Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Пиролизные котлы отопления: виды, устройство, обзор лучших производителей

Содержание

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:

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

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

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

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

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.

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:

  • возможность получения дополнительной тепловой энергии, поскольку сырье сгорает практически полностью, а газы отличаются высокой температурой;
  • отсутствие большого количества сажи и вредных веществ, которые часто возникают при работе твердотопливных котлов;
  • длительный период работы на 1 загрузке;
  • регулирование мощности оборудования.

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.

Пиролизный котел в быту, или когда цена на газ не имеет значения / Хабр

Можно ли построить систему отопления собственного жилища без газовой трубы так, чтобы это было комфортно, не утомительно и даже увлекательно? И что может получиться, если приправить всё это информационными технологиями?
Давайте вместе в этом разберемся.

Немного теории

Системы отопления (СО) с твердотопливным котлом (ТТК) – это системы периодического действия, в которых котел генерирует тепло только когда в нем есть топливо. В этой связи, владельцы ТТК, рано или поздно, обзаводятся теплоаккумуляторами, которые накапливают излишек тепла, генерируемый в процессе работы ТТК и отдают его дому уже после того как топливо в котле закончилось.

ТТК принято делить на классические (колосниковые) и пиролизные (газогенераторные). Классический вариант подразумевает обыкновенное сгорание топлива с выделением тепла. Твердотопливные пиролизные котлы отличаются тем, что топливо и горючий газ, выделяемый при его горении, сжигаются раздельно. Это обеспечивает более высокий КПД, широкий диапазон мощности, простоту требований к дымоходу.

Под «обыкновенным сгоранием топлива» подразумевается, что топливо в таких котлах сгорает в камере загрузки, где одновременно идут все те же процессы что и при пиролизе древесины. По этой причине в классических (колосниковый) котлах нет возможности получить качественное (полное) сгорание топлива. В результате неполного сгорания топлива на теплообменнике котла оседают деготь, смолы, (продукты пиролиза), сажа, зола и образуется теплоизолирующий слой, что в свою очередь вынуждает котел щедро делится, вырабатываемым теплом с окружающей средой.

Как преимущество классических котлов иногда указывают то, что в них, якобы, можно сжигать дрова с высокой влажностью, но как по мне, топить сырыми дровами – себя не уважать.

Не важно, в каком котле, пиролизном или традиционном, дрова, прежде чем начать давать тепло, должны пройти начальные стадии пиролиза, а именно нагрев и испарение влаги. Значит если мы используем для отопления дрова с влажностью 20% (это на 10 кг. сухих дров вылить сверху 2 литра воды), то есть пятая часть по весу в них балласт, на нагрев и испарение которого также придется потратить часть топлива, которая уже не будет использовано для отопление дома.

Если уж быть абсолютно точным, то топливо не горит «напрямую», горят газообразные продукты пиролиза. Это означает, что прежде чем дрова начнут гореть, то есть окислятся кислородом воздуха с выделением тепла, они должны быть нагреты до температуры испарения влаги в них, после этого должен пройти сам процесс испарения этой влаги, а уже потом начнется собственно пиролиз и горение пиролизных газов. Причем, процессы первой и второй стадии идут с поглощением тепла, так необходимого для пиролиза самой древесины, без которого не будет и самого процесса горения.

Мой выбор

Если после прочитанного, вы уже не планируете топить сырыми дровами, то исходя из своего жизненного опыта, я бы рекомендовал именно пиролизный котел.

До этого, у меня уже был двухлетний опыт эксплуатации шахтного колосникового котла KALVIS–2-70. Из выявленных недостатков отмечу, что его теплообменник невозможно было почистить от осевших на нем смол без предварительного разогрева до температуры выше 60°С. В конечном итоге, осознав все технологические изъяны этой конструкции, я решил обратиться к специалистам для её радикальной переделки. В результате этой глубокой модернизации я и стал обладателем пиролизного котла.

Установка

Котел лучше располагать в специально отведенном для него помещении, так как я еще не встречал котлов, которые не дымят в помещении при догрузке топливом (а мой, к тому же, иногда дымит еще и по причине несовершенства конструкции).
Кроме того котлы обычно комплектуются дымососом или вентилятором наддува, которые обычно, довольно прилично шумят. Остальные механизмы управления узлами СО (циркуляционные насосы, приводы воздушных заслонок, заслонка дымохода и шаровые краны с электроприводами) работают почти бесшумно.

Кроме прочего, нужно учитывать, котел для своей работы потребует большого притока воздуха в то помещение, в котором он находится, что станет причиной возникновения холодных сквозняков. Из всего выше сказанного, котел лучше располагать в отдельном помещении в теле дома.

Дымоход у меня расположен вертикально без изгибов и является частью внутренней стены дома, и во время работы котла дополнительно излучает тепло в дом.

Так как котел – это агрегат, в котором генерируемое тепло передается теплоносителю воде, то на его поверхности нет «раскаленных» частей, так как он не нагревается выше температуры кипения воды. Кроме того водяная рубашка снаружи, обычно защищена кожухом, температура которой редко превышает 30 — 35 град.

Заготовка дров и не только.

Основным видом топлива для пиролизного котла является древесина.

Годятся любые дрова: хвойные, лиственные, сосновые, дубовые, березовые и т.д. Все они имеют примерно одинаковую теплотворную способность. Твердые породы, такие как дуб, имеют теплотворную способность выше, но они и стоят дороже, так что гонятся за ними я особого смысла не вижу. Для заготовки отлично подходит любое мертвое дерево, упавшее или сухостой. Главное, что бы дрова были не сырые и не дорогие, лучше лично заготовленные, и для кошелька и для здоровья полезнее (можно запросто сэкономить на абонемент в фитнес-клуб). Отчасти потому, что при покупке на стороне трудно соблюсти все выше перечисленные условия, я и не люблю покупать дрова. Мне как-то в первый отопительный сезон привезли машину дров из лесхоза, так их остатки весной выпустили побеги и укоренились у меня во дворе. С тех пор, дрова заготавливаю только самостоятельно.

Кроме дров пиролизный котел с удовольствием потребляет солому, пеллету, стружку, торфяные брикеты и обычный торф, сортированные бытовые отходы (бумага, пластик, упаковка, все кроме ПВХ) и все это приправленное отработанным маслом или любыми другими отходами жидких углеводородов.

Но лучшим топливом для котла может стать автомобильная покрышка. Теплотворная способность автомобильной покрышки значительно превышает теплотворную способность лучших пород древесины и составляет 32 ГДж/т. Сравнится с ней может, разве что, теплотворная способность высококачественного угля. Ко всему этому покрышка имеет нулевую влажность, что тоже является положительным моментом. Ну а если у кого-то еще есть сомнения в том, что покрышка может довольно прилично гореть, можете глянуть на выходящие газы из моей трубы и на огонь в пиролизной камере.

Газы от сжигаемых покрышек
Огонь горящих покрышек
Так выглядят, подготовленные к загрузке в котел, автомобильные шины
То, что не только я расцениваю шину как прекрасное топливо, можно оценить по количеству
объявлений, которые предлагают металлокорд, остающийся после ее сжигания. Экологические нормы и их нарушение

Также должен акцентировать внимание на том, что ни в ком случае не призываю к повсеместному сжиганию автомобильных шин в домашних отопительных агрегатах. Живя в обществе среди людей, обустраивая свой быт, мы не должны причинять неудобства своим соседям, в том числе наши действия не должны нарушать законодательства государств, гражданами которых мы являемся.

Шина как топливо упоминается мною в этой статье только как частный удачный опыт, который стал возможен после основательной модернизации серийного бытового котла, при условии постоянного пристального контроля за процессом горения через видеокамеру и оперативного управления.

Для обеспечения пожарной безопасности в котельной я на ее потолке разместил два автоматических порошковых огнетушителя типа Буран 2,5 и автономный датчик дыма.

Розжиг

Котел легче разжечь небольшим количеством дров (такая закладка осуществляется через нижнее окно загрузи дров), но при желании можно запустить котел и с полной загрузкой (для такой загрузки используется верхнее окно загрузки дров).

При запуске с полной загрузкой разжигаю котел через пиролизную горелку с помощью заранее вставленного в нее фитиля из гофрокартона (вид сверху на пиролизную горелку через нижнее окно загрузки топлива). Также облегчает розжиг небольшое количество отработанного моторного масла и мелкие дровяные щепки.

Продукты сгорания

Пиролизную камеру котла (он же зольник), чистить приходится каждый раз после отопительного цикла (примерно 10 – 12 часов непрерывной работы), так как объем ее ограничен, а пиролизным газам все же нужно где-то гореть.Теплообменники котла я стараюсь чистить через отопительный цикл, то есть примерно два раза в месяц, так как от степени их чистоты зависит эффективность отбора тепла сгенерированного в пиролизной камере. Обычно, после одного цикла отопления остается ведро золы и почти чистый металлокорд от шин. И зола и металлокорд, как оказалось, являются ценным продуктом для дальнейшего использования.

Продуктами полного сгорания топлива ТТК являются углекислый газ, вода и зола. Вот именно водяной пар и окрашивает дым в белый цвет на непрогретом дымоходе. Продуктом неполного сгорания топлива ТТК может стать сажа. Значительное ее количество может окрашивать дым в черный цвет, а незначительное, в смеси с водяным паром, в различные оттенки серого.

Конструкция котла

На фронтальной стороне моего котла расположены три дверцы:

  • Верхняя дверца нужна для того, чтобы увеличить объем разовой загрузки. Чем больше за один раз удается загрузить дров, тем реже приходится это делать.
  • Средняя дверца нужна для обслуживания котла (чистка от золы, подготовка к новой растопке), через самую верхнюю дверцу этого просто невозможно сделать. За ней находится камера загрузки.Внешний вид камеры загрузки Эта камера ещё называется газогенераторной, так как именно в ней и происходит процесс пиролиза дров.
  • За нижней дверцей находится камера сгорания пиролизных газов.Некоторые подробности про расположение камеры сгоранияКамера сгорания (камера дожига) расположена под камерой загрузки топлива для того, чтобы локализовать определенный объем топлива участвующего в процессе горения. То есть, в пиролизном котле горят только те дрова, которые находятся в зоне охвата воздушных заслонок (это ниже средней дверцы и немного на высоте самой средней дверцы), остальное топливо — просто запас, который по мере выгорания опускается в зону горения. Если же пиролизную камеру расположить сверху, а топливо поджигать снизу, то пламя подымаясь снизу вверх по дровам будет пиролизовать все топливо сразу и вместо горения мы получим много дыма и как следствие смолистые вещества на теплообменнике.

Воздух на топливо в моем ТТК подается через три воздушные заслонки в разные зоны котла, что дает возможность получить наиболее эффективное сгорание топлива.

Наличие 3-х воздушных заслонок, графика температуры в дымоходе и видеокамеры в пиролизной камере позволяет минимизировать тепловые потери и получить наиболее эффективное сгорание не только различных видов древесины, но и более калорийного топлива, такого как сортированные бытовые отходы и изношенные автомобильные шины.

Немного теории

Обычно в ТТ пиролизные котлы воздух подается в строгом заранее спроектированном соотношении без учета особенности топлива, его фактической влажности и стадий, которые оно проходит по мере его выгорания в котле. Это приводит к тому, что иногда воздуха вполне достаточно для эффективного сгорания проектного топлива (к примеру сосновых дров), но чаще воздуха либо меньше чем нужно, (и тогда продукты неполного сгорания топлива конденсируются на теплообменнике ТТК в виде дегтя), либо больше чем нужно (и тогда лишний воздух не участвующий в процессе горения остужает теплообменник, и уносит в атмосферу драгоценное тепло которое сгенерировал ТТК).

Мой котел, как и большинство пиролизных котлов, родился с одной заслонкой (сейчас она средняя по высоте, она же и основная). Заслонка расположена на фронтальной части котла, ниже нижней двери загрузки топлива.

Воздух через нее подается на топливо, расположенное, над горелкой и охватывает примерно 100 см3 дров. Это тот объем топлива, который участвует в основном процессе горения. Этот же объем топлива формирует угольную подушку, на которой воспламеняются пиролизные газы.

Верхняя заслонка расположена под обшивкой, выше нижней двери загрузки топлива. Она появилась уже позже, в ее задачу входит формирование дополнительного объема пиролизных газов, уже после того как топливо расположенное в зоне охвата средней заслонкой прошло с первой по третью стадии пиролиза, и уже не выделяет в достаточном количестве горючих газов, по отношению к подаваемому через нее (среднюю заслонку) объему воздуха.

Верхняя заслонка
Нижняя заслонка появилась уже последней по причине необходимости подачи дополнительного объема воздуха при сжигании более калорийного топлива, чем дрова, к примеру, автомобильная шина. Расположена нижняя заслонка над дверью камеры сгорания и подает дополнительный воздух в камеру сгорания.Средняя и нижняя заслонки
В качестве приводов для этих заслонок используются недорогие, но вполне пригодные для этой цели сервомашинки MG996R 15кг.

Система отопления

Обычно, счастливые обладатели ТТК, проходят естественные стадии эволюции:

  1. Приобретение котла и познание первой радость от тепла, принесенного им в дом. Кормят его маленькими порциями дров, кормят часто и с удовольствием.
  2. Потом пытаются растянуть время между кормежкой. Потом пытаются экспериментировать с различными видами корма: топят исключительно дубом, акацией, и даже редким в наших краях, углем.
  3. В конце концов, приходит понимание, что «котел существует для меня», а не «я для котла».
  4. После этого владелец котла начинает подыскивать в доме место под теплоаккумулятор (ТА).

