Рейтинг пиролизных котлов длительного горения: рейтинг 2019-2020 года и как выбрать самую хорошую модель

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Что делать, если загородный дом – не газифицирован, а электрический обогрев не рассматривается из-за дороговизны электроэнергии? Если есть возможность регулярного приобретения или заготовки недорогого твердого топлива, то вполне можно организовать эффективное водяное отопление и в таких условиях. В наше время для этого производится достаточно много различных отопительных приборов, и в этом многообразии выгодно выделяются пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Эти агрегаты способны в полном объеме удовлетворить потребности в тепле даже большого по площади дома. При этом для их обслуживания не придется прикладывать особых усилий и затрачивать много топлива, в качестве которого используется древесина в различных ее формах, уголь или брикеты. Несмотря на то что дерево является самым древним видом топлива, его применение остается актуальным и по сей день, благодаря ценовой доступности, экологической чистоте, удобству в использовании.

Возможно, вас заинтересует информация о том, как работает печь с водяным контуром для отопления дома

История появления отопительных приборов пиролизного типа

Содержание статьи

Еще во времена Древнего Мира было замечено, что древесный уголь использовать для отопления жилища или для приготовления пищи – более рационально, чем обычные дрова, так как он не горит интенсивно, а медленно тлеет в течение длительного времени, эффективно отдавая тепло. Поэтому и была изобретена технология его получения путем сжигания древесины в камерах с минимальным доступом воздуха. По сути, такая сухая перегонка древесины в уголь и является классическим наглядным примером процесса пиролиза.

Ранее для этого использовались ямы, вырытые в земле – в них и происходил процесс превращения обычных дров в древесный уголь. Эти камеры отлично справлялись с поставленной задачей, но при изготовлении угля также выделяется большое количество тепловой энергии, которая не приносила никакой пользы. Выделяющийся древесиной в процессе бескислородного горения газ имеет мощный энергетический потенциал. Кстати, это делало профессию углежога чрезвычайно опасной, так как вырывавшиеся порой из ям газы приводили к сильнейшим термическим взрывам.

Во многих регионах планеты технология получения древесного угля из дров по сей день не претерпела каких-либо изменений

С временем человек научился по максимуму использовать заложенную в древесину природную энергию. Разрабатывались печи, в которых удачно совмещались несколько процессов – это пиролизное превращение дерева в уголь с последующим сжиганием последнего, и дожигание газов, которые выделяются при первичном термическом разложении топлива. Причем вся полученная тепловая энергия от этих процессов почти без потерь используется для нужд человека.

Вначале по такой конструкции старались выполнить обычные печи. Со временем отопительные приборы, использующие принцип дожига пиролизных газов, начали оснащать водяным контуром, благодаря чему они стали применяться в наиболее привычных для нас системах водяного отопления.

Благодаря своей рациональной конструкции и эффективному использованию природного энергетического потенциала древесины, пиролизные котлы в полной мере справляются с задачей полноценного отопительного агрегата высокой мощности. В наше время для их работы применяются не только дрова – созданы и более эффективные и компактные современные типы топлива на основе древесины.

Конструкция пиролизного котла

Общие принципы устройства

Для более ясного представления того, как работает этот тип твердотопливных котлов, необходимо ознакомиться с информацией о его принципиальном устройстве. Это во многом облегчит и дальнейшую эксплуатацию оборудования.

Для примера – рассмотрим такую схему:

Один из наиболее распространённых вариантов компоновки пиролизных котлов длительного горения:

На схеме цифровыми указателями обозначены:

1 – Топочная камера, куда производится закладка дров.

2 – Каналы подачи вторичного воздуха, который будет инициировать дожигание выделенных при термическом разложении топлива газов.

3 – Колосник-решетка, который охлаждается циркулирующим в водяном контуре теплоносителем, становясь, таким образом, частью теплообменной системы котла.

4 – Дверца для производства топливной закладки котла.

5 – Дверца камеры очистки топочной камеры.

6 – Дверца для регулировки подачи первичного воздуха, необходимого при розжиге топливной закладки.

7 – Дверца для очистки верхней камеры дожига пиролизных газов.

8 – Зольник, для сбора и регулярного удаления твердых продуктов сгорания.

9 — Патрубок для подсоединения к дымоходной системе.

10 – Патрубок с муфтовым или фланцевым соединением для подключения к трубе «обратки» отопительного контура.

11 – Патрубок подключения к подающей трубе отопительного контура.

12 – Слой термоизоляции.

13 — Внешний кожух отопительного прибора.

14 – По стрелке, а также все области, закрашенный синим цветом – это водяной контур («рубашка») твердотопливного котла.

15 – Охлаждающий контур, который нередко подключается для обеспечения горячего водоснабжения через бойлер косвенного нагрева.

Принцип работы следующий. После закладки топлива открывается доступ первичного воздуха для розжига. На первом этапе работы происходит обычное горение дров, до достижения в топочной камере температуры порядка 400 градусов, необходимой для запуска процесса пиролиза. После этого доступ первичного воздуха снижается до минимума, и параллельно с этим открывается канал подачи вторичного воздуха. Нужное сочетание кислорода, конденсации пиролизных газов и температуры для их полноценного сгорания приводит  к активному дожигу с большим выделением тепла. Это тепло отбираться циркулирующим по водяной «рубашке» теплоносителем, передающим его приборам теплообмена всей системы отопления дома.

Зелеными стрелками показано движение газообразных продуктов сгорания, от топливной закладки в камеру дожига и далее – в дымоходную систему. Синя стрелка – поступление теплоносителя из «обратки», красная – движение горячего теплоносителя в трубу подачи отопительного контура.

Особенности конструкции различных пиролизных котлов

Итак, пиролизные приборы длительного горения, в отличие от конструкции обычных твердотопливных котлов, оснащены двумя камерами, которые могут быть расположены по-разному. Первая топочная камера предназначена для закладки твердого топлива. В ней, при минимальном дозированном доступе кислорода происходит процесс его горения (тления) и выделения газообразных продуктов горения, то есть пиролизных газов. Затем, газы поступают во вторую камеру прибора, где за счет поступления вторичного воздуха осуществляется их дожиг. Однако, необходимо отметить, что не все существующие конструкции котлов, называемые пиролизными, в полной мере соответствую своему названию.

На сегодняшний день существует две основных разновидности пиролизных агрегатов, отличающиеся между собой по конструкции.

Котлы с принудительной подачей воздуха

В первом варианте конструкции котла первичная топочная камера, куда закладывается твердое топливо, располагается над вторичной топкой, где организуется дожигание пиролизных газов. Между камерами установлена специальная форсунка, имеющая прямое сечение и изготовленная из огнеупорного состава, схожего с шамотным кирпичом.

На данной схеме представлен котел с верхним поддувом – на первый взгляд, он практически неотличим от пиролизного в прямом понимании этого термина.

В этой конструкции воздух в осн

что такое пиролизный котел,цена, изготовление своими руками, твёрдотопливный котёл,пиролизные твердотопливные котлы.

В случаях, когда нет возможности обеспечить дом газовым отоплением, а электрические системы неприемлемы по цене, хорошей альтернативой является современное автономное оборудование, например, пиролизные твердотопливные котлы длительного горения. Рассмотрев особенности, преимущества, недостатки изделий, можно понять, насколько выгодны их приобретение и эксплуатация.

Особенности пиролизных котлов

Содержание статьи

Главное отличие газогенераторных котлов от обычных твердотопливных агрегатов заключается в их устройстве, которое обеспечивает возможность процесса пиролиза, то есть термического разложения веществ. В результате тепло выделяется за счет сжигания самого топлива (древесины, древесного угля и т. п.) и выделяемых в процессе газов.

Устройство

Основным элементом является топка, которая состоит из двух камер: загрузки (также называется «газифицирующей») и сгорания. Первое отделение предназначено для закладки топлива. Во второй камере происходит сжигание пиролизных газов.

Отделы топки разделяются колосником и сообщаются посредством форсунки. В отличие от других бытовых котлов, для газогенераторного оборудования характерно верхнее дутье, когда пе рвичный воздух направляется сверху вниз.

Во многих таких приборах применяется принудительная тяга, в связи с повышенным аэродинамическим сопротивлением внутри топки. Для этих целей агрегат оборудуется вытяжным вентилятором.

Подробности конструкции можно рассмотреть на схеме.

Принцип действия

Ключевыми особенностями газогенераторного оборудования являются более продолжительное горение от одной закладки и меньший расход топлива. Эти преимущества возможны благодаря принципу действия пиролизных агрегатов.

Работу котла можно разделить на следующие этапы:

1. В газифицирующую камеру загружается сжигаемый материал.
2. Котел растапливается, закрывается дверца и запускается дымосос.
3. За счет недостатка кислорода, высокой температуры (200–800 ° С) и медленного горения происходит термическое разложение топлива.
4. В результате выделяются газы, которые направляются в камеру сжигания и догорают там, выделяя дополнительное тепло. При этом подается вторичный воздух, который улучшает процесс горения.
5. Часть тепла возвращается к нижнему слою дров и поддерживает процесс термического разложения. Другая часть с помощью жидкости передается приборам теплообмена системы отопления дома.

Преимущества

Рассматриваемый тип отопления используется в случае невозможности подвести к дому газовую трубу. В такой ситуации выбор чаще всего происходит между обычными твердотопливными котлами и пиролизными агрегатами.

Газогенераторные приборы обладают рядом преимуществ:

1. Работа с одной закладки более продолжительное время, как правило, до 12 часов. В качестве сравнения: для большинства обычных твердотопливных приборов этот показатель составляет 3–4 часа.
2. Нагрев теплоносителя происходит за меньшее время, а значит, быстрее отапливаются помещения.
3. Количество твердых продуктов сгорания минимально, что облегчает чистку котла.
4. Простота управления и регулировки процесса горения пиролизных газов.
5. Количество выбросов вредных веществ в атмосферу значительно меньше.
6. Возможность использования крупных дров в качестве топлива.
7. Более высокий КПД, порядка 85–92%.

Недостатки

Основным недостатком газогенераторного оборудования является его цена, которая превышает стоимость обычных твердотопливных агрегатов в 1,5–2 раза. Однако этот минус оправдывается удобством эксплуатации и быстрой окупаемостью за счет снижения количества потребляемого топлива.

Другие недостатки:

• топливо с влажностью более 25% не подойдет для использования, в таком случае топка не будет работать должным образом;
• некоторые модели прибора энергозависимы;
• крупные габариты;
• нестабильное горение на малых нагрузках (ниже 50%).

Виды пиролизных котлов

В зависимости от технических особенностей газогенераторные агрегаты бывают энергозависимые и энергонезависимые, с нижней или верхней камерой дожига.

Энергозависимые

Наиболее распространенный вид — дутьевые энергозависимые котлы. Этот тип оборудования подразумевает принудительную тягу, то есть наличие электрического вентилятора, который перегоняет выделенный газ из отделения для загрузки в камеру сжигания через специальную форсунку. Как правило, такие пиролизные котлы оснащены электрической панелью управления.

К достоинствам можно отнести:

1. Наличие автоматики, с помощью которой можно контролировать мощность оборудования и интенсивность горения, учитывая температуру в комнатах.
2. Более продолжительное время эффективной работы, чем у приборов с естественной циркуляцией.
3. Повышенную экологичность.

К основным недостаткам можно отнести:

1. Необходимость подключения к электросети.
2. Более дорогой ремонт в случае поломки, так как присутствует сложная электроника.
3. Повышенные требования к используемому топливу: многие виды горючих материалов не подойдут для использования в дутьевых пирокотлах.

Энергонезависимые

Газогенераторное оборудование, не оснащенное электроникой, вентиляторами и дымососами, называется безнаддувным или энергонезависимым. Рабочий процесс здесь происходит за счет естественной циркуляции, то есть выделяемые газы переходят в отсек сжигания без принудительной тяги.

Мощность регулируется посредством механического регулятора тяги за счет изменения объема поступающего первичного воздуха. Внутренние отсеки, как правило, выполняют функцию теплообменника, поэтому им не требуется дополнительная обмуровка, в отличие от котлов с принудительной тягой, работающих от источников питания.

