Главное меню

Принцип работы пиролизного котла длительного горения


виды, устройство, обзор лучших производителей

Годы идут, наука и техника двигаются вперед, а твердые виды топлива по-прежнему остаются востребованными. Сжигать дрова в традиционной печи или в буржуйке не слишком эффективно, но ситуацию изменили пиролизные котлы отопления – агрегаты отличаются высоким КПД и относительно простой эксплуатацией.

Согласитесь, это достаточно значимые аргументы при обустройстве автономного отопления. Если вы подыскиваете эффективный котел для дома, то стоит внимательнее присмотреться к пиролизным котлам.

Мы расскажем, как устроены и работают агрегаты длительного горения, в чем их технико-эксплуатационные особенности, а также приведем обзор наиболее рейтинговых моделей отечественных и зарубежных производителей.

Содержание статьи:

Что такое пиролиз

Дрова – это, пожалуй, самое первое топливо в человеческой истории. Практически каждому известно, как быстро они сгорают на открытом воздухе, и что тепла при этом выделяется не так уж и много. Но ситуация кардинально изменяется, если создать иные условия для процесса сгорания.

Так называемое пиролизное горение осуществляется в закрытых камерах. Туда загружают дрова или иное твердое топливо подобного типа: пеллеты, опилки, отходы древесного производства и т.п.

Топливо поджигают и затем сокращают количество воздуха, поступающего в камеру.

Галерея изображений

Фото из

К пиролизным котлам относят все твердотопливные теплогенераторы длительного горения, перерабатывающие твердый тип топлива

Значительную часть тепловой энергии, поставляемой котлами длительного горения, дает процесс сгорания пиролизных газов

В пирокотле сложные химические соединения расщепляются на более простые компоненты под воздействием высокой температуры без применения реагентов

В результате термической обработки топливо выделяет газ, который проще и легче горит. Потому пиролизные котлы относят к разряду газогенераторных

В пиролизном агрегате непрерывно происходит выделение огромного количества тепловой энергии, а отбираться может только необходимый ее объем

Желающим сделать пирокотел собственными руками следует учесть, что из-за непрерывно происходящих процессов высокотемпературного горения для изготовления топки нужна жаростойкая футеровка

По схеме горения пиролизные котлы делят на агрегаты естественного и принудительного типа. Естественные дешевле, но менее эффективны, чем принудительные, оборудованные наддувом

По специфике обслуживания систем пирокотлы делятся на одно-и двухконтурные. Первые предназначены только для отопления, вторые обслуживают отопление и ГВС

Пиролизные котлы заводского производства

Схема увеличения производительности агрегата

Принцип действия и эффективность пиролизного котла

Газогенераторная основа работы оборудования

Экономические преимущества пирокотла

Специфическая особенность самоделок

Естественный и принудительный тип горения

Одноконтурное пиролизное оборудование

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

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

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

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

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

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

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

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

Котлы пиролизного горения, особенно выполненные из чугуна, обладают значительным физическим весом, поэтому они всегда представлены только напольными моделями

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

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

Устройство и работа пиролизного котла

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Котлы верхнего горения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для этого выполняют следующие шаги:

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

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

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

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

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

Обзор популярных моделей

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

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

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

На этом видео наглядно изображен принцип работы пиролизного котла:

Подробный обзор работы котла верхнего горения можно посмотреть здесь:

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Подыскиваете пиролизный котел для отопления дома? Или есть опыт эксплуатации таких агрегатов? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к статье и делитесь впечатлениями об использовании пиролизных котлов. Форма обратной связи расположена в нижнем блоке.

Пиролизные котлы длительного горения: принцип работы и преимущества

  1. Вступление.

  2. Немного истории.

  3. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

  4. Преимущества газогенераторных котлов.

  5. Недостатки пиролизных котлов.

  6. Бытовое применение газогенераторных котлов.

Проблемой использования твердого топлива всегда был очень низкий КПД, из-за того, что значительная часть тепловой энергии тратилась впустую.

Такое положение существовало до изобретения технологии, получившей название пиролиз.

Ее суть сводится к использованию двух камер сгорания в котлах отопления: в первой источник энергии преобразуется из твердого в газообразное состояние, во второй – происходит окончательное высвобождение тепловой энергии.

Это позволяет характеризовать пиролизные котлы, как более эффективное и экономичное оборудование, нежели более традиционные варианты, где сжигается твердое топливо.

История появления пиролиза

 

Впервые о невыгодности использования дерева в чистом виде, в качестве топлива, люди задумались в Средние века. Именно тогда появилась профессия угольщика, который занимался получением древесного угля из древесины.

В то время технология была не совершенной и значительная часть энергии расходовалась напрасно, тем не менее, КПД от такого топлива был уже выше.

Современные газогенераторы и пиролизные котлы позволили раскрыть потенциал твердого топлива по максимуму.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

 

Принцип работы пиролизного котла основывается на двух последовательных этапах, первый из которых схож с аналогичным процессом, применяемым в обычных печах.

То есть, топливо помещается в камеру сгорания, где поджигается при достаточном количестве кислорода. Дальше процессы разняться.

В пиролизном котле происходит следующее:

В пиролизных котлах существует вторая камера сгорания, куда и поступает этот газ – в большинстве моделей это делается принудительно, с целью повышения эффективности оборудования.

 

Здесь происходит встреча разогретых летучих веществ (температура газа выше 300 градусов Цельсия) с кислородом. Итог – газ вспыхивает и начинается процесс горения с интенсивным выделением тепловой энергии, которая уже используется по прямому назначению отопительного котла.

 

Преимущества газогенераторных котлов

 

Несомненный плюс таких котлов перед обычным твердотопливным оборудованием заключается в полном сгорании топлива, что исключает из эксплуатационного процесса процедуру чистки этого варианта от сажи.

Из других преимуществ этих котлов можно отметить:

Недостатки пиролизных котлов

 

К сожалению, но и такое отопительное оборудование характеризуется некоторыми недостатками:

 

Применение газогенераторных котлов

 

Хотя подобные котлы чаще всего используются в промышленных масштабах, тем не менее, их применение возможно и обычными людьми.

Существуют бытовые котлы, в которых топливо горит по 10-12 часов, то есть всего два раза в сутки.

Золы в топке после сгорания остаётся очень мало, так как топливо сгорает почти полностью, соответственно обслуживание таких котлов сведено к минимуму.

Такие котлы выпускают как именитые фирмы, например Buderus, так и отечественные производители, такие модели как, "Траян","Буржуй К" и другие.

 

Практически идеальный случай – эксплуатация подобного оборудования, на небольшом производстве, например в столярном цехе, отходы из которого можно использовать именно в таком оборудовании.

Для бытовых нужд специалисты рекомендуют использовать так называемые пеллетные котлы.

Для автоматической загрузки в таких котлах имеется бункер, куда засыпается топливо, которое после этого самостоятельно и в нужном количестве подаётся в топку:

Их топливо – пеллеты, которые состоят из прессованных опилок, коры, стружек и других подобных отходов.

Преимущества такого варианта очевидны:

Естественно, что такие котлы имеют конструкционную возможность включать в общую систему бойлер, чтобы потребитель мог дополнительно получать горячую воду для своих нужд.

Принцип работы пиролизного котла - описание технологического процесса

Сжигание топлива в классических твердотопливных котлах – это хорошая альтернатива применению для отопления дома традиционных энергоносителей, таких как природный газ или электричество. Но данные устройства не полностью используют энергию горения дров. При работе обычного котла выделяющийся при высокой температуре из топлива газ просто уходит наружу вместе с продуктами горения. Принцип работы пиролизного котла позволяет использовать этот газ, тем самым увеличивая КПД агрегата и длительность интервала между загрузками топлива. Такие аппараты еще называют газогенераторными.

Пиролизный котел в разрезе

Из чего состоит газогенераторная установка?

Главное отличие от классического котла на дровах – наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит дожигание выделяющегося газа, а в первичной топке он генерируется из дров при недостаточном количестве кислорода. Компоновка камер и устройство пиролизного котла может быть различным, топка может находиться как снизу, так и сверху, принцип действия это не меняет. Традиционно она располагается снизу, над зольником, в который для удобства очистки помещают выдвижной ящик. Крышка зольника откидывается вверх и в рабочем режиме служит для регулировки количества воздуха, поступающего в топку. Это реализовано с помощью цепного привода, который натягивается или отпускается термостатом. Последний установлен в верхней части котла.