Мне повезло больше чем остальным, еще в процессе проектирования дома я спланировал себе место под ТА, благополучно миновав эту начальную стадию.

В качестве теплоаккумулятора можно использовать любую емкость, которая выдержит давление в Вашей СО (у меня оно не превышает 1,5 кг/см2), либо сделать ТА косвенного нагрева (водяной контур такого ТА обменивается теплом с контуром котла через дополнительный теплообменник), тогда его будет легче вписать в пространство комнаты. Здесь можно подробнее ознакомится с моим.

Необходимо также учитывать, что температура воды в ТА нередко доходит до 94°С, поэтому материал из которого изготовлен ТА и труба подводящая в него теплоноситель должны выдерживать эти температуры.

Теплоаккумулятор не обязательно ставить в котельной рядом с ТТК (даже лучше за ее пределами), монтировать его можно в любом удобном для Вас помещении дома (можно даже так).

Также пришлось приобрести Ладдомат 21, хотя вполне можно было обойтись трехходовым смесительным клапаном и циркуляционным насосом контура котла.

Понадобились так же термостатические смесительные клапаны для контура теплого пола и контура радиаторов, хотя жизнь в последствии показала, что радиаторы в СО с ТТК и ТА бессмысленны.

Оказался не лишним в СО с ТТК и бойлер косвенного нагрева, ну и дальше уже по мелочи: расширительный бак, кран шаровый с электроприводом контура ТА, контура котла и контура бойлера. Насосы циркуляционные для контуров бойлера косвенного нагрева, теплых полов и радиаторов.

Легенда

1. Заслонка подачи воздуха

2. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R

3. Датчик температуры воды на входе в котел ( температура обратки) — ds18b20

4. Привод заслонки дымохода

5. Дымосос

6. Датчик температуры дыма — (ТХА)

7. Кран шаровый с электроприводом контура котла

8. Датчик температуры воды на выходе из котла ( температура подачи) — ds18b20

9. Насос циркуляционный контура котла, входящий в состав Ладдомат 21

10. Датчик температуры воды нижней части ТА №1 — ds18b20

11. Теплоаккумулятор №1 — 4м3

12. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №1 — ds18b20

13. Кран шаровый с электроприводом контура ТА

14. Расширительный бак

15. Насос циркуляционный бойлера косвенного нагрева

16. Вход системы водоснабжения

17. Бойлер косвенного нагрева

18. Термостатический смесительный клапан контура радиаторов

19. Радиаторы отопления

20. Насосы циркуляционные контура теплых полов и контура радиаторов

21. Теплый пол

22. Термостатический смесительный клапан контура теплого пола

23. Датчик температуры воды нижней части ТА №2- ds18b20

24. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №2 — ds18b20

25. Кран шаровый подпитки водой системы отопления

26. Теплоаккумулятор №2 (косвенного нагрева) — 4м3

27. Показания температуры с устройства «Комнатный термостат».

28. Показания температуры с устройства «Шлагбаум»

Автоматика

По мере эксплуатации своей СО постепенно пришло понимание, что система, в том виде в котором она родилась, имела существенные недоработки.

Оказалось, что системах отопления на базе ТТК + ТА, есть смысл соблюсти ряд условий:

  1. Стремится отправлять в ТА только излишек тепла от ТТК.
  2. Отсекать ТТК от остальной системы отопления (СО) после прекращения им генерации тепла, так как после выгорание топлива нем, ТТК из генератора тепла превращается в его потребителя и начинает высасывать ранее запасенное тепло из ТА.

Поначалу приходилось вручную подключать ТТК к СО во время запуска и так же вручную его отключать от нее. Вручную делить тепловые потоки как в начале запуска ТТК, так и уже в процессе работы котла, когда формируется избыток тепла. К тому же штатный регулятор воздушной заслонки был слишком инерционен и не справлялся с поставленными перед ним задачами.

И тогда некоторые свои простые функции по управлению котлом было решено переложить на хрупкие плечи автоматики. Использование электронного блока управления (БУ), избавило меня от выполнения множества рутинных операций. Также, попутно, БУ справляется с такой тривиальной задачей как, защита ТТК от перегрева, то есть делает то, что делают подавляющее большинство фабричных БУ ТТ котлов.

Мой первый блок управления ТТК был далёк от совершенства.

Принципиальная схема

Каждый раз, когда мне нужно было подправить или изменить логику работы СО у меня пухла голова когда я смотрел на эту схему и пытался понять как же она работает.

В конце концов, при участии добрых людей, БУ приобрел тот вид, который он имеет сегодня, а также столь необходимый для меня функционал.

На экране в графическом виде отображается текущее состояние основных узлов СО, которые необходимо контролировать. При этом экран не перегружен информацией, и она легко читается.

Дополнительную информацию о том, какое оборудование в данный момент задействовано блоком управления можно получить от светодиодов блока реле.

Схемотехника

БУ моего котла собран на базе модуля Arduino Mega 2560. Выбор пал на Ардуино, потому что широко распространено, легко доступно, хорошо документировано, в сети множество уроков по его программированию, огромное дружелюбное интернет-сообщество, которое поможет, подскажет, научит.

Именно Ардуино позволяет реализовать функционал Вашего устройства, ограниченный лишь Вашей фантазией. К примеру, Ваш БУ зимой может управлять ТТК, но достаточно сменить в нем прошивку и подключить разъем силовых устройств к другой группе, и он станет управлять системой полива Вашего приусадебного участка или, к примеру, теплицей. С фабричным БУ ТТК таких фокусов не проделаешь.

Список элементов блока управления1. Arduino Mega 2560
2. Arduino Ethernet Shield W5100
3. Графический дисплей QC12864B
4. 4-канальный реле модуль – 2 шт.
5. DC-DC конвертер понижающий 4…38В в 1.25…32В для питания блока реле и дисплея.
6. DC-DC конвертер понижающий 4.5…28 В в 0.8…20 В 3А на MP1584 для отдельного питания «бутерброда» Arduino Mega 2560 + Arduino Ethernet Shield W5100
7. Цифровой усилитель термопары MAX31855
8. Термопара ТХА
9. Датчик температуры Dallas DS18B20 – 4 шт.
10. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R
11. Резистор металлопленочный 4.7 кОм

Для питания БУ используется 12 вольтовый аккумулятор, который в свою очередь подключён к инвертору (600Вт). Он же обеспечивает работоспособность циркуляционных насосов СО.

Программное обеспечение

Мой блок управления котла, подключён к облачному сервису, это позволяет удаленно контролировать состояние системы, и при необходимости, так же удаленно, вносить корректировки в работу котла и системы отопления в целом. Зачем спрашивается удаленный контроль системы отопления и в частности удаленный контроль за работой ТТК? Полагаю, что только очень смелый человек может себе позволить оставить работающий котёл только под присмотром БУ стоимостью чуть больше 100 долларов. Я же приобрел уверенность в необходимости удаленного контроля, по мере приобретения своего личного восьмилетнего опыта эксплуатации ТТК.

Этот сервис предоставляет чрезвычайно полезную возможность графического представления данных с температурных датчиков, расположенных в ключевых точках СО, что в свою очередь не только дает представление о текущем статическом состоянии СО, но и о динамике развития происходящих там процессов. Так в частности данные полученные из вкладки «Графики» дают представление о текущем состоянии СО, корректность работы отдельных ее составляющих в соответствии заданной БУ программой, и в отличие от данных полученных с монитора БУ, дают представление о динамике этих данных, скорость изменения и направления движения (рост или понижение), что особенно важно в момент пороговых (критических) значений температур.

Произошла ли подпитка ТТК холодной водой из ТА или нет, мы можем удаленно, оперативно отследить на графике «Котел вход», а имела ли эта подпитка ожидаемый результат по защите котла от перегрева можем отследить на графике «Котел выход». Если же ожидаемого снижения температуры воды на входе/выходе из котла не произошло, значит по какой-то причине не открылся кран контура ТА и владельцу котла нужно принять адекватные меры по защите ТТК.

Так же данные полученные с этих графиков позволяю оперативно заметить и устранить ошибки котельщика допущенные при управление котлом.

В частности, благодаря графику «Дымовая труба» я вовремя заметил, что забыл вернуть в рабочее положение распределительную заслонку, которая направляет продукты сгорания топлива минуя теплообменник котла в дымоход (обычно ее переводят в такое положение при догрузке топлива, для снижения дымления в помещение), что в свою очередь привело к забросу температуры в дымоходе выше 250°С.

Графики работы Ладдомата

Противофазное поведение температур на графиках «Котел выход» и «Котел вход» обусловлено особенностями работы такого узла СО как Ладдомат 21 (на схеме обозначен № 9). Дело в том, что в его обязанность входить обеспечение поддержания температуры теплоносителя (в нашем случае вода) на входе в котел выше 55°С. Эта функция обеспечивается термостатическим клапаном, который входит в состав Ладдомат 21.

Так как система ТТК + Ладдомат 21 достаточна инерционна, то мы и наблюдаем на графике противофазное колебание температур. Такое колебание температур, на графиках «Котел выход» и «Котел вход» свидетельствует о нормальной работе СО в целом.

Графики работы теплообменника

По достижении пороговой температуры на выходе из котла выше 85°С. БУ ТТК дает команду на открытие шарового крана (№13), при этом горячая вода поступает уже не только в отопительные приборы дома (теплый пол и радиаторы), но и в ТА (№12), при этом холодная вода выходящая из ТА поступает на вход в ТТК, что в свою очередь приводит к снижению температуры на выходе из котла. Другими словами, всё избыточное тепло направляется в теплоаккумулятор.

Графики защиты от перегрева

Если обычной меры (подпитки котла водой из ТА) оказалось не достаточной и температура на выходе из котла продолжает расти, то БУ ТТК даёт команду на закрытие воздушных заслонок и заслонки дымохода. Это позволяет снизить мощность котла и нормализовать температуру воды на его выходе. Таким образом происходит защита котла от перегрева.

Графики ручного регулирование воздушных заслонок

График температуры в дымовой трубе, дает представление о стадии в которой находится ТТК (розжиг, активный пиролиз или выгорание остатка топлива) и в совокупности с видео, получаемым из пиролизной камеры, позволяет сделать вывод о состоянии пиролизной камеры и при необходимости удаленно (через сайт) откорректировать положение воздушных заслонок управляющих качеством сгорания топлива.

Так к примеру через 85 минут после запуска котла, уменьшилось выделение пиролизных газов в зоне охвата средней воздушной заслонкой, что привело к снижению температуры дыма. После смены положение заслонок, верхней — с 0% на 48% и средней — с 100% на 50% (где 0 – полностью закрыта, 100% — полностью открыта) температура дымовых газов снова выросла.

Графики начала активной стадии пиролиза
На этой части графика отображено начало активной стадии пиролиза шины, это видно по стремительному росту температуры дыма и температуры теплоносителя на выходе из котла, и как следствие увеличичение мощности котла. В этот момент нужно откорректировать положение воздушный заслонок на период активной стадии пиролиза шины.
График дымохода

Глядя на этот график можно сделать вывод, что продолжительность работы котла составила примерно 20 часов 30 минут. После розжига котел перешел в активный режим (температура дыма более 110°С) примерно через 30 минут поджога дров. Еще через 30 минут температура дыма перешла границу 135°С и котел перешел в режим свободной тяги (БУ отключил дымосос и открыл заслонку дымохода). Далее котел работал на максимальной своей мощности, примерно, до 14 часов 30 минут (в это время, скорее всего, была произведена догрузка котла топливом).

В таком режиме котел доработал до 5 часов утра следующего дня и при понижении температуры в дымоходе ниже 110 град. БУ ТТК перевел котел в спящий режим (отключил циркуляционный насос («Ладдомат 21»), №9, закрыл шаровый кран контура котла №7, выключил дымосос №5, закрыл заслонку дымососа №4, открыл кран шаровый контура ТА №13).

Далее БУ снабжал дом теплом из ТА. У меня всего два ТА, каждый объемом, примерно по 4 м3. Разряжал я их поочередно, тепла накопленного в них мне хватило примерно на пять дней.

Таким образом, графики во вкладке «История» дают возможность анализировать работу всей системы за уже прошедшие периоды и прогнозировать очередной запуск ТТК в соответствии с потребностями жильцов дома. Кроме того, такой взгляд со стороны даёт понимание для дальнейшего совершенствования системы отопления.

Заключение

Иногда у меня спрашивают, почему я выбрал дровяное отопление? Я отвечаю, мне просто повезло что у меня не было рядом газовой трубы. Теперь я счастливый человек, я не знаю, сколько стоит «газ для населения», не принимаю участия в обсуждении тарифов за отопление, меня просто это не беспокоит.

Справится ли женщина или подросток с твердотопливным котлом? Думаю, да, особенно если не будет другой альтернативы. Справлялись ведь как-то раньше, пока не развилась всеобщая «газовая зависимость».

Справляются и сейчас в далеко не бедных странах, к примеру, Германии или Испании.

К слову сказать, я как-то, на всякий случай (ну там болезнь одолеет, или откровенно лень будет) установил дополнительно к ТТК еще и электрокотел на 45кВт, но за 6 лет я включал его только один раз, когда проверял после монтажа.

