Princíp činnosti plynového generátora

Pri hľadaní alternatívneho zdroja energie došlo k pochopeniu, že nie je potrebné ťažiť plyn v baniach, aby sa potom spaľoval v kotloch a spaľovacích motoroch, horľavý plyn je možné získať z výrobného odpadu a dreva. Plynový generátor alebo tiež nazývaný generátor plynu spaľovaním miestneho paliva – palivové drevo, rašelina, drevené uhlie, piliny a iný drevný odpad, ako aj niekedy iné organické zvyšky, je schopný emitovať / vytvárať horľavé plyny, ako sú CO, CH4 , H2 a ďalšie. Existuje niekoľko možností použitia získaného plynu, ale v každom prípade je každé zariadenie založené na princípe plynového generátora. Ako generátor plynu funguje, z akých prvkov pozostáva a aké procesy v ňom prebiehajú, povieme v tomto článku. Zvážime tiež možnosti ďalšieho použitia získaného plynu a miesta, kde je možné takéto jednotky inštalovať..

Aké sú teda možnosti použitia plynu získaného v plynovom generátore??

Použitie plynových generátorov

Najprv je horľavý plyn nasmerovaný na plynový sporák v kuchyni a slúži na varenie. Druhý – horľavý plyn sa okamžite spaľuje v pyrolýznom vykurovacom kotli s plynovým generátorom, ktorý sa používa na vykurovanie domu alebo skleníkov. Mimochodom, takéto kotly možno nazvať plynovým kotlom na drevo, pyrolýznym kotlom na tuhé palivá a plynovým kotlom na drevo. Všetky je možné použiť tak na domáce potreby, ako aj na vykurovanie veľkých priemyselných odvetví a dielní alebo podnikov. Po tretie, horľavý plyn môže byť smerovaný do spaľovacieho motora, ktorý poháňa čerpaciu stanicu alebo generátor elektriny. Drevený generátor plynu vám umožňuje prijímať elektrickú energiu v tých oblastiach, kde nie je možné položiť elektrické vedenie, položiť plynovod a je ťažké dodávať plyn do fliaš. Generátory plynu majú okrem autonómie aj ďalšie výhody, ktoré odhalíme nižšie..

Výhody a nevýhody plynových generátorov

Zariadenie kotla na plynový generátor

Ako príklad zvážte výhody a nevýhody plynových vykurovacích kotlov. Pyrolýzne kotly patria do kategórie tuhých palív, ale výrazne sa líšia od konvenčných pecí na drevo alebo uhlie, kde prebieha bežný spaľovací proces.

Výhody plynových kotlov:

  • Účinnosť plynových kotlov sa pohybuje v rozmedzí 80 – 95%, zatiaľ čo účinnosť konvenčného kotla na tuhé palivá len zriedka presahuje 60%..
  • Regulovaný proces spaľovania v plynovom kotle – jedna záložka palivového dreva môže horieť od 8 do 12 hodín, pre porovnanie, v konvenčnom kotle trvá spaľovanie 3 – 5 hodín. V plynových kotloch s horným spaľovaním trvá spaľovanie palivového dreva až 25 hodín a uhlie môže spaľovať 5 – 8 dní..
  • Palivo úplne vyhorí, preto nie je potrebné popolník a dymovod často čistiť.
  • Vzhľadom na to, že proces spaľovania je možné regulovať (výkon je regulovaný v rozmedzí 30 – 100%), môže byť prevádzka kotla automatizovaná, ako je plyn alebo olej.
  • Emisie škodlivých látok do atmosféry z plynového generátora sú minimálne.
  • Plynové kotly sú ekonomickejšie ako konvenčné.
  • Palivo pre plynové generátory nemusí byť sušené až do 20% obsahu vlhkosti, existujú kotlové modely, v ktorých je možné použiť drevo s vlhkosťou až 50% a dokonca aj čerstvo narezané drevo..
  • Možnosť vloženia nenasekanej guľatiny do kotla až 1 m dlhého a ešte viac.

Plynové generátorové palivo

  • Okrem palivového dreva a odpadu z drevárskeho priemyslu môžu pyrolýzne kotly recyklovať gumu, plasty a ďalšie polyméry..
  • Vysokú bezpečnosť kotla v porovnaní s konvenčným kotlom na tuhé palivá zaisťuje automatizácia a materiály, z ktorých je jednotka vyrobená, a najmä spaľovacia komora.

