (использованных шин) следует обращаться должным образом [35].
3.3. Материалы и методы
3.3.1. Материалы
Образцы семян фиников для пиролиза собираются на месте в Раджшахи, Бангладеш. Сырье измельчается и разрезается на три различных объема 0–0.2 см 3 , 0,2–4 см 3 и 0,4–0,6 см 3 . Затем образец сушат в печи в течение 24 часов при 110 ° C для удаления влаги перед пиролизом. Ближайший и окончательный анализ семян фиников представлен в Таблице 1.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.3.2. Экспериментальная установка
Пиролиз осуществляется в системе реактора с неподвижным слоем из нержавеющей стали с внешним нагревом.Основными компонентами солнечной системы пиролиза являются реактор с неподвижным слоем, параболический солнечный отражатель, нагреватель биомассы, конденсатор жидкости и жидкостные коллекторы с ледяным охлаждением. Принципиальная схема системы пиролиза с неподвижным слоем показана на рисунке 5. Реактор может нагреваться снаружи параболическим солнечным нагревателем вместе с системой нагрева биомассы. Отраженные солнечные лучи от параболического солнечного нагревателя, который может использоваться в качестве источника тепла для нагрева реактора, могут частично нагреть реактор до 162 ° C.Обогреватель окружен асбестом, чтобы минимизировать потери тепла от обогревателя. Инертная атмосфера внутри реактора и поток продуктов паров пиролиза в конденсатор поддерживаются за счет подачи газообразного азота. Наконец, конденсат (бионефть) из паров пиролиза собирается в коллекторах жидкости из конденсатора независимо от того, сжигается ли неконденсированный неиспользованный газ в атмосферу.
4. Результат и обсуждение
4.1. Выход продукта
Пиролизная жидкость (бионефть), твердый полукокс и газ являются основными продуктами, получаемыми при пиролизе семян фиников.Выход продукта пиролиза широко варьируется в зависимости от различных факторов, в основном от рабочей температуры, размера частиц сырья и времени работы. Однако анализ показывает, что максимум (50 мас.%) Жидкого масла обнаруживается при рабочей температуре 500 ° C для объема исходного материала 0,15 см. 3 (четверть финиковых семян) при расходе газа 6 литров / мин при времени работы 120 минут. Влияние этих факторов на урожайность описано в исследовании Joardder et al. [36]. Основная цель этого исследования — изучить влияние солнечного отопления на стоимость и выбросы, а не влияние параметров выхода продукта.Однако не было обнаружено никаких явных изменений в количестве продукции из-за использования солнечной системы отопления. Тем не менее, есть заметное участие солнечной энергии в уменьшении энергии, потребляемой системой.
4.2. Сравнение масла из семян фиников с другими маслами, полученными из биомассы, и дизельным топливом
Пиролизное масло из семян фиников было проанализировано для получения различных физических свойств, таких как плотность, вязкость, температура вспышки, температура застывания и GCV, и значения были определены с использованием стандарта методы ASTM D189, ASTM D445, ASTM D92, ASTM D97 и ASTM D240 соответственно.Плотность масла составила 1042,4 кг / м 3 при 26 ° C, а теплотворная способность масла составляет 28,636 МДж / кг. Сравнение характеристик масла семян фиников с другими маслами, полученными из биомассы и дизельного топлива, представлено в Таблице 2.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сравнение показывает, что плотность и вязкость жидкости для семян фиников выше, чем у обычного дизельного топлива, независимо от того, ниже ли теплотворная способность чем дизель.Теплотворная способность выше, чем у других пиролизных масел, за исключением масла семян красного дерева.
4.3. Выполнимость пиролиза с использованием солнечной энергии
Поскольку концепция солнечного пиролиза находится в зачаточном состоянии, нет достаточной литературы, касающейся сравнения пиролиза с использованием солнечной энергии с традиционной системой быстрого пиролиза. На основании первичных результатов предлагаемой системы пиролиза следующие разделы посвящены технико-экономическому обоснованию этой системы. Технико-экономическое обоснование предложенной системы было оценено путем сравнения обычного первого пиролиза с точки зрения энергозатрат, стоимости отопления и загрязнения окружающей среды.Для исследования этих параметров температура реактора сначала была повышена до 162 ° C с использованием солнечного концентратора, а затем до 400–600 ° C с помощью внешнего нагрева биомассы.
4.3.1. Энергия, подводимая для нагрева
Обычно при быстром пиролизе реактор нагревается от внешнего (биомасса) или внутреннего (электрического) источника энергии. Другими словами, для работы реактора разложения исходных материалов требуется значительное количество энергии. Эффективность пиролиза в значительной степени зависит от количества энергии, используемой для завершения разложения исходных материалов.Следовательно, другой возобновляемый источник энергии, такой как включение солнечной энергии, может снизить количество энергии, которое требуется в системе быстрого пиролиза.
Было обнаружено, что для разложения 0,4 кг семян фиников за один цикл требуется около 6 кг рисовой шелухи [36]. Теплотворная способность рисовой шелухи варьируется от 13,16 до 15,22 МДж / кг, как показано в Таблице 3 [42]. Поэтому, учитывая более низкую теплотворную способность рисовой шелухи, по оценкам, реактор потребляет около 78,96 МДж для полного разложения семян фиников за один цикл быстрого пиролиза.С другой стороны, сочетание солнечной системы отопления с системой нагрева рисовой шелухи снижает энергозатраты рисовой шелухи до 4,056 кг, что эквивалентно 53,38 МДж, как показано на рисунке 6.