Мои хорошие знакомые, беспокоясь обо мне, иногда спрашивают: «Не в тягость ли тебе вся это возня? Не возникало ли желания бросить всё и переехать туда, где есть центральное отопление?». Так вот, не в тягость, наоборот, для меня это очень увлекательное занятие для реализации своих творческих потребностей. Я, видите ли, пою ужасно, танцую плохо, картины вовсе не пишу, чем спрашивается еще можно скрасить долгие зимние вечера?

Пиролизные котлы для отопления частного дома своими руками: чертежи и видео

Содержание статьи:

Одним из решений проблемы обогрева дома могут стать пиролизные котлы отопления на твердом топливе — эффективные в работе и неприхотливые в эксплуатации. Однако высокая стоимость отопительных устройств заводского изготовления заставляет потенциального покупателя задуматься: а не попробовать ли самому сделать пиролизный котел? Для работящего человека с техническими навыками это вполне по силам. Наша статья поможет понять, как происходит процесс горения в пиролизном котле для отопления частного дома, из каких материалов его можно смонтировать и как подключить к отопительной системе.

Особенности пиролизных отопительных устройств

Пиролизный котел служит генератором тепла в домашней системе отопления

Главным отличием пиролизного твердотопливного котла отопления (газогенераторного) считается особый принцип горения топлива. Если в обычных котлах дрова или уголь просто горят открытым пламенем, то здесь процесс разделен на два этапа:

  1. Топливо загружают в топочную камеру и разжигают огонь. Когда температура превысит 400 °С, начинается процесс пиролиза — медленного тления топлива при недостатке кислорода. При этом выделяется тепло, дым и пиролизный газ, в состав которого входит окись углерода и различные углеводороды.
  2. Для перевода котла в рабочий режим закрывают заслонку прямой тяги и включают вентилятор. Газообразные продукты пиролиза вытесняются струей первичного воздуха в камеру сгорания, где они обогащаются кислородом от подачи подогретого вторичного воздуха. Смесь пиролизных газов и взвешенных частиц полностью сгорает и отдает свою тепловую энергию встроенному в котел теплообменнику.

Насколько экономичны и удобны пиролизные котлы отопления, подтверждают отзывы пользователей. Теперь им больше не нужно вставать по ночам, чтобы подбросить дровишек. Загруженная в котел очередная порция топлива будет потихоньку тлеть с вечера до позднего утра. Эффективность сгорания такова, что золы почти не остается, а из дымохода идет лишь легкий прозрачный дымок.

Для нормального протекания процесса пиролиза котел должен быть оборудован вентилятором, поэтому необходимо, чтобы электроснабжение в доме было бесперебойным.

Требования к самодельным пиролизным котлам

Схематическое устройство пиролизного котла

Для того чтобы пиролизный котел отопления, изготовленный своими руками, превзошел по эффективности обычный твердотопливный котел, его конструкция должна отвечать строгим требованиям:

  • температура в топке должна быть оптимальной (600–700 °С), поскольку именно в этих условиях происходит наиболее качественное выделение продуктов пиролиза;
  • регулирование мощности горения не должно существенно снижать КПД;
  • котел отопления должен быть пригоден для длительного непрерывного сжигания топлива;
  • корпус камеры сгорания пиролизных газов должен быть устойчив к коррозии и способен выдерживать температуру выше 1200 °С.

Желательно также, чтобы в конструкции котла была предусмотрена камера для предварительного подсушивания древесного сырья.

Технические характеристики, которыми должен обладать самодельный пиролизный котел для отопления частного дома:

Технические параметры

 

 Ед. изм.  Для небольших домов

 

 Для коттеджей
Мощность кВт 15–25 35–50
КПД % 80 85
Максимальное рабочее давление бар 1,8–2,0 3,0–4,5
Макс. площадь отопления м² до 200 до 500
Объем воды в теплообменнике л 18–25 40–65
Объем топки л 70–100 200–300

Использование самодельного отопительного устройства иногда бывает рискованным, поскольку при неправильно отрегулированном процессе горения может произойти так называемый «хлопок» — взрыв пиролизного газа.

Топливо для пиролизных котлов

Древесина обладает наилучшей способностью образовывать газообразные горючие смеси в процессе пиролиза

Из всех видов топлива для пиролизного процесса лучше подходят дрова и различные древесные отходы. Кроме этого, в пиролизных котлах для отопления частного дома можно сжигать также уголь или торф, но эффективность будет несколько меньше.

Толщина поленьев не имеет большого значения, а их длина ограничивается только габаритами топочной камеры. Главное условие — чтобы среди них не попадалась гниль и труха. Если кроме дров использовать для сжигания опилки и стружку, их объем не должен превышать 1/3 часть от общей загрузки топлива.

Древесное топливо должно быть сухим, влажностью не более 20–25%. В противном случае его сгорание будет неполным, теплоотдача снизится, а дымовая труба забьется сажей и дегтем.

Пиролизный котел своими руками

Один из вариантов конструкции отопительного котла, развивающего мощность 45 кВт

Чтобы сделать котел отопления пиролизный твердотопливный, самодеятельному мастеру придется для начала изучить доступную информацию по этому вопросу.

В рамках нашей статьи мы в состоянии дать только общие рекомендации, а подробные чертежи можно поискать в интернете. Полезно также заглянуть на форумы, где специалисты обмениваются мнениями.

По их отзывам, пиролизные котлы отопления делать своими руками все же обойдется дешевле, чем покупать фирменные.

Мощность пиролизного котла определяют несколько факторов, и главные среди них: общие габариты изделия, объем камеры горения и высота подачи первичного воздуха.

Любую готовую схему системы отопления с пиролизным котлом нужно будет доработать с учетом конкретных условий своего жилища.

Материалы и технология изготовления

Высокую температуру горения пиролизного газа может выдержать только огнеупорный кирпич

Для изготовления пиролизного котла отопления своими руками понадобится:

  • электросварочный аппарат и хороший запас электродов;
  • «болгарка» и к ней не менее 20 отрезных кругов;
  • сталь 4мм, 3 листа 1,25×2,5 м;
  • сталь 2 мм, один лист;
  • труба 57 мм общей длиной 8 м;
  • шамотный кирпич, 12—14 шт.;
  • и еще некоторые мелкие детали.

Раскроить металл и выполнить сварочные работы — задача не из легких. Если нет возможности заняться этим самостоятельно, придется пригласить мастера.

Дверцы котла должны закрываться герметично, чтобы не терялось тепло и не выходил наружу дым.

Испытание готового котла

В ходе испытания должны быть выявлены недостатки самодельного отопительного котла и определены способы их устранения. Качественно смонтированный пиролизный агрегат обладает следующими свойствами:

  • топливо разгорается достаточно легко при естественной тяге;
  • дым не вырывается из-под уплотнителя верхней дверцы;
  • вентилятор обеспечивает стабильный поток воздуха и не шумит;
  • котел за 20-30 минут выходит на рабочий режим;
  • при включении вентилятора пламя в камере сгорания сильное и ровное;
  • процесс сжигания пиролизного газа поддается регулированию;
  • при остановке вентилятора не возникает эффекта обратной тяги;
  • соотношение тепловой мощности к затраченному количеству дров соответствует расчетам.

Если самодельный отопительный котел демонстрирует соответствие этим параметрам, его можно признать работоспособным после устранения обнаруженных недоделок.

Схемы подключения пиролизного котла к отоплению

Тепло в доме зависит от того, правильно ли устроена система отопления с пиролизным котлом и соответствует ли норме режим топки. Все нюансы нужно предусмотреть на этапе составления проекта. Отопление дома может производиться как с помощью горячей воды, так и воздушным способом.

При разработке системы отопления нужно неукоснительно следовать специальным рекомендациям и нормам техники безопасности.

Водяное отопление

Кроме котла, в системе установлены: 1 – группа безопасности, 2 – расширительный бак, 3 – циркуляционный насос

Монтаж пиролизного котла отопления на твердом топливе должен производиться в помещении, специально отведенном под котельную. Кроме самого котла, здесь следует разместить такие элементы отопительной системы, как циркуляционный насос, запорная арматура, расширительная емкость, датчики, термометры и другие устройства. В той же котельной есть смысл оборудовать место для поленницы дров недалеко от котла, чтобы не приходилось часто выходить за ними на мороз.

Непосредственное подключение пиролизного котла к системе отопления может быть выполнено по-разному. На следующем рисунке показан наиболее простой способ подключения.

Другие способы подключения пиролизного котла к водяной системе отопления:

  • с контуром подмеса — к перечисленным выше элементам системы добавляется дополнительный контур и краны, регулирующие количество нагреваемой воды;
  • с гидрострелкой — эта схема лучше всего проявляет себя в системах отопления с несколькими контурами;
  • с аккумулирующим баком — подогрев воды происходит посредством ее поступления из бака и позволяет оптимизировать работу котла даже без электричества.

Выбирая схему подключения к отопительной системе пиролизного котла, желательно просчитать стоимость каждого варианта, чтобы найти среди них оптимальный.

Воздушное отопление

Схема распределения воздушных потоков при обогреве дома от пиролизного котла воздушного отопления

Домовладельцы используют пиролизный котел воздушного отопления чаще всего не для обогрева дома, а для гаражей, складов, теплиц и других хозяйственных помещений. Метод отопления жилых комнат подогретым воздухом пока еще не получил распространения. Но и здесь использование пиролизного котла могло бы продемонстрировать его преимущества. Например, система воздушного отопления особенно актуальна, когда хозяева загородного дома озабочены тем, чтобы водяная отопительная система не разморозилась за время их длительного отсутствия.

Система, использующая пиролизные котлы воздушного отопления, состоит из одного или нескольких вентиляторов, термодатчиков, блока управления и сети воздуховодов для транспортирования горячего воздуха к местам обогрева.

В какой бы из систем отопления ни использовались котлы отопления пиролизные твердотопливные, для их безотказной работы необходимо утеплить дымовую трубу, чтобы на ее стенках не образовывался конденсат.

В заключение

Анализируя отзывы о пиролизных котлах отопления, можно составить впечатление об их несомненных достоинствах. В условиях постепенного удорожания природного газа все чаще становится оправданным решение устроить систему отопления с пиролизным котлом собственноручного изготовления. Многих пользователей привлекает автономность такой системы и простота ее эксплуатации.

Посмотрите видео, как сделать своими руками достаточно простую модель пиролизного котла:

Тем, кому невозможно подсоединиться к центральному газоснабжению, пиролизные котлы отопления на твердом топливе станут надежными помощниками в деле обогрева жилья. Но если вы решили сэкономить, тогда вашим решением будет самостоятельное изготовление отопительного устройства. Монтаж и подключение пиролизного котла к системе отопления будет доступным для людей, имеющих инженерные и слесарные навыки.

принцип работы пиролизных котлов, преимущества и недостатки

Об экономном и эффективном отоплении мечтает каждый. Повезло больше тем, кто имеет возможность подключить газовое отопление. А остальные делают выбор между электрическими и твердотопливными котлами.

Твердотопливный котел подходит тем, кто имеет возможность постоянно подкидывать топливо. Если же у вас нет такой возможности, то применение такого котла будет проблематичным. Современные модели изготавливаются с более удобной системой подкладки топлива. Твердотопливные котлы не требуют больших средств на отопление. 

В зависимости от типа топлива и температуры в помещении на одной закладке топливо может гореть от 8 до 24 часов. Котлы, работающие на пеллетах можно проверять 1 раз в месяц. В таком оборудование подача топлива происходит автоматически. 

Но, несмотря на все преимущества, такие котлы требуют подключения электричества. И стоит такое оборудование дорого. Есть некоторые модели котлов, которые могут работать на любом виде топлива, а также на строительном мусоре. 

Содержание:

  1. Пиролиз
  2. Преимущества и недостатки
  3. Принцип работы пиролизных котлов

Пиролиз

Давно уже стало известно, что сжигание древесины не является лучшим способом. Более эффективным является сжигание древесного угля. Поэтому многие предпочитают в качестве топлива использовать уголь. Пиролиз является процессом распада органических веществ под действием высокой температуры. 

К материалу, который подвергают пиролизу, ограничивают поступление кислорода. Делают это для того чтобы термический распад материала не превратился в простое сгорание.

Раньше для ограничения поступления кислорода использовали угольные ямы. Но у такого способа есть недостаток: при первичном горении энергия уходила впустую. 

Но на сегодняшний день появились устройства, которые помогают использовать всю энергию. Такими являются пиролизные твердотопливные котлы и газогенераторы.

Преимущества и недостатки

При недостатке кислорода происходит активное выделение газов. Для того чтобы обеспечить эффективную работу котла необходимо оборудовать его автоматикой. Она управляет процессом: ограничивает подачу кислорода после разгорания дров и контролирует процесс в двух камерах.

Главным недостатком пиролизного котла является обязательное наличие электропитания. При проблемах с электричеством вы останетесь без отопления. 

Пиролизные котлы, которые предназначены для работы на древесине, могут еще сжигать брикеты.

Еще одним достоинством пиролизного котла является: при горении пиролизные котлы контактируют с углеродом. На выходе из котла в результате этого процесса дым состоит из паров воды с некоторыми примесями и углекислого газа. При применении в качества топлива дров выходить в атмосферу углекислого газа будет в 3 раза меньше. При использовании угля выбросов углекислого газа будет примерно в 5 раз меньше.

Еще к достоинствам пиролизных котлов можно отнести: малое количество образования сажи. Дожиг газа и содержащихся в нем микрочастиц является положительным моментом.
В пиролизных котлах образуется малое количество золы. А так как сажи и золы немного, то нет необходимости производить частую чистку оборудования. А это является немаленьким плюсом отопительного котла.