Ak hovoríme o plynových generátoroch, ktoré sa používajú na výrobu elektriny, potom majú presne tie isté výhody, ako je šetrnosť k životnému prostrediu, hospodárnosť, vysoká účinnosť, vysoké oktánové číslo 110 – 140, univerzálnosť použitého paliva a vysoká účinnosť v zime. ..

Nevýhody plynových kotlov:

  • Cena za plynový generátor je 1,5 – 2 -krát vyššia ako za konvenčný kotol na tuhé palivá.
  • Väčšina generátorov plynu je prchavá, pretože na nasávanie vzduchu sa používa ventilátor, ale existujú aj modely, ktoré môžu fungovať bez elektriny.
  • Ak použijete plynový kotol s výkonom pod 50%, pozoruje sa nestabilné spaľovanie – v dôsledku zrážania dechtu, ktoré sa hromadí v dymovode..
  • Teplota spiatočky vykurovania by nemala byť nižšia ako 60 ° C, inak v komíne vypadne kondenzácia..
  • Plynové generátory sú zvyčajne náročné na obsah vlhkosti paliva, ale ako už bolo uvedené vyššie, existujú modely, v ktorých je možné spaľovať dokonca aj čerstvo narezané drevo..

Neboli identifikované žiadne ďalšie významné nevýhody generátorov plynu.

Auto na drevo - generátor plynu na aute

Mimochodom, generátory plynu nie sú takým novým vynálezom. V polovici minulého storočia, keď bola väčšina nemeckých ropných zdrojov v prevádzke, sa ako palivo do automobilov používalo palivové drevo. Na nákladné autá boli dokonca nainštalované plynové generátory. Moderné jednotky nezašli príliš ďaleko vo svojom dizajne, ale napriek tomu boli dôkladne vylepšené..

Princíp činnosti plynového generátora – plynového generátora

V plynovom generátore alebo plynovom generátore sa horľavý plyn vyrába z tuhých palív. Hlavným tajomstvom je, že do spaľovacej komory je dodávaný vzduch, ktorého objem nepostačuje na úplné spálenie paliva, pričom je pozorovaná vysoká teplota asi 1 100 – 1 400 ° C. Výsledný plyn sa ochladí a odošle spotrebiteľovi alebo spaľovaciemu motoru, ak sa napríklad plánuje výroba elektriny. Podrobnejšie zvážime princíp činnosti generátora plynu nižšie a špecifikujeme, v ktorom procese sa vyskytuje prvok jednotky.

Zariadenie na generovanie drevného plynu

Zvážte zariadenie generátora plynu na domáce použitie. Hneď by som rád poznamenal, že pyrolýzne kotly s generátorom plynu sa líšia od navrhovanej schémy, pretože spaľovanie plynu prebieha vo vnútri kotla v druhej spaľovacej komore. Budeme zvažovať iba samotný generátor plynu, na výstupe, z ktorého sa získava horľavý plyn.

Schéma generátora plynu:

Schéma generátora plynu

Teleso plynového generátora vyrobené z oceľového plechu a zvárané. Najbežnejší tvar tela je valcový, ale môže byť aj obdĺžnikový. Dno a nohy sú privarené k spodnej časti tela, na ktorom bude stáť generátor plynu.

Bunker alebo plniaca komora slúži na naloženie paliva do generátora plynu. Má tiež valcovitý tvar a je vyrobený z mäkkej ocele. Zásobník je nainštalovaný vo vnútri telesa generátora plynu a je skrutkovaný. Kryt poklopu vedúceho do bunkra má na okrajoch azbestové tesnenie alebo tesnenie. Pretože používanie azbestu v obytných priestoroch je zakázané, existujú modely generátorov plynu, ktorých krycie tesnenia sú vyrobené z iného materiálu..

