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

Пиролизных твердотопливных котлов: Пиролизные котлы – стоит ли приобретать

Содержание

Пиролизные котлы длительного горения: обзор моделей, характеристики, цены

Критерии выбора

Пиролизные котлы для отопления дома спроектированы для работы на разных видах топлива: древесине, угле, торфе, опилках, паллетах. Самую высокую производительность за счёт полного сжигания топлива в режиме пиролиза имеют дровяные устройства. Поэтому, если есть возможность недорого и в достаточном количестве на весь отопительный сезон заготовить дрова, то можно купить и установить дома именно такой котёл.

В противном случае, лучше приобрести универсальное устройство, способное работать на любом твёрдом топливе. Конструктивно они устроены так, что могут сжигать в режиме пиролиза до 80% топливных ресурсов, а оставшиеся 20% — в режиме простого твердотопливного агрегата.

Также следует обратить внимание на:

  • мощность агрегата. При расчёте этого показателя учитывают площадь строения, которое будет отапливаться пиролизным котлом длительного горения, и уровень защиты его комнат от потерь тепла;

  • объём камеры сгорания. Котёл с небольшой по размерам камерой сгорания потребует более частой закладки топлива, поэтому его нельзя оставлять без обслуживания на длительное время, особенно в сильные морозы;

  • качество внутреннего покрытия камер. Камеры, у которых стенки футерованные керамобетоном, более защищены от прогорания, сохраняют целостность при максимальном уровне нагрева и обеспечивают правильное сжигание топлива;

  • продолжительность горения при полной загрузке топлива должна составлять не менее 10 часов;

  • уровень автоматизации для безопасности прибора. Пиролизный котёл длительного горения должен быть не только продуктивным, но и безопасным, поэтому при покупке нужно проверить оборудован ли он сигнализацией и системой автоматического отключения;

  • наличие дополнительного контура. Отопительный прибор с одним контуром может использоваться только для обогрева помещения. Если котел планируется использовать для организации горячего водоснабжения, то нужно сразу покупать устройство с двухконтурной конструкцией;

  • стоимость. На покупке котла не стоит экономить, так как у дешёвых моделей может не хватить технических возможностей для оптимального обогрева помещения. Лучше приобрести котёл проверенных марок, которые уже прошли испытания в суровых российских зимах и заслужили хорошие отзывы владельцев.

к содержанию ↑

Обзор моделей

Современный рынок предлагает много разных моделей пиролизных котлов длительного горения, отличающихся по ряду технических характеристик, габаритам и цене. Pechnoy.guru предлагает вам посмотреть некоторые хорошие модели.

к содержанию ↑

Пиролиз Мастер LONGLIFE 18-250 кВт

Высокое КПД, наличие автоматического управления за работой котла и циркуляцией позволяют данному устройству эффективно выполнять свои функции на одной загрузке в течение 8 — 72 часов (зависит от типа используемого топлива). Котел оборудован цифровым контролёром, вентилятором подачи воздуха, 5 — ти ходовым теплообменником с большим объёмом теплоносителя, обеспечивающих его высокую производительность. В оснащение топочной камеры входят водонаполненные колосники и две дверки для загрузки топлива и удаления зольного остатка. Аппарат одинаково эффективно работает при ручной загрузке в топочный отдел любого вида твёрдого топлива: угля, брикетов, дров, кускового торфа.

  • Максимальная площадь обогрева — 18 — 2500 м²;

  • мощность — 18 — 250 кВт;

  • КПД — 92 %;

  • Диапазон цен в зависимости от мощности: — 980 — 7300 условных единиц.

к содержанию ↑

Buderus Logano S171

Немецкий пиролизный котёл этой серии обладает увеличенным объёмом загрузочного отдела и улучшенной конструкцией теплообменника и приспособлен к работе как при естественной, так и при принудительной вентиляции теплоносителя. Его корпус изготовлен из высоколегированной стали толщиной 5 мм, для футеровки топки применён шамотный кирпич с более продолжительным сроком службы, удобство чистки обеспечивают две дверки зольника, расположенные одна — сверху, а другая — на передней панели. Бесперебойную работу агрегата и функцию защиты выполняет мощная автоматическая система управления.