Отопительные котлы прямого сгорания имеют невысокйи коэффициент полезного действия. Он составляет обычно от 60 до 65%. А в пиролизных котлах КПД составляет от 80 до 90%. 

Но есть еще достоинства у данного отопительного оборудования:

  • В пиролизном процесс можно регулировать работу и оставить 30% мощности или же разогнать все 100%. А автоматика в свою очередь регулирует процесс и при этом происходит экономия топлива до 40%. В обычных котлах прямого сгорания необходимо открывать дверцы, заслонки и поддувала. И делать это необходимо самостоятельно.
  • Камера для загрузки топлива может располагаться под камерой дожига, над или под ней.

Пиролизные котлы могут иметь разную конструкцию. В некоторых моделях камеру дожига устанавливают над первичной, а в других под ней. Но и выпускаются модели где ее устраивают за первичной топкой. А также модели разделяются по подаче воздуха. В некоторые котлы воздух поддается не через колосник, а подается сверху. Таким образом, процесс горения замедляется. Но все эти нюансы являются разновидностью одной технологии. 

Принцип работы пиролизных котлов

Пиролизная камера таких котлов похожа на топку обычной печи. В качестве топлива можно использовать: опилки, пеллетные гранулы, дрова, торфяные или древесные брикеты. В загрузочное окно на огнеупорную решетку помещается твердое топливо. Такая решетка имеет название колосник. Он обеспечивает приток к топливу первичного воздуха. 

Топливо необходимо поджечь, а затем нужно ждать пока все топливо не охватиться пламенем. Таким образом, газогенераторный котел выйдет на режим. Именно это и отличает обычные котлы и печи прямого сгорания от пиролизных котлов. 

После того как пиролизный котел выйдет на режим доступ первичного воздуха ограничивается. Поэтому горение практически останавливается. Горит только небольшая часть топлива. Тепло, которое выделяется при сгорании небольшого количества топлива, хватает на разложение остального объема топлива с выделением пиролизного газа. 

Пиролизный газ обычно самотеком попадает во вторичную камеру, где осуществляется подача вторичного воздуха. При контакте с кислородом нагретый газ сразу вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Газ может быть нагрет больше 300оС. Таким образом, происходит нагрев носителя тепла.

Популярными пиролизными котлами являются немецкие котлы Bosch и чешские котлы Atmos. Хоть такое оборудование и имеет немаленькую стоимость, но они отличаются своими высокими техническими характеристиками и большим сроком службы.

Читайте также:

Пиролизный котёл длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром отопительной системы жилого дома представляют собой высокоэффективное устройство для обогрева его помещений. Предлагаемая серия нагревателей российского производства обеспечивает отопление жилой площади общим размером от 100 до 1500 кв.м.

Пиролизные печи для частного дома, оснащенные автоматикой, пользуются популярностью, благодаря простоте обслуживания, экономичности, экологической чистоте, а в двухконтурном варианте обеспечивают не только теплом, но и снабжают жителей горячей водой.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Газогенераторные печи с наддувом тепло-производительностью от 10 до 150 кВт выполнены по схеме с нижней камерой дожига пиролизного газа, который нагнетается в нее специальным вентилятором из расположенного выше топливного отсека. Воздух после поджига подается к дровам с таким расчетом, чтобы сохранять дефицит кислорода, приводящий к их неполному сгоранию и образованию пиролизного газа.

Дожигаемый в нижней камере газ и твердые частицы образуют высокотемпературную смесь, которая, проходя через вертикальный теплообменник, отдает тепло теплоносителю (воде), после чего выводится в дымоход. Дополнительная теплоотдача, способствующая более эффективному использованию теплотворных свойств топлива, происходит в чугунном водонаполненном колоснике. Нагретая вода выводится из котла через верхний патрубок и, пройдя по сети отопления, возвращается через нижний.

Интенсивность горения определяется работой вентилятора наддува. Управляя подачей воздуха, можно регулировать мощность котла и, соответственно, температуру в помещении. Для этого котлы оборудованы системой, управляющей подачей воздуха по сигналам датчиков, реагирующих на степень нагрева теплоносителя. С ее помощью можно установить и поддерживать в доме необходимый температурный режим. При полном выгорании топлива система автоматически выключит установку.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Пиролизный или газогенераторный котел на дровах с автоматизированным управлением обеспечивает высокий КПД системы (до 92%) и максимальное сжигание топлива. В результате на одной закладке поленьев он может проработать до 12 часов, а в экономичном режиме – до суток. При этом в дымоход почти не попадает угарный газ, а количество образующейся золы и сажи – минимально.

Зависимость котла с наддувом от наличия электропитания не означает выхода системы из строя при перебоях в его подаче. В аварийных ситуациях нагреватель может работать в режиме твердотопливного котла обычного типа.

Тепло и энергия от пиролизного масла

Замена ископаемого топлива пиролизным маслом может быть произведена уже сегодня путем среднего или крупномасштабного (совместного) сжигания природного газа, угля или топочного мазута в котлах, печах и турбинах. Модернизация этих систем требует ограниченных инвестиций, а благодаря снижению выбросов парниковых газов на уровне около 90% пиролизное масло предлагает уникальную возможность сделать ваше энергоснабжение более устойчивым, а также снизить вашу зависимость от цен на ископаемое топливо.Еще более интересным является его использование в децентрализованных решениях ТЭЦ, например, в системах централизованного теплоснабжения или в крупных промышленных компаниях, которые производят собственное электричество, тепло и / или пар.

При прямом сжигании в котле или печи пиролизное масло можно использовать для получения тепла. Это наиболее простое и понятное приложение. В этом случае пиролизное масло может заменить природный газ, а также тяжелое и легкое жидкое топливо, снижая выбросы углерода примерно на 90%.

Различные производители теперь могут гарантировать производительность при использовании пиролизного масла в своих горелках, например, Dreizler в Германии и Stork Thermeq в Нидерландах.Горелку котла необходимо заменить на многотопливную горелку, чтобы пиролизное масло можно было смешивать с природным газом / топочным мазутом, а трубы и резервуар для хранения должны быть изготовлены из нержавеющей стали (сам котел не требует замены. ). Многотопливная горелка обеспечивает полную гибкость, поэтому она может работать на 100% ископаемом топливе, если нет пиролизного масла.

Благодаря замене природного газа возобновляемым пиролизным маслом на заводе Empyro на заводе по производству сухого молока FrieslandCampina в Боркуло прямые выбросы углерода снизились на 15 процентов.Ежегодно экономится 10 миллионов кубометров природного газа, что эквивалентно потреблению 8000 голландских домашних хозяйств.

Это приложение предлагает компаниям возможность перейти (полностью или частично) с природного газа, сжиженного нефтяного газа или топочного мазута на возобновляемые альтернативные виды топлива. Пиролизное масло конкурентоспособно по цене на топочный мазут. Пиролизное масло неконкурентоспособно с текущими низкими ценами на природный газ в большинстве стран Европы и США. В таких странах, как Швеция (налог на углерод), Финляндия и Бразилия с низкими ценами на биомассу и более высокими ценами на ископаемое топливо пиролизное масло могут конкурировать по цене.Кроме того, все большее число стран используют стимулы (или предписания в отношении передового биотоплива) для пиролизного масла для замены ископаемого топлива (SDE + в Нидерландах, Renewable Heat Incentive в Великобритании и т. Д.), Чтобы сократить разрыв в ценах, а в Европе переход на пиролизное масло также принесет значительную часть углеродных кредитов ETS.

Если ваша компания использует природный газ, сжиженный нефтяной газ или мазут в своих котлах для производства пара или горячей воды для промышленных процессов или (централизованного) отопления, и вы ищете экологически чистую альтернативу, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Газовые турбины могут использоваться для производства электроэнергии и тепла (ТЭЦ), например, в удаленных местах. OPRA turbines в Хенгело поставляет газотурбинные генераторные установки для клиентов по всему миру в нефтегазовом, промышленном, коммерческом и морском секторах. Недавно газовая турбина OP16 OPRA мощностью 2 МВт была адаптирована для работы на пиролизном мазуте.

OP16 имеет промышленную радиальную конструкцию, которая обеспечивает прочность, надежность, высочайшую эффективность в своем классе и сверхнизкие выбросы.После обширной серии испытаний и некоторых модификаций камеры сгорания OPRA теперь может поставить эти турбины с гарантией, что они будут бесперебойно работать на пиролизном масле BTG-BTL. Это открывает сегодня возможность производить 100% экологически чистое тепло и электроэнергию в любом месте.

Во многих регионах мира дизельное топливо и природный газ до сих пор используются в дизельных двигателях для производства электроэнергии и тепла. Если в этих районах имеется биомасса, пиролизное масло можно производить на месте и использовать на месте для производства электроэнергии и тепла.Еще одно интересное приложение — движение корабля. В этой области применение пиролизного масла является одной из немногих коммерчески привлекательных альтернатив ископаемому топливу. Пиролизное масло успешно прошло испытания на стационарных дизельных двигателях. Требуются некоторые изменения в двигателях, в основном для предотвращения повреждения двигателя и топливной системы из-за содержания воды и кислотности пиролизного масла. Электрический КПД дизельных двигателей очень высок (> 40%) по сравнению со всеми другими децентрализованными альтернативами, включая газовые турбины и прямое сжигание биомассы для производства электроэнергии.Более подробную информацию можно найти в нашем разделе загрузок.

Мы ожидаем появления на рынке дизельных двигателей, которые могут работать на пиролизном мазуте в ближайшие годы. Это открывает новый большой рынок для продажи пиролизного масла, поскольку эти двигатели могут использоваться как на судах, так и для тепло- и энергетических применений. Пиролизное масло можно производить по цене, конкурентоспособной с ценой на дизельное топливо. В ситуациях, когда в настоящее время используется дизельное топливо или мазут, пиролизное масло будет наиболее привлекательной экологически безопасной альтернативой.

Для дальнейшего развития как дизельных, так и газовых турбин головная компания BTG-BTL, BTG, участвует в европейском проекте «Bioliquids CHP Power Generation из биомассы». Наши услуги включают консультирование по применению пиролизного масла, включая помощь в получении разрешений и субсидий. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам и обсуждать возможности технологии пиролиза, которые может предложить ваша организация.

Пиролизные установки FORTAN и PIROL

Мы производим пиролизные установки FORTAN и PIROL, разработанные нашей компанией TT GROUP для переработки отходов.Обе пиролизные установки универсальны (для разных отходов), стабильны в работе в любую погоду и экологически безопасны.

FORTAN вместимость 5,2 м 3 / сутки (до 4 тонн)
PIROL вместимость 72 м 3 / сутки (до 50 тонн)

Пиролизные установки FORTAN и PIROL предназначены для переработки любых отходов: резиновых и пластмассовых отходов, отработанных шин, древесных отходов, почвы, загрязненной нефтепродуктами, нефтешламов, стружки и окалины металлургических производств, медицинских отходов и др.Полный перечень включает более 900 видов отходов.

Пиролизные установки FORTAN производства нашей компании включены в Справочник наилучших доступных технологий «Удаление отходов термическим способом», разработанный Минприроды России 17 декабря 2015 года.

Завод FORTAN в Таиланде:

Метод пиролиза

Пиролиз — это термическое разложение сырья / отходов на газ и жидкость в отсутствие кислорода.Переработка отходов на пиролизных установках FORTAN и PIROL является экологически чистым методом, и в результате вы получаете следующие продукты:

Жидкое топливо (пиролизное масло) Используется как топливо. Его можно перегонять для получения нефтяных фракций, таких как бензин, дизельные фракции и мазут.
Черный карбон Используется как твердое топливо, для брикетов, как сорбент в очистных сооружениях, при производстве резинотехнических изделий (шин, шлангов, кабеля и т. Д.).)
Газ Используется для поддержания процесса пиролиза внутри установки и для отопления.
Тепло Тепловая энергия накапливается в котлах-утилизаторах для водяного и центрального отопления.

Описание пиролизных установок FORTAN и PIROL

Сырье (отходы) загружается в емкость из жаропрочного материала (реторту). Реторта помещается в духовку.Сырье нагревается за счет теплопередачи через стенки реторты и термически разлагается (этот процесс называется пиролизом) с образованием смеси пара, газа и углеродного остатка. Модуль пиролиза выровнен с теплоизоляцией высокотемпературной на основе керамического волокна и огнеупорный бетон, так что в процессе работы температура наружной стенки модуля является безопасной для персонала.

Максимальная рабочая температура 450-600 ° C. Крышка реторты изготавливается с замком особой конструкции, который обеспечивает полную герметизацию пространства внутри реторты и исключает возможность задымления.Установки пиролиза снабжены необходимыми устройствами для управления технологическим процессом и панелью управления для регулирования работы установки. Взрывозащищенный клапан и система аварийного сброса газа обеспечивают безопасность персонала и оборудования в случае выхода из строя установки.

Парогазовая смесь выходит из реторты по трубопроводу, охлаждается, затем поступает в накопительный бак и далее в конденсаторы для отделения газов от брызг жидкости. Жидкость собирается в резервуаре для хранения; газ частично или полностью используется для поддержки процесса пиролиза, сжигается или используется для обогрева теплиц, офисов и т. д.По окончании процесса пиролиза реторта с углеродным остатком выгружается из печи и в нее помещается другая реторта с сырьем.