Для работы котла подходит практически любое твердое органическое топливо. Энергонезависимые устройства должны быть оснащены высоким дымовым трактом, чтобы обеспечить лучшую циркуляцию воздуха.

Преимущества приборов с естественной тягой:

• работа без электроэнергии;
• меньшая стоимость;
• большая свобода в выборе топлива.

Недостатки:

• уступают тепловым генераторам с принудительной тягой по эксплуатационным характеристикам;
• обязательна высокая дымовая труба;
• менее экологичны.

С нижней камерой дожига

За счет большего удобства эксплуатации этот вариант наиболее распространен. Топливо требуется загружать в верхнюю часть, что наиболее рационально. Выделяемые при горении газы направляются сверху вниз через форсунку. Дымоход расположен внизу.

Так как при естественной циркуляции летучие вещества перемещаются вверх, в конструкциях с нижней камерой сжигания необходима принудительная тяга.

Главное неудобство такой конструкции состоит в том, что зола из камеры загрузки попадает в отделение для сгорания газов. Поэтому процесс чистки прибора более сложный, и такую процедуру требуется проводить чаще.

С верхней камерой дожига

При такой конструкции возникает меньше проблем с чисткой прибора, так как зола скапливается в отделении для загрузки топлива. Принудительная тяга здесь не обязательна — газ поднимается в камеру сгорания посредством естественной циркуляции.

Однако КПД таких котлов ниже, потому что дым уходит из камеры быстрее, температура его выше, в результате он успевает отдать меньше тепла. Основной принцип работы газогенераторного котла всегда остается неизменным, даже при смене места расположения камеры сгорания.

Какое топливо подходит

Показатель влажности топлива не должен превышать 25%, иначе энергия будет расходоваться на испарение воды, мощность окажется ниже необходимой, водяной пар начнет разбавлять выделяемые газы и мешать горению. В результате котел прекратит работу.

В остальном выбор топлива ч

Пиролизный котел длительного горения с водяным контуром

Существует множество разновидностей отопительных котлов. Отмечу, что на сегодняшний день, самыми популярными и высокотехнологичными являются пиролизные котлы длительного горения. Они имеют более вместительную топку в отличие от других котлов, благодаря этому нет необходимости часто закладывать топливо.

В этой статье представлю подробное описание о видах пиролизных котлов, особенностях их эксплуатации и много другой полезной информации.

Содержание статьи

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения.

Котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром может работать на дровах и на других видах твердого топлива: уголь, древесные отходы и т.д.

Главный минус этого типа котлов – высокая цена. Кроме того, в отличие от многих других видов котельного оборудования, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром чаще всего энергозависимый.

От электричества питаются не только циркуляционный насос и приборы контроля, но и встроенный вентилятор: на естественной тяге это оборудование, как правило, не работает.

Твердотопливные дровяные и угольные котлы по популярности уступают только газовым. При этом они имеют один серьезный недостаток — загрузку топлива необходимо проводить несколько раз в сутки.

При обычном сгорании дров КПД котлов не превышает 75%, и часть горючих веществ просто улетает в трубу.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром гораздо практичнее и эффективнее.

Ни для кого не будет секретом то, что котлы пиролизные отопления на данный момент являются очень необходимыми и востребованными устройствами отопительных систем. Именно по этой причине очень многих наших людей стали интересовать именно эти агрегаты.

Пиролизный котел представляют собой особый котел отопления, который в качестве топлива может использовать паллеты, уголь, дерево, и иные материалы.

Одним из основных критериев, в зависимости от которого подразделяют отопительные котлы, является вид топлива, на котором они работают. Таким образом, на сегодняшнем рынке можно встретить котлы на паллетах, угле, дровах. Также можно для себя найти котлы так называемые универсальные.

Наиболее распространенным на данный момент являются дровяные твердотопливные котлы, которые имеют множество преимуществ. Первое – это то, что топливо считается самым доступным. Также необходимо отметить то, что такие котлы продаются по приемлемым ценам.

Отличительной чертой пиролизных котлов является контроль уровня кислорода в камере сгорания, и соответственно контроль температуры и скорости сгорания топлива. Пиролизный котел на твердом топливе обеспечит вашу независимость от газа и электричества, поскольку расходы на эти энергетические источники значительно превышают стоимость твердого топлива.

Особенности конструкции

Пиролизные котлы — один из видов твердотопливных котлов, который в последнее время пользуется повышенным спросом из-за постоянно растущих цен на газ и электроэнергию, их еще называют — газогенераторные котлы.

Основным топливом для пиролизного твердотопливного котла является:

• древесина;
• брикеты;
• щепа;
• древесные отходы.

Очень редко в качестве топлива используется каменный уголь или кокс. Пиролизные котлы комфортны в эксплуатации, отличаются надежностью и большим сроком эксплуатации. Прежде чем купить пиролизный котел нужно изучить возможность выполнения строгих требований по качеству используемого топлива.

В подавляющем большинстве разрешается применять древесину, влажностью не более 20 %. При использовании древесины с большим количеством влаги резко снижается эффективность.

Пиролизный котел работает по принципу сухой перегонки топлива.

При недостатке кислорода, под воздействием высокой температуры, сухая древесина разлагается на твердый остаток и летучую часть (пиролизный газ, который впоследствии смешивается с горячим воздухом).

Эта воздушно-газовая смесь, которая образовалась в процессе пиролиза, является топливом пиролизного котла. Процесс пиролизного сжигания является экзотермическим (сопровождается выделением теплоты).

Происходит он при температурах от 200 до 800 оС и обеспечивает подогрев поступающего в камеру сжигания воздуха. При этом происходит прогрев и подсушивание топлива в камере агрегата, за счет чего минимизируется выход сажи и золы.

Для пиролизного или газогенераторного котла характерным является более высокий КПД по сравнению с традиционной твердотопливной техникой.

При сжигании качественного топлива, КПД пиролизного котла находится на уровне пеллетных котлов и котлов длительного горения и достигает 90 %.

Пиролизные твердотопливные котлы используются как в частных домах и квартирах, так и для отопления производственных помещений.

Пиролизные котлы являются весьма рентабельным видом отопительной техники. Достаточно высокая цена на пиролизный котел покрывается за счет низкого потребления топлива.

В обычном твердотопливном агрегате длительного горения теплоноситель нагревается от тепла, выделяемого при горении топлива, то пиролизные котлы работают по-другому принципу.

При сжигании органического топлива (дров, пеллет, дровяных брикетов и даже угля) при температуре 400-800°С выделяется газ, сжигая который, можно получить намного больше тепла, чем при сжигании топлива.

Процесс газообразования из твердого топлива и последующее сжигание полученного газа называется пиролизом, а агрегаты, использующие такой принцип работы, называются пиролизными, или газогенераторными котлами.

В пиролизном котле присутствуют две камеры, и в обеих осуществляется горение:

• Камера сгорания – сжигаются (обугливаются) дрова или другое топливо.
• Камера дожига – сжигается газ, выделяемый топливом.

В камере сгорания располагается и поджигается топливо. В зону горения подается первичный воздух. При прогреве топлива до определенной температуры начинается газовыделение.

П

Какой котел лучше пиролизный или длительного горения?

Строго говоря, оба этих котла являются твёрдотопливными. Разница заключается лишь в том, насколько эффективно они используют предлагаемое топливо. Речь идёт о КПД. Если речь не идёт о цене вопроса, тогда, конечно, лучше приобрести пиролизный отоительный котёл?

http://arma-lux.com.ua/vse-kotly/kotly-tverdotoplivnye/kotly-dlitelnogo-goreniya также экономно используют топливо, но вряд ли кто-то будет спорить с тем, что пиролизный котёл значительно эффективнее использует загрузку.

Что такое котёл длительного горения?

При эксплуатации означенного типа котла речь идёт о принципе, который основывается на поджигании твёрдого топлива сверху. В пример можно привести обыкновенную спичку.

Удерживая зажжённую спичку головкой к верху, Вы убедитесь в том, что пламя будет удерживаться значительно дольше, чем при опущении головки вниз. В этом случае спичка сгорит за считанные секунды.

Этот же принцип применяется и в котлах длительного горения. Задача – максимальное пролонгирование трансформации топлива в тепло. Ниже представлены преимущества использования котлов длительного горения в частном доме:

• обладают меньшими габаритами;
• практически полностью безопасны с точки зрения пожаробезопасности;
• обладают доступной стоимостью в сравнении с аналогами.

Между тем, оценив преимущества пиролизного отопительного котла, Вы увидите, что твёрдое топливо может сжигаться более эффективно. На самом деле, этой технологии нет ещё и 10 лет.

Использование пиролизного котла в быту

Суть заключается в следующем. Топливо прогревают до определённой температуры. В этом случае оно не может активно гореть, но при этом способно длительное время тлеть в камере сгорания.

Из-за того, что топливо влажное, выделяется достаточно большое количество углекислого газа. Конструкция котла построена таким образом, что он собирается в отдельную камеру.

Далее после обогащения кислородом он сжигается, отдавая отопительной системе дома дополнительное тепло. Таким образом, можно убедиться, что более эффективного сжигания топлива, чем в пиролизом котле, попросту не может быть.

Стоимость на отопительные котлы пиролизного типа несколько выше. Зато в дальнейшем можно будет экономить на топливе.

Смотрите также:

На видео будет продемонстрирован твердотопливный котёл пиролизного типа:

Источник №1: http://arma-lux.com.ua/vse-kotly/kotly-tverdotoplivnye/kotly-dlitelnogo-goreniya

Tweet

Пиролизный котел длительного горения: что это такое

Технология использования твердотопливных материалов существует уже более 400 лет.  Ещё в средние века в Европе угольщики применяли специальные камеры, которые искусственным методом ограничивали приток кислорода. Это позволило сохранять тепло продолжительное время. Сегодня такую технологию использует пиролизный котёл длительного горения.

Что такое пиролизный котел

Встречая подобное оборудование в магазинах, посетители нередко задаются вопросом,  что такое пиролизный котел? Многих при этом смущает его цена, а также отличающееся от классического отопительного оборудования устройство.

Такое устройство используется в первую очередь для обогрева жилых и нежилых помещений. Котёл может быть подключён к системе стоков и труб или же отапливаться посредством нагрева воды в основном резервуаре.

Отличает его от обычных классических систем не только само строение, но и принцип работы.

Такой котёл называют газогенераторным, так как он обогревает помещение посредством сжигания газа. Он выделяется древесными породами и углём при достижении ими определенных температур.

Благодаря этому система работает на одной закладке дров во много раз дольше, тем самым более экономично расходуя твердое топливо.

Принцип работы

Принцип работы пиролизного котла длительного горения строится на следующих процессах:

1. В верхнюю часть  камеры  закладываются дрова и другое твёрдое топливо на установленную огнеупорную решётку.
2. После этого топливо поджигается, и выжидается момент, когда оно будет полностью  охвачено пламенем.
3. При достижении первичного горения в камере начинают ограничивать приток кислорода. В ответ пламя практически гаснет. Однако его хватает для топления оставшейся части дров.
4. В результате начинает выделяться в первой камере из топлива пиролизный газ.
5. Его принудительно направляют во вторую камеру котла.
6. Разогретый газ во второй камере встречается с большим количеством кислорода. Так как  его температура достигает  порядка 300 градусов, он моментально воспламеняется.
7. От реакции быстро начинают нагреваться радиаторные элементы.

Внимание!  Важное отличие котла от стандартных нагревательных элементов  отображено в пунктах 3-7. Наличие 2-х камер в системе обязательно, так как она использует пиролизный газ для вторичного нагрева и поддержания установленной температуры долгое время.

Устройство пиролизного котла

Газогенераторные котлы на твердом топливе длительного горения состоят из следующих элементов:

1. Камера первичного топления.
2. Камера вторичного топления.
3. Огнеупорная решётка.
4. Системы подачи воздуха и заслонки.
5. Термостат.
6. Система радиаторов и труб для нагрева воды.