Принцип работы пиролизного котла

Все основные элементы и детали установки можно увидеть, изучив подробный чертеж пиролизного котла. Главная топка снабжена дверцей для загрузки дров и в процессе работы плотно закрыта. Над ней устроена вторичная камера сгорания, в которой расположены устройства подачи воздуха. Они могут иметь различную конфигурацию в аппаратах разных производителей, но задача их одинакова: подавать в камеру дожигания подогретый воздух через множество отверстий определенного диаметра. Нагрев воздуха происходит по пути от дверцы зольника до распределителей.

Конструкция пиролизного котла предусматривает возможность очистки верхней камеры дожигания, для этого она оборудована специальной дверцей. Пространства обеих камер сообщаются между собой каналом, по которому поднимаются газы для сжигания. Внешней оболочкой корпуса является водяная рубашка, нагреваемая обеими топками. Для подачи теплоносителя в систему отопления в нее врезаны патрубки с резьбой. Контроль температуры воды и давления осуществляется по приборам, установленным на фронтальной панели.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. Одно из требований – достаточная тяга для работы котла. Наиболее простая конструкция агрегата не предусматривает установку дутьевого вентилятора, поэтому горение идет за счет естественной тяги. Второе требование — это чтобы часть трубы, находящаяся на улице, была утеплена. Причина – низкая температура дымовых газов (до 150 ⁰С), поэтому очень высока вероятность выпадения на ней конденсата и быстрого разрушения материала трубы.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Достоинства и недостатки

Источники тепла данного типа обладают многими преимуществами:

Как и любой другой аппарат, работающий на твердом топливе, пиролизный котел отопления нуждается в защите от закипания теплоносителя внутри водяной рубашки. Это может привести к разрыву оболочек и дорогостоящему ремонту. По этой причине производители ставят на свои изделия дополнительные водяные ТЭНы охлаждения, которые одновременно могут служить источником горячей воды для хозяйственных нужд.

Из недостатков агрегатов пиролизного типа можно выделить следующие:

Заключение

При выборе источника тепла для дома лучше ориентироваться на изделия средней ценовой категории, сильно экономить в этом вопросе не стоит. Ведь от того, как работает пиролизный котел, зависит комфорт и тепло вашего дома.

Пиролизный котел принцип работы

Пиролизный котел: принцип работы

Одним из видов твердотопливных водонагревательных котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки.

Почему у пиролизного котла такой высокий КПД

В отличии от классических твердотопливных котлов здесь происходить процесс “горения наоборот”, то есть тепло выделяет не процесс горения древесины, а горение выделяемого газа. Теперь давайте разберемся подробнее.

Сам процесс пиролиза представляет из себя разложение органических соединений при высокой температуре (200…800°С) и ограниченном количестве кислорода. При этом выделяется газ и отработанный кокс.

Этот принцип работы используют и газогенераторные котлы, где, в качестве органического вещества служит древесина. Выработанный таким образом газ сгорает при температуре до 1200°С и выделяет значительно больше тепловой энергии, нежели сами дрова из которых он получен. Таким образом можно получить до 50% больше тепла. КПД таких котлов достигает 85…89%.

В качестве топлива может использоваться:

При этом содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выбрасываемых наружу, минимальное, что важно для людей, заботящихся об экологии.

Принцип работы достаточно простой

1 этап. Дрова разогреваются до температуры выхода пиролизных газов.

2 этап. Начинает выходить газ, начинается процесс пиролиза и он продолжается ровно до тех пор, пока все летучие газы не испарятся из топлива.

3 этап. Окончательное сгорание углей.

Видео работы

//www.youtube.com/embed/twvzsim1DaQ

Преимущества и недостатки

К плюсам такой установки можно отнести:

Недостатки:

Схема работы пиролизного и классического котла

Как влияет влажность дров на эффективность

Древесина для пиролизных котлов должна быть просушена до 15-20% влажности. Такой результат сложно получить при естественной сушке, поэтому можно считать это главным недостатком такого типа котлов.

Сырые дрова выделяют большее количество водяного пара, который перемешивается с газо-кислородной смесью и снижает ее энергоемкость. Пример такого снижение в цифрах:

Если перенести это на работу установки, получается что сырые дрова увеличивают 1 этап работы (см. схему выше). То есть работать котел будет как классический больше времени, а как пиролизный – меньше. Эффективность будет снижаться прямо пропорционально.

Видео обзор газогенерирующего котла

//www.youtube.com/embed/yMieIT0cgt8

Схема работы

  1. После того как дрова разгорелись, заслонка закрывается и начинается стадия тления.
  2. В камеру нагнетается кислород, в небольшом количества, но в достаточном чтобы поддерживать тление.
  3. В это время происходит выделение пиролизных газов.
  4. Газы попадают во вторичную камеру сгорания где соединяются с кислородом, который искусственно нагнетается.
  5. Происходит процесс сгорания смеси с выделением тепла. Часть энергии уходит на теплообменник для прогрева теплоносителя, часть уходит в первичную камеру для поддержания процесса пиролиза.
  6. Отработанные продукты горения выходят через дымоход, проходя при этом через дополнительный теплообменник и отдавая оставшееся тепло.

Весь процесс сгорания происходит под контролем системы терморегулирования. Ее можно настроить на определенную температуру в помещении.

Какие виды газогенерирующих котлов существуют

Такие котлы содержат две камеры сгорания: первичную топку загрузки (где горят дрова) и камеру сгорания (где непосредственно горит газ). Но по своему расположению топки могут быть двух видов:

Особенности котлов с нижней камерой сгорания

В этом случаи пиролизный газ с первичной топки подается путем искусственного нагнетания с помощью турбины. Это делает работу установки зависимой от электричества.

Достоинства Недостатки
Удобная загрузка топлива в камеру Необходимость очистки от золы камеры сгорания газа
Удобное обслуживание Более высокая цена, обусловленная сложной конструкцией
КПД выше за счет большей камеры теплообменника  

 

Особенности котлов с верхней камерой сгорания

В этом случаи дрова горят в нижней камере, а выработанный газ поднимается в верхнюю, где и происходит его сгорание.

Достоинства Недостатки
Газ поступает в камеру естественным образом Немного ниже КПД
Камеру чистить нужно реже  
Отработанные газы выходят благодаря естественной тяге  

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность обогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

Фото 1. Пиролизный котел с теплообменником, предназначен для водяного обогрева, работает на дровах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания нормальных режимов работы.

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

Фото 2. Чертеж пиролизного котла длительного горения, собранное по нему устройство может обогреть большой дом.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе.

Температурные фазы:

Отличия устройства от обычных котлов

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды.

 

Принцип работы пиролизных котлов длительного горения

Внешне эти котлы мало чем отличаются от обычных металлических печей. Они имеют такую же загрузочную дверцу, ведущую в первичную камеру сгорания. В нее укладываются обычные дрова, а также брикеты из опилок либо торфа. Используют в этих целях и изобретение последних нескольких лет — гранулы пеллет. Они представляют собой сильно спрессованные отходы столярного производства. В дело идет все, начиная от коры деревьев и заканчивая торфом и сушеным навозом.

На заметку! Лучше всего использовать в качестве топлива пеллетные гранулы. Это топливо имеет маленький размер и может автоматически подаваться в камеру сгорания котла.

Современный котёл длительного горения с бункером для пеллетных гранул.

На дне камеры сгорания располагается колосник, имеющий вид очень тяжелой чугунной решетки. Он необходим для подачи воздуха под топливо. Загруженные дрова поджигают и ждут пока они полностью разгорятся под воздействием первичного потока воздуха. Как только котел выходит на режим, доступ воздуха в первичную камеру практически прекращают, в результате чего горение останавливается. Топливо начинает только тлеть, выпуская пиролизный газ. Он обладает очень высокой горючестью, но так как воздуха мало, то он не вспыхивает.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла.

Затем самотеком или принудительно эта газообразная летучая смесь органики подается во вторичную камеру, которая собственно и является главной рабочей частью пиролизного котла длительного горения. С водяным контуром системы отопления она связана непосредственно. Поступающий в эту камеру газ имеет температуру около 300 градусов и поэтому вспыхивает при поступлении кислорода без промедления. Во вторичную камеру подается достаточное для горения количество воздуха. Пиролизный газ выделяет при сгорании намного больше энергии, чем простые дрова, поэтому нагревание теплоносителя в системе происходит очень быстро.

Пример размещения твердотопливного котла с автоматической подачей пеллет из бункера хранения в подвальном помещении частного дома.

Важным моментом является то, что порция дров, помещенная в топку, расходуется очень медленно, что позволяет отапливать помещение очень небольшим их количеством длительное время.

На заметку! В качестве топлива для газогенераторов рекомендуется использовать очень хорошо просушенные вещества и дрова. Ведь 1 кг дров, которые содержат 20% влаги выделяет 4 кВт/час. энергии, а содержащие 25% влаги, уже только 3 кВт/час.