Преимущества пиролизных установок FORTAN и PIROL

1. Реторта изготовлена ​​из нержавеющей жаропрочной стали.

2. Топка многотопливная: можно использовать любое твердое топливо и газ, а также настроить горелку на любой вид жидкого топлива.

3. Футеровка выполнена из огнеупорного волокна, защищенный слоем сильного огнеупорного бетона, армированного нержавеющей стали, имеет высокую устойчивость к механическим и химическим воздействиям, обеспечивает температуру наружной поверхности установки не выше 60 ° С Это безопасно для операторов при обслуживании установки в течение всего процесса.

4. Простота конструкции. Повышенная надежность. Возможность доработки конструкции к местным условиям.

5. Средства взрывозащиты. Взрывозащищенный клапан и система аварийного сброса газа обеспечивают безопасность операторов и оборудования при выходе из строя установки.

6. Легко ремонтируемое оборудование.

7. Установка проста в эксплуатации и обслуживании, для операторов не требуется профессионального образования, наша компания проводит обучение операторов.

8. Подвижность завода. Установки предназначены для мобильного использования: имеют стандартные габариты для транспортировки любым видом транспорта, фланцевые соединения во всей конструкции, поэтому монтаж-демонтаж занимает минимум времени, фиксированная бетонная облицовка, поэтому демонтаж не требуется.

9. Низкое потребление электроэнергии (10-14 кВт * час на каждую тонну) и низкий расход топлива (30-40 кг мазута за один процесс).

10. Лучшая цена при аналогичных характеристиках оборудования других производителей.

Предлагаем Вам полный комплекс услуг по нашему оборудованию:

Гарантия 2 года Шеф-монтаж оборудования.
Ввод в эксплуатацию Обучение персонала
Послепродажное обслуживание Техническая документация
Техническая поддержка и консультации Транспортно-экспедиторские услуги
Таможенное оформление на экспорт Необходимые документы для импорта

Пиролиз

Дом

Консалтинг

Технико-экономическое обоснование


Беспристрастная осуществимость

Бизнес-планы


Поток проекта

Финансирование проекта


Технологии


Газификация


Пиролиз


Плазменная дуга


Газификация биомассы


Газификация отходов


Новости

Ленты новостей в реальном времени

Ф.A.Q.

О нас

Свяжитесь с нами


Глоссарий


Брошюра (PDF)


Копия продезинфицированного исследования

Проект Пример соглашения

ПИРОЛИЗ
ГАЗИФИКАЦИЯ

Упрощенное изображение химии пиролиза.
Пиролиз — это термохимическое разложение органических
материал при повышенных температурах при отсутствии
кислород. Пиролиз обычно происходит под давлением и при
рабочие температуры выше 430 C (800 F). Слово
образован от греческих элементов pyr «огонь» и
лизис «разделительный».

Пиролиз — особый
случае термолиза, и чаще всего используется для
органические материалы, являющиеся тогда одним из процессов
участвует в обугливании.Пиролиз древесины, которая
начинается с 200300 C (3 F), например [1] встречается
при пожарах или при контакте растительности с лавой
при извержениях вулканов. Как правило, пиролиз органических
веществ производит газы и жидкие продукты и оставляет
твердый остаток с более высоким содержанием углерода. Экстремальный
пиролиз, который оставляет в основном углерод в качестве остатка,
называется карбонизацией.

Этот процесс широко используется в химической промышленности,
например, для производства древесного угля, активированного угля,
метанол и другие химические вещества из древесины для преобразования
этилендихлорид в винилхлорид для производства ПВХ, чтобы
производить кокс из угля для преобразования биомассы в синтез-газ,
превращать отходы в безопасные и утилизируемые вещества, а также
превращение углеводородов средней массы из нефти в
более легкие, как бензин.Это специализированное использование
пиролиз можно называть разными именами, например, сухой
перегонка, деструктивная перегонка или крекинг.

Пиролиз также играет важную роль.
важную роль в нескольких кулинарных процессах, таких как
выпечка, жарка, приготовление на гриле и карамелизация. И это
инструмент химического анализа, например массовый
спектрометрия и датирование углерода-14. Действительно, многие
важные химические вещества, такие как фосфор и
серная кислота, были впервые получены этим способом.Предполагалось, что пиролиз происходит во время
катагенез, превращение погребенного органического вещества в
ископаемое топливо. Это также основа пирографии.

В их бальзамировании
процесс, древние египтяне использовали смесь
вещества, в том числе метанол, которые они получили из
пиролиз древесины.

Пиролиз отличается от
другие высокотемпературные процессы, такие как горение и
гидролиз в том смысле, что он не включает реакции с
кислород, вода или любые другие реагенты.На практике это
невозможно достичь полностью бескислородного
Атмосфера. Поскольку кислород присутствует в любом
система пиролиза, происходит небольшое окисление.

Термин также был
применяется к разложению органического материала в
наличие перегретой воды или пара (водного
пиролиз), например при паровом крекинге нефти


Возникновение и использование

Пиролиз обычно является первой химической реакцией, которая
происходит при сжигании многих твердых органических топлив, таких как
дерево, ткань и бумага, бытовые отходы, а также некоторые
виды пластика.В дровах видимое пламя
не из-за сгорания самого дерева, а скорее из-за
газы, выделяющиеся при его пиролизе; тогда как
беспламенное горение тлеющих углей — это горение
твердый остаток (древесный уголь), оставленный им. Таким образом
пиролиз обычных материалов, таких как дерево, пластик и
одежда чрезвычайно важна для пожарной безопасности и
пожаротушение.


Приготовление пищи

Пиролиз происходит всякий раз, когда пища подвергается достаточно высокой
температуры в сухой среде, например, при жарке,
выпечка, поджаривание, гриль и т. д.. Это химическое
процесс, ответственный за формирование
золотисто-коричневая корочка в продуктах, приготовленных этими методами.

При обычном приготовлении
основные компоненты пищи, которые подвергаются пиролизу:
углеводы (включая сахар, крахмал и клетчатку) и
белки. Пиролиз жиров требует гораздо более высокой
температура, и поскольку он производит токсичные и легковоспламеняющиеся
продукты (такие как акролеин), его обычно избегают
нормальное приготовление.Однако это может произойти при приготовлении барбекю.
жирное мясо на углях.

Хотя кулинария
обычно осуществляется на воздухе, при температурах и
условия окружающей среды таковы, что мало
или отсутствие сжигания исходных веществ или их
продукты разложения. В частности, пиролиз
белков и углеводов начинается при температурах много
ниже температуры воспламенения твердого
остаток, а летучие субпродукты слишком разбавлены
воздух для воспламенения.(В блюдах для жарки пламя возникает из-за
в основном к сгоранию спирта, а корка
образуется пиролизом, как при выпечке.)

Пиролиз
углеводы и белки требуют температуры
значительно выше 100 C (212 F), поэтому пиролиз
не происходит, пока присутствует свободная вода, например в
варить пищу даже не в скороварке. когда
нагревается в присутствии воды, углеводов и
белки подвергаются постепенному гидролизу, а не
пиролиз.Действительно, для большинства продуктов пиролиз обычно
ограничивается внешними слоями пищи и только начинается
после того, как эти слои высохнут.

Пиролиз пищи
однако температура ниже точки кипения
липиды, поэтому при жарке на растительном масле происходит пиролиз
или сала, или намазывая мясо в собственном жире.

Пиролиз также играет важную роль.
важную роль в производстве ячменного чая, кофе,
и жареные орехи, такие как арахис и миндаль.Как эти
состоят в основном из сухих материалов, процесс
пиролиз не ограничивается крайними слоями, но
распространяется на все материалы. Во всех этих случаях
пиролиз создает или высвобождает многие вещества
которые способствуют вкусу, цвету и биологическому
свойства конечного продукта. Это также может разрушить
некоторые токсичные вещества с неприятным вкусом или
те, которые могут способствовать порче.

Контролируемый пиролиз
сахара, начиная с 170 C (338 F), дают карамель,
водорастворимый продукт от бежевого до коричневого, который широко
используется в кондитерских изделиях и (в виде карамели
окраска) в качестве красителя для безалкогольных напитков и других
промышленные продукты питания.

Твердый остаток от
пиролиз пролитой и разбрызганной пищи создает
коричнево-черная корка, часто встречающаяся на посуде для приготовления пищи,
плиты и внутренние поверхности духовок.


Древесный уголь

Пиролиз использовался с древних времен для токарной обработки.
древесина в древесный уголь в промышленных масштабах. Помимо дерева,
в процессе также могут использоваться опилки и другие древесные отходы
товары.

Древесный уголь получают
нагревание дров до полного пиролиза
(карбонизация), остается только углерод и
неорганическая зола.Во многих частях мира древесный уголь
все еще производятся полупромышленным способом, сжигая кучу
дерево, которое в основном было покрыто глиной или кирпичом.
Тепло, выделяемое при сгорании части дерева и
летучие побочные продукты пиролизуют остальную часть кучи. В
ограниченная подача кислорода не позволяет углю
тоже горит. Более современная альтернатива — нагреть
дерево в герметичном металлическом сосуде, что намного меньше
загрязняет окружающую среду и позволяет летучим продуктам
конденсированный.

Оригинальный сосудистый
структура древесины и поры, образовавшиеся при уходе
газы объединяются, чтобы произвести легкий и пористый материал. От
начиная с плотных древесных материалов, таких как
скорлупы орехов или персиковых косточек, получается форма
древесный уголь с особенно мелкими порами (и, следовательно,
большая площадь поверхности пор), так называемый активированный уголь,
который используется в качестве адсорбента для широкого спектра
химические субстанции.


Biochar

Остатки неполного органического пиролиза, e.грамм. из
приготовление пищи на костре, считается ключевым компонентом
почвы terra preta, связанные с древними коренными
сообщества бассейна Амазонки. Terra preta — это много
разыскивается местными фермерами из-за высокой плодородности
по сравнению с естественной красной почвой региона. Усилия
ведутся работы по воссозданию этих почв с помощью биоугля,
твердый остаток пиролиза различных материалов,
в основном органические отходы.

Biochar улучшает
текстуры и экологии почвы, увеличивая ее способность
удерживайте удобрения и выпускайте их медленно.Это естественно
содержит множество микроэлементов, необходимых растениям,
например селен. Также он безопаснее других «натуральных»
удобрения, такие как навоз или сточные воды, так как они
дезинфицируется при высокой температуре, а так как выделяет
его питательные вещества в медленном темпе, он значительно снижает
риск загрязнения грунтовых вод.

Biochar также
рассматривается для связывания углерода с целью
смягчение последствий глобального потепления.Потому что пиролиз горит
летучие газы, biochar испускает только водяной пар. От
сжигание вредных газов, стабильная форма углерода может
быть изолированным в земле, где он будет оставаться в течение
тысячи лет.


Кокс

Пиролиз широко используется для превращения угля в
кокс для металлургии, особенно для производства стали. Кокс может
также производиться из твердого остатка, оставшегося от
нефтепереработка.

Те, кто начинает
материалы обычно содержат водород, азот или кислород
атомы в сочетании с углеродом в молекулы от средних до
высокая молекулярная масса.Производство кокса или «коксование»
процесс заключается в нагреве материала в закрытом
сосудов до очень высоких температур (до 2000 C или
3600 F), так что эти молекулы распадаются на
более легкие летучие вещества, покидающие сосуд, и
пористый, но твердый остаток, в основном состоящий из углерода и
неорганическая зола. Количество летучих меняется в зависимости от
исходный материал, но обычно 25-30% его
вес.


Углеродное волокно

Углеродное волокно — это углеродные волокна, которые можно использовать
для изготовления очень прочной пряжи и текстиля.Углеродное волокно
изделия часто производятся путем прядения и ткачества
желаемый предмет из волокон подходящего полимера, а затем пиролиз материала при высокой температуре (от
1,5003,000 ° C или 2,7305,430 ° F).

Первые углеродные волокна
были сделаны из вискозы, но полиакрилонитрил стал
наиболее распространенный исходный материал

Для их первого работоспособного
электрические лампы, Джозеф Уилсон Свон и Томас Эдисон
использованные углеродные нити, полученные пиролизом хлопчатобумажной пряжи
и бамбуковые щепки соответственно.


Биотопливо

Пиролиз является основой нескольких методов, которые в настоящее время
разработан для производства топлива из биомассы, что может
включают либо культуры, выращенные для этой цели, либо биологические
отходы других производств.

Хотя синтетический
дизельное топливо пока нельзя производить непосредственно пиролизом
органических материалов, есть способ производить аналогичные
жидкость («бионефть»), которую можно использовать в качестве топлива после
удаление ценных биохимических веществ, которые могут использоваться как
пищевые добавки или фармацевтические препараты.Более высокая эффективность
достигается за счет так называемого мгновенного пиролиза, при котором
разделенное сырье быстро нагревается до температуры от 350 до
500 C (660 и 930 F) менее 2 секунд.

Топливное биомасло, напоминающее
легкая сырая нефть также может производиться водными
пиролиз из многих видов сырья, включая отходы
из свиноводства и индейки, с помощью процесса, называемого термическим
деполимеризация (которая, однако, может включать другие
реакции помимо пиролиза).


Пластиковые отходы
утилизация

Безводный пиролиз также можно использовать для получения жидкости
топливо аналогично дизельному из пластиковых отходов.