Дополнительно могут быть установлены специальные листы и крюки для быстрого сбора и утилизации образованной от сгорания топлива и золы.

Устройство пиролизного котла.

Конструктивные особенности

Бытовые пиролизные твердотопливные котлы длительного горения построены для работы по принципу распада горючих материалов. Устройство используется и в промышленности. Отличительная черта, как уже отмечалось, заключается и в использовании газа, образующегося в момент распада материала при горении.

Для этого устанавливаются специальные камеры и регуляторы подачи воздуха, чтобы контролировать процесс и направлять выделяемую летучую смесь из дров в нужном направлении.

Технические характеристики

Температура горения пиролизного газа при поступлении в камеру и нагреве составляет порядка 300 радиусов. Это основной технический элемент поддержания продолжительного времени топления котла от одной закладки дров и угля.

Пиролизная система обогрева при помощи газогенератора позволяет поддерживать необходимую температуру от 1 закладки дров до 12-15 часов.

Топливо для пиролизного котла

Топливо для пиролизных котлов используется на основе древесных пород или брикетов торфа.

При этом могут применять каменный и бурый уголь. Брикеты при правильном поддерживании режима позволяют  отапливать помещение при одной закладке до 28 часов.

Для того чтобы котёл работал по максимуму, необходимо соблюдать основное правило, касающееся дров. Они не должны быть влажными.

Если же древесина будет сырой, распад  при горении будет неактивен, и выделяемого объёма газа  будет недостаточно для горения.

Особенности запуска и работы пиролизного котла

Пиролизные котлы на угле длительного горения имеют отличие и от классических отопительных котлов, заключающееся в процессе старта.

Перед закладкой древесины или угля необходимо прогреть первичную камеру до температуры от 500 до 800 градусов. После этого делаются закладки, и запускается генератор, который направляет газ при распаде в другую камеру.

Регулируется подача кислорода и газа при помощи шиберов – специальных задвижек, которые устанавливают необходимые положения и перекрывают подачу кислорода в нужный момент.

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Как и другое отопительное оборудование, пиролизные котлы имеют плюсы и минусы по различным критериям.

Недостатки котлов длительного горения в основном заключаются в их стоимости. Такое оборудование в несколько раз дороже классических устройств прямого горения.

Однако отсюда идёт и плюс системы. В отличие от стандартных котлов, пиролизным требуется меньшее количество топлива, для того чтобы поддерживать продолжительное время температуру в помещении.

Ещё одним плюсом считается небольшое количество отходов.

При продолжительном горении органики от неё практически не остаётся золы.

К минусам также можно отнести высокие требования к влажности дров. Этот порог не должен быть выше 20%, иначе они не смогут гореть и выделять газ.

Как выбрать пиролизный котел

Основная задача при покупке состоит в том, чтобы подобрать оборудование, способное обслуживать площадь дома с подключением к общей тепловой сети. Для того чтобы система работала надлежащим образом, рекомендуется приобретать котлы с глубокой загрузкой.

Камеры должны вмещать дрова длиной до 65 см – это обеспечит продолжительное горение. Также на рынке представлены комбинированные котлы с 2-мя массивными камерами. Они могут использоваться для сгорания пиролизного газа или работать в классическом режиме.

Какой пиролизный котел лучше

Как выбрать пиролизный котел, когда на рынке представлено большое количество моделей и фирм. Здесь необходимо ориентироваться как на самого производителя и его классы оборудования, так и на технические характеристики модели.

Важно! При выборе котла для производственного  или жилого помещения обращайте внимание на время горения продуктов распада. Это основная характеристика каждой такой отопительной системы. В среднем при одной закладке отопление должно продолжаться не менее 10 часов.

Дополнительно следует учитывать систему газоотвода и дымоходную трубу. Если для обогрева используется водонагревательный принцип, необходимо, чтобы котёл имел соответствующие подключение и радиаторы накаливания.

Немецкие котлы

Отопительные пиролизные системы, произведённые в Германии, считаются одними из первых.

Такое оборудование применяется в частном и промышленном секторе более 30 лет.

На отечественный рынок котлы такого принципа горения также пришли одними из первых.

Сроки службы у них довольно значительные – до 20 лет. При этом системы ежегодно модернизируются, и внедряются дополнительные элементы для автоматизации и упрощения данного процесса отопления.

Чешские котлы

Чешские котлы также отличаются высоким качеством сборки. Большая часть комплектующих, которые используются при изготовлении систем пиролизного горения, применяется в немецких.

Для этого также задействуются и собственные наработки. Отличаются от оборудования, произведённого в Германии, чешские котлы и стоимостью – она сравнительно ниже.

Российские котлы

Лучшие пиролизные котлы длительного горения для частного сектора производятся и на территории РФ. У нас хоть данная технология и появилась сравнительно недавно, но быстро набрала популярность и потихоньку начала завоёвывать рынок.

В основном используются при сборке комплектующие собственного производства. В зависимости от серии и модели такие системы будут отлично подходить для производства или обогрева частного дома.

Болгарские котлы

Болгария, как и Россия, стремится удешевить производство и внедрить в него более доступные технологии, которые могут использоваться и семьями при отоплении дома в частном секторе со средним и небольшим достатком.

Также производители на территории данной страны отличаются котлами компактных размеров, которые при своём небольшом объёме способны сохранять тепло также продолжительное время.

Совместное производство (российско-европейские котлы)

Совместное производство пиролизных систем особенно заметно в промышленности.

Выпускается много моделей, которые разрабатываются для обеспечения нужды производственных предприятий.

Немного отстают на данном этапе системы для домашних нужд.

Связано это с тем, что данный тип отопительных котлов вышел на рынок не так давно, и у пользователей классических систем ещё возникает недоверие насчёт современного и более экономичного оборудования.

Обзор пиролизных котлов

Приведем краткий обзор твердотопливных пиролизных котлов следующих 3-х производителей,

1. Blago.
2. Atmos.
3. Бош.

Именно они занимают лидирующие позиции на отечественном рынке. Компании занимаются производством  и выпуском систем продолжительное время и зарекомендовали себя с положительной стороны.

Особенности Blago

Отопительные котлы марки Blago полностью состоят из отечественных комплектующих. Устройство максимально упрощено и сделано в противовес западным и европейским аналогам.

Как утверждает сам производитель, главный плюс его котлов состоит в продолжительном отапливании до 20 часов с одной закладки, а также возможности самостоятельного обслуживания системы без привлечения сервисного центра.

Чешские Atmos

Чешские котлы используют технологию изготовления по качеству ЕВРО-3.

Это означает, что такое оборудование имеет несколько систем фильтрации, и выработка практически не загрязняет окружающую среду.

Кроме того, оборудование имеет дополнительные автоматизированные системы подачи газа и откачки кислорода.

Немецкое качество «Бош»

Одним из лидеров рынка по-прежнему остаётся компания Бош. Они предоставляют продукцию не только для частного сектора. Но также и для промышленников.

Высокое качество и расширенная гарантия позволяет на должном уровне обслуживать системы. С развитием рынка также появилось большое количество комплектующих на модели всех котлов. Это позволяет значительно ускорить ремонт и плановое ТО систем при необходимости.

Требования к установке пиролизных котлов

Важным критерием в установке системы считается подготовка самого помещения. Для пиролизного котла требуется отдельное небольшое помещение по типу бойлерной или котельной, так как температура горения достигает 800 градусов. Необходимо, чтобы комната была вентилируема.

Также запрещается размещать в радиусе 3 квадратных метров от оборудования горючие материалы. Для установки потребуется бетонная площадка и оштукатуренные стены.

Правила эксплуатации пиролизных котлов

Какой котел лучше, пиролизный или длительного горения, выбирать самому потребителю.

Однако классические системы требуют большего ухода и обслуживания.

Хоть на первый взгляд пиролизный котёл и выглядит усложнённым, он практически полностью настроен на автономную работу.

Необходимо соблюдать при работе технику безопасности и не допускать разгерметизацию второй камеры, где собственно и сгорает газ.

Факторы эффективности работы

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром позволяют в короткий промежуток времени отопить даже большое помещение. Это объясняется работой второго отсека, выделенного для сжигания газа.

В технических характеристиках каждой модели указываются его основные показатели – температура горения и продолжительность работы от 1 закладки. Это и есть основные факторы эффективности в работе. При выборе устройства на данный показатель следует сразу обращать внимание.

Пиролизный котел на угле, торфе  опилках или поленьях – это оборудование для обогрева, которое достаточно далеко ушло вперёд. Его система настроена на экономное расходование ресурсов и снижение уровня выбросов в окружающую среду. Россия, как и многие европейские и западные страны, активно вводит в эксплуатацию такие системы, чтобы снизить потребление твердотопливных материалов и выбросов в атмосферу.

Видео по теме: обзор пиролизного котла

Пиролизные котлы на твердом топливе. Особенности устройства и некоторые производители

Экономное и эффективное отопление – мечта любого домовладельца. Счастливы те, у кого есть возможность подключить газовые котлы, остальным приходится выбирать между твердотопливными котлами и электрическими. Твердотопливные хороши тем, что относительно недорого получается отопление. Их недостаток – необходимо постоянное присутствие для того, чтобы подкладывать топливо. Но последние разработки – котлы длительного горения пиролизного типа – стали более удобны в этом плане.

На одной закладке топлива могут греть систему от 8 до 24 часов (в зависимости от топлива и температуры окружающей среды). В дровяных пиролизных котлах промежуток между закладками дров возрастает вдвое, а котлы на пеллетах можно проверять вообще раз в месяц – такое топливо может подаваться автоматически по мере необходимости.

Есть у них недостатки. Не без этого. Два основных: оборудование дорогостоящее и очень часто энергозависимое (требуется гарантированное электропитание). Цена окупается  в процессе эксплуатации: на одной закладке дров греться дом вдвое дольше, а на закладке угля – вообще до суток. К тому же есть котлы, которые сжигают все: даже строительный мусор и старые покрышки. Все, что может гореть.

Принцип действия

Принцип действия пиролизных котлов

Как так получается, что от такого небольшого количества топлива получается столько энергии? Все дело в том, что большая часть тепла в обычных котлах (их называют котлами прямого горения) буквально «вылетает» в трубу.

Если вы топите дровами или углем, вы знаете, что к трубе дотронуться невозможно – температура там и 300^oC может быть и 400^oC. А в некоторых случаях (в банях, например) еще выше.

В пиролизных колах воздух из топки выходит с температурой 130-160^oC.  Это достигается за счет того, что используется не только энергия выделяемая дровами, но и дожигается тот газ, который они выделяют во время тления (для этого создается специальный режим).

Работа основана на том, что углеродсодержащее топливо (уголь, дрова, брикеты, пеллеты) когда горят при недостатке кислорода, разлагается на  большое количество газов и горючих веществ. Из-за того, что в процессе тления из древесины или другого углеродосодержащего топлива, выделяется большое количество горючих газов, такие аппараты называют еще газогенераторными котлами. Например, древесина в результате пиролиза преобразуется в:

• твердый остаток – древесный уголь, который сам является высококалорийным топливом;
• метиловый спирт;
• ацетон;
• различные смолы;
• уксусную кислоту.

Все эти вещества горят и выделяют при этом большое количество энергии. Пиролизные котлы потому имеют две камеры:

• В камеру сгорания закладывают топливо и разжигают его для достижения нужной температуры.
• В пиролизную камеру (камеру дожига) отводят выделившиеся при горении топлива газы. Они  уже имеют высокую температуру, смешиваются с нагнетаемым туда воздухом, воспламеняются.

В обе камеры отдельно подается воздух, его количеством регулируется интенсивность горения и мощность котла на данном этапе. Это единственная технология сжигания топлива, которая позволяет автоматизировать сжигание дров или угля.

Достоинства и недостатки

Выделение газов при горении в условиях недостатка кислорода происходит очень активно. Потому для эффективной работы такого оборудования важна автоматика, которая будет управлять процессом: ограничивать подачу кислорода после того, как дрова разгорелись и регулировать процесс в обеих камерах. Вот в этом и состоит основной недостаток кола: для работы ему нужно гарантированное питание (чтобы автоматика работала).