  • Максимальная площадь обогрева — 500 м²;

  • мощность — 50 кВт;

  • КПД — 89%;

  • Размеры — 699х1257х1083 мм;

  • Средняя цена — 3600 условных единиц.

к содержанию ↑

Бастион М-КСТ

Универсальные пиролизные котлы российского производства мощностью от 12 до 30 кВт, отличающиеся от импортных аналогов более низкой ценой и компактными размерами, способные отопить площадь от 100 до 300 м² (зависит от мощности). Энергонезависимые устройства, не нуждающиеся в частой выемке зольных отходов. Топочная камера изготовлена из низколегированного сплава стали марки 09Г2С, одномоментно вмещает дров, каменного угля, древесных отходов от 40 — 120 дм³. Могут работать без дозаправки топлива 4 — 12 ч (зависит от влажности топлива, породы древесины, организации дымохода и т. д.). Коэффициент полезного действия — не менее 85%. Цена варьируется в диапазоне 670 — 1200 долларов.

Модель котла «Бастион» серия М-КСТ Габаритные размеры (ШхВхГ), мм
12П 310х1200х500
20П 400х1200х550
20ПУ 320х1150х750
30П 470х1150х670
30ПУ 370х1200х870

к содержанию ↑

Траян Т

Одноконтурные аппараты, работающие на дровах, топливных или торфяных брикетах. Могут поддерживать комфортную температуру в помещении при одной загрузке топлива не менее 8 часов. В моделях серии Т тяга регулируется автоматически, при дополнительном оборудовании ТЭНом мощностью до 3 кВт температура теплоносителя будет поддерживаться после прогорания дров в течение нескольких часов.

Модели котла «Траян» серии Т

Мощность, кВт

Отапливаемая площадь, м²

Габариты (ШхВхГ), мм

Вес, кг

Цена, доллар

Т-10

10

90

400х880х880

170

710

Т-15

15

160

500х920х1000

230

800

Т-20

20

220

500х970х1000

240

860

Т-30

30

330

550х1250х1070

335

1050

к содержанию ↑

Rival KT

Время работы до дозаправки составляет 6 — 8 ч. КПД — до 85%. Диапазон мощностей 12 — 42 кВт. Максимальная площадь отапливаемого помещения от 120 до 420 м². Цены от 650 до 1500 долларов.

к содержанию ↑

Buderus Logano S121

Долговечные отопительные устройства длительного горения с верхним расположением загрузочного отдела и нижнем — камеры дожига. В задней части котла располагается теплообменник. Может работать на одной загрузке топлива до 12 ч. Максимальное КПД — 85%.

Модификации котлов «Buderus Logano» серия S121

Мощность, кВт

Отапливаемая площадь, м²

Габариты (ШхВхГ), мм

Цена, доллар

S121-2-21

21

200

623х1257х753

2130

S121-2-26

25

250

623х1257х803

2175

S121-2-32

33

330

683х1322х853

2320

S121-2-38

38

3380

682х1322х903

2450

к содержанию ↑

Wattek Pyrotek

Чешские пиролизные котлы с одним контуром и диапазоном тепловой мощности в пределах 26 — 42 кВт. Оборудованы медным теплообменником, автоматической панелью управления, осуществляющей регулировку работы вытяжного вентилятора и насосов ЦО и ГВС. При эксплуатации подключается к электросети, поддерживают горение при одной закладке сухого топлива (не выше 20% влажности) до 10 часов. КПД составляет 90%.

Устройства мощностью 26 — 30 кВт имеют размеры 530х1145х915 и стоят примерно 2800 — 3000 долларов, у более мощных котлов 36 — 42 кВт габариты составляют 530х1145х1115, а цена варьируется от 3350 — 3500 долларов.

к содержанию ↑

Pereko KSW Prima

Польское изделие с ручной загрузкой. Трёхходовой, поддерживает горение любого топлива в твёрдом состоянии в течение 7 часов.