Процессы

Во многих промышленных приложениях процесс выполняется
под давлением и при рабочих температурах выше 430
С (806 F). Для сельскохозяйственных отходов, например,
типичные температуры от 450 до 550 C (от 840 до 1000
F).


Вакуумный пиролиз

При вакуумном пиролизе органический материал нагревается в
вакуум, чтобы снизить температуру кипения и избежать
побочные химические реакции.Используется в органических
химия как синтетический инструмент. В вакууме вспышки
термолиз или FVT, время пребывания субстрата
при рабочей температуре ограничена аж
возможно, опять же, чтобы минимизировать вторичные
реакции.


Процессы для биомассы
пиролиз

Поскольку пиролиз является эндотермическим, различные методы
было предложено обеспечить теплом реагирующую биомассу
частиц:

  • Частичное сгорание
    продуктов биомассы путем нагнетания воздуха.Этот
    приводит к некачественной продукции.
  • Прямая теплопередача
    с горячим газом, в идеале продукт-газ, который повторно нагревается
    и переработанный. Проблема в том, чтобы обеспечить достаточно тепла
    с разумными расходами газа.
  • Непрямое тепло
    перенос с обменными поверхностями (стенка, трубки). это
    трудно добиться хорошей теплопередачи на обоих
    стороны теплообменной поверхности.
  • Прямая теплопередача
    с циркулирующими твердыми телами: твердые тела передают тепло
    между горелкой и реактором пиролиза.Это
    эффективная, но сложная технология.

За
мгновенный пиролиз биомассу необходимо измельчить до мелкого
частиц и изолирующего обугленного слоя, образующегося при
поверхность реагирующих частиц должна быть
постоянно удаляется. Следующие технологии имеют
предложено для пиролиза биомассы:

  • Были использованы фиксированные кровати
    для традиционного производства древесного угля. Бедные,
    медленная теплопередача привела к очень низкому уровню жидкости
    урожайность.
  • Шнеки: Это
    технология адаптирована из процесса Лурги для угля
    газификация. Подача горячего песка и частиц биомассы
    на одном конце винта. Шнек смешивает песок и
    биомасса и переносит их вместе. Это дает хороший
    контроль времени пребывания биомассы. Это не
    разбавить продукты пиролиза носителем или
    псевдоожижающий газ. Однако песок необходимо повторно нагреть в
    отдельный сосуд, а механическая надежность — это
    беспокойство.Нет крупномасштабной рекламы
    реализация.
  • Абляционные процессы:
    Частицы биомассы перемещаются с высокой скоростью против
    горячая металлическая поверхность. Удаление любого обугливания при
    поверхность частиц сохраняет высокую скорость нагрева
    перевод. Этого можно добиться, используя металлический
    поверхностное прядение на высокой скорости в слое из
    частицы биомассы, которые могут представлять собой механические
    проблемы с надежностью, но предотвращает разбавление
    продукты.В качестве альтернативы частицы могут
    суспендироваться в газе-носителе и вводиться при высоком
    скорость через циклон, стенки которого нагреваются; в
    продукты разбавляются газом-носителем. Проблема
    разделяется со всеми абляционными процессами, что
    затруднено, так как соотношение стены
    поверхность к объему реактора уменьшается с увеличением
    размер реактора увеличен. Нет масштабного
    коммерческая реализация.
  • Вращающийся конус:
    Предварительно нагретые частицы горячего песка и биомассы
    введен во вращающийся конус.Из-за вращения
    конуса смесь песка и биомассы
    транспортируется по поверхности конуса центробежным
    сила. Как и другие неглубокие реакторы с транспортируемым слоем
    относительно мелкие частицы необходимы для получения
    хороший выход жидкости. Нет большого масштаба
    коммерческая реализация.
  • Псевдоожиженные слои:
    Частицы биомассы вводятся в слой горячего
    песок, псевдоожиженный газом, который обычно
    рециркулируемый продуктовый газ.Высокая скорость теплопередачи
    из псевдоожиженного песка приводят к быстрому нагреву
    частицы биомассы. Есть некоторая абляция
    истирание частицами песка, но это не так
    эффективен как при абляционных процессах. Тепло
    обычно обеспечивается трубками теплообменника через
    который течет горячий дымовой газ. Существует некоторая
    разбавление продукта, что делает его более
    трудно конденсировать, а затем удалить биомасло
    туман из газа, выходящий из конденсаторов.Этот
    процесс был расширен такими компаниями, как
    Dynamotive и Agri-Therm. Основные проблемы:
    в улучшении качества и последовательности
    Биомасло.
  • Циркулирующий
    псевдоожиженные слои: вводятся частицы биомассы
    в циркулирующий псевдоожиженный слой горячего песка. Газ,
    частицы песка и биомассы перемещаются вместе с
    транспортный газ, как правило, является рециркулируемым продуктом
    газ, хотя это также может быть горючий газ.Высоко
    скорость передачи тепла от песка обеспечивает быстрый нагрев
    частиц биомассы и абляция сильнее, чем
    с обычным псевдоожиженным слоем. Быстрый сепаратор
    отделяет газы и пары продукта от песка
    и частицы угля. Частицы песка повторно нагреваются
    в сосуде с псевдоожиженным слоем горелки и рециркулируют в
    реактор. Хотя этот процесс легко масштабировать
    вверх, это довольно сложно, а продуктов много
    разбавлен, что сильно затрудняет восстановление
    жидкие продукты.


Промышленные источники

В качестве сырья можно использовать многие источники органических веществ.
при пиролозе. Подходящий растительный материал включает:
зеленые отходы, опилки, древесные отходы, древесные сорняки; а также
сельскохозяйственные источники, в том числе: скорлупа орехов, солома,
хлопковый мусор, рисовая шелуха, просушенная трава; и птица
подстилка, молочный навоз и, возможно, другие удобрения.
Пиролиз используется как форма термической обработки для
уменьшить объемы бытовых отходов.Некоторые промышленные
побочные продукты также являются подходящим сырьем, включая бумагу.
шлам и дистилляторы зерновые

Также есть
возможность интеграции с другими процессами, такими как
механическая биологическая очистка и анаэробное сбраживание.

I промышленное
товары

  • синтез-газ (легковоспламеняющийся
    смесь окиси углерода и водорода): может быть
    произведено в достаточном количестве, чтобы обеспечить
    энергия, необходимая для пиролиза и некоторый избыток
    производство
  • твердый уголь, который может
    либо сжигаться для получения энергии, либо перерабатываться как
    удобрение (биоуголь).


Противопожарная защита

Разрушительные пожары в зданиях часто горят
ограниченная подача кислорода, что приводит к реакциям пиролиза.
Таким образом, механизмы реакции пиролиза и пиролиза
свойства материалов важны в противопожарной защите
техника для пассивной противопожарной защиты. Пиролитический
углерод также важен для исследователей увольнения как инструмент
для обнаружения происхождения и причины пожаров.

Из
Википедия, бесплатная энциклопедия

Термолиз полиэтилена высокой плотности до нефтепродуктов

Термическое разложение пластичных полимеров становится все более важным методом превращения пластических материалов в ценные химические вещества и нефтепродукты.В данной работе в качестве материала для пиролиза был выбран первичный полиэтилен высокой плотности (HDPE). Простая система реактора пиролиза использовалась для пиролиза первичного ПЭВП с целью оптимизации выхода жидкого продукта в диапазоне температур от 400 ° C до 550 ° C. Химический анализ пиролитического масла HDPE показал присутствие функциональных групп, таких как алканы, алкены, спирты, простые эфиры, карбоновые кислоты, сложные эфиры и полосы замещения фенильного кольца. Состав пиролитического масла был проанализирован с помощью ГХ-МС, и было обнаружено, что основными составляющими были н-октадекан, н-гептадекан, 1-пентадецен, октадекан, пентадекан и 1-нонадецен.Полученное пиролитическое масло по физическим свойствам близко к свойствам смеси нефтепродуктов.

1. Введение

Пластиковые материалы составляют постоянно увеличивающуюся долю городских и промышленных отходов, отправляемых на свалки. Из-за огромного количества пластиковых отходов и нагрузки на окружающую среду вторичная переработка пластмасс стала преобладающей темой в современной пластмассовой промышленности. Разработка технологий уменьшения количества пластиковых отходов, приемлемых с экологической точки зрения и экономически эффективных, оказалась сложной задачей из-за сложностей, связанных с повторным использованием полимеров.Таким образом, создание оптимальных процессов повторного использования / рециклинга пластиковых материалов остается глобальной проблемой в новом столетии. Пластмассовые материалы находят применение в сельском хозяйстве, а также в пластиковой упаковке, которая является массовым рынком благодаря многочисленным преимуществам пластмасс перед другими традиционными материалами. Однако такие материалы также являются наиболее заметными в потоке отходов и вызвали большую общественную критику, поскольку твердые материалы имеют сравнительно короткие жизненные циклы и обычно не разлагаются.

Термический крекинг, или пиролиз, включает разложение полимерных материалов при нагревании в отсутствие кислорода. Процесс обычно проводится при температурах от 500 до 800 ° C и приводит к образованию карбонизированного полукокса и летучей фракции, которые могут быть разделены на конденсируемое углеводородное масло и неконденсируемый газ с высокой теплотворной способностью. Доля каждой фракции и ее точный состав зависят, прежде всего, от природы пластиковых отходов, а также от условий процесса.

В пиролитических процессах часть веществ, образующихся непосредственно в результате начальной реакции разложения, превращается во вторичные продукты из-за протекания меж- и внутримолекулярных реакций. Степень и характер этих реакций зависят как от температуры реакции, так и от нахождения продуктов в зоне реакции — аспект, на который в первую очередь влияет конструкция реактора.

Кроме того, конструкция реактора также играет фундаментальную роль, поскольку она должна преодолевать проблемы, связанные с низкой теплопроводностью и высокой вязкостью расплавленных полимеров.В литературе описано несколько типов реакторов, наиболее частыми из которых являются реакторы с псевдоожиженным слоем, реакторы периодического действия и реакторы с винтовыми печами [2].

Характеристики термического разложения тяжелых углеводородов можно описать следующими пунктами. (1) Высокое образование C 1 s и C 2 s в газовом продукте. (2) Олефины менее разветвлены. (3) Некоторые диолефины получают при высокой температуре. (4) Низкая селективность по бензину; то есть нефтепродукты имеют широкое распределение молекулярной массы.(5) Газ и продукты кокса высоки. (6) Реакции протекают медленно по сравнению с каталитическими реакциями.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) является третьим по объему товарным пластиком в мире после поливинилхлорида и полипропилена. Это термопластический материал, состоящий из атомов углерода и водорода, соединенных вместе с образованием высокомолекулярных продуктов. Было изучено влияние температуры и типа реактора на пиролиз HDPE, и некоторые результаты рассмотрены.

Уоллис и Бхатиа выполнили термическое разложение полиэтилена высокой плотности в реактивном экструдере при различных скоростях вращения шнека и температурах реакции от 400 ° C до 425 ° C. Для описания разложения полиэтилена высокой плотности в реактивном экструдере использовалась непрерывная кинетическая модель. Было обнаружено, что чисто случайный разрыв и скорость разрыва, которая имеет степенную зависимость от размера молекулы 0,474, лучше всего описывают экспериментальные данные. Наибольшее расхождение между предсказанием модели и экспериментальными данными было связано с областью большого размера молекулы при коротком времени пребывания; однако это составляло лишь очень небольшой процент от общего распределения и объяснялось наличием механизма быстрой реакции инициирования, который был значительным только при низких конверсиях [3].

Conesa et al. изучили производство газов из полиэтилена (HDPE) при пяти номинальных температурах (от 500 ° C до 900 ° C) с использованием реактора с псевдоожиженным слоем песка. Внутри реактора протекают реакции первичного разложения HDPE и крекинга парафина. Выходы 13 продуктов пиролиза (метана, этана, этилена, пропана, пропилена, ацетилена, бутана, бутиленов, пентана, бензола, толуола, ксилолов и стирола) были проанализированы в зависимости от рабочих условий. Из исследования пиролиза HDPE в реакторе с псевдоожиженным слоем песка они обнаружили, что выход всего полученного газа увеличивается в диапазоне 500–800 ° C с 5.От 7 до 94,5%; при более высоких температурах выход всего газа немного снижается; образованию метана, бензола и толуола способствует большое время пребывания, но этан, этилен, пропан, пропилен, бутан, бутилены и пентан подвергаются крекингу в различной степени при увеличении времени пребывания и / или температуры; и максимальный выход всего газа, полученного при 800 ° C в результате пиролиза HDPE, составляет 94,5% со следующим составом: 20% метана, 3,8% этана, 37% этилена, 0,2% пропана, 4,7% пропилена, 0.3% бутана, 0,4% бутилена, 2,2% пентана, 24% бензола, 2,1% толуола, 0,01% ацетилена и 0,02% ксилолов и стирола [4].

Валендзевски и Штайнингер сообщили о термическом разложении полиэтилена в диапазоне температур 370–450 ° C. В случае термической деструкции полиэтилена повышение температуры деструкции привело к увеличению количества газа и жидких продуктов, но уменьшению остатка (температура кипения> 360 ° C). Однако увеличение количества газа было не слишком большим по сравнению с резким уменьшением остатка при повышении температуры.Результат анализа газовых продуктов, полученных пиролизом полиэтилена при 400 ° C, представлен в таблице 1 [1].