Spaľovacia komora je umiestnená v spodnej časti násypky a je vyrobená zo žiaruvzdornej ocele, niekedy je vnútorný povrch spaľovacej komory ukončený keramikou. Palivo sa spaľuje v spaľovacej komore. V jeho spodnej časti dochádza k praskaniu živíc, pre ktoré je hrdlo vyrobené zo žiaruvzdornej chrómovej ocele. Medzi telom a krkom je tesnenie – azbestová tesniaca šnúra. V strede spaľovacej komory sú vzduchové trubice. Tuyeres sú kalibrované otvory, ktoré sa pripájajú k rozvodnej skrini vzduchu, ktorá je vystavená atmosfére. Lancety a spojovacia skrinka sú tiež vyrobené z tepelne odolnej ocele. Na výstupe z rozvodnej skrine vzduchu je nainštalovaný spätný ventil, ktorý zabraňuje úniku horľavého plynu z generátora plynu. Na zvýšenie výkonu motora alebo na použitie palivového dreva s vysokou vlhkosťou (viac ako 50%) môžete pred rozvodnú skriňu nainštalovať ventilátor, čo prinúti vzduch dovnútra.

Rošt slúži na podporu žeravých uhlíkov. Nachádza sa v spodnej časti generátora plynu. Popol zo spálených uhlíkov padá cez otvory v rošte do popolnice. Aby bolo možné rošt očistiť od trosky, jeho stredná časť je pohyblivá. Na otáčanie liatinových roštov je k dispozícii špeciálna páka.

Nakladanie poklopov vybavené hermeticky uzavretými krytmi. Vrchný plniaci poklop sa napríklad horizontálne sklopí a utesní azbestovou šnúrou. V držiaku krytu je špeciálny tlmič nárazov – pružina, ktorá zdvihne kryt v prípade nadmerného tlaku vo vnútri komory. Na boku trupu sú tiež dva nakladacie poklopy: jeden v hornej časti na prilievanie paliva do zbernej oblasti, druhý v spodnej časti na odstraňovanie popola. Odber vzoriek plynu sa vykonáva v zóne rekuperácie, preto je najčastejšie v hornej časti plynového generátora, ale je tiež možné odstrániť plyn zo spodnej časti jednotky. Plyn sa odoberá cez odbočné potrubie, ku ktorému sú zvárané potrubia plynovodu. Plyn mimo krytu generátora plynu nie je potrebné ihneď odstraňovať, kým je horúci, môže sa použiť na ohrev a sušenie palivového dreva alebo iného paliva v nakladacej komore. Za týmto účelom je potrubie výfukových plynov vedené okolo komory, medzi plášťom generátora plynu a zásobníkom..

Cyklónový filter a jemný filter umiestnený za plášťom generátora plynu. Sú vyrobené z rúrok naplnených filtračnými prvkami.

Pred vstupom do jemného filtra plyn prechádza chladič. A po jemnom filtri vstupuje vyčistený plyn do mixér, kde sa mieša so vzduchom. A až potom zmes plynu a vzduchu vstúpi do spaľovacieho motora.

Jasnejšie je postupnosť pohybu horľavého plynu potom, čo opustil generátor plynu, znázornená na obrázku nižšie..

Proces výroby plynu v plynovom generátore

V spaľovacej komore horí palivové drevo alebo iné palivo, oxiduje sa vzduchom, ktorý vstupuje do spaľovacej komory cez dýzy z rozvodnej skrine vzduchu. Výsledný horľavý plyn vstupuje do cyklónového filtra, kde sa čistí. Potom sa ochladí v hrubom filtri. Potom už vychladnutý plyn vstupuje do jemného filtra a potom do mixéra. Z mixéra výsledná zmes vstupuje do motora.

Proces premeny paliva na plyn

A napriek tomu: ako sa plyn vyrába z tuhého paliva? Vo vnútri generátora plynu prebieha určitý transformačný proces, ktorý je rozdelený do niekoľkých etáp, ktoré prebiehajú v rôznych zónach:

Proces premeny paliva na plyn v plynovom generátore

Sušiaca zóna umiestnený v hornej časti zásobníka. Teplota je tu asi 150 – 200 ° C. Palivo sa suší horúcim plynom, ktorý sa pohybuje prstencovým potrubím, ako je popísané vyššie..