Принцип работы пиролизного котла с водяным контуром

Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:

Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова.

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома.

Есть у пиролизных котлов длительного горения и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:

Автоматизированная котельная в современном частном доме.

На заметку! Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения говорят о том, что иногда они останавливаются из-за того, что вода из обратной трубы системы попадает в контур котла сильно остывшей. Чтобы этого избежать, надо впаять в систему обходной контур из трубы подачи. Здесь используется обычный трехходовой клапан. Тогда горячая вода смешается с охлажденной, котел не будет отключаться.

Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Пиролизные котлы длительного горения: устройство и принцип работы

Содержание
  1. Схема и устройство котла пиролизного горения
  2. Принцип работы пиролизного устройства отопления
  3. Достоинства и недостатки пиролизных котлов
  4. Установка и монтаж котлов пиролизного типа
Введение

Каждый владелец частного дома, выбирая твердотопливный отопительный котел несомненно хочет сделать лучший выбор. Один из основных критериев на который обращают внимание все покупатели без исключения это экономичность. Среди всего многообразия устройств представленных на российском рынке, есть одна разновидность использующая особый способ его сжигания – пиролизные котлы длительного горения. Давайте попробуем разобраться как работает такой котел и как он устроен, а также рассмотрим его основные плюсы и минусы.

Схема и устройство котла пиролизного горения

Объяснить суть пиролиза можно на примере котла длительного горения на дровах. Под воздействием высоких температур в топке (около 450 градусов Цельсия), происходит разложение древесины на твердую и газообразную составляющую. Впоследствии, каждая из этих составляющих сжигается отдельно. Отопительные приборы такого типа называют еще газогенераторными, а сам метод – методом сухой перегонки. Благодаря этой технологии достигается лучший КПД и меньший расход дров, чем при использовании классического способа, но значительно возрастает цена устройства.

Основными видами топлива для котлов длительного горения использующих метод пиролиза являются: древесина, уголь, торф, опилки, пеллеты. Главные требования к топливу следующие:

Фото 1: Система автоматической подачи пеллет в пиролизный котел

По типу используемого топлива, все виды пиролизных котлов можно разделить на:

Фото 2: Устройство пиролизного котла на дровах

В зависимости от того сколько контуров содержит конструкция выделяют:

Ниже показана схема пиролизного котла, глядя на которую мы разберем его устройство. Бытовой котел отопления длительного горения, обычно состоит из следующих основных элементов:

Фото 3: Схема конструкции пиролизного котлаВернуться к оглавлению

Принцип работы пиролизного устройства отопления

Итак, как же работает пиролизный котел? Давайте разберем поэтапно схему его работы на примере пиролизного котла на угле:

Этап 1:

В топку загружается твердое топливо, в нашем случае уголь. Котел разжигается и дверца в топочную камеру плотно закрывается. Так как поступление первичного воздуха ограничено, начинается процесс тления и выделения пиролизного газа. Длительностью горения можно управлять, регулируя подачу первичного воздуха.

Фото 4: Как работает угольный котел пиролизного горения
Этап 2:

Смесь пиролизного газа и первичного воздуха принудительно нагнетается внутрь камеры сжигания сквозь отверстия в колосниковой решетке. Туда же подается и вторичный воздух для обеспечения интенсивности горения. Происходит процесс сжигания смеси пиролизного газа и вторичного воздуха при большой температуре. Образовавшаяся тепловая энергия нагревает теплоноситель внутри теплообменника.

Фото 5: Как работает система дожига пиролизных газов
Этап 3:

Через газоход, посредством принудительной тяги с помощью дымососа, осуществляется вывод газообразных продуктов сгорания в атмосферу. Особо следует отметить, что выхлопные газы, образовавшиеся в результате пиролизного горения, содержат минимальное количество вредных примесей. Большую часть дымовых газов составляют водяные пары и углекислый газ.

Как видно, принцип действия пиролизного котла несколько сложнее традиционного. Именно поэтому стоимость их обычно в 2 раза выше. Прежде чем принять решение какой котел купить пиролизный или классический, давайте разберем плюсы и минусы котлов пиролизного горения.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Использование технологии пиролиза имеет как преимущества, так и недостатки. Основными плюсами котлов длительного горения пиролизного типа являются:

Фото 6: Автоматический бытовой газогенераторный котел

Помимо рассмотренных нами плюсов, они обладают и рядом недостатков. Давайте остановимся на них поподробнее:

Подробнее об отопительных приборах пиролизного типа, их преимуществах и недостатках смотрите в видео:

Вернуться к оглавлению

Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Процесс установки, монтажа и обвязки пиролизного котла имеет свои особенности. Соблюдение всех нюансов, позволит обеспечить долгий срок службы отопительного прибора, а также обезопасить его владельцев. Технология пиролизного горения вносит ряд особенностей в монтаж котлов:

Фото 7: Дровяной пиролизный котел с теплоаккумуляторомВернуться к оглавлению Заключение

В заключении хочется сказать, что пиролизные котлы, хоть и имеют высокую стоимость, но обладают рядом существенных преимуществ. Если ваш бюджет позволяет вам приобрести отопительный прибор данного типа, то вы уж точно не разочаруетесь. Эти устройства стоят своих денег, благо сейчас, на российском рынке, появились сравнительно недорогие пиролизные котлы отечественного производства.

Пиролизный котел длительного горения на дровах

Эффективный пиролизный котел длительного горения на дровах в большинстве российских регионов считается оптимальным выбором. Прибор можно устанавливать в местах, где нет возможности подключиться к магистральному газу либо наблюдаются проблемы со стабильной подачей электроэнергии, а используемое сырье — более доступный вид топлива (в отличие от пеллет).

Как появились пиролизные котлы длительного горения на дровах

Отопительные агрегаты подобного типа — относительно новое изобретение. Сначала пиролизный процесс стал применяться в промышленности. Использовать энергию горючих газов для бытовых целей начали не сразу. Только в 2000 г. в Вильнюсе проектировщик Эдмунтас Штропайтис запатентовал новую систему отопления, ставшую самой продвинутой.

Это был пиролизный котел, в котором сгорание топлива и выделившихся из него газов происходит раздельно. Причем сырье расходуется без остатка, а в обратном дымоходе практически отсутствует выхлопные пары.

Разновидности оборудования

Пиролизные твердотопливные котлы бывают нескольких типов.

Приборы классифицируют по виду сырья:

  1. Дровяные агрегаты. В них можно засыпать до 20% другого твердого топлива. Но делать это постоянно не рекомендуется, поскольку при сгорании угля образуется шлак, который сложно убрать.
  2. Комбинированные. Котлы могут работать на угле (в основном используется бурый) в сочетании с дровами. Но также применяется каменный, есть возможность установить специальную пеллетную горелку.

В комбинированных моделях по стандарту предусмотрены 2 камеры, размешенные друг над другом.

Устройство отопительных приборов пиролизного типа

В котлах с принудительной подачей воздуха есть 2 отсека, которые расположены по-разному. В первую камеру загружают твердое топливо. Доступ кислорода дозируется. Сначала он нужен, чтобы началось горение, затем подается в минимальном количестве, чтобы поддерживать тление сырья. В ходе процесса выделяются пиролизные газы, которые поступают во вторую камеру. Там осуществляется их дожиг, в большом количестве выделяется тепло. Его хватит, чтобы обеспечить обогрев частного дома.

В котлах с принудительной подачей кислорода основными элементами считаются:

  1. Топочная камера для твердого сырья.
  2. Вентилятор, с помощью которого нагнетается воздух (общий объем последнего делится на 2 потока).
  3. Вторичный отсек для пиролизных газов, который находится под топочной камерой.
  4. Специальная форсунка, расположенная между отделами. Она делается из огнеупорного состава, который по своим характеристикам близок к шамотному кирпичу.

Существуют котлы с естественной подачей кислорода. Топочная камера располагается в нижней части агрегата, а отсек дожига находится над ней. Воздух в отделы поступает естественным образом через заслонки. Последние помогают регулировать и подачу кислорода.

Технические характеристики

Основные сведения о котлах с водяным контуром указаны в документации, которую прилагает производитель. Однако на рынке есть самодельные приборы, параметры которых нигде не зафиксированы. При наличии навыков каждый владелец дома теоретически сможет сделать оборудование своими руками, если найдет соответствующий материал (листовой металл, шамотный кирпич) и температурные датчики. Но эффективность работы и уровень безопасности у аппаратов будут ниже, чем у заводских изделий.

В пиролизных котлах КПД, по сравнению с другими моделями, относительно невысок и составляет 87-90%.