Пиролизные котлы на древесине могут также сжигать брикеты

Есть еще один положительный момент: пиролизные газы при горении взаимодействуют с углеродом. В результате этих реакций на выходе из котла, дым состоит в основном из углекислого газа и паров воды с небольшим количеством других примесей. Если используют дрова, выбросов СО в атмосферу в три раза меньше, чем при использовании традиционной технологии. При работе на угле ситуация еще более радужная — там сокращение выбросов раз в пять.

Дожиг газов и содержащихся в нем микрочастиц, хорош еще тем, что на стенках дымохода практически нечему откладываться: сажи образуется мало. И еще один бонус: остается мало золы. Мало золы и сажи – реже требуется чистка. Это тоже приятно.

Котлы прямого горения имеют КПД порядка 60-65%. Пиролизные – 80-90%. Это ощутимая разница.

Но преимущества еще не закончились. Регулировать мощность обычного котла можно достаточно условно. Все возможности – открыть/закрыть дверцы, поддувала и заслонки. Причем делать это нужно руками и полагаться на опыт и интуицию. Пиролизный процесс можно регулировать в широком диапазоне: можно оставить 30% мощности, а можно «разогнать» на все 100%.  И регулирует процесс автоматика, которая ориентируется на заданные параметры. Результат: экономия топлива 40%.

Камера загрузки топлива может быть расположена над камерой дожига, под ней или впереди

Конструктивно колы могут быть выполнены по-разному: в каких-то моделях камера дожига располагается под первичной, в каких-то – сверху. Есть модели, в которых она находится за первичной топкой. В некоторых агрегатах воздух подается не снизу дров через колосниковую решетку, а «вдувается» сверху, замедляя процесс горения. Все это разновидности одной и той же технологии. Но они также имеют свои плюсы и минусы. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Пиролизный котёл длительного горения Blago

Особенности Blago (Благо)

Эти котлы разработаны инженером Юрием Благодаровым. Главное их достоинство – есть энергонезависимые модели. В них искусственное нагнетание воздуха не используется, котел работает на естественной тяге.

Продуманное расположение топливных бункеров, камеры дожига и использование катализатора (банный камень) позволило разлагать не только простые углероды, но и сложные. За счет этого количество видов топлива значительно расширилось, а также увеличилась эффективность его перегонки.

Еще одна отличительная черта этих котлов – возможность использования сырых дров без потери мощности. Котлы Благо» промышленных мощностей могут работать на дровах с 55% влажностью, агрегаты малой мощности успешно справляются с 35% влажностью.

Конструкция  постоянно усовершенствуется. В последнее время запущено производство оборудования по сжиганию изношенных шин, есть специализированное оборудование, работающее на угле.

Обычные же пиролизные котлы длительного горения «Благо» используют дрова, опилки, щепу, обрезки и их смесь с угольной крошкой. При использовании дров их, в принципе, можно не колоть  — горят неплохо и целые небольшие чурбаки.

В результате котлы действительно всеядны: работает на старых покрышках, резине, коже, полиэтилене, не говоря уже о традиционных видах твердого топлива.

Большие пиролизные котлы «Благо» имеют несколько топливных камер (как минимум две). При необходимости (небольшие морозы  на улице) закладывать топливо можно только в одну. КПД (81-92%) котла от этого не изменяется, ниже становится только мощность. Например, котел мощностью 50к Вт можно использовать на 12 кВт. При этом на период разгона системы выдавать он будет 25 кВт, а остальное время  — 12-15 кВт. Есть небольшие модели (от 15 кВт) с одной камерой загрузки топлива.

Выпускаются пиролизные котлы длительного горения Blago мощностью от 12 кВт до 58 кВт. Более мощные установки выполняются под заказ с согласованием входных и выходных параметров. Для агрегатов от 1 Мвт может быть разработана автоматическая линия подачи топлива (это данные из сообщения автора проекта).

Что кроме «всеядности» гарантирует производитель? Во-первых, меньшее количество требуемого топлива  — его нужно на 20-30% по сравнению с другими котлами того же принципа действия. Во-вторых, длительное горение – закладка топлива происходит раз в 12-18 часов. В-третьих, высокая безопасность: совмещена загрузочная дверца и топочная задвижка, что предотвращает случайное воспламенение во время загрузки топлива, предусмотрена автоматическая корректировка заглушки для предотвращения выхода газов при нарушении правил установки. В-четвертых,  легкость использования: автоматизированный контроль, отсутствие дыма при загрузке топлива, автоматическая чистка топливных каналов.

Теперь о  недостатках, на которые указывают на форумах:

• Оборудование дорогое.

Да, недешево. Но всем желающим продают пакет документации для самостоятельного изготовления.

Модель	Мощность	Площадь	Максимальный объем  системы	Габариты, мм	Топливо	Теплоноситель	Цена
BLAGO-TТ 15	15 кВт	150 м2	0,83 м3	1200*530*970	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	48 т.р.
BLAGO-TТ 20	20 кВт	200 м2	0,60 м3	1200*530*1140	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	60 т.р.
BLAGO-TТ 20	25 кВт	250 м2	0,75 м3	1540*725*950	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	75 т.р.
BLAGO-TТ 30	30 кВт	300 м2	0,84 м3	1540*725*110	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	90 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-40	40 кВт	400 м2	120 л	2300*1100*1100	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	120 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-50	50 кВт	500 м2	168 л	2300*1100*1300	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	150т.р.
BLAGO-T2Т-BС-40(встроенный теплообменник)	40 кВт	400 м2		1805*1100*1100	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	120т.р.
BLAGO-T2Т-BС-48(встроенный теплообменник)	48 кВт	480 м2		1805*1100*1300	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	144т.р.

 

• Как недостаток указывают быстрое остывание котла при поздней закладке топлива.
• Котел тяжело выходит на пиролиз.

Но два последних недостатка – результат малого опыта работы с этим котлом и неправильное положение при растопке зольника. Некоторым потребителям не нравится избыточное выведение стенок теплообменника, что затрудняет закладку топлива (модели ТТС иТТУ).

Чешские Atmos

Чешская кампания Atmos (Атмос) изготавливает более 200 моделей отопительных котлов, которые сжигают дрова, пеллеты, дизельное топливо, брикеты. Есть оборудование, которое работает на нескольких видах топлива, под заказ изготавливаются газовые котлы.

Пиролизный котёл длительного горения Atmos

Пиролизные котлы длительного горения Atmos выпускаются как для отопления небольших помещений мощностью от 15 кВт (90-180 м2), так и для производственных помещений до 1000 м2 и больше.

Состоят из двух расположенных друг над другом камер: вверху топливная камера, внизу – камера дожига газов. Камеры (одна или обе) могут иметь керамическую отделку, что повышает эффективность использования тепла – оно не рассеивается через стенки, а идет на обогрев теплоносителя. Топливный бункер имеет большие размеры, закладывать туда можно даже довольно большие поленья целиком. При этом снижается мощность, но увеличивается продолжительность горения (можно использовать в теплую погоду, когда не нужна высокая температура в системе).

Atmos производит пиролизные котлы на разном топливе:

• на древесине — маркируются Atmos DC;
• угольно-дровяные — Atmos C и Atmos AC;
• пиролизные котлы Atmos DC 24 RS, DC 30 RS;
• пеллетные котлы Atmos

Маркировка котлов содержит также префиксы GS, GSE и S. Первые два типа имеют цельнокерамическую отделку обеих топок, за счет чего КПД становится выше, а процент выбросов в атмосферу  углекислого газа значительно меньше. Несмотря на то, что стоимость таких аппаратов выше почти на 50%,в Европе продается практически оборудование только такого типа.  В нашей стране львиная доля продаж приходится на менее эффективные, зато более дешевые котлы с маркировкой S  без керамического покрытия топок.

Пиролизные котлы длительного горения Atmos: цены и технические характеристики (кликните по картинке для увеличения ее размера)

Немецкое качество «Бош»

Котлы от немецкой фирмы Bosch использовать можно в качестве основного или резервного отопительного оборудования. Их отличает широкая возможность регулирования мощности (изменяя режим работы дымососа меняете мощность теплового агрегата). КПД котлов 78-85%, объем воды в системе – 76-124 литра.

Технические характеристики пиролизного котла длительного горения Bosch Solid 5000 W-2

Работают котлы только на древесине влажностью до 25%, можно использовать брикеты из древесных материалов. Конструкция э похожа на чешские аналоги: сверху находится бункер загрузки топлива и его газификации, а снизу – камера дожига газов. Между ними расположена керамическая горелка. Стоимость таких котлов от 2000 евро.

Еще один видео-материал, который поясняет принцип действия пиролизных котлов на твердом топливе

Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения. Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения могут работать на древесине, брикетах, а также опилках. Многие модели внешне очень разные, но внутреннее устройство у них одинаковое.

Устройство пиролизного котла

В центре котла находится специальный теплообменник, который отвечает за температуру. Также имеется непосредственно загрузочная камера для штабелирования топлива.В верхней части котла находится электронный блок управления. Под загрузочной камерой находится отсек для сжигания топлива. Он подсоединяется к воздуховоду первичного воздуха, который изготовлен из жаропрочной стали. По бокам камеры сгорания имеется футеровка из муллитокорундобетона. Схема пиролизного котла длительного горения представлена ​​ниже.

Как работает пиролизный котел?

Для работы пиролизного котла поместите топливо через загрузочную камеру на специальной решетке.Некоторые называют это «решеткой». Следовательно, через эту решетку будет проходить воздушный поток. Далее топливо воспламеняется, и доступ кислорода ограничивается. В результате процесс горения очень слабый и выделяется пиролизный газ. Далее он попадает в камеру дожигания, где много воздуха. В результате их взаимодействия выделяется тепло. Лучшие пиролизные котлы длительного горения могут держать его 8 часов.

Самодельные пиролизные котлы

Сделать самодельный пиролизный котел долговечным самовоспламеняющимся очень сложно.Однако существует множество примеров того, как построить его классический вариант. Для этого понадобятся металлические круги большого размера, сварочные электроды, стальные листы и профильная труба. Дополнительно используйте специальный шамотный кирпич и вентилятор. Конечно, вам понадобится сварочный аппарат. Используйте дрель, чтобы соединить стальные пластины. Чтобы очистить все края котла, без шлифовального станка не обойтись.

Классические пиролизные котлы по технологии Вадима Беляева пользуются большим спросом. В этом случае можно сэкономить значительную сумму денег.Однако важно понимать, что самодельный пиролизный котел длительного горения в конечном итоге может представлять большую опасность для здоровья человека.

Отзывы владельцев котла «Траян Т-10»

Отзывы владельцев пиролизных котлов горящего «Траян Т-10»

ТТ-котлов длительного горения

Подогревает теплоноситель любой отопительный агрегат. Почти 99% всех котлов, которые сейчас существуют на рынке, имеют высокий КПД. Обвязка такого оборудования играет важную роль и отвечает за то, насколько эффективно будет теплоотдача, настолько комфортно будет себя чувствовать человек в доме.По этой причине возникают всевозможные споры о том, какая схема обвязки оптимальна, и при какой из них уровень теплоотдачи будет максимально высоким.

Типы схем обвязки

Котлы ТТ могут быть привязаны по одной из существующих технологий. Рассказать о том, какая обвязка будет эффективнее или лучше, вы сможете после анализа конструктивных особенностей отопительной системы. Если вы хотите узнать о самой простой схеме, можно рассмотреть ту, которая представляет собой подключение котла к самотечной системе.Эта схема проста, но обеспечивает высокую эффективность и безопасность. При использовании такой схемы потребуется расширительный бак мембранного типа или открытого типа. Во втором случае важную роль играет расположение бака, так как в первом случае важно наличие предохранительного клапана. Обвязать ТТ-котел по этой схеме очень просто, но сложно контролировать. Необходимость постоянного контроля количества топлива и большой расход ресурсов требует доработки конструкции.Схему можно перехитрить, вырезав трехходовой термоклапан. В этом случае будет поддерживаться определенная температура воды за счет смешивания теплоносителя с обратной и подающей. Возможно использование конструктивных решений с насосным оборудованием, применение твердотопливных котлов малой мощности или термопар. Клапан монтируется на обратной магистрали воды, и при температуре теплоносителя выше нормативной автоматика перекрывает доступ, после прекращения смешивания.