Zóna suchej destilácie umiestnený v strede bunkra. Tu, bez prístupu vzduchu a pri teplote 300 – 500 ° C, dochádza k zuhoľnateniu paliva. Z dreva sa uvoľňujú kyseliny, živice a ďalšie prvky suchej destilácie..

Spaľovacia zóna umiestnené v spodnej časti spaľovacej komory v oblasti, kde sú umiestnené výustky, cez ktoré vstupuje vzduch. Tu sa pri prívode vzduchu a teplote 1100 – 1300 ° C spaľuje zuhoľnatené palivo a prvky suchej destilácie, v dôsledku čoho sa tvoria plyny CO a CO2.

Zóna obnovy sa nachádza nad spaľovacou zónou medzi roštom a spaľovacou zónou. Tu plyn CO2 stúpa, prechádza horúcim uhlím, interaguje s uhlíkom (C) uhlia a na výstupe sa vytvára plyn CO – oxid uhoľnatý. Tento proces zahŕňa aj vlhkosť z paliva, preto sa okrem CO tvorí aj CO2 a H2..

Zóny spaľovania a rekuperácie sa nazývajú zóny aktívneho splyňovania. V dôsledku toho sa generátorový plyn skladá z niekoľkých komponentov:

  • Horľavé plyny: CO (oxid uhoľnatý), H2 (vodík), CH4 (metán) a СnНm (nenasýtené uhľovodíky bez dechtu).
  • Predradník: CO2 (oxid uhličitý), О2 (kyslík), N2 (dusík), H2O (voda).

Výsledný plyn sa ochladí na teplotu miestnosti, potom sa čistí z kyseliny mravčej a octovej, popola, suspendovaných častíc a zmieša sa so vzduchom.

Typy generátorov plynu

Existujú tri typy generátorov plynu: priamy proces generovania plynu, reverzný a horizontálny.

Generátory plynu pre priamy proces

Generátory plynu pre priamy proces môže spaľovať uhlie, polokoks a antracit-nie bitúmenové palivo. Štrukturálny rozdiel tohto typu jednotiek je v tom, že vzduch vstupuje cez rošt zospodu a plyn sa odoberá zhora. V plynových generátoroch s priamym procesom vlhkosť z paliva nevstupuje do spaľovacej zóny, preto je dodávaná účelovo. Obohatenie generátorového plynu o vodík z vody zvyšuje výkon generátora.

Generátory plynu s reverzným procesom

Prevrátené plynové generátory alebo opačný postup sú určené na spaľovanie živicových palív – palivového dreva, dreveného uhlia a odpadu. Ich konštruktívny rozdiel je v tom, že vzduch je privádzaný do strednej časti – do spaľovacej zóny a prívod plynu je vedený pod spaľovacou zónou – v popolníku. V tomto type jednotky sa obvykle odvádzaný horúci plyn používa na ohrev paliva v zásobníku..

Horizontálne generátory plynu

Horizontálne generátory plynu alebo priečny proces splyňovanie je charakterizované skutočnosťou, že vzduch v nich je dodávaný zboku – v spodnej časti tela a je dodávaný vysokou rýchlosťou fúkania cez tyyeres. Odber vzoriek plynu sa vykonáva oproti dýze cez mriežku na odber vzoriek plynu. Aktívna splyňovacia zóna v horizontálnom splyňovači je veľmi malá a je koncentrovaná medzi koncom dýzy a mriežkou na odber vzoriek plynu. Čas spustenia takéhoto generátora je oveľa kratší a tiež sa ľahko prispôsobuje meniacim sa prevádzkovým režimom..

Miesto inštalácie plynového generátora

Vnútorné plynové generátory

Plynové generátory a vykurovacie kotly na plynový generátor môžu byť inštalované vo vnútri obytných priestorov, napríklad v suterénoch a suterénoch a vonku..

V dome sú najčastejšie inštalované takzvané kotly na pelety, pretože ich nakladanie nie je spojené s veľkým množstvom odpadu a tiež vrecia s peletami trochu vážia a môžu byť uložené niekde v blízkosti kotla..