Но при этом они отличаются эффективностью, поскольку топливо сгорает практически полностью, с минимальным количеством отходов: 1 закладки дров достаточно минимум на 8-12 часов.

Принцип работы

В основе функционирования агрегатов — пиролиз, т.е. процесс, происходящий при температуре +270…+700°C. Он характеризуется выделением большого количества тепла, за счет которого топливо дополнительно подсушивается, что способствует полному его сгоранию.

При работе выделяются газы. Их сжигание тоже позволяет получить тепловую энергию. При этом они активно взаимодействуют с углеродом, что исключает образование вредных примесей.

В дальнейшем смешивание кислорода с пиролизным паром при необходимой температуре приводит к сгоранию последнего для получения тепловой энергии.

На выходе дым содержит только водяной пар и углекислый газ, выбросы оксида углерода в атмосферу снижаются.

Преимущества и недостатки

У котлов такого типа есть свои преимущества и недостатки.

Из основных достоинств выделяют:

Кроме того, пиролиз — это процесс, который легче поддается автоматизации, чем стандартное горение. Это означает, что и повысить безопасность работы оборудования проще.

Среди недостатков пользователи отмечают высокую цену по сравнению с другими твердотопливными котлами. Кроме того, пиролизные аппараты отличаются сложной конструкцией и габаритами. Весят приборы на 30-35% больше, чем классические модели на газе и других видах сырья.

Рейтинг лучших пиролизных котлов

Качественные агрегаты выпускают российские и зарубежные производители. Среди отечественных марок популярна компания «Гейзер». Котлы бренда изготавливаются с применением современных технологий.

В модельный ряд входят приборы мощностью от 10 до 60-100 кВт. Оборудование работает на дровах, угле и брикетах. КПД большинства агрегатов составляет 85-87%. Гарантия на оборудование предоставляется на 2 года. Все модели относятся к категории энергонезависимых. Для бытового использования подходят Гейзер ВП-6 и ВП- 15.

Из отечественного оборудования популярны напольные одноконтурные аппараты «Буржуй-К Эксклюзив». Они применяются и в жилых помещениях (не только хозяйственных) благодаря эстетичному внешнему виду. В линейке представлены 3 модели — мощностью в 12, 24 и 32 кВт. Они так и маркируются — например, «Буржуй-К Эксклюзив-12».

Из импортных котлов лучшей считается немецкая серия Buderus Logano S171 W. В модельный ряд входят приборы разной мощности, которые предназначены для частных домов, могут работать автономно или в связке с газовыми или электрическими агрегатами.

Особенности установки

Учитывая что пиролизные котлы отличаются большими размерами, для монтажа оборудования лучше подобрать соответствующее помещение. Некоторые модели, компактных размеров и с декоративной отделкой, можно ставить в жилых комнатах (при условии достаточной площади). Но в большинстве случаев рекомендуется устанавливать аппараты в подвале или на кухне — только не рядом с газовой плитой.

Должны соблюдаться нормативы в отношении расстояния до стен и других объектов — не менее 1 м. Кроме того, к котлу обеспечивается свободный доступ для загрузки топлива, осмотра корпуса, ремонта и т.д.

В помещении пол и стены отделываются с применением негорючих материалов. Под массивные агрегаты приходится делать бетонные основания. Дополнительно обустраивают качественную вентиляцию, дымоход.

Критерии выбора

На качестве котла экономить не надо, поскольку от этого напрямую зависят и эффективность работы прибора, и безопасность его эксплуатации.

Основные критерии выбора:

  1. Мощность оборудования.
  2. КПД. Этот показатель у качественных моделей составляет 87-90%. Особой разницы между ними нет, но при других равных условиях лучше выбирать более высокий коэффициент.
  3. Масса и габариты. Они влияют на то, где аппарат будет установлен.
  4. Материал, из которого сделан корпус. Во многих моделях последний изготавливают из котловой стали — достаточно толстой и выдерживающей высокие температуры. Она уступает по прочности чугуну, увеличивающему вес аппарата. Кроме того, стальной корпус лучше переносит механические деформации, его проще отремонтировать. Чугун, несмотря на прочность, считается хрупким металлом, поэтому просто заделать трещины не получится.

Многие владельцы домов приобретают одноконтурные модели. Они используются в связке с бойлером. В двухконтурных тяжело обеспечить одновременно и отопление, и ГВС. По своей эффективности они уступают первым.

Как правильно выбрать мощность котла

Нужно исходить из того, что для дома с высотой потолков до 3 м на каждые 10 кв.м площади нужен 1 кВт мощности. Но это не означает, что прибор на 15 кВт сможет обогревать помещение в 150 кв.м. Требуется учитывать теплопотери.

Последние зависят от вставленных в окна стеклопакетов, материалов стен и даже климатических условий. В основном при выборе дополнительно закладывают 10-15%, а в регионах с суровыми зимами — до 20% мощности. Специалист поможет сделать более точный расчет показателя.

Устройство и принцип работы

По усложнению технического и конструктивного исполнения котельного оборудования и расширению его функциональных возможностей. В каждом сегменте отопительных агрегатов сегодня представлены пиролизные модели, версии, поддерживающие контуры горячего водоснабжения (ГВС), и системы длительного горения. Совершенно очевидно, что существуют и комбинированные котлы, объединяющие в себе весь перечень идей для такого рода оборудования. На практике пиролизный котел длительного горения с водяным контуром дает ряд преимуществ рядовым владельцам дач и загородных домов, которые стремятся комплексно обеспечить тепло и горячую воду.

Оборудование

A Типовая конструкция состоит из двух камер сгорания, теплообменника и зольника. Это базовый набор функциональных элементов, обеспечивающих процесс загрузки топлива, теплоносителя и сбора продуктов сгорания. В противном случае, в зависимости от модификации, сборка устройства может меняться с ориентацией в определенном дополнении. Например, при желании можно интегрировать конденсатор, представляющий собой резервуар с теплоизоляцией.Накапливает тепловую энергию для последующего возврата водяного контура.

A Обязательной частью технической инфраструктуры системы является дымоход котла. Это нагнетание продуктов сгорания газа, для которого характерна тяга - то есть скорость выведения дыма. С помощью специальной заслонки-заслонки можно регулировать ширину дымохода, который соединен с пиролизным котлом длительного горения. Отзывы говорят, что очень важно соблюдать баланс в регулировании объема дымоудаления.Дело в том, что для котлов с длительным горением характерен длительный и динамичный процесс, поэтому в течение всего сеанса может потребоваться многократная регулировка пропускной способности. Баланс требует, чтобы воздушная масса не «ходила» в дымоходе, а выхлопные газы стабильно выводились наружу.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов.Посадка семян в открытый грунт - простой и удобный метод, но он эффективен только в определенных климатических зонах. I ...

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска. Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска - лакокрасочный материал, который ...

Принцип работы пиролизной системы

Концепция пиролизных нагревательных устройств довольно проста, но на практике дает значительное преимущество в виде повышенной эффективности .Для начала стоит подчеркнуть отличие конструкции таких котлов от технических устройств обычных монолитных систем. Как уже было сказано выше, котел имеет две топочные камеры - это особенность оборудования. Один выполняет традиционную задачу по организации пространства для сжигания топлива, а второй обеспечивает эффект пиролиза. Что это такое? Если первая камера извлекает энергию, например, непосредственно из древесины, второй технологический газ выделяется во время начального горения. В отличие от первой стадии сгорания, процесс пиролиза включает смешивание кислорода для повышения эффективности накопления тепловой энергии.По сути, реализуется принцип двойной обработки одной и той же партии топлива, что, несомненно, положительно сказывается на экономии и повышении КПД котла.

Принцип работы системы длительного горения

В отличие от системы пиролиза идея поддержания длительного горения не требует кардинального изменения конструкции установки. Однако изменения в параметрах. Первый такой котел оборудован большой камерой сгорания.То есть в комбинированном варианте сжигание дров может быть массивным отсеком, а дожигание газов - небольшой прилегающей топкой. Например, если у обычных котлов есть камера размером 30-50 см, концепция длительного горения потребует использования вставок не менее 60 см. Что еще более важно, устройство и принцип работы пиролизных котлов руководствуются широкой сферой регулирования процесса горения. Это достигается с помощью функциональной, а иногда и автоматизированной системы задвижки, т.е.е. регулятор пропускной способности дымохода. Этот механизм отвечает за интенсивность горения за счет уменьшения или увеличения объема поступления кислорода. К достоинствам этой системы можно отнести возможность рационального расхода тепла от одной стены и отсутствие необходимости частого обновления топливного материала.