Альтернативные варианты обвязки

Котлы ТТ длительного горения следует устанавливать в тандеме с насосом.По той причине, что они работают от сети, необходимо следить за ее доступностью. Например, тепловой аккумулятор решит проблему отключения насосного оборудования. Схема привязки твердотопливного котла может отличаться от приведенной выше, но ряд особенностей является общими.

Советы по изготовлению жгута

Не только ТТ-котел можно сделать своими руками, но и сделать его переплет. Для этого следует учесть определенные рекомендации. Таким образом, соединения должны быть выполнены правильно.Наиболее распространены схемы, предполагающие наличие двух цепей. Совершенно недопустимо использование труб из горючих материалов. Прокладка труб из полипропилена возможна только при использовании сертифицированного продукта. Техническое обслуживание следует проводить регулярно, это позволит поддерживать систему в рабочем состоянии. Во избежание преждевременной порчи трубы необходимо поддерживать охлаждающую жидкость в чистом состоянии. Обвязку нужно делать правильно и правильно, только тогда система будет работать качественно.Также важно правильно рассчитать мощность котла. Котлы ТТ длительного горения должны быть обрезаны по технологии, она предполагает наличие вентиляционного отверстия, исключающего возможность проветривания системы. Во избежание возможных протечек на стыках необходимо использовать паронит. Если речь идет о комнате небольшой площади, то лучше всего использовать естественное течение воды. Необходимо рассчитать размеры расширительных баков. Чем больше обвязка, тем больше должен быть размер бака.

Дополнительные рекомендации

Котлы ТТ должны быть привязаны с качественным исполнением всех узлов, элементов и деталей, от этих параметров зависит качество обвязки. Если вы будете использовать некачественные детали, то потратите зря деньги и время. Описанный процесс следует проводить в межсезонье, только так можно исключить перегрев помещения.

Советы специалисту по самостоятельному изготовлению твердотопливных котлов

Котлы ТТ имеют довольно простую конструкцию.Теплообменник может быть изготовлен из листовой стали, что придает изделию вид водяной рубашки. Для достижения максимальной эффективности теплопередачи или увеличения площади контакта с пламенем, а также с нагретым газом, конструкция рубашки должна иметь два отражателя, выступающих внутрь. Котлы ТТ часто изготавливают по принципу, который предполагает наличие водяной рубашки и щелевого регистра. Водяная рубашка расположена вокруг камеры сгорания, но что касается второго элемента, он должен быть из листового металла и располагаться вверху.

Альтернативные варианты производства

Котел можно сделать самому. Энергия оборудования ТТ будет использоваться более эффективно, если работа будет производиться с использованием техники. Вы можете использовать один из предложенных вариантов. Некоторые устройства предусматривают наличие водяной рубашки, которая дополняется регистрами теплообмена. Последние выполнены из труб, расположенных в верхней части камеры сгорания. Помимо прочего, такие агрегаты предназначены для приготовления пищи. Другой вариант изготовления котла предусматривает большую мощность и наличие дверцы, которая расположена вверху и принимает на себя верхнюю нагрузку.

Особенности изготовления котла с верхним горением

Если вы делаете котел ТТ, схема данного агрегата поможет вам в работе. Если речь идет об оборудовании с верхним горением, то оно будет отличаться от приведенного выше. Учитывая особенности, можно выделить форму, имеющую круглое сечение. Это говорит о возможности использования при работе труб разного диаметра. Вторая отличительная особенность — сжигание топлива сверху вниз.К

Характеристики горения композитных пропеллентов на основе нитрата аммония со связующим на основе смеси полибутадиена и политетрагидрофурана с концевыми гидроксильными группами

Композитные пропелленты на основе нитрата аммония (AN-), приготовленные с полибутадиеном с концевыми гидроксильными группами (ПТФТГ) ) связующее имеет уникальные характеристики термического разложения. В этом исследовании исследуются характеристики горения пропеллентов AN / HTPB / PTHF. Удельный импульс и адиабатическая температура пламени пропеллента на основе AN теоретически возрастают с увеличением доли ПТГФ в смеси HTPB / ПТГФ.При использовании пороха AN / HTPB твердый остаток остается на поверхности горения топлива, и форма этого остатка аналогична форме топлива. С другой стороны, пропеллент AN / HTPB / PTHF не оставляет твердого остатка. Скорости горения пропеллента AN / HTPB / PTHF заметно не отличаются от такового для пропеллента AN / HTPB, потому что часть сжиженного связующего HTPB / PTHF покрывает поверхность горения и препятствует разложению и горению. Скорость горения пропеллента AN / HTPB / PTHF с катализатором горения выше, чем у пропеллента AN / HTPB с добавлением катализатора.Благоприятное влияние смеси связующего на характеристики горения выясняется после добавления катализатора. Катализатор подавляет негативное влияние разжиженного связующего, покрывающего поверхность горения. Таким образом, связующие смеси HTPB / PTHF полезны для улучшения характеристик пропеллентов на основе AN.

1. Введение

Твердое топливо содержится и хранится в камере сгорания твердотопливного ракетного двигателя и иногда герметично закрывается в камере для длительного хранения.При воспламенении топливо вступает в реакцию с образованием горячих газов внутри камеры, которые, в свою очередь, ускоряются и выбрасываются с высокой скоростью через сверхзвуковое сопло, тем самым передавая импульс ракетному двигателю. Преимущество твердотопливных ракетных двигателей состоит в том, что у них мало движущихся частей. Поэтому они используются в качестве двигательных установок для ракет-носителей, космических кораблей, ракет и других приложений.

Существуют различные типы твердого топлива, и подходящее топливо выбирается в соответствии с требованиями каждого применения ракетного двигателя.Комбинированное топливо — это твердое топливо в виде неоднородных гранул ракетного топлива, состоящего из кристаллов окислителя, удерживаемых вместе в матрице из синтетического или пластикового связующего. Перхлорат аммония (AP) и полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB) широко используются в качестве окислителя и связующего, соответственно, поскольку пропелленты на основе AP / HTPB обладают превосходными горючими и механическими характеристиками. Одним из немногих серьезных недостатков ракетных топлив на основе AP являются продукты сгорания, такие как HCl, хлор и оксиды хлора, которые вызывают загрязнение атмосферы.

В последнее время стали популярными составные пропелленты на основе нитрата аммония (AN-), то есть пропелленты, приготовленные с использованием AN в качестве окислителя, хотя с их использованием связаны некоторые серьезные проблемы. К этим проблемам относятся низкая скорость горения, плохая воспламеняемость и низкий выход энергии по сравнению с топливом на основе АР [1, 2]. Несмотря на эти проблемы, пропелленты на основе AN популярны, потому что они не содержат хлора, представляют небольшую опасность и имеют низкие наблюдаемые выбросы (минимум дыма).Были приняты многочисленные подходы к улучшению характеристик горения ракетных топлив на основе AN, включая использование катализаторов [3–9], добавление металлов [10–13] и использование энергетических связующих на основе азидных полимеров [14–14]. 20].

Применение энергетического связующего является эффективным подходом к топливу на основе AN. Однако процессы синтеза энергетических связующих сложны и дороги; поэтому эти связующие трудно производить в промышленных масштабах. На сегодняшний день такие энергетические связующие еще не нашли практического применения, поскольку они дороги.

Политетрагидрофуран (ПТГФ) используется в качестве ингредиента при производстве резиновых изделий. Этот недорогой полимер выпускается серийно с несколькими молекулярными массами. В таблице 1 показаны химические свойства ПТГФ и HTPB. Хотя ПТГФ не является энергетическим материалом, он может быть полезным связующим для улучшения характеристик горения композитного топлива, поскольку кислород присутствует в повторяющейся единице ПТГФ в отличие от HTPB, в котором кислород отсутствует [21–23]. Химическая структура ПТГФ аналогична структуре HTPB, и поэтому ПТГФ должен легко и равномерно смешиваться с HTPB.

Связующий ингредиент PTHF HTPB Молекулярная структура HO — (- CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –O–) n –H HO — (- CH 2 –CH = CH – CH 2 -) n –OH Плотность (г · см ) −3 ) 0,970–0,981 0.902 Теплота образования (кДж моль −1 ) −219,2 −21,1

Поведение при отверждении, механические свойства и поведение при термическом разложении связующих HTPB улучшаются добавлением небольшого количества ПТГФ. ПТГФ является эффективным пластификатором при приготовлении высокоэффективных композиционных топлив [24, 25]. Кроме того, по сравнению с HTPB, смеси HTPB / PTHF обладают предпочтительными характеристиками отверждения и растягивающими свойствами для использования в качестве связующих [26].Следовательно, ожидается, что смесь HTPB / PTHF окажется полезным связующим ингредиентом для улучшения характеристик композитных топлив на основе AN.

Поведение при термическом разложении композитных топлив на основе AN со связующим из смеси HTPB / PTHF представлено в [27]. Согласно результатам термогравиметрического / дифференциально-термического анализа (TG-DTA) термическое разложение пропеллентов AN / HTPB / PTHF происходит при более низких температурах, чем у пропеллентов AN / HTPB. Согласно визуальному наблюдению за явлениями разложения, порохы значительно разложились, и образование дыма было более интенсивным в диапазоне температур 530–550 К.Размер черного остатка после разложения был меньше, чем размер пробы топлива до нагревания. НА в пропелленте полностью разложился, и количество сжиженного или разложившегося связующего увеличивалось с увеличением массового отношения () ПТГФ в связующем. Было обнаружено, что пропелленты AN / HTPB / PTHF обладают уникальным термическим разложением. В этом исследовании были изучены характеристики горения пропеллентов AN / HTPB / PTHF.

2. Экспериментальная

2.1. Ингредиенты пробы

AN измельчали ​​в шаровой вибрационной мельнице (в течение 5 мин) для использования в качестве окислителя. Средневзвешенный диаметр АН составил 125 мкм м. В качестве связующих использовались ПТГФ и HTPB. HTPB — это широко используемое связующее и композитный пропеллент, в то время как PTHF производится с несколькими молекулярными массами. В этом исследовании использовались три типа ПТГФ с молекулярными массами образцов 650, 1400 и 2900, обозначенных как ПТГФ1, ПТГФ2 и ПТГФ3 соответственно. Значение символа увеличивается с увеличением молекулярной массы.Изофорондиизоцианат (IPDI) использовался в качестве отвердителя. Отношение NCO-группы IPDI к OH-группе HTPB и PTHF составляло 1,2.

Значения были 0, 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8. В таблице 2 представлены составы связующего. Связующее при at не было приготовлено в этом исследовании, потому что характеристики скорости горения топлива на основе AN при приведены в [23]. ПТГФ не становился твердым при использовании одного IPDI, но он действительно становился достаточно эластичным при добавлении глицерина в качестве модификатора сшивания, так что его можно было использовать в качестве связующего.В этом исследовании характеристики горения пропеллента на основе AN со связующим из смеси HTPB / PTHF не сравнивались с характеристиками пропеллента, поскольку добавление глицерина сделало бы сравнение несостоятельным.

Связующее ξ Массовая доля (%) (-) HTPB PTHF IPDI PTHF1 0 92.5 0,0 7,5 0,2 ​​ 69,7 17,4 12,8

Быстрый пиролиз

Хотя был исследован и разработан широкий спектр технологий, только две основные успешно коммерциализированы процессы — псевдоожиженный слой и транспортируемый или циркулирующий псевдоожиженный слой. Типичный псевдоожиженный слой быстрого пиролиза показан на рисунке ниже. EBRI имеет четыре лабораторных реактора непрерывного быстрого пиролиза с псевдоожиженным слоем производительностью до 7 кг / ч.