4


Компонент Термический Каталитический Гидрокрекинг

Метан 22,7 12,4 21,1

5 12,4 21,1

20,4 21,2
Этилен 1.4 2,3 0,1
C 3 26,6 30,4 23,7
C 4 11,0 20,3 20,7
C

6,9 5,6 7,3
C 6 2,1 3,3 3,8

Валендзевский провел две серии экспериментов по крекингу отходов полимеров.Первая серия экспериментов по крекингу полимеров проводилась в стеклянном реакторе объемом 0,5 дм 3 при атмосферном давлении и в интервале температур 350–420 ° С, вторая — в автоклавах под давлением водорода ( 3–5 МПа. ) в диапазоне температур 380–440 ° С. Обсуждается влияние параметров крекинга, то есть температуры реакции, наличия и количества катализаторов крекинга, состава исходного полимерного сырья на выход продукта, а также состава газовой и жидкой фракций.Было заявлено, что правильный выбор параметров процесса позволяет контролировать в ограниченном диапазоне распределение состава продукта, а также выходы и состав фракций газа, бензина и дизельного топлива [5].

Валендзевский провел эксперименты по крекингу отработанных полимеров в проточном трубчатом реакторе. Основными компонентами реакторной установки были шнековый экструдер в качестве устройства подачи отходов пластмасс и трубчатый крекинг-реактор, оборудованный внутренним шнековым смесителем.Процесс крекинга проводился в диапазоне температур 420–480 ° С и скорости подачи сырья от 0,3 до 2,4 кг / час. Основные продукты процесса, газообразные и жидкие углеводородные фракции, аналогичны продуктам крекинга на нефтеперерабатывающих заводах. Они нестабильны из-за высокого содержания олефинов (особенно в результате крекинга полистирола), а их химический состав и свойства сильно зависят от применяемого состава сырья, то есть доли полиэтилена, полипропилена и полистирола. Эксперименты по материальному балансу показали, что основные продукты, жидкие или твердые при температуре окружающей среды, обычно содержат 20–40% бензиновых фракций (диапазон температур кипения 35–180 ° C) и 60–80% фракций легкого газойля (исходные точка кипения> 180 ° C).Твердые углеродные остатки похожи на угольный кокс и даже содержат 50% минеральных компонентов. Их теплотворная способность достигает 20 МДж / кг, и они представляют собой твердые продукты, близкие по качеству к бурому углю [6].

Сообщалось о ряде исследований, в которых в течение последних четырех десятилетий использовался ряд катализаторов и условий реакции для превращения пластиковых отходов в углеводородную жидкость с помощью пиролиза. Наиболее часто применяемыми катализаторами каталитического разложения полиэтилена высокой плотности являются твердые кислоты (цеолит, кремнезем-оксид алюминия) [7–13] и отработанная FCC [14, 15].

Данная работа посвящена характеристике жидкого продукта, полученного в результате термического пиролиза первичного полиэтилена высокой плотности в различных диапазонах температур. Термический пиролиз гранул полиэтилена высокой плотности проводили в полупериодическом реакторе при температуре от 400 ° C до 550 ° C и скорости нагрева 20 ° C / мин. Также было изучено влияние температуры пиролиза на время реакции, выход жидкости и летучие вещества. Полученный жидкий продукт характеризовался различными физическими и химическими свойствами с использованием ГХ-МС и ИК-Фурье.

2. Материалы и методы

Гранулы HDPE (размером 2,5 мм), полученные от Reliance Industries Ltd., Индия, с плотностью 0,945 г / куб.см 3 , значение индекса текучести расплава (MFI) 0,2–15 г / 10 мин. -1 (при 190 ° C и нагрузке 2,16 кг) и температуре плавления 133 ° C. Эти пластиковые гранулы использовали непосредственно в реакции термического пиролиза. Ближайший анализ гранул HDPE был выполнен согласно ASTM D3173-75, а окончательный анализ — с использованием анализатора CHNS (Elementar Vario El Cube CHNSO).Теплотворная способность сырья была определена согласно ASTM D5868-10a.

Термогравиметрический анализ образца ПЭВП проводили на приборе Shimadzu DTG-60 / 60H. Образец известной массы нагревали в тигле из диоксида кремния при постоянной скорости нагрева 293 К / мин, работая в токе азота со скоростью потока 40 мл / мин от 32 ° C до 700 ° C.

Установка для пиролиза состоит из полупериодического реактора, сделанного из трубы из нержавеющей стали (длина: 145 мм, внутренний диаметр: 37 мм, внешний диаметр: 41 мм), запаянной с одного конца, и выпускной трубы на другом конце, как показано на предыдущее исследование [16].Реактор нагревается снаружи электрической печью, причем температура измеряется термопарой типа Cr-Al: K, закрепленной внутри реактора, а температура регулируется внешним ПИД-регулятором. В каждую реакцию пиролиза загружали 20 г образца HDPE. Конденсируемые жидкие продукты / парафин собирали через конденсатор и взвешивали. После пиролиза твердый остаток (воск), оставшийся внутри реактора, взвешивали. Затем вес газообразного / летучего продукта был рассчитан из материального баланса.Реакции проводили при разных температурах от 400 до 550 ° C.

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) пиролизного масла, полученного в оптимальных условиях, была проведена на инфракрасном спектрофотометре Perkin-Elmer с преобразованием Фурье с разрешением 4 см -1 , в диапазоне 400-4000 см -1 используя Nujol Mull как ссылку, чтобы узнать состав функциональной группы. Компоненты жидкого продукта анализировали с помощью GC-MS-QP 2010 (Shimadzu) с использованием пламенно-ионизационного детектора.Условия ГХ, изменение температуры термостата колонки, используемая колонка и условия МС приведены в таблице 2.

900

Температура источника

GC-MS-OP 2010 Shimadzu

Условия ГХ

Температура печи колонки 70 ° C
Режим впрыска Разделение
Температура впрыска 200 ° C 900
Коэффициент разделения 10
Режим управления потоком Линейная скорость
Поток через колонку 1.51 мл / мин
Газ-носитель Гелий 99,9995% чистоты

Изменение температуры печи колонки
Скорость Температура (° C) Время выдержки ( мин)

70 2
10 300 7,0
(всего 32 мин)

Колонка: DB-5

Длина 30.0 м
Диаметр 0,25 мм
Толщина пленки 0,25 мкм

Условия MS

200 ° C
Температура интерфейса 240 ° C
Начало 40
Конец 1000

3.Результат и обсуждение
3.1. Предварительный и окончательный анализы первичного HDPE

Ближайший и окончательный анализы первичного образца HDPE показаны в таблице 3. Летучие вещества составляют 99,9% в предварительном анализе из-за ничтожно малого процента золы в первичном образце HDPE; его разложение происходит с минимальным образованием остатков. Кислород составляет 2,51% при окончательном анализе первичного HDPE. Азот и кислород в образце первичного HDPE могут быть связаны не с наполнителями, а с другими ингредиентами, которые добавляются в смолу во время производства HDPE.


Свойства Virgin HDPE

Приблизительный анализ
Содержание влаги 0,00
Летучие вещества.

Фиксированный углерод 0,00
Зольность 0,08
Окончательный анализ
Углерод (C) 83.29
Водород (H) 13,93
Азот (N) 0,20
Сера (S) 0,07
Кислород (O) / другие 2,51
GCV (МДж / кг) 47,64

3.2. Анализ ТГА и ДТГ образца

первичного полиэтилена высокой плотности Термогравиметрический анализ (ТГА) — это метод термического анализа, который измеряет изменение веса материала в зависимости от температуры и времени в контролируемой среде.Это может быть очень полезно для исследования термической стабильности материала или исследования его поведения в различных атмосферах (например, инертной или окислительной). ТГА применяется при проведении исследования термостабильности / разложения первичного полиэтилена высокой плотности в различных диапазонах температур.

Судя по кривой ТГА, показанной на рисунке 1, разложение первичного полиэтилена высокой плотности началось при 380 ° C и завершилось при 510 ° C при скорости нагрева 293 К / мин в атмосфере азота. Температура разложения, при которой происходит потеря веса на 50%, составляла около 460 ° C для первичного HDPE.Диапазон температур для отходов HDPE составлял от 390 ° C до 490 ° C, а максимальная потеря веса происходила при температуре 440 ° C, как показано [16]. Подобная тенденция природы при анализе разложения HDPE с помощью TGA / DTG была отмечена Aboulkas et al. [19]. Дифференциальная термогравиметрия (ДТГ) в точности такая же, как и ТГА, за исключением того, что выходная величина потери массы в зависимости от времени автоматически дифференцируется, чтобы получить скорость потери массы в зависимости от времени. Как правило, потери массы и скорость потери массы в зависимости от времени рассчитываются автоматически.Это весьма удобно, поскольку скорость термического разложения пропорциональна скорости улетучивания или скорости потери массы. Кривая дифференциальной термогравиметрии (ДТГ) для первичного HDPE содержит только один пик; это указывает на то, что на рисунке 1 присутствует только одна стадия разложения, показывающая, что доминирующий пик находится в диапазоне от 390 ° C до 510 ° C, где происходит преобразование. Точно так же максимальная потеря веса происходит при 498 ° C из профиля DTG гранул HDPE [20].

3.3. Влияние температуры на распределение продукта

Пиролиз первичного полиэтилена высокой плотности дает четыре различных продукта, а именно нефть, газ, воск и остатки или кокс.Распределение этих фракций различно при разных температурах и показано в таблице 4.


Температура (° C) Масло (мас.%) Остаток (мас.%) Воск (мас.%) Газ / летучие вещества (мас.%) Время реакции (мин)

400 31,3 5,65 7,7 45,35 680
450 52.46 3,95 8,9 34,69 175
500 44,32 1,29 28,99 25,4 80
550 8,83 0,69 0,69 50

Конденсируемое масло / воск (смесь алканов, попадающая в указанный диапазон; они находятся в твердом состоянии при комнатной температуре и начинают переходить в жидкую фазу примерно через 37 ° C), и неконденсирующиеся газовые / летучие фракции реакции составили основной продукт по сравнению с фракциями твердого остатка (кокса).Конденсируемый продукт, полученный при низкой температуре (400 ° C), представлял собой маловязкие жидкости. При повышении температуры жидкость становилась вязкой / парафинизированной при температуре 450 ° C и выше. Углеводород непрерывно крекируется; воск может быть представителем продуктов с промежуточной молекулярной массой. Извлечение конденсируемой фракции было очень низким при низкой температуре, то есть при 400 ° C, и увеличивалось при постепенном повышении температуры. Из таблицы 4 видно, что при низкой температуре время реакции было больше, из-за чего вторичный крекинг продукта пиролиза происходил внутри реактора и приводил к образованию высоколетучего продукта.Низкотемпературные изменения молекулярной массы без улетучивания в основном связаны с расщеплением слабых звеньев, таких как кислород, включенных в основную цепь в качестве примесей. Точно так же низкий выход жидкости при высокой температуре был обусловлен улетучиванием продуктов с более высоким молекулярным весом до их дальнейшего крекинга и большим количеством неконденсируемых газообразных / летучих фракций из-за строгого крекинга.

3.4. Влияние температуры на время реакции

Влияние температуры на время реакции пиролиза первичного пластика HDPE показано на рисунке 2.Скорость реакции пиролиза увеличивалась, а время реакции уменьшалось с увеличением температуры. Высокая температура способствует легкому разрыву связи и, таким образом, ускоряет реакцию и сокращает время реакции. HDPE с длинной линейной полимерной цепью с низким разветвлением и высокой степенью кристалличности привел к высоким прочностным свойствам и, следовательно, потребовал больше времени для разложения. Это показывает, что температура оказывает значительное влияние на время реакции и выход жидкости, парафина, газообразных продуктов и твердого остатка (кокса).Аналогичное влияние температуры на время реакции было продемонстрировано для отработанного полиэтилена высокой плотности [16].

4. Характеристика жидкого продукта
4.1. FT-IR образца масла, полученного при 450 ° C

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) является важным методом анализа, который позволяет обнаруживать различные характерные функциональные группы, присутствующие в масле. При взаимодействии инфракрасного света с маслом химическая связь будет растягиваться, сжиматься и поглощать инфракрасное излучение в определенном диапазоне длин волн независимо от структуры остальных молекул.На рис. 3 показаны FTIR-спектры чистого HDPE масла. Валентные колебания C – H на частоте 3078.11 см -1 указывают на присутствие алкенов. Присутствие алканов обнаружено при 2918.68 см -1 с валентными колебаниями C – H. Валентные колебания C = C на частоте 1647.39 см −1 указывают на присутствие алкенов. Присутствие алканов было обнаружено с помощью ножничных и изгибных колебаний C – H при 1440,22 см −1 . Присутствие спиртов, простых эфиров, карбоновых кислот и сложных эфиров определяется по валентным колебаниям C – O при 907.61 см −1 , а деформационные колебания C – H на частоте 719.92 указывают на наличие полос замещения фенильного цикла. Результаты оказались согласованными при сравнении с результатами ГХ-МС.

4.2. ГХ-МС образца масла

ГХ-МС анализ образца масла, полученного термическим пиролизом первичного ПЭВП, был проведен для определения соединений, присутствующих в масле (рис. 4), и обобщен в таблице 5. Он имеет Было замечено, что пиролитическое масло содержит около 25 соединений.Принимая во внимание процентную долю площади, самые высокие площади пиков на общей ионной хроматограмме (TIC) соединений были н-октадеканом, н-гептадеканом, 1-пентадеценом, октадеканом, пентадеканом и 1-нонадеценом. Компоненты, присутствующие в HDPE, в основном представляют собой алифатические углеводороды (алканы и алкены) с числом атомов углерода C 10 –C 20 .