Организация водогрейного котла

Инфраструктура подготовки горячей воды в оборудовании образована тремя компонентами - теплообменником, бойлером и каналами циркуляции.В теплообменнике происходит прямой нагрев воды за счет тепловой энергии, которая вырабатывается в процессе сгорания. Кстати, использование бойлера специально для функции ГВС на некоторых системах с автоматическим управлением позволяет сразу после доведения температуры воды до нужного режима отключить оборудование. Готовая к употреблению вода либо направляется в котел, либо с контуров к потребителям. Современный твердотопливный котел с водяным контуром и водонагревателем позволяет вмещать около 30-50 литров горячей воды для различных применений.Если вам требуется хранилище большей емкости, вам следует изначально выбрать отдельные котлы, не входящие в единую конструкцию котла, и соединить их через каналы связи. Этот резервуар может вмещать до 200 литров, а промышленная модель - порядка 500 литров

Производительность

Непосредственно количество тепла определяется мощностью котла. Начальная планка 3-5 кВт. Такой повышенной мощности достаточно для небольших помещений - например, вилл.Для использования оборудования в системе отопления дома рекомендуется делать такой расчет - 1 кВт на 10 м2. Итак, моделей мощностью 20 кВт хватило бы на обслуживание дома площадью 200 м2. Важный параметр в расходе топлива, от которого будет зависеть энергоэффективность агрегата. Средний пиролизный котел длительного горения с водяным контуром на дровах расходует в час порядка 1-10 кг. потребление зависит от мощности и, в свою очередь, будет определять периодичность загрузки новой дровяной кладки.Также значимым параметром является диаметр дымохода, определяющий границы пропускной способности отходящих газов - это значение от 13 до 20см.

Типы агрегатов в материале

Имеет большое значение с точки зрения эксплуатационной надежности и теплоотдачи. , материал теплообменника. Итак, чугун - самый прочный металл для изготовления этой функциональной детали - можно сказать, что это фундамент котла. Он не подвержен коррозии, устойчив к механическим воздействиям, способен выдерживать высокие термические нагрузки, однако резкие колебания температуры могут вызвать растрескивание, что приведет к развитию ржавчины.Чугун прямой конкуренции - это сталь. Благодаря пластичности такие сплавы могут использоваться в условиях резких перепадов температур, но пиролизный котел длительного горения с водяным контуром в процессе способствует выделению конденсата, что приводит к риску возникновения коррозии даже в условиях эксплуатации в штатном режиме. . Бывают котлы с медными теплообменниками, которые отличаются хорошей проводимостью и без риска образования ржавчины. Но с точки зрения надежности и долговечности медь наиболее проигрышное решение.

Виды по видам топлива

Большинство пиролизных котлов работают на древесине. Этот топливный материал позволяет производить двойную переработку сырья с выделением большого количества тепловой энергии за счет древесного газа. По этой причине эти агрегаты называются газогенераторными котлами вне зависимости от возможности использования других видов топлива.

В качестве альтернативы вы можете рассмотреть комбинированную систему на электричестве или чистом газообразном топливе. Но в этом случае перейти на эти режимы работы эффекта пиролиза не получится.Кстати, даже в штатном котле пиролиза дров предусмотрена возможность питания от сетей 220 или 380 В. Источник питания, необходимый для обслуживания блока управления или вентиляционной установки, способствует такому же эффекту пиролиза путем впрыска кислород.

Производители

Среди зарубежных производителей теплового оборудования такие компании, как Buderus и Atmos. Этот бренд производит высококачественные и долговечные блоки для домашнего и промышленного применения. Пользователи этого оборудования характеризуются функциональностью, современностью и надежностью.В производственном секторе России твердотопливные котлы с водяным контуром представляют компании «Буржуй» и «Печкин». В любом случае инженеры этих компаний демонстрируют наиболее удачные разработки, некоторые из которых выполнены по европейским стандартам качества.

Цена вопроса

Стоимость котлов с пиролитическим эффектом на базовом уровне превосходит стандартные модели твердотопливных агрегатов из-за сложной конструкции. Минимальный уровень цен может находиться в пределах 10-15 тыс. Руб. Это оборудование мощностью до 10 кВт встречается в тех же коллекциях производителей «Печка» и «Буржуй».В линейке Buderus цена пиролизных котлов намного выше - порядка 100-150 тысяч за счет увеличения мощности (до 100 кВт), и с увеличением габаритов моделей.

Комплектующие и надстройки для котлов

Сегодня все больше разработчиков отопительного оборудования обращаются к системам автоматизации, которые позволяют идентифицировать пользователя в процессе проектирования. В частности, газовые котлы могут быть дополнены системой регулирования температуры, панелями программирования, датчиками тепла и влажности, таймерами и т. Д.

Что касается проектных решений, необходимо наличие сантехнической арматуры для поддержки водяных контуров - уплотнений, фитингов, переходников и других расходных материалов. Для более тщательного контроля работы оборудования параметры работы могут помешать организации системы подачи воздуха для более эффективного сгорания топлива. Технически эту функцию выполняет чугунная решетка для котлов, уложенная над поддувалом в специальной нише. Выбирая конструкцию по нужному параметру с отверстиями соответствующего размера, можно обеспечить тот или иной уровень интенсивности горения.В качестве дополнения вы можете приобрести и вышеупомянутый котел - в зависимости от потребностей его выбранного размера и мощности.

Как выбрать лучший пиролизный котел?

Оптимальный выбор может быть другим. Для решения отечественной задачи стоит ориентироваться на функциональную и эргономичную модель - маломощную от тех же российских компаний. Они должны быть простыми в использовании и практичными в обслуживании. К тому же цена на пиролизные котлы будет подниматься для среднего домовладельца или отдыхающего - в пределах 15-20 тысяч это достойный вариант.Однако для промышленного типа важнее мощность и долговечность агрегатов. И этот выбор лучше сделать в пользу таких продюсерских компаний, как Buderus.

Заключение

Сложность конструкции котлов пиролизного действия обуславливает не только такие положительные эксплуатационные свойства оборудования, как высокий КПД. Пользователь должен быть готов к переходу на новую систему подачи топлива и регулирования процесса горения. Кроме того, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром требует более тщательного ухода.Некоторые модели избавляют владельцев от чистки зольников, преимущество есть, но поломка двойной камеры сгорания или перенастройка воздуховода потребуют выполнения гораздо более важных мероприятий. Особого внимания к обслуживанию потребуют также водяные контуры с водонагревателем.

.

Устройство и принцип работы

По мере того, как технико-строительные характеристики котельного оборудования расширяются и его функциональные возможности. В каждом сегменте отопительных агрегатов сегодня представлены пиролизные модели, версии с поддержкой контуров горячего водоснабжения (ГВС), а также системы с возможностью длительного горения. Очевидно, что существуют и комбинированные котлы, сочетающие в себе весь перечень современных идей для такого рода оборудования. На практике пиролизный котел длительного горения с водяным контуром дает массу преимуществ рядовым владельцам дач и загородных домов, стремящихся обеспечить себя теплом и горячей водой.

Устройство котла

Типовая конструкция включает две топочные камеры, теплообменник и зольник. Это базовый набор функциональных элементов, обеспечивающих процессы загрузки топлива, подогрев водовода и сбор продуктов сгорания. В остальном, в зависимости от модификации, устройство агрегата может быть изменено с ориентацией на определенные функциональные дополнения. Например, можно дополнительно интегрировать конденсатор, представляющий собой теплоизоляционный бак. В нем накапливается тепловая энергия для последующего возврата в водяной контур.

Обязательная часть технической инфраструктуры котла - дымоходная система. Это канал отвода продуктов сгорания газа, работа которого характеризуется тягой - то есть скоростью отвода дыма. С помощью специальной заслонки-заслонки можно регулировать мощность дымохода, к которому подключается пиролизный котел длительного горения. В отзывах отмечается, что очень важно соблюдать баланс в регулировании дымоудаления.Дело в том, что котлы с длительным сгоранием топлива характеризуются длительным и динамичным процессом работы, поэтому в течение всего сеанса может потребоваться многократная регулировка пропускной способности канала. Соблюдение требуется для того, чтобы воздушные массы не «ходили» по дымоходу, а выхлопные газы торчали наружу.

Принцип работы пиролизной системы

Концепция пиролизных нагревательных устройств довольно проста, но на практике дает значительное преимущество в виде увеличения КПД.Для начала стоит подчеркнуть отличие конструкции таких котлов от технического устройства обычных твердотопливных систем. Как было сказано выше, в котле две камеры сгорания - это особенность оборудования. Один выполняет традиционную задачу по организации места для сжигания топлива, а второй просто обеспечивает эффект пиролиза. Что это такое? Если первая камера извлекает энергию, например, непосредственно из древесины, то вторая перерабатывает газ, выделяющийся при первичном сгорании.В отличие от первой стадии сгорания, процесс пиролиза включает смешивание кислорода для повышения эффективности аккумулирования тепловой энергии. По сути, реализуется принцип двойной обработки одной и той же партии топлива, что, несомненно, положительно сказывается на экономичности и производительности котла.