Исследование быстрого пиролиза на EBRI

EBRI имеет долгую историю разработки технологии быстрого пиролиза с сопутствующими мероприятиями по предварительной обработке сырья, сбором жидких продуктов, анализом и характеристикой продуктов, а в последнее время — по повышению качества паров и жидкостей до углеводородов качества сырья для нефтепереработки.

Продукты быстрого пиролиза

Есть три основных продукта: бионефть, газ и уголь. Основной продукт — бионефть — получают с выходом до 75 мас.% в расчете на сухое сырье, вместе с полукоксом и газом. Оба могут использоваться в процессе для обеспечения технологического тепла для процесса пиролиза и / или сушки сырья биомассы.

Биомасло : Пиролизное масло обычно представляет собой темно-коричневую, однородную, сыпучую жидкость, которая по элементному составу приближается к биомассе. Он состоит из очень сложной смеси кислородсодержащих углеводородов с заметной долей воды. Жидкость образуется в результате быстрого охлаждения и, таким образом, «замораживания» промежуточных продуктов мгновенного разложения гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина.Таким образом, жидкость содержит много активных веществ, которые способствуют ее необычным свойствам. Очень небольшая часть твердого полукокса может также присутствовать из-за неполного отделения полукокса.

Типичный максимальный выход биомасла из древесных материалов составляет около 75 мас.%, Что составляет 70% энергии биомассы. Бионефть имеет более высокую теплотворную способность примерно 17 МДж / кг при производстве с примерно 25% мас. вода, которую трудно отделить. Хотя жидкость широко называют «бионефть», она не смешивается с углеводородными жидкостями.Он состоит из сложной смеси кислородсодержащих соединений, которые создают потенциал и проблемы для использования.

Char : Побочный продукт древесного угля содержит практически всю золу и является очень эффективным катализатором парового крекинга, поэтому быстрое и эффективное отделение от паров продуктов пиролиза имеет важное значение. Кроме того, любой остаточный полукокс в бионефти может отделяться и также может откладываться на катализаторах жидкой фазы облагораживания. Около 25% энергии биомассы содержится в углях.

В процессах с псевдоожиженным слоем полукокс отделяется, и в промышленных масштабах часть будет сжигаться снаружи, чтобы обеспечить тепло для реакций пиролиза. Излишки могут быть экспортированы для других целей. Реакторы с транспортируемым слоем или с циркулирующим псевдоожиженным слоем рециркулируют весь полукокс вместе с песком во вторичный реактор, где полукокс сжигается на воздухе для повторного нагрева песка, который рециркулирует в пиролизер для обеспечения тепла для пиролиза. Следовательно, производство полукокса на экспорт из процесса в этих процессах не производится.

Газ : Около 5% энергии биомассы содержится в газе. Обычно он имеет низкую теплотворную способность, поскольку обычно сильно разбавляется рециркулирующим газом для псевдоожижения. Иногда его можно регенерировать для использования в энергии в зависимости от конфигурации реактора.

Влияние температуры пиролиза на характеристики угля рисовой шелухи и ее способность адсорбировать смолу

1 Энергия 2012, 5,; doi: / en Статья Энергия ОТКРЫТОГО ДОСТУПА ISSN Влияние температуры пиролиза на характеристики полукокса рисовой шелухи и ее способность адсорбировать смолу Анчан Паэтаном * и Кунио Йошикава Департамент экологических наук и технологий, Междисциплинарная высшая школа науки и техники Токийского технологического института, G5 -8, 4259 Нагацута, Мидори-ку, Йокогама, Япония; * Автор, которому следует адресовать корреспонденцию; Тел.:; Факс: получен: 17 сентября 2012 г .; в новой редакции: 1 ноября 2012 г. / Принято: 19 ноября 2012 г. / Опубликовано: 23 ноября 2012 г. Резюме: Отходы биомассы, рисовая шелуха, были проверены термоаналитическим исследованием для оценки их способности в качестве адсорбирующей среды для удаления смол. Процесс пиролиза был применен к материалу рисовой шелухи при различных температурах 600, 800 и 1000 ° C со скоростью нагрева 20 ° C / мин, чтобы исследовать две темы: (1) влияние температуры на характеристики обугленных рисовой шелухи; (2) адсорбционная способность полукокса рисовой шелухи по удалению смол.Результаты показали, что после высокотемпературного пиролиза полукокса рисовой шелухи превратилась в высокопористый материал, который был пригоден в качестве адсорбента для удаления смол, способного эффективно удалять смолы. Кроме того, на характеристики полукокса и способность к удалению смол значительно влияла температура пиролиза. Ключевые слова: уголь из рисовой шелухи; удаление смол; пиролиз; адсорбция 1. Введение В сельскохозяйственных странах ежегодно производится много сельскохозяйственных остатков или отходов биомассы, таких как рисовая шелуха и древесина.Мировое годовое производство риса составляет более 540 миллионов метрических тонн [1]. Эти отходы биомассы являются одним из основных активов возобновляемых источников энергии. Следовательно, существует множество известных технологий для преобразования биомассы в энергию. Известными во всем мире технологиями являются использование тепловых процессов, таких как сжигание, газификация или пиролиз. Пиролиз — это процесс разложения биомассы при высокой температуре в отсутствие кислорода. В конце концов, после

2 Energies 2012 будут производиться переходная высокая термализация, генераторный газ, богатый углеродом остаток, называемый полукоксом биомассы и смолой.Доля этих продуктов зависит от условий эксплуатации [2]. Генераторный газ может использоваться для различных функций, таких как химическое производство, тепловой ресурс, выработка электроэнергии и т. Д. Уголь биомассы также может использоваться в качестве потенциального ресурса в различных отраслях промышленности, в зависимости от их характеристик, в то время как избыток смолы должен быть исключается из генераторного газа для последующих применений, поэтому проблема засорения смолой труб и двигателей может быть предотвращена. Обугленная биомасса представляет собой твердый углеродистый остаток с высоким содержанием связанного углерода, который может использоваться непосредственно в качестве топлива, удобрения или прекурсора для производства активированного угля [3].Один из широко известных вариантов использования полукокса — это адсорбция. В результате термических процессов на поверхности полукокса биомассы образуются поры, благодаря которым полукокс может действовать как материал адсорбционной среды. На протяжении всего процесса образуются летучие вещества, а физическая природа полукокса сильно изменяется. Свойства сырой биомассы действительно влияют на химию обугливания, при этом температура пиролиза и скорость нагрева являются основными рабочими параметрами, которые имеют сильное влияние на структуру угля.Существует ряд исследований, посвященных взаимосвязи между пиролитическими условиями и структурой угля [1,3 6]. Рабочие параметры, такие как скорость нагрева, температура в реакторе и время пребывания, играют наиболее важную роль в оперативном управлении процессом пиролиза. Эти факторы влияют как на распространение продукта, так и на характеристики продукта. Различные биомассы подвергали пиролизу в реакторе с насадочным слоем при 500 ° C со временем пребывания твердого вещества 1 час [4].Эволюцию и развитие пор изучали методами БЭТ и СЭМ. Было обнаружено, что гольфы имеют площадь поверхности до 600 м 2 / г и рекомендованы для производства более дешевых углеродных адсорбентов. Обугливание рисовой шелухи исследовали в пиролизере с неподвижным слоем при температуре C в интервале 50 C со скоростью нагрева 10 C / мин с целью определения характеристик образования древесного угля и его применимости в качестве твердого топлива [1]. Также была проанализирована взаимосвязь между составом газа / свойствами полукокса и температурой пиролиза рисовой шелухи [5].Результаты показали, что выход полукокса снижается в интервале температур от 600 до 1000 C. Максимальная пористость проявляется при 900 C. Другое исследование также показало, что пористость постепенно увеличивается в процессе реакции быстрого пиролиза [6]. Аналогичным образом, когда различные образцы биомассы (скорлупа миндаля, скорлупа грецкого ореха, обрезки миндальных деревьев и косточки олив) были подвергнуты термоаналитическим условиям исследования для оценки их термического поведения при температуре пиролиза 600 ° C и времени пребывания 1 час [3], Сообщалось, что при 600 ° C большинство летучих веществ было удалено.Обугленный пиролиз дополнительно подвергался паровой газификации для производства активированного угля. Скорость термического разложения исходного материала играла определяющую роль в пористости производимого активированного угля, и размеры пор имели тенденцию к увеличению (больший объем мезо- и макропор) при медленном пиролизе на первой стадии. Активированный уголь, полученный из обрезки миндального дерева, был рекомендован как лучший раствор для адсорбции. Другие деревья также применимы для адсорбции газа.Было обнаружено, что время удерживания влияет на адсорбционную способность фенола, и было предложено использовать не содержащие модификаций углеродсодержащие материалы (биогольфы) и биогольфы в качестве адсорбента, а не топлива для их большей экономической перспективы [7]. Учитывая, что основными рабочими параметрами, которые влияют на преобразование биомассы в фазу полукокса, являются температура пиролиза и скорость нагрева, в данном исследовании исследуется влияние температуры пиролиза

3 Energies 2012 на характеристики полукокса рисовой шелухи при 600 , 800 и 1000 ° C при скорости нагрева 20 ° C / мин и времени выдержки 1 час при заданной температуре.Кроме того, использование полукокса биомассы для целей адсорбции удаления смолы имеет большое преимущество, учитывая всеобщую потребность в дешевом источнике адсорбентов смолы для различных производств биомассы. В нашей предыдущей статье [8] было доказано, что газифицированная рисовая шелуха способна удалять смолу. Более того, многие исследователи сообщили о своих работах по эффективности удаления смол из полукокса биомассы в процессах газификации, которые также были рассмотрены в предыдущих статьях [8, 12], подтверждающих, что полукокс из рисовой шелухи способен удалять смолы.В этом исследовании изучали способность каждого полукокса удалять смолу при разной температуре пиролиза. Таким образом, цель данной работы может быть сведена к двум темам: (1) влияние температуры пиролиза на характеристики полукокса рисовой шелухи при 600, 800 и 1000 C и; (2) адсорбционная способность для удаления смолы от обугленного рисовой шелухи, полученного при различных температурах пиролиза 600, 800 и 1000 ° C. 2. Методология 2.1. Материал рисовой шелухи Исходное сырье для рисовой шелухи, полученное из Таиланда, было приготовлено сушкой в ​​печи при 105 ° C в течение 8 часов для достижения полного удаления влаги перед упаковкой в ​​пиролизер.Характеристики сырья из рисовой шелухи показаны в Таблице Экспериментальной установки Таблица 1. Характеристика исходного сырья рисовой шелухи. Окончательный анализ (мас.% Сухой основы) CHN Cl Предварительный анализ (мас.% Сухой массы) Содержание летучих веществ Фиксированный углерод Зола Рисовая шелуха Приготовление угля Процесс пиролиза проводили в лабораторном оборудовании периодического действия с подачей азота в объеме 1,5 л / мин, как показано на рисунке 1. Реактор представлял собой изготовленный на заказ блок из кварцевого стекла (термостойкий до 1200 ° C) и был покрыт нагревательной печью.Образец помещали в реактор перед нагревом со скоростью нагрева 20 ° C / мин до достижения заданных температур 600, 800 и 1000 ° C, затем выдерживали при заданной температуре в течение 1 часа выдержки. На рисунке 2 показаны временные интервалы пиролиза, выполненные в этом эксперименте, а в таблице 2 приведены экспериментальные условия. Обугленную рисовую шелуху просеивали через просеивание 5-10 мм и сушили в печи при 105 ° C в течение 8 часов перед использованием в качестве адсорбента в экспериментах по удалению смолы.

4 Энергия 2012, Рисунок 1.Получение полукокса пиролизом при 600, 800 и 1000 C. Рисунок 2. Временной интервал пиролиза полукокса при 600, 800 и 1000 C. Исследование удаления гудрона. Таблица 2. Экспериментальные условия для получения полукокса. Параметр Условия эксперимента Материал Рисовая шелуха Размер материала Исходный размер (8-11 мм) Температура пиролиза 600, 800 и 1000 C Скорость нагрева 20 C / мин Время выдержки 1 ч (после достижения заданной температуры) Газ-носитель Азот Расход газа-носителя 1,5 л / min Обугки рисовой шелухи, подвергнутые пиролизу при трех различных температурах, исследовали на их способность удалять смолу с помощью процесса адсорбции.Адсорбционные исследования были выполнены с использованием адсорбера с неподвижным слоем, который был установлен после риформинга. Экспериментальная установка показана на Рисунке 3, а условия установки показаны в Таблице 3.