9050

43

9050 9050 9050

9050 9050


Время вращения (мин) Площадь% Название соединения Молекулярная формула

6.301 1,24 1-децен C 10 H 20
6,450 1,12 Дечан C 10 H 22
8,1050 2,0 1-ундецен C 11 H 22
8,238 1,78 н-ундекан C 11 H 22
9,735 3.50 1-додеканол C 12 H 26 O
9,855 3,19 н-додекан C 12 H 26
11,541
11,541 1-тридецен C 13 H 26
12,615 5,30 1-тетрадецен C 14 H 28
12,711 4.82 Тетрадекан C 14 H 30
12,772 0,65 7-тетрадецен C 14 H 28
13502 28
13502 5,4 0,90 P0477 C 15 H 30
13,997 5,13 Пентадекан C 15 H 32
15,039 0.48 1,19-эйкозадиен C 20 H 38
15,130 5,36 1-гексадецен C 16 H 32
1550 1550 н-октадекан C 18 H 36
15,261 0,51 Циклогексадекан C 16 H 32
16,203 9 1,19-эйкозадиен C 20 H 38
16,283 5,09 1-нонадецен C 19 H 38
16,357

н-гептадекан C 17 H 36
16.406 0,51 1-гептадецен C 17 H 34
17.378 1-октадецен C 18 H 36
17,447 5,47 Октадекан C 18 H 38
17,493
17,493 C 18 H 36
18,419 3,26 1-Nonadecene C 19 H 38
18,482 4.67 Нонадекан C 19 H 40

4.3. Физические свойства образца масла

В таблице 6 показаны результаты анализа физических свойств масла, полученного при пиролизе первичного HDPE. Масло темно-коричневого цвета без видимых отложений.


Испытания Полученные результаты Метод испытаний

Удельный вес при 15 ° C / 15 ° C 0.8013 IS: 1448 P: 16
Плотность при 15 ° C в кг / куб.см 0,8006 IS: 1448 P: 16
Кинематическая вязкость при 40 ° C в Cst 3,3 IS: 1448 P: 25
Кинематическая вязкость при 100 ° C в Cst 1,4 IS: 1448 P: 25
Углеродный остаток Conradson <0,01% IS: 1448 P: 122
Температура вспышки по методу Абеля 10 ° C IS: 1448 P: 20
Температура воспламенения 15 ° C IS: 1448 P: 20
Температура помутнения 28 ° C IS: 1448 P: 10
Температура застывания 18 ° C IS: 1448 P: 10
Теплотворная способность брутто в МДж / кг 44.27 IS: 1448 P: 6
Содержание серы 0,03% IS: 1448 P: 33
Расчетный цетановый индекс (CCI) 70 IS: 1448 P: 9
Дистилляция IS: 1448 P: 18
Начальная точка кипения 72 ° C
Конечная точка кипения 364 ° C

По сравнению с другими транспортными продуктами, как показано в таблице 7, плотность и вязкость жидкого продукта можно изменить, смешав его с продуктами коммерческого транспорта.Температура вспышки жидкого продукта находится в сопоставимом диапазоне, а температура застывания 18 ° C является приемлемой для большинства географических регионов. Пиролитическое масло HDPE имеет GCV 44 МДж / кг, что больше, чем у бензина и дизельного топлива; следовательно, этот жидкий продукт будет относительно лучше работать в двигателях. Из отчета о перегонке масла следует, что диапазон кипения масла составляет 72–364 ° C, что предполагает присутствие в масле смеси различных компонентов масла, таких как бензин, керосин и дизельное топливо.Жидкий продукт содержит значительное количество летучих веществ, так как его начальная точка кипения ниже 100 ° C. Из этого результата видно, что это могло быть возможное сырье для дальнейшего повышения качества или использования более легких соединений в качестве дизельного продукта.

42–46


Свойства Удельный вес 15 ° C / 15 ° C Кинематическая вязкость при 40 ° C (сСт) Температура вспышки (° C) Температура застывания (° C) GCV (МДж / кг) IBP (° C) FBP (° C) Химическая формула

HDPE пиролитическое масло 0.8013 3,3 10 18 44,27 72 364 C 10 –C 20
Отработанное пиролитическое масло HDPE

1. 0,7835 −15 42,81 82 352 C 19 –C 24
Бензин [17] 0,72–0,78 −43 −40 27 225 C 4 –C 12
Дизель [17] 0.82–0,85 2–5,5 53–80 от −40 до −1 42–45 172 350 C 8 –C 25
Биодизель [17] 0,88 4–6 100–170 −3 до 19 37–40 315 350 C 12 –C 22
Тяжелые нефтепродукты [18 ] 0,94–0,98 > 200 90–180 −40

5.Заключение

Термический пиролиз первичного HDPE был проведен в реакторе периодического действия, изготовленном из нержавеющей стали, в диапазоне температур от 400 ° C до 550 ° C и скорости нагрева 20 ° C / мин. Выход жидкости наиболее высок при 450 ° C, легколетучие продукты получаются при низкой температуре, а продукты, полученные при 500 и 550 ° C, представляют собой вязкую жидкость и воск. Время реакции уменьшается с повышением температуры. Функциональная группа, присутствующая в первичном пиролитическом масле из полиэтилена высокой плотности, аналогична другим пластическим пиролитическим маслам, указанным в нескольких литературных источниках.Было обнаружено, что пиролитическое масло содержит около 25 типов соединений с длиной углеродной цепи в диапазоне C 10 –C 20 . По физическим свойствам полученное пиролитическое масло соответствовало другим пиролитическим маслам и продуктам среднего качества. Было показано, что простой метод периодического пиролиза может превратить чистый HDPE в жидкие углеводородные продукты со значительным выходом, который зависит от температуры.

Пиротекс — установка (мини-завод) по переработке (утилизации) пластмасс, полиэтилена, резины, утильных шин.

Пиротекс — оборудование на основе метода низкотемпературного пиролиза, предназначенное для переработки и утилизации резиновых и полимерсодержащих отходов, нефтешламов и отработанных масел. В результате использования РТИ и изношенных шин в установке закрытого пиролиза получается больший объем жидкого топлива по сравнению с использованием установки открытого пиролиза.

Пиротекс — высокоэкологичное оборудование. Он почти не имеет выбросов. Оборудование максимально автоматизировано, что позволяет сократить человеческий труд до элементарных операций, таких как загрузка и выгрузка тигля из печи.

Переработка и утилизация изношенных шин в установке «Пиротекс» позволяет получать производные продукты более высокого качества. Малогабаритная пиролизная установка для утилизации утильных шин может использоваться для переработки пластмасс, нефтешламов и отработанных масел.

Схема пиролизной установки Пиротекс

Пиролизная установка «Пиротекс» может работать как самостоятельное оборудование или как часть полной линии по переработке отходов, если целью является организация:
  • Завод по переработке и утилизации изношенных шин и резины
  • бизнес по переработке и утилизации резинотехнических изделий, пластмасс, пластиковых бутылок, полиэтилентерефталата
  • бизнес по переработке отработанных масел и нефтешламов
Производные продукты могут быть далее использованы для:
ОПИСАНИЕ
Заявка

Жидкое топливо пиролизное

Применяется как жидкое топливо для котлов, для замещения топочного топлива.Фракционирование может применяться для получения различных нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо, масло, камедь и др.).

Твердый углеродсодержащий остаток

Используется как твердое топливо; его можно использовать для производства модифицированного жидкого топлива, в качестве сорбента, замещения активированного угля, в качестве наполнителя для производства новых низкотемпературных резинотехнических изделий, в качестве красителя для красок и красок, цемента и других производств, в качестве наполнителя для резинобитумная мастика и как средство для утилизации ртутьсодержащих материалов (луковиц и т.).

Пиролизный газ

Используется полностью для работы агрегата.

Металлическая проводка

Содержит высококачественную сталь. Его используют для дальнейшего производства металла.

Информационный видеоролик об установке Пиротекс.

Дополнительную информацию о пиролизной установке «Пиротекс» можно найти здесь:

Пиролизное масло из пластиковых отходов

В настоящее время переработка пластика в пиролизное масло широко признана как хороший способ решить проблемы загрязнения пластмассами и нехватки энергии. Это связано с тем, что пиролизное масло из пластиковых отходов можно широко использовать в качестве мазута в таких отраслях, как сталелитейные и металлургические заводы, котельные, керамическая, энергетическая или химическая промышленность и т. Д., А также они могут быть переработаны в дизельное топливо или бензин на установке по перегонке отработанного масла.А дизельное топливо можно использовать в низкооборотных двигателях, таких как землеройная машина, дорожный каток, погрузочная машина и т. Д.

Пиролизное масло из пластиковых отходов

Теперь давайте рассмотрим детали процесса пиролиза пластиковых отходов в масле. Ниже приводится рабочий процесс установки непрерывного пиролиза пластмасс:

1. Во-первых, измельчитель необходимо измельчить пластиковые отходы на мелкие кусочки. Если процент воды в пластиках больше 15%, то их нужно сушить сушилкой.Через автоматическое устройство подачи предварительно обработанные пластмассы транспортируются в реактор.

2. Нагрев реактора с использованием топливных материалов, таких как уголь, древесный уголь, топливный газ, древесина и т. Д. Реактор будет медленно нагреваться, когда температура достигнет около 250 градусов, будет производиться нефтяной газ.

3. Часть нефтяного газа пойдет в систему конденсации в виде жидкой нефти. Газ, который нельзя сжижать при нормальном давлении, возвращается в систему сгорания. Он может заменить топливный материал для нагрева реактора, что сэкономит энергию для всего процесса пиролиза пластика.

4. После завершения добычи нефти температура в реакторе пиролиза пластмасс понизится. В то же время сажа будет выгружаться автоматически.

5. Наконец, дым, производимый из реактора, может соответствовать национальному стандарту выбросов после обработки системой обеспыливания.

Выход пиролизного масла из пластиковых отходов:

1. Поливинилхлорид ПВХ, полиэтилен: ПЭ (например, пленки, бутылки, электроизоляционные материалы, сумки, трубы, бочки, бутылки / кальциевые флаконы, предметы первой необходимости и т. Д.)) чистый пластик имеет выход масла около 95%.

2. Полипропилен: полипропилен (например, пленки, пластиковые веревки, посуда, горшки, бочки, мебель, сумки, крышки, автомобильные бамперы и т. Д.) С выходом чистого масла 90%.

3. PS (такие как электрические приборы, канцелярские товары, чашки, контейнеры для пищевых продуктов, корпуса бытовых приборов, электрическая арматура, изделия из пеноматериала, игрушки и т.д.) выхода чистого масла на уровне 90%.

4. Пластмасса АБС: 40%.

5. Чисто белое пластиковое покрытие: около 70%.

.

Сырье Товар Мазут
Пластиковые отходы PE 85% -95%
PP 80% -90%
PS 80% -90%
АБС 40%
чистый белый пластик 60% -70%
рыболовная сеть, защитная сетка 45% -50%
МАМЕИ 40%
марка пластика 20%
целлюлоза 20% -30%
бытовой мусор 30% -50%
кабель из чистого пластика 60% -80%
чистый мешок покупки 50%

Преимущества продукта:

1.Базовая конфигурация со зрелыми технологиями производства, монтажа и эксплуатации.

2. Система автоматической подачи и выгрузки из углеродистой / стали.

3. Полностью закрыта от утечек газа.

4. Роторный ход, обеспечивающий эффективное отопление и экономию энергии.

5. Высокоэффективная трубчатая конденсационная система.

6. Специальная конструкция системы пылеулавливания, позволяющая не загрязнять выделяемый газ.

7. Уникальный катализатор и конденсаторы, позволяющие увеличить выход масла на 5% и улучшить качество масла.

8. Наши продукты прошли сертификаты CE, ISO, SGS.

Пиролизный завод по переработке пластиковых отходов в Нигерии

Если вы хотите получить пиролизное масло из установки для пиролиза пластиковых отходов, пожалуйста, свяжитесь с нами. Как профессиональный производитель пиролизных установок, мы в основном предлагаем 4 различных типа машин для удовлетворения различных потребностей клиентов. Это BLJ-06, BLJ-10, BLL-16 и BLL-20. И их пропускная способность составляет от 6 до 24 тонн в сутки. Пожалуйста, просмотрите их подробные параметры и получите бесплатное предложение прямо сейчас.

Арт. Детали
Модель BLJ-6 BLJ-10 BLJ-16 БЛЛ-20
Дневная производительность 6 т 8–10 лет 15-20 т 20-24 т
Метод работы Партия полунепрерывный полностью непрерывный
Сырье Отходы пластика, шин, резины, нефтешламов
Размер реактора D2.2 * L6.0м Д2,6 * Д6,6 м D2,8 * L7,1 м Д1.4 * Д11м
Образец Горизонтальный и поворотный
Нагревательные материалы Древесный уголь, древесина, мазут, природный газ, сжиженный нефтяной газ и т. Д.
Общая мощность 24 кВт / ч 30 кВт / ч 54 кВт / ч 71,4 кВт / ч
Площадь пола (Д * Ш * В) 30 * 10 * 8 м 30 * 10 * 8 м 40 * 10 * 8 м 45 * 25 * 10 м
Рабочее давление нормальное давление Постоянное давление
Метод охлаждения водяное охлаждение
Срок службы 5-8 лет

.