Vonkajšie plynové kotly

Drevené generátory plynu, a najmä dlhé generátory plynu na drevo, majú zmysel inštalovať na ulici v blízkosti miesta, kde sa skladuje palivové drevo. Bude teda možné priniesť palivové drevo na fúriku priamo do kotla alebo plynového generátora a nespustiť ich do suterénu domu. Vonkajší kotol odstraňuje špinu a popol zo suterénu. To platí najmä pre drevené domy, kde sú zvýšené normy požiarnej bezpečnosti. Vonkajší plášť kotla je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele, ktorá nekoroduje. Kotly sú tiež izolované hromadnou tepelnou izoláciou, takže okolitá teplota má minimálny vplyv na proces splyňovania a rýchlosť nábehu kotla. Riadiaci systém je umiestnený v oceľovom plášti pod krytom, aby sa zabránilo padaniu zrážok na neho. Komín má dvojité steny. Ak vás zaujíma, ako pripojiť plynový generátor, ak je na ulici, potom je odpoveď jednoduchá – potrubia sú uložené v zemi tak, aby boli minimálne chladené, ak ide o vykurovací kotol. Vykurovacie potrubia sa približujú k kotlu zospodu a samotný kotol je inštalovaný tak, aby počas dlhých prestávok v prevádzke nezamrzol..

Mimochodom, ako už bolo uvedené, trvanie procesu spaľovania paliva v kotle môže byť od 12 hodín do 25 hodín. V závislosti od výkonu kotla a plochy vykurovanej miestnosti sa bude musieť ohrievať raz za dva dni a niekedy aj raz za týždeň. Na udržanie tepla generovaného kotlom na také dlhé obdobie sa používa tepelný akumulátor.

DIY generátor plynu na drevo

DIY splynovač

Pri výrobe generátora plynu vlastnými rukami nie je nič super komplikované. Mnoho ľudí používa takúto jednotku na domáce potreby alebo ju inštaluje do auta. Predtým, ako začnete vyrábať plynový generátor sami, musíte sa zoznámiť s princípom jeho fungovania a vybrať si pre seba vhodnú schému prevádzky..

Budete potrebovať – ​​sud, rúrky alebo starú batériu chladiča, filtre na jemné a hrubé čistenie plynu, ventilátor. Na druhej strane, súbor prvkov môže byť veľmi odlišný, všetko závisí od predstavivosti interpreta.

Pozrite sa na video príklad samostatne vyrobeného plynového generátora nižšie..

Schéma generátora plynu:

Schéma generátora plynu

Na internete nájdete fotografie aj výkresy pre inštaláciu plynových generátorov a pyrolýznych kotlov. Existujú dokonca aj remeselníci, ktorí berú ako základ hotový osvedčený kotol a doma to úplne opakujú. Ukazuje sa to oveľa lacnejšie.

Schéma kotla plynového generátora:

Schéma kotla plynového generátora

Rozdiel medzi pyrolýznym kotlom a konvenčným generátorom plynu spočíva v tom, že pozostáva z dvoch spaľovacích komôr: jedna spaľuje palivo a produkuje plyn a druhá spaľuje plyn a obsahuje výmenník tepla. Zariadenie a princíp činnosti plynového generátora sme už preskúmali, pridajte k nemu iba druhú spaľovaciu komoru, ktorá by mala byť umiestnená hore, a výmenník tepla hore. Niekedy je výmenník tepla umiestnený na boku. Nezabudnite tiež na rôzne typy plynových generátorov, aby mohla byť druhá spaľovacia komora umiestnená nielen zhora.

Zariadenie kotla na plynový generátor

Pri montáži komína sa snažte zostaviť ho v poradí opačnom k ​​pohybu dymu, aby sa na jeho stenách usádzali menej škaredé veci. Je lepšie, aby bol samotný komín ľahko rozobratý, aby sa dal ľahko a rýchlo vyčistiť. Priestor okolo vykurovacieho kotla musí byť voľný, pretože sa počas prevádzky ohrieva. Po inštalácii kotla budete musieť študovať jeho „návyky“ a zvoliť si pre seba optimálny prevádzkový režim, v ktorom vyhoria všetky živice.

Chcel by som poznamenať, že generátor plynu možno považovať nielen za užitočný horák na drevo, ale aj za jednotku na likvidáciu odpadu. Dokáže spáliť zvyšky linolea, vriec, vriec, gumy, plastových fliaš a iného domového odpadu..

About the author