Принцип работы систем длительного горения

В отличие от системы пиролиза, идея поддержания длительного горения не требует кардинального изменения конструкции агрегата.Однако есть изменения в параметрах. В первую очередь такой котел оснащен большой камерой сгорания. То есть в комбинированном варианте сжигание дров можно проводить в массивном отсеке, а дожиг газов - в небольшой соседней топке. Например, если обычные котлы имеют размер камеры 30-50 см, концепция длительного горения потребует использования топок не менее 60 см. Что еще более важно, устройство и принцип работы пиролизных котлов ориентированы на широкие возможности регулирования процесса горения.Это достигается за счет более функциональной, а иногда и автоматизированной грифельной системы, то есть регулятора пропускной способности дымохода. Этот механизм отвечает за интенсивность горения за счет уменьшения или увеличения количества поступающего кислорода. К достоинствам этой системы можно отнести возможность рационального расхода тепла от одной кладки и отсутствие необходимости частой замены топливного материала.

ГВС в котле

Инфраструктура оборудования для приготовления горячей воды сформирована с помощью трех компонентов - теплообменника, бойлера и циркуляционных каналов.В теплообменнике происходит прямой нагрев воды под действием тепловой энергии, которая вырабатывается при сгорании топлива. Кстати, использование бойлера специально для функции ГВС в некоторых системах с автоматическим управлением дает возможность выключить оборудование сразу после регулировки температуры воды на нужный режим. Готовая вода направляется либо в котел, либо напрямую потребителям. Современный твердотопливный котел с водяным контуром и бойлером позволяет вмещать около 30-50 литров горячей воды для самых разных нужд.Если требуется более вместительное хранилище, то необходимо с самого начала подбирать отдельные котлы, которые не являются частью единой конструкции котла, а связаны через свои каналы связи. Такой бак может вмещать до 200 литров, а промышленные модели - около 500 литров.

Тактико-технические характеристики оборудования

Непосредственно по тепловому объему определяется мощность котла. Стартовая тарелка соответствует 3-5 кВт. Этого показателя вместимости достаточно для обслуживания небольших помещений - например, коттеджей.Для использования оборудования в системе отопления дома рекомендуется сделать такой расчет - 1 кВт на 10 м2. Итак, модели на 20 кВт хватит для обслуживания дома площадью 200 м2. Немаловажен также параметр расхода топлива, от которого будет зависеть энергоэффективность агрегата. Средний пиролизный котел длительного горения с водяным контуром на дровах потребляет в час порядка 1-10 кг. Объем потребления просто зависит от мощности и, в свою очередь, будет определять периодичность загрузки новых деревянных сцеплений.Также немаловажным параметром является диаметр дымохода, определяющий пределы пропускной способности отходящих газов - это значение от 13 до 20 см.

Виды агрегатов по материалу

Большое значение, с точки зрения эксплуатационной надежности и надежности. теплопередача, имеет теплообменный материал. Таким образом, самым прочным металлом для изготовления этой функциональной детали считается чугун - можно сказать, основа бо

.

что такое, виды, принцип работы

Проблема отопления - одна из самых сложных задач, стоящих перед владельцами загородных домов. Обойтись без вопросов организации системы отопления не получится - жить в неотапливаемом помещении зимой невозможно. Резкие перепады температуры быстро сделают ненужным весь обрезок. Также значительно сокращает срок эксплуатации постройки. Оптимальное решение для отопления - организация отопительной системы водяного отопления, где по трубам и радиаторам циркулирует теплоноситель.Основная проблема - подобрать теплогенератор, или котел, преобразующий внешние источники энергии в тепло. Исходя из особенностей климата и наличия энергии, все большую популярность сейчас приобретают агрегаты длительного горения, в частности верхние котлы, работающие на твердом топливе. Что это такое, рассмотрим следующее.

Какой хороший котел длительного горения?

Традиционно в частных домах устанавливаются газовые котлы. Однако не во всех местах есть трассы с этим топливом.К тому же подключение отдельных газовых линий при наличии трассы потребует серьезных затрат.

Если добавить к этим расходам обязательную процедуру согласования, создание проектов, полностью отвечающих всем требованиям, то процесс установки котла только отпугивает владельцев. Особенно если есть достойная альтернатива.

Казалось бы, если нет возможности установить газовый котел, то всегда можно купить электрический. Выбор такого оборудования немалый.Котлы имеют высокий КПД, легкие в регулировке, количестве систем управления, а также оснащены системой автоматического управления. Однако все эти преимущества становятся недостатками, когда владельцы начинают задумываться о стоимости электроэнергии. Обычная семья легко разоряется от такого отопления. Кроме того, в деревнях, удаленных от районных и городских центров, напряжение не особо качественное - можно наблюдать сильные колебания. А владелец электрокотла ставит себя в зависимость от качества и стабильности электроснабжения.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов. Посадка семян в открытый грунт - простой и удобный метод, но он эффективен только в определенных климатических зонах. I ...

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска.Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска - лакокрасочный материал, из ...

С постоянным развитием технологий в тень ушли традиционные методы отопления домов дровами и другим твердым топливом. Но древесина - это хороший источник энергии, к тому же возобновляемый. Дров для отопления сейчас нет. Вы можете использовать древесину, которую домовладельцы готовят сами, или покупать ее. Также многие деревообрабатывающие компании продают отходы.

Но печка есть не во всех домах. Да, он эффективен и благодаря своей конструкции хорошо сохраняет тепло. Достаточно хорошо, чтобы залить духовку и обеспечить теплый дом на весь день. Но есть один нюанс: а как быть с циркуляцией теплоносителя по контурам системы отопления? Ведь если просто поддерживать горение в топке, это будет большой расход топлива. Решить эту проблему можно с помощью твердотопливных котлов верхнего горения.

Благодаря особой конструкции этого устройства, основанной на физико-химических свойствах твердого топлива, дрова можно загружать один раз в течение 12-15 часов.Некоторые модели могут работать и больше за одну загрузку.

Преимущество котла длительного горения с верхним горением в том, что, помимо древесины, можно использовать ряд других материалов. Используется все, что горит - это могут быть брикеты из отходов деревообрабатывающей промышленности, а также уголь или торф. Также сейчас в качестве источника энергии особой популярностью пользуется т.н. евровуд.

Принцип работы

Как работают обычные твердотопливные печи, известно всем.Уложите в топку топливные брикеты или уголь. Снизу камеры поступает поток воздуха, необходимый для процесса. Уровень интенсивности горения в этом случае ограничивается только количеством кислорода.

Это обыкновенный костер, заключенный в металлический кожух, требующий постоянной подливки топлива. Продукты горения напрямую выводятся в дымоход - эта система имеет множество хитросплетений и лабиринтов. Это улучшает передачу тепла и увеличивает эффективность.Однако это не увеличивает общую энергоэффективность. Термическое разложение древесины - это быстрый процесс, после которого образуется масса отходов, а в атмосферу выбрасывается неиспользованная энергия. Эта энергия получается за счет особых характеристик древесины, которые, в свою очередь, обусловлены биохимическим составом. Когда древесина нагревается, она не только окисляется до угля, но также выделяет углекислый газ и угарный газ. Высокие температуры приводят к синтезу летучих соединений на основе углеводорода.Эти соединения имеют сложную химическую формулу. Сами по себе газы - отличное топливо, которое в обычной печке никуда не денется.

Пиролиз

Процесс, при котором древесина разлагается на газы, называется пиролизом. Температура горения и теплопередача намного выше, чем при обычном горении. При этом процессы окисления древесины настолько глубоки, что после пиролиза не остается отходов. В атмосферу уходит только пар и углекислый газ.

Следовательно, мы имеем гораздо более рациональное использование древесного топлива, минимизируя процесс открытого сжигания.Необходимо добиться выбросов, которые являются источниками тепла. На основе этих принципов и работают котлы верхнего горения и пиролизные установки. Вот об этом, тогда и поговорим.

Типы котлов длительного горения

На древесине устанавливаются твердотопливные агрегаты двух типов:

Оба варианта дают возможность получить качественную автономную систему отопления.