5 Energies 2012, сырье из рисовой шелухи (просеянное в мм) подавалось в шнековый питатель со скоростью подачи 0,6 г / мин с азотом. расход газа-носителя 1,5 л / мин. Сырье вводили в пиролизер (нержавеющая сталь SUS310; внутренний диаметр 30 мм, высота 280 мм), который был объединен с риформинг-установкой (нержавеющая сталь SUS310; внутренний диаметр 25 мм, высота 1300 мм).Пиролизер и установка риформинга тщательно контролировались электронагревателем при 800 ° C. Пиролизный газ, выделяющийся в нижней части установки риформинга, вводился в адсорбционный слой через высокотемпературный трубный соединитель без какого-либо дополнительного нагрева. Адсорбционный слой поддерживали при температуре окружающей среды (25 28 ° C) и заполняли полукоксом биомассы, который получали при каждой различной температуре (600, 800 и 1000 ° C), с высотой слоя 100 мм. На выходе из адсорбционного слоя была установлена ​​линия измерения смолы, состоящая из десяти импинжеров, каждый из которых был заполнен 100 мл изопропанола и содержался в холодных ваннах, как показано на рисунке 3.После прохождения через адсорбционный слой остаточная смола в пиролизном газе собиралась как конденсацией, так и абсорбцией в изопропанольном растворителе. Пиролизный газ отбирали при скорости потока примерно 0,8 л / мин в течение 48 мин. После отбора проб весь растворитель для отбора проб изопропанола в каждой бутылке с импинджером был смешан, отфильтрован и высушен с помощью стандартного роторного испарителя на водяной бане, поддерживаемой при 40 ° C. Затем колбу точно взвесили и определили количество остатка, который был определен. тяжелая смола.Эта измеренная тяжелая смола была определена как гравиметрическая смола. Этот метод измерения смолы был хорошо описан в предыдущей работе [8]. Зольный продукт оставался на дне пиролизера в течение 48 мин. Рисунок 3. Экспериментальная установка для исследования удаления смол.

6 Энергия 2012, Таблица 3. Условия экспериментов по удалению смол. Параметр Условия эксперимента Исходный материал Рисовая шелуха Размер сырья, мм Скорость подачи 0,6 г / мин Температура пиролизера 800 ° C Температура риформинга 800 ° C Газ-носитель N 2 Скорость потока газа-носителя 1.5 л / мин Адсорбент смолы Обугленный обугленный шелухой риса, подвергнутый пиролизу при 600, 800 и 1000 ° C, высота слоя обугленного материала 100 мм 2.3. Характеристика угля термогравиметрическим анализом (ТГА) Образцы угля подвергали термогравиметрическому анализу с использованием прибора Shimadzu DTG-50 (Shimadzu Corp., Накагё-ку, Киото, Япония), синхронного прибора DTA-TG. Анализ был разделен на два этапа, условия которых показаны в таблице 4. Таблица 4. Условия термогравиметрического анализа. Параметр Этап 1 Этап 2 Скорость нагрева 20 C / мин 50 C / мин Целевая температура 105 C 900 C Время выдержки при заданной температуре 5 мин 30 мин Газ-носитель Азот Азот и скорость потока газа-носителя 150 мл / мин 150 мл / мин Примечание: Азот использовали до достижения целевой температуры 900 ° C, а азот заменяли на воздух после прохождения 7 минут при этой целевой температуре. Характеристика поверхности Анализ удельной площади поверхности проводился с использованием высокоточного анализатора площади поверхности и размера пор BelsorpII ( BEL Japan, Inc., Осака, Япония), используя принцип измерения Advanced Free Space Measurement (AFSM). Перед измерениями образцы предварительно обрабатывали для удаления влаги путем нагревания до 150 ° С и выдержки в течение 2 ч в вакууме. Во время измерений давление повышалось при постоянной температуре и проводилась физическая адсорбция газообразного азота в образце, чтобы измерить изотерму адсорбции азота в образце. Значения удельной поверхности образцов рассчитывались на основе теории БЭТ по данным адсорбции азота.

7 Энергия 2012, результаты и обсуждение 3.1. Термическое воздействие на характеристики полукокса рисовой шелухи В процессах пиролиза биомассы целевым продуктом обычно является полукокс из биомассы или биоуголь. Основными факторами, влияющими на характеристики получаемого полукокса, являются температура пиролиза, время пребывания при заданной температуре и скорость нагрева [13]. Уголь образуется в основном в результате термического разложения лигнина и некоторой экстрактивной части биомассы, в то время как летучие вещества превращаются в газовую фазу, а минералы в биомассе остаются в виде золы [14].Следовательно, при одинаковой скорости нагрева и времени пребывания температура пиролиза является наиболее важным фактором для распределения продукта. На рисунке 4 представлены характеристики полукокса рисовой шелухи, получаемого при каждой температуре пиролиза. Хорошо видно, что при более высокой температуре пиролиза больше летучих веществ принудительно вытесняется из частиц полукокса, а менее летучие вещества остаются в форме частиц с 21,94 и 5,03 мас.% При температуре пиролиза 600, 800 и 1000 ° C соответственно.В то же время более высокая температура пиролиза приводит к более высокому содержанию связанного углерода. Фиксированное содержание углерода в полукоксе — это углерод, обнаруживаемый после испарения летучих веществ из полукокса биомассы. Связанный углерод определяется удалением массы летучих веществ. Следовательно, при более высокой температуре пиролиза было удалено больше летучих, что привело к меньшему количеству летучих веществ и большему количеству связанного углерода в частице полукокса с 26,37 и мас.% При температуре пиролиза 600, 800 и 1000 ° C соответственно.Рисунок 4. Характеристика полукокса рисовой шелухи, полученного при каждой температуре (мас.% От сухой массы). Тепловое воздействие на удельную поверхность полукокса рисовой шелухи. Как указано выше, процесс пиролиза проводили в течение 1 ч выдержки при скорости нагрева 20 ° C / мин. . Эти постоянные условия поддерживались для сравнения результатов, полученных при изменении температуры пиролиза при 600, 800 и 1000 ° C. На фиг. 5 представлены значения удельной поверхности по БЭТ рисовой шелухи и обугленных рисовой шелухи. Очевидно, что после сильного термического разложения в процессе пиролиза в рисовой шелухе образовались поры с резко увеличенной удельной поверхностью.Значения удельной поверхности существенно различались при разных температурах пиролиза. Материал рисовой шелухи имеет очень низкую удельную поверхность 2,2 м 2 / г, тогда как уголь рисовой шелухи пиролизируется при 600 ° C

8 Energies 2012 показал самую высокую удельную поверхность 141 м 2 / г. Она снизилась до 117 и 46 м 2 / г при повышении температуры пиролиза до 800 и 1000 C соответственно. В общем, площадь поверхности полукокса биомассы увеличивается в процессе пиролиза из-за образования пористости.Следовательно, поскольку этот эксперимент включал медленный пиролиз, вероятно, будет создано больше микропор по сравнению с макропорами [5]. Тем не менее, последствия стадии карбонизации при высокой температуре заключаются в следующем: слишком высокая температура приведет к повреждению развития пористых структур в обугливании, а стенки пор станут настолько тонкими, что они схлопнутся, и это приведет к уменьшению доступного площадь поверхности [15]. Таким образом, было обнаружено, что гольфы уменьшали удельную поверхность при повышении температуры, как сообщают другие исследователи [16 21].Fu et al. [16] и Pastor-Villages [22] также заявили, что выше 500 ° C высокая температура может вызвать возникновение структурной усадки. Структурное упорядочение и коалесценция микропор во время пиролиза ответственны за уменьшение площади поверхности, наблюдаемое при слишком высоких температурах, что указывает на термический отжиг и термическую дезактивацию обугливания. Слишком высокая температура приводила к деформации частиц, в результате чего возникали гладкие поверхности и большие полости [16,17,23,24]. Также проверяется зольность.При повышении температуры увеличивается содержание золы, которая может спекаться и закупоривать поры. Кроме того, зола не оказывает существенного влияния на площадь поверхности, и ее присутствие может уменьшить площадь поверхности [25]. Более того, из рисунка 2 видно, что при 1000 ° C время работы больше, чем при 800 ° C и 600 ° C, что привело к уменьшению площади поверхности полукокса, что можно объяснить тем, что продолжающаяся разработка пиролиз разрушает пористую структуру полукокса [6].Рисунок 5. Значения удельной поверхности по БЭТ рисовой шелухи и обугленных рисовой шелухи. Исследование способности удаления смол. Основным свойством угля рисовой шелухи, на котором сосредоточено внимание в этом исследовании, является его адсорбционная способность по удалению смол. На рис. 6 показана концентрация тяжелой смолы в пиролизном газе до (описывается как отсутствие очистки) и после адсорбционного слоя. Адсорбционный слой был заполнен тремя типами адсорбента, которые представляли собой обугленные рисовой шелухи, полученные при температурах пиролиза 600, 800 и 1000 ° C.Хорошо видно, что концентрация тяжелой смолы в пиролизном газе значительно снизилась после адсорбции углем рисовой шелухи. Линии передачи представляют собой термостойкие трубки без каких-либо дополнительных нагревателей. Конденсация гудрона внутри передаточной линии проверялась изменением веса трубок

9 Energies 2012 до и после экспериментальной эксплуатации. Было обнаружено, что разница в весе слишком мала, и ею пренебрегли.В настоящих результатах, уголь 800 ° C показал оптимальные характеристики удаления смолы, при этом концентрация смолы может быть снижена с 36,9 до 4,6 г / м 3, что соответствует удалению смолы 87,5%, тогда как уголь 600 и 1000 ° C показал эффективность 82,9%. и 81,6% удаления смол соответственно. Адсорбционная способность полукокса рисовой шелухи зависит от удельной поверхности и фиксированного содержания углерода в полукокке. Более удельная поверхность означает больше каналов для молекул смол, которые физически адсорбируются за счет молекулярного притяжения.В то же время важную роль играет и фиксированное содержание углерода. Поверхность углерода будет удерживать молекулы смолы за счет слабой силы, известной как сила Ван-дер-Ваальса. Следовательно, более фиксированное содержание углерода означает большую поверхность углерода для адсорбции гудрона. Уголь 600 C имел меньшее содержание фиксированного углерода, в то время как уголь 1000 C имел очень низкую удельную поверхность, в результате чего уголь 800 C был наиболее благоприятным для адсорбции смол в этом исследовании. На рисунке 6 заметен процент удаления смолы в слое полукокса.Основным механизмом удаления смол была адсорбция. Однако было обнаружено, что некоторая часть тяжелой смолы конденсировалась на дне слоя полукокса. Таким образом, удаление смолы полукоксом рисовой шелухи происходило не только путем адсорбции молекулы смолы в порах обугленного материала, но также путем конденсации молекул тяжелой смолы в горячем газе при прохождении через адсорбционный слой при температуре окружающей среды. Обугливание на дне адсорбционного слоя на входе для газа оказалось немного пропитанным конденсированной тяжелой смолой.Тем не менее, большая часть полукокса все еще оставалась сухой после адсорбции смолы, что указывает на то, что основным механизмом удаления смолы должна быть адсорбция. Это наблюдение предполагает, что адсорбент полукокса больше подходит для легкой смолы в сухом газе, чтобы продлить срок службы адсорбента полукокса. Кроме того, это явление гарантировало, что перед слоем адсорбции полукокса должна быть установлена ​​установка для удаления тяжелых смол, например нефтесодержащий скруббер, для удаления тяжелых смол и влаги из пиролизного газа. Рисунок 6. Концентрация тяжелой смолы в пиролизном газе до (описывается как отсутствие очистки) и после адсорбционного слоя каждого типа полукокса. Анализ полукокса рисовой шелухи после адсорбции смолы. Таблица 5 иллюстрирует приблизительный анализ и удельную площадь поверхности каждого риса. адсорбент полукокса до и после адсорбции гудрона.Можно заметно увидеть, что после адсорбции смолы гольцы рисовой шелухи содержат больше летучих веществ и меньше связанного углерода из-за того, что смола, которая является летучим веществом, адсорбируется в порах и на поверхности гальки. Уголь 800 C показал наиболее значительный