  • КПД — 85%;
  • отапливаемая площадь 150 — 250 м²;
  • мощность 15 — 25 кВт;
  • ширина 450 — 510 мм, высота 1100 — 1150 мм, глубина 650 — 750 мм;
  • цена 1800 — 2200 долларов.

к содержанию ↑

Viessmann Vitoligno 100-S

Немецкие котлы с номинальной мощностью от 25 до 80 кВт со встроенной системой электронного управления. В оснащение аппарата также входит чувствительный датчик температур и система оповещения о необходимости дозаправки. Работает только на дровах из сухой древесины с естественным уровнем влажности не более 20%. КПД — 88%.

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
25 618х1190х1289 2900
30 678х1390х1289 3800
40 678х1490х1366 4730
60 751х1885х1389 6035
80 841х1885х1389 8100

к содержанию ↑

Буржуй-К Стандарт

Недорогие котлы российского производства номинальной мощности от 10 до 30 кВт без терморегулятора. Предназначены для отопления площади 100 — 250 м², не требуют подключения к электричеству, просты в эксплуатации. Длительность периода работы при одной загрузке не более 4-5 часов. КПД — 85%.

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
10 380х930х850 635
20 480х1100х950 860
30 530х1360х1050 1083

к содержанию ↑

Тепловъ T

Энергонезависимые устройства с автоматической регулировкой мощности и регулятором тяги прямого действия. Корпус выполнен из высококачественной стали и защищён от потерь тепла базальтовой ватой, для регулировки разряжения в котле используется шибер. Номинальная мощность моделей этого производителя в диапазоне 10 — 500 кВт, время работы при одной загрузке 12 часов.

Модель Габариты, мм Цена, доллар
Т-10 380х930х610 690
Т-20 480х1100х950 912
Т-30 530х1360х1050 1140

к содержанию ↑

Lavoro Eco C NEW

Твердотопливные котлы «Lavoro Eco»с цельносварным корпусом и более толстой сталью на теплообменнике (5 — 8 см) и с заполненной теплоносителем рубашкой, за счёт которых КПД котлов достигает 85%. Дверцы котлов открываются в разные стороны и регулируются. Энергонезависимые аппараты, с длительность горения 10 — 12 часов.

Модель Мощность, кВт Габариты, мм Обогреваемая площадь, м² Цена, доллар
С12 12 480х1130х550 100 1115
С16 16 550х1180х620 150 1262
С22 22 550х1180х670 240 1416
С32 32 550х1400х740 350 1615

к содержанию ↑

Траян серия ТР

Модернизированная модификация стальных отопительных котлов длительного горения марки Траян — оборудованы передней водяной рубашкой, съёмными тепловыми поверхностями в канале дымоотвода (турбулезаторами), за охлаждение которых отвечает теплоноситель. Топка футерованная шамотным кирпичом. Предусмотрена возможность подключения ТЭНа и монтажа второго контура. КПД увеличен до 93%.

Модели котла «Траян» серии ТР

Мощность, кВт

Отапливаемая площадь, м²

Габариты (ШхВхГ), мм

Вес, кг

Цена, доллар

ТР-12

12

130

530х950х1000

250

930

ТР-18

18

200

530х1050х1150

295

ТР-25

25

270

600х1150х1150

310

860

ТР-35

35

370

620х1330х1170

390

1050

ТР-40

40

420

680х1450х1200

480

1640

ТР-50

50

530

750х1550х1250

600

2100

ТР-75

75

790

750х1720х1350

710

2680

ТР-100

100

1100

880х1800х1450

920

3258

к содержанию ↑

Буржуй-К Модерн

Производятся в трёх модификациях с мощностью 12; 24; 32 кВт. Время горения до дозаправки составляет от 5 до 12 часов. Укомплектован терморегулятором тяги и термоманометром. Способен отопить площадь в 120 — 330 м². КПД — 85%.

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
12 500х1180х800 1090
24 500х1180х800 1295
32 600х1270х860 1620

к содержанию ↑

Пиролиз Мастер Mango

Время работы до дозаправки составляет 6 — 8 ч. КПД высокий — до 92%. Максимальная площадь отапливаемого помещения от 120 до 320 м².

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
12 400х1070х780 1068
24 500х1180х895 1295
32 600х1230х955 1605

к содержанию ↑

Пиролиз Мастер Platinum

Функционирует на дровах и паллетах любого качества с длительностью горения до дозаправки 6 -8 ч. КПД — 92%. Рекомендуемые размеры обогреваемой площади 120 — 330 м².

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
12 400х1070х780 1068
24 500х1180х895 1295
32 600х1230х955 1605

к содержанию ↑

Буржуй-К Эксклюзив

Конструкция и технические характеристики аналогичны изделиям серии «Модерн». Стоимость увеличена за счёт необычной облицовки корпуса.

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
12 400х1050х840 1805
24 500х1180х895 2153
32 600х1230х955 2684

к содержанию ↑

Defro DS

Высококачественный агрегат польского производства с максимальным КПД 85%. Длительность его работы до дозаправки составляет 12 часов. Отапливаемая площадь — 180 — 300 м².

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
12 633х1343х931 1828
24 686х1372х1031 2052
32 683х1527х1033 2225

к содержанию ↑

Atmos DС

Высококачественный агрегат чешского производства с максимальным КПД 85%. Длительность его работы до дозаправки составляет 12 часов. Номинальная мощность 15 — 70 кВт. Объём камеры сгорания — от 65 до 180 дм³.

Модель Габариты, мм Цена, доллар
DC 15E 590х1180х630 1982
DC 18S 590х1180х770 2155
DC 20GC 670х1260х770 3105

к содержанию ↑

БТС Стандарт

Высококачественный агрегат украинского производства с максимальным КПД 82%. Длительность его работы до дозаправки составляет от 6 до 12 часов. Номинальная мощность 15 — 40 кВт. В конструкцию входит глубокий загрузочный отсек, дымосос, автоматика, футеровка топки выполнена шамотным кирпичом.

Мощность, кВт Габариты, мм Цена, доллар
15 580х1365х870 2206
20 580х1565х880 2295
25 630х1530х1070 2620
32 630х1590х1070 2707
40 630х1640х1170 3105

к содержанию ↑

Атом МС

Высококачественный агрегат украинского производства с максимальным КПД 90%. Заправляется 1 раз в сутки. Номинальная мощность 16 — 250 кВт. В конструкцию входит глубокий загрузочный отсек, дымосос, автоматика, футеровка топки выполнена шамотным кирпичом. Площадь обогрева 190 — 3000 м². Цены — от 2280 до 18820 долларов.

к содержанию ↑

SunSystem BURNiT PyroBurn

  1. BURNiT PyroBurn Alpha. Болгарские котлы с большой загрузочной камерой и тепловой мощностью 20, 30, 40 кВт. КПД 90%. Обогреваемая площадь 200 — 400 м². Футеровка камеры сгорания выполнена керамикой. Цены — от 3190 до 4400 долларов.
  2. BURNiT PyroBurn Alpha PLUS. Электрозависимые болгарские котлы с большой загрузочной камерой, ручной системой очистки, датчиком выхлопных газов и тепловой мощностью 25, 30 кВт. КПД 91%. Обогреваемая площадь 270 — 320 м². Футеровка камеры сгорания выполнена керамикой. Цены — от 5020 до 5500 долларов.
  3. BURNiT PyroBurn Lambda. Болгарские котлы с большой загрузочной камерой, ручной системой очистки и тепловой мощностью 20, 30, 40 кВт. КПД 90%. Обогреваемая площадь 200 — 400 м². Футеровка камеры сгорания выполнена керамикой. Цены — от 3190 до 4400 долларов

к содержанию ↑

Вывод

Пиролизные котлы длительного горения являются современной и эффективной альтернативой газовому обогреву. Выпускаются они в большом ассортименте моделей, с ощутимым разбегом по ценам. Самые недорогие котлы данного типа — российского производства, при этом они полностью их технические возможности ничем не уступают европейским аналогам.

Котел на отопление своими руками

В данной публикации мы расскажем, как сделать котел на отопление своими руками, и какой из вариантов доступен для самостоятельного изготовления. Главной частью, сердцем любой системы отопления является котел. Многообразие их видов и конструкций способно поразить всякое воображение. И, надо отдать должное, многие современные котлы являются и экономичными, и эффективными устройствами. Они имеют тонкие регулировки, снабжены автоматикой и могут работать без участия человека. Некоторые модели даже могут отправить СМС хозяину и «доложить» о тепловой обстановке в доме, а хозяин по мобильному телефону или через интернет-соединение может заказать нужную температуру к своему приезду. Но бывают случаи, когда выгодно сделать котел на отопление своими руками. Например, для отопления дачного домика или теплицы.

Котел на отопление своими руками

Интернет буквально перегружен различной информацией по самостоятельному изготовлению котлов отопления. Применяются совершенно неожиданные комплектующие, которые никак не задумывались ранее быть частью котла; некоторые технические решения могут поспорить с изобретениями конструкторских бюро; КПД некоторых котлов не уступают лучшим котлам именитых производителей. Но к сожалению, в интернете и немало «мусорной» информации, которая не может ничем помочь, а в некоторых случаях способна и навредить. Авторы некоторых обзоров хвастливо заявляют, что нет ничего проще, чем самостоятельно изготовить котел отопления, хотя на самом деле это непростая задача. Цель этой статьи разобраться, какие именно котлы отопления достойны того, чтобы сделать их самостоятельно и каковы особенности технологического процесса их изготовления.

Виды котлов отопления и возможность их самостоятельного изготовления

Задача котла отопления – нагреть при помощи какого-либо топлива теплоноситель и передать его в систему отопления, которая уже распределяет тепло потребителям. Именно по виду применяемого топлива котлы делятся на несколько больших классов. Рассмотрим эти классы и сразу определим целесообразность самостоятельного их изготовления.

  • Газовые котлы отопления – в настоящее время — это наиболее экономически выгодный вид топлива. Современные газовые котлы имеют высокий КПД, легко управляются, работают без вмешательства человека. Самостоятельное изготовление газовых котлов возможно, но категорически не рекомендуется. Во-первых, из-за того, что газ – это опасный вид топлива и любое несанкционированное вмешательство может привести к печальным последствиям, а, во-вторых, никакая газоснабжающая организация не даст разрешения на эксплуатацию самодельного газового котла. И правильно сделает.

Газовые котлы отопления запрещено изготавливать самостоятельно.

  • Жидкотопливные котлы применяются там, где нет газификации и других видов топлива. Эти котлы имеют очень высокий КПД, они легко поддаются автоматизации, но их применение связано с определенными трудностями по хранению больших количеств топлива: солярки или мазута. Самостоятельное изготовление жидкотопливных котлов запрещено, никакой пожарный инспектор не поставит свою подпись при сдаче дома в эксплуатацию, если он будет оборудован не сертифицированным оборудованием. Да и, наверное, мало кто захочет жить на пороховой бочке.

 

Жидкотопливные котлы чаще всего вынужденная мера, а не здравый смысл

  • Электрические котлы отопления имеют явное преимущество перед всеми остальными в простоте своей конструкции, малым габаритным размерам, удобству управления. Эти котлы сравнительно просто сделать самостоятельно. Но все эти преимущества нивелируются высокими ценами на электроэнергию. К сожалению, отопление электричеством экономически невыгодно. Оно и понятно, ведь значительную часть электроэнергии получают путем сжигания углеводородного топлива. Еще одним существенным ограничением является то, что не всегда электроснабжающие организации дадут разрешение на выделение большой мощности.

Единственная помеха для широкого внедрения электрических котлов — высокие цены на электроэнергию

  • Твердотопливные котлы отопления, несмотря на заверения скептиков об их скором уходе на второй план, продолжают успешно работать и поныне. Мало того – они испытывают настоящее второе рождение. В качестве топлива в них используются дрова, каменный уголь, торфяные брикеты, горючие сланцы и другие виды твердого топлива. Очень интересны котлы, которые используют особый род топлива –  пеллеты, изготавливаемые из отходов древесины. Эти котлы поддаются автоматизации, имеют высокий КПД, но производство и логистика пеллет пока находится на зачаточном уровне. Для самостоятельного изготовления более всего подходят именно твердотопливные котлы, поэтому будем рассматривать именно их. Но особого внимания достойны одни из представителей твердотопливных котлов – пиролизные.

Твердотопливным котлам еще рано отправляться «на свалку истории»

Твердотопливные пиролизные котлы отопления

Классический твердотопливный котел представляет собой емкость определенного объема, выполненная из металла: стали или чугуна. В ней происходит сгорание твердого топлива, при этом выделяется тепловая энергия, передаваемая теплоносителю при помощи теплообменников. При этом в камеру сгорания постоянно подается наружный воздух для поддержания горения топлива. Если прикрывать подачу воздуха, то процесс горения замедлится, а если открыть, то оно будет идти быстрее именно так регулируют мощность классических твердотопливных котлов.

Существуют котлы, приспособленные только для определенного вида топлива: дрова, уголь, пеллеты, — но есть модели, которые работают на любом топливе. Твердотопливные котлы могут быть как с естественной тягой, так и с принудительной. КПД хорошо спроектированного и выполненного классического твердотопливного котла может достигать 71—79%.

Виды пеллет и описание

Преимуществами таких котлов являются:

  • Доступность и низкая цена на топливо.
  • Возможность использовать несколько видов топлива.
  • Способность сжигать отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.
  • Полная автономность работы, независимость от электроэнергии.

Однако классические твердотопливные котлы обладают и рядом недостатков, с которыми невозможно не считаться:

  • На одной загрузке топлива котлы работают не более 4—6 часов.
  • Необходимость хранения больших запасов топлива требует дополнительных площадей.
  • Загрузка в основном происходит в ручном режиме.
  • Классические твердотопливные котлы требуют постоянной очистки от продуктов сгорания.
  • Процесс сгорания обладает инерционностью, его трудно контролировать.

В категории твердотопливных котлов стоит выделить в отдельную группу так называемые пиролизные котлы, работа которых происходит за счет раздельного сгорания топлива и выходящих из него продуктов распада – пиролизных газов. Рассмотрим работу такого котла на примере.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Топливо (это чаще всего дрова) через верхнюю загрузочную дверку загружают в газифицирующую камеру. Дроссель дымохода полностью открывают и дрова поджигают. При этом включают вентилятор, который подает в камеру воздух. Естественно, дрова начинают гореть как в обычном твердотопливном котле.

После того как дрова разгорелись, закрывают верхнюю дверку и перекрывают дроссель дымохода. Воздух продолжает поступать к топливу, но в ограниченном количестве, поэтому дрова начинают тлеть при температуре от 200 до 800 °C. При этих условиях происходит реакция пиролиза: разложения древесины на твердую часть в виде угля и легкую — пиролизных газов, которые через форсунку подаются в камеру сжигания. Туда же подается через канал подачи вторичного воздуха подогретая смесь. В условиях высоких температур пиролизные газы воспламеняются и окисляются подаваемым воздухом. Температура их сгорания при этом составляет около 1100 °C.

Раскаленные газы проходят через множественные дымовые каналы, которые находятся в среде теплоносителя системы отопления – воде. Происходит передача тепловой энергии. Высокая температура в камере сжигания поддерживает процесс пиролиза в газифицирующей камере. Если необходимо доложить дрова в газифицирующую камеру, то для этого полностью открывают дроссель дымохода, выжидают несколько минут, чтобы камера проветрилась от пиролизных газов и начался обычный процесс горения. После этого открывают дверцу, докладывают дрова, закрывают дверцу и  заслонку (дроссель) дымохода. Процесс пиролиза и дожигания газов в нижней камере возобновляется.