Котлы верхнего горения: характеристики

В обычных котлах, а также топках и каминах топливо сжигается снизу вверх.Это можно объяснить физическими процессами при горении. Эта схема неэффективна. В таких агрегатах этот недостаток полностью устранен. В чем особенность котла длительного горения с верхним горением? Это метод преобразования энергии. Итак, топливо не горит снизу и сверху. Воздух подается сверху и непосредственно в зону горения, а не снизу через специальную решетку. Это энергонезависимые источники тепла - и это плюс таких систем. Но они цикличны. Вкладка Burn, другую добавить нельзя.Камера сгорания таких котлов достаточно большая. Внизу топливо не сгорает - ему нужно дождаться своей очереди. По мере горения активируется верхний слой и нижний. Воздух подается сверху через специальные каналы или диффузоры. Эти каналы - горячее дно. Воздух из верхней части топки постепенно опускается вниз. Из-за тепла он быстрее вступит в реакцию с твердым топливом. Это обеспечивает высокий КПД котлов верхнего сгорания.

Распределитель воздуха в камере сгорания может двигаться - он может подниматься во время закладки топлива.Когда он начинает процесс горения, он полагается на топливо. Так что кислород попадет только в зону горения. Есть только тление, а продукты сгорания попадают только в верхнюю часть. Там они разделены массивным металлическим диском. Затем эти газы добавляются к воздуху, и продукты сгорают. А произведенное тепло попадает в теплообменник.

Эти системы часто имеют цилиндрическую форму. Однако есть и прямоугольные модели. Камера сгорания, как уже говорилось, довольно просторная, что достигается за счет максимальной продолжительности процесса сгорания.Цилиндрическая форма делает устройство компактным и экономит место.

Преимущества

Котлы с верхним сжиганием топлива достаточно прочны и надежны. За счет постепенного распределения нагрузки в зоне горения в сторону нисходящего корпуса котел нагревается до температуры более 400 градусов. За счет более простой конструкции такие системы безопаснее газовых или электрических.

Часто эти агрегаты рассчитаны на разные виды твердого топлива. Это могут быть дрова, уголь, торф, различные горючие смеси, пеллеты, отходы древесного производства.Процесс горения может длиться до 5 дней в зависимости от конструкции. Если вы используете дрова, одной загрузки котла верхнего горения хватит на 8-30 часов.

Недостатки

К недостаткам данной техники можно отнести требовательность и придирчивость к качеству топлива. Если заставить агрегат работать на необработанном дереве, то его эффективность значительно снизится. Оптимальный уровень влажности топлива для твердотопливных котлов длительного горения с верхним горением составляет 13-20%. Если вы используете больше сырого продукта, котел будет производить намного меньше тепла.Кроме того, в этой ситуации устройство может даже умереть. К тому же, если сжечь в котле, из сырых дров будет выделяться много копоти и золы. Периодически нужна чистка и топки, и дымохода. Также к недостаткам можно отнести необходимость ручной загрузки.

Пиролиз

Здесь мы используем несколько иной принцип. Механизм основан на разделении топлива на пиролизный газ и кокс. Эта проблема решается за счет малой интенсивности горения. Топливо горит и тлеет.В результате получается газ, который горит, соединяется с кислородом.

Почему не стена?

Верхняя загрузка котла длительного горения осуществляется только на открытом воздухе. Вес слишком велик для крепления на стене. Но конструктивно - это самый обычный твердотопливный котел. Мощность зависит от пункта назначения. Техника может не только обогревать помещения, но и нагревать воду. Теплообменник может быть проточным или использоваться как емкости для накопления. Теплообменник стальной и чугунный.

Котел из чугуна менее подвержен коррозии.Это очень важная особенность. На стенках камеры появляется конденсат, а это довольно агрессивная среда. Чугунные котлы изготавливаются секциями. Это значительно упрощает процесс транспортировки.

Если?

Возможно изготовление котла верхнего горения и своими руками, и из подручных средств. Для этого потребуется двухсотлитровая бочка, труба и канал. Итак, в бочке нарезается верхняя часть, а края выравниваются. Сверху отверстие. Он вставляется в трубу, направленную вверх.Это заставляет клапан регулировать поток воздуха. Самый сложный этап - регулирование. Труба не должна быть слишком низкой, иначе процесс горения будет быстрым. Если оснастить такую ​​конструкцию специальным грузом, через который топливо будет оседать медленно, а также подвижной системой распределения воздуха, можно получить очень эффективную система. Одна вкладка будет гореть 20 часов.

Заключение

Котлы верхнего сгорания на твердом топливе - это отличный и экономичный способ обеспечить дом теплом.Цена на это тепло будет очень доступной. Стоимость нового агрегата этого типа начинается от 50 тысяч рублей, что вполне приемлемо.

.

Ничего не найдено для En Wp Content Uploads 2015 12 Pyrolysis_Article Pdf

IPEC - компания с более чем 10-летним опытом работы с органическими отходами. Сфера его деятельности - переработка органических отходов разного типа с регенерацией жидкого топлива, биоугля и газа. В 2012 году компания вошла в Индустриальную группу «Безопасные технологии».

Специалисты IPEC совместно с персоналом Safe Technologies разработали и изготовили установку пиролитического термического разложения на производственной базе Safe Technologies (цех СТ-Арсенал).

Оборудование предназначено для переработки органических отходов любого типа: нефтешламов, пластмасс, резины, полиэтилена и др.

Процесс основан на принципе пиролиза, то есть термической деструкции в условиях дефицита кислорода. Оборудование отличается более глубокой переработкой и более высокой экологической безопасностью по сравнению с существующими аналогами. Завод не производит загрязняющих выбросов.

Установка термического разложения

эффективна при переработке отходов бурения и нефтешламов.Переработка покрышек и резиносодержащих отходов также демонстрирует высокую эффективность вложений, так как используется бесчисленное количество сырья. Также возможна переработка пластмасс и других углеводородных материалов на установке пиролитического термического разложения.

.

Пиролиз угля низкого ранга: от исследований к практике

2.2.1. Реакции при пиролизе LRC

Считается, что химические реакции при пиролизе LRC представляют собой серию сложных последовательных и параллельных свободнорадикальных реакций [22]. Он включает образование радикальных фрагментов в результате термического разложения органических макромолекул и образование летучих веществ и остатков (кокса или угля) в результате реакций между радикальными фрагментами [23].

Обычно реакции во время пиролиза происходят из-за термической нестабильности структур.Термостабильность органической структуры во многом определяется энергией связи между атомами. Обычно термостабильность углеводородов снижается следующим образом: конденсированные ароматические соединения> ароматические соединения> циклические углеводороды> олефины> алканы. И это также подходит для пиролиза LRC [24]. Более того, из-за сопряженной структуры структуры ароматических гетероатомов (таких как сера, азот и кислород) намного более термостабильны, чем алифатические. Также сообщается, что прогресс дробления LRC более значительный, чем более высокий класс угля [25, 26].Нестабильные структуры в макромолекулах гомолитического LRC расщепляются на радикалы, и при стабилизации этих радикалов образуются небольшие молекулы, в то время как стабильные структуры, связанные с конденсированными продуктами, остаются в угле или коксе. Из-за сложности органического строения не существует универсальных или точных моделей для описания реакций при пиролизе LRC. Но с учетом множества исследований, типы реакций пиролиза следующие:

Помимо реакций, перечисленных выше, существуют также реакции, такие как перенос водорода, реакции перегруппировки и сшивания, для окончательной стабилизации свободных радикалов.

2.2.2. Процесс пиролиза и образование продуктов

Из-за разнообразия термостабильности органической структуры в LRC процесс пиролиза в основном определяется температурой. С повышением температуры степень термического крекинга органических макромолекул в LRC увеличивается, и одновременно изменяется состав продуктов пиролиза.

Как правило, основные углеводородные структуры в LRC ниже 300 ° C претерпевают незначительные изменения. Но нековалентные связи в LRC диссоциируют и улетучиваются.Саксена [28] подытожил, что реакции пиролиза начинаются с разрыва слабых связей. Из-за минимального количества энергии, необходимого для преодоления энергии связи C C, основные реакции пиролиза не начнутся, пока температура не достигнет около 400 ° C. Гуан [29] исследовал выход и свойства продуктов пиролиза лигнита (Хуолиньхэ, Китай) при температуре ниже 400 ° C. Было обнаружено, что летучий конденсат представлял собой бесцветную и прозрачную воду с очень низким значением химической потребности в кислороде (ХПК), летучим фенолом и аммиачным азотом при температуре пиролиза ниже 200 ° C.Но когда температура выше 250 ° C, в конденсатах, очевидно, обнаруживаются органические вещества, и их содержание увеличивается с повышением температуры пиролиза. Конденсаты, образующиеся при температуре выше 350 ° C, представляют собой смесь с масляным и водным слоем. Анализируя структуру поверхности твердых остатков при температуре ниже 200 ° C, явных изменений фенольных гидроксильных и карбоксильных групп на поверхности не наблюдалось. Когда температура выше 250 ° C, несмотря на изменение основных углеводородных структур, некоторые нестабильные функциональные группы и боковые цепи, такие как карбоксильная, алифатическая боковая цепь и структура простого эфира, начинают трескаться и разлагаться.Что касается органических веществ в конденсатах, очевидно, что обнаруживаются алканы, олефины, ароматические соединения и фенолы. Между тем, из-за низкой термостабильности карбоксила и карбоксилата он разлагается на CO 2 при температуре около 250 ° C.

В процессе пиролиза LRC основная стадия образования летучих органических соединений составляет 350–600 ° C. Когда температура поднимается выше 350 ° C, связи полиметиленового или эфирного кислорода, боковой цепи или функциональной группы, содержащей гетероатом, очевидно, повреждаются под действием тепла, и некоторые гидроароматические кольца начинают дегидрироваться.В результате образуются высокореакционные фрагменты и радикалы. Затем радикалы могут быть стабилизированы переносом водорода, перегруппировками, реакциями сшивания, реакциями конденсации или захватом водорода путем столкновения с другими фрагментами или радикалами. И первичные продукты, которые непосредственно образуются из макромолекул, будут вторично реагировать во время удаления летучих веществ. Zhan et al. [30] исследовали механизм начального термического разложения, связанного с пиролизом суббитуминозного угля, с помощью молекулярно-динамического моделирования.Результаты расчетов показали, что первичные реакции разложения суббитуминозной модели Хэтчера [27] начинались с внутримолекулярных изменений, таких как разрыв нестабильных связей C C и C O. Castro-Marcanoet al. [31] использовали поле реактивных сил ReaxFF для моделирования пиролиза на крупномасштабной молекулярной модели угля [32]. Было обнаружено, что пиролиз в основном инициируется высвобождением гидроксильных групп и дегидрированием гидроароматических структур с последующим разрушением гетероатомсодержащих поперечных связей.Дальнейший анализ моделирования ReaxFF показывает, что арильные и алкильные связи C S слабее, чем связи арила и алкила C C. Следовательно, разрыв связей C S приводит к более обширной фрагментации, ведущей к большему количеству алифатических и ароматических структур. Ли и др. [33] обсуждали механизм модельного соединения на основе угля (анизол, фенилэтиловый эфир и п-метиланизол) путем обнаружения реагентов, радикалов и продуктов с помощью времяпролетной масс-спектрометрии с однофотонной ионизацией в вакууме и ультрафиолетом.Было обнаружено, что гомолитический разрыв связи PhO C был первой стадией радикальной реакции, в то время как β – H был важным фактором для нерадикальных реакций.

Тромп [34] и Миура [23] считают, что, как показано на рисунке 1а, реакции первичного удаления летучих веществ являются очень быстрыми реакциями, которые состоят из реакций образования радикалов, реакций полимеризации-конденсации, реакций рекомбинации радикалов, реакций присоединения водорода и т. Д. ., и последующие вторичные газофазные реакции представляют собой реакции разложения летучих продуктов, образующихся в ходе первичных реакций.А частицы полукокса образуются в результате реакций полимеризации и конденсации. Но с помощью недавних исследований, особенно радикалов в продуктах пиролиза и мгновенного пиролиза LRC, невозможно наблюдать удаление летучих веществ целой частицы угля и отсутствие образования полукокса. Wu et al. [35] измерили количество свободных радикалов в некоторых пиролитических гольцах LRC при различных температурах (350–600 ° C) методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Выяснилось, что радикалы существуют и в геральдике. Лю [36] полагает, что часть структуры угля будет рекомбинирована одновременно с удалением летучих веществ.Во время рекомбинации ковалентные связи по-прежнему растрескиваются, образуя более мелкие молекулы и конденсирующиеся в виде углей (как показано на рисунке 1b). Что касается смол, He et al. [37] исследовали реакционную способность смол быстрого пиролиза и обнаружили, что смолы содержат высокие концентрации радикалов и обладают высокой реакционной способностью при температурах выше 400 ° C с образованием большего количества радикалов и образованием кокса. Таким образом, увеличивается содержание тяжелых компонентов, что снижает качество смол.

Рисунок 1.

Модель механизма пиролиза угля.а) модель Тромпа; (б) модифицированная модель Лю.

В процессе пиролиза и удаления летучих веществ как физические, так и химические свойства остатков пиролиза также меняются в зависимости от температуры. Что касается твердых пиролитических остатков LRC, типичные изменения касаются содержания кислорода и структуры пор. Что касается неслеживающегося угля (такого как бурый уголь), то они почти наследуют основные структуры каркаса сырого угля во время пиролиза. Ву [38] изучал эволюцию свойств пиролитических твердых остатков лигнита Hesigewula (Внутренняя Моголия, Китай) в зависимости от температуры (75–550 ° C).Как показано на рис. 2а, содержание углерода в твердом остатке увеличивается с повышением температуры, в то время как содержание кислорода резко уменьшается. Уменьшение содержания кислорода в основном происходит за счет разложения кислородсодержащих функциональных групп и кристаллической воды минералов. Как правило, термостабильность кислородсодержащей функциональной группы снижается по мере того, как кислородное гетероциклическое кольцо> гидроксил> карбонил> карбоксил> метоксил. При термическом разложении кислородсодержащих функциональных групп образуется кислородсодержащий газ, такой как H 2 O, CO, CO 2 и COS.А в процессе конденсации H 2 O будет сжижаться вместе со смолами. И пиролиз, и удаление летучих веществ усиливают структуру пор в твердых пиролитических остатках. Как показано на рисунке 2b, площадь поверхности и объем пор, очевидно, увеличиваются после 400 ° C. Более высокая температура будет дополнительно способствовать дегидрированию и конденсации ароматических ядер. Но что касается угля со свойством слеживания, частицы угля будут размягчаться и плавиться с образованием коллоидов вместе с трехфазным газом-жидкостью-твердым веществом во время процесса пиролиза.При удалении летучих коллоидов набухают и, наконец, затвердевают в виде полукокса или кокса [39].

Рис. 2.

Эволюция элементного состава и свойств пористой структуры в процессе пиролитического твердого остатка. а) элементный состав; (б) свойства структуры пор.

В общем, пиролиз LRC можно описать как процесс термостаблизации, сопровождающийся выделением термосонестабильных веществ. Продукты пиролиза и их источники приведены в таблице 3.

, C n H m (легкие углеводороды)
Продукты Источник Процесс
Смола Диссоциативные органические соединения, боковые цепи, органические звенья, соединенные слабыми связями4 Дистилляция + пиролиз
CO 2 Карбоксил и карбонаты Разложение карбоксильных и карбонатных минералов
CO (<500 ° C) Карбонил, эфир CO 500 ° C) Кислородные гетероциклические кольца Реакции раскрытия кольца
H 2 O Влага, гидроксил, кристаллическая вода минералов Испарение, дегидроксилирование, разложение минералов CH 60
Алифатические или другие ифатическая боковая цепь Деалкилирование и термокрекинг
H 2 Гидроароматика Дегидрирование и конденсация
Кокс или кокс Пиролиз Твердые остатки и ПАУ 5 Конденсация твердых остатков и ПАУ Таблица 3.

Продукты и их основной источник при пиролизе LRC.

.

% PDF-1.3 % 117 0 объект > endobj xref 117 40 0000000016 00000 н. 0000001151 00000 н. 0000002064 00000 н. 0000002282 00000 н. 0000002544 00000 н. 0000002920 00000 н. 0000003156 00000 п. 0000003386 00000 н. 0000004194 00000 н. 0000004750 00000 н. 0000004802 00000 н. 0000005026 00000 н. 0000005067 00000 н. 0000005090 00000 н. 0000007423 00000 п. 0000007446 00000 н. 0000010249 00000 п. 0000010272 00000 п. 0000013011 00000 п. 0000013034 00000 п. 0000015749 00000 п. 0000015772 00000 п. 0000018042 00000 п. 0000018065 00000 п. 0000020381 00000 п. 0000020404 00000 п. 0000022803 00000 п. 0000022826 00000 п. 0000025293 00000 п. 0000037583 00000 п. 0000073042 00000 п. 0000100626 00000 н. 0000100766 00000 н. 0000100913 00000 н. 0000103591 00000 н. 0000122285 00000 н. 0000154081 00000 н. 0000161958 00000 н. 0000001261 ​​00000 н. 0000002042 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 118 0 объект > endobj 155 0 объект > ручей Hb``f``ysAX, -X = @ KC LZTF0V:] adмAjKcC; N

.

Смотрите также