10 Energies 2012, увеличение количества летучих веществ после адсорбции смолы с 11,7% до 30,0%, что указывает на наибольшую способность к адсорбции смолы среди испытанных образцов. Более того, удельная поверхность 800 C полукокса значительно уменьшилась с 117 до 15 м 2 / г после адсорбции смолы из-за адсорбции молекул смолы на поверхности пор и уменьшения площади поверхности частиц полукокса.Таблица 5. Приблизительный анализ каждого адсорбента угля рисовой шелухи до и после адсорбции смолы. Предварительный анализ (мас.% По сухому веществу) 600 C Чар 800 C Чар 1000 C Char До После До После До После Летучие вещества Фиксированный углерод Зола Выводы Шелуха риса была проверена термоаналитическим исследованием для оценки их способности в качестве адсорбирующей среды для удаления смол. Процесс пиролиза применялся к материалу рисовой шелухи при различных температурах; 600, 800 и 1000 C при скорости нагрева 20 C / мин для исследования влияния температуры.Экспериментальные результаты показали, что полукокс из рисовой шелухи может быть приготовлен с целью удаления смолы. Температура пиролиза в основном влияла на свойства получаемого полукокса. Двумя свойствами полукокса, которые влияют на адсорбционную способность смолы, были фиксированное содержание углерода и удельная поверхность. Уголь 600 C имел меньшее содержание фиксированного углерода, в то время как уголь 1000 C имел очень низкую удельную поверхность, в результате чего уголь 800 C был наиболее благоприятным для адсорбции смолы в этом исследовании. Список литературы 1.Maiti, S .; Dey, S .; Purakayastha, S .; Гош, Б. Физические и термохимические характеристики угля рисовой шелухи как потенциального источника энергии биомассы. Биоресурсы. Technol. 2006, 97, Lim, J.S .; Manan, Z.A .; Alwi, S.R.W .; Хашим, Х. Обзор использования биомассы рисовой промышленности в качестве источника возобновляемой энергии. Обновить. Выдержать. Energy Rev.2012, 16, Gonzalez, J.F .; Роман, С .; Encinar, J.M .; Мартинес, Г. Пиролиз различных остатков биомассы и использование угля для производства активированного угля.J. Anal. Appl. Pyrolysis 2009, 85, Raveendran, K .; Ганеш А. Адсорбционные характеристики и порообразование полукокса пиролиза биомассы. Топливо 1998, 77, Fu, P .; Yi, W .; Бай, X .; Ли, З .; Hu, S .; Xiang, J. Влияние температуры на состав газа и структурные особенности полукокса пиролизованных сельскохозяйственных остатков. Биоресурсы. Technol. 2011, 102, Hu, S .; Xiang, J .; Вс, л .; Сюй, М .; Qiu, J .; Fu, P. Характеристика полукокса от быстрого пиролиза рисовой шелухи. Топливный процесс. Technol. 2008, 89, Liu, W.J .; Цзэн, Ф.ИКС.; Jiang, H .; Чжан, X.S. Приготовление биоуглеродов с высокой адсорбционной способностью из отходов биомассы. Биоресурсы. Technol. 2011, 102, Paethanom, A .; Накахара, S .; Кобаяси, М .; Prawisudha, P .; Йошикава, К. Эффективность удаления смолы путем абсорбции и адсорбции для газификации биомассы. Топливный процесс. Technol. 2012, 104,

11 Энергия 2012, Phuphuakrat, T .; Намиока, Т .; Йошикава, К. Удаление смолы из газа пиролиза биомассы в двухступенчатой ​​функции разложения и адсорбции.Appl. Энергия 2010, 87, Эль-Руб, З.А .; Bramer, E.A .; Брем, Г. Экспериментальное сравнение обугливания биомассы с другими катализаторами восстановления смол. Топливо 2008, 87, Wang, D .; Юань, Вт .; Джи, В. Уголь и никелевые катализаторы на основе угля для очистки и кондиционирования вторичного синтез-газа. Appl. Энергия 2011, 88, Gilbert, P .; Ryu, C .; Шарифи, В .; Свитенбанк, Дж. Снижение содержания смол в парах пиролиза из биомассы над слоем горячего угля. Биоресурсы. Technol. 2009, 100, Браунсорт, П.А. Процессы пиролиза биомассы: обзор объема, контроля и изменчивости; Рабочий документ UKBRC 5; Британский исследовательский центр Biochar: Эдинбург, Великобритания, Сукиран, М.А .; Kheang, L.S .; Бакар, Н.А.; Мэй, C.Y. Производство и характеристика био-угля в результате пиролиза пустых фруктовых гроздей. Am. J. Appl. Sci. 2011, 8, Arenas, E .; Chejne, F. Влияние активирующего агента и температуры на развитие пористости физически активированных угольных глыб. Углерод 2004, 42, Fu, P .; Hu, S .; Xiang, J .; Вс, л .; Ян, Т .; Чжан, А .; Wang, Y .; Чен, Г. Влияние температуры пиролиза на характеристики пористости голья биомассы. В материалах Международной конференции по энергетике и экологическим технологиям, Гуанси, Китай, Октябрь Герреро, М.; Пилар Руис, М .; Millera, A .; Alzueta, M.U .; Бильбао, Р. Характеристика гольев биомассы, образующихся при различных условиях удаления летучих веществ: различия между рисовой шелухой и эвкалиптом. Energy Fuels 2008, 22, Чан, М.Л .; Jones, J.M .; Пуркашанян, М .; Уильямс, А. Окислительная реакционная способность обугленных углей в зависимости от их структуры. Fuel 1999, 78, Sharma, R.K .; Wooten, J.B .; Балига, В.Л .; Хаджалигол, М.Р.Характеристика голья из материалов, полученных из биомассы: пектиновые гольфы. Топливо 2001, 80, Травма, р.; Sun, J.K .; Лунден, М. Кинетическая модель выгорания углерода при сжигании пылевидного угля. Гореть. Flame 1998, 113, Russell, N.V .; Гиббинс, J.R .; Уильямсон, Дж. Структурное упорядочение в высокотемпературных углях и влияние на реактивность. Fuel 1999, 78, Pastor-Villegas, J .; Дюран-Валле, К.Дж. Структура пор голья и активированного угля, полученного с использованием диоксида углерода при различных температурах из экстрагированной каменной розы. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2001, 57, Lu, L .; Kong, C .; Sahajwalla, V .; Харрис, Д.Упорядочение структуры полукокса при пиролизе и горении и его влияние на реакционную способность полукокса. Fuel 2002, 81, Biagini, E .; Pintus, S .; Тогнотти, Л. Определение характеристик голья с высокой скоростью нагрева из альтернативных видов топлива с использованием электродинамических весов. Proc. Гореть. Inst. 2005, 30, Huang, Y .; Jin, B .; Чжун, З .; Чжун, В .; Сяо, Р. Характеристика и адсорбция ртути активированным углем, производимым CO 2 куриных отходов. J. Environ. Sci. 2008, 20, по авторам; лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (

Статья о пиролизе в The Free Dictionary

, процесс, при котором органические соединения разлагаются под действием тепла.Термин «пиролиз» обычно используется в более узком смысле для обозначения высокотемпературной экстенсивной термической конверсии сырой нефти и природного газа посредством разложения, изомеризации и других превращений молекул сырья; термин «крекинг» эквивалентен «пиролизу» в этом более узком смысле.

Пиролиз — один из важнейших промышленных методов получения исходных материалов для нефтехимического синтеза. Желаемый продукт — газ, богатый ненасыщенными углеводородами этиленом, пропиленом и бутадиеном, которые используются для производства полимеров для производства пластмасс, синтетических волокон и синтетических каучуков.

Первые пиролизные заводы были построены в России в 1870-х годах в Киеве и Казани. В первую очередь керосин подвергали пиролизу с целью получения осветительного газа. Впоследствии было доказано, что можно отделить ароматические углеводороды от смолы, полученной пиролизом. Пиролитические методы получили широкое развитие во время Первой мировой войны, когда возник большой спрос на толуол, исходный материал для производства тротила или тринитротолуола (TNT).

Пиролизу может подвергаться широкий спектр сырьевых материалов, включая сырую нефть, тяжелые дистилляты и такие газообразные углеводороды, как этан и пропан.Однако пиролиз в основном используется для обработки газообразных углеводородов и бензинов, при которых достигаются наибольшие выходы желаемых продуктов с минимальным образованием кокса. В промышленности наиболее распространены пиролизные установки трубчатого типа. Сырье, например бензин, пропускается через подогреватель пара и затем смешивается с перегретым паром перед поступлением в печь, где подвергается дальнейшему нагреву и пиролитическому разложению. Конечная температура реакции на выходе из печи колеблется от 750 до 850 ° С.Высокие температуры, короткое время, которое масса находится в зоне реакции, и разбавление массы водяным паром способствуют разложению с образованием значительных количеств газа. Жидкая смола — это побочный продукт пиролиза. В среднем запасы бензина содержат 20% смол по весу, а газообразные — 5% смол.

Чтобы остановить реакцию пиролиза, выходящая из печи парогазовая смесь быстро охлаждается в тушителе путем прямого контакта с водяным конденсатом, который при этом испаряется.Дальнейшее охлаждение смеси происходит в котле-утилизаторе, где производится пар под высоким давлением. Частично охлажденная парогазовая смесь выходит из котла-утилизатора и подвергается очистке маслом от частиц сажи и кокса; фракция тяжелой смолы отделяется от смеси. Промытую парогазовую смесь дополнительно охлаждают с последующим отделением воды и конденсатов легких углеводородов от пиролизных газов, которые направляют в установку фракционной перегонки для разделения этилена и пропилена.

Смола пиролиза обычно содержит высокую концентрацию ароматических углеводородов: бензола, толуола и нафталина. Он также содержит ненасыщенные углеводороды, включая циклопентадиен, который является исходным материалом для синтеза многих органических продуктов. Компоненты гудрона используются для производства высокооктанового бензина, ароматических углеводородов, таких связующих, как кумароно-инденовые смолы, нефтяного кокса для электродов. В таблице 1 приведены примерные выходы наиболее ценных компонентов газа и гудрона из различного сырья.

Таблица 1. Процентный выход основных продуктов пиролиза
	Сырье
	Этан	Пропан 99	Пропан	Газойль (легкий )
Этилен ………..	77,7	42,0	33,5	26,0
Пропилен………..	2,8	16,8	15,5	16,1
Бутадиен, бутилен …..	2,7	4,3	8,8	9,4
Бензол ………..	0,9	2,5	6,7	6,0
Толуол …………	0,2	0,5	3,3	2,9

Пиролиз нефти и других более тяжелых компонентов сопровождается значительным отложением кокса и требует специально разработанного оборудования.Циркуляционные теплоносители используются для ускорения пиролиза. При использовании твердых теплоносителей, например кварцевого песка или нефтяного кокса, реакция ускоряется за счет сжигания кокса, образующегося в системе. При использовании газообразного теплоносителя, например водяного пара, ускорение происходит за счет минимального отложения кокса. Каталитические процессы были разработаны для снижения стоимости пиролиза. Оптимальный выход при пиролизе газообразного сырья достигается при температуре около 1200 ° C, и в этом случае основным продуктом является ацетилен, исходный материал для производства хлоропренового каучука и ацетальдегида.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Смидович Е.В. Деструктивная переработка нефти и газа, 2-е изд. Москва, 1968. ( Технология переработки нефти и газа, часть 2.)
Паушкин, ля. М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза, часть 1. Москва, 1973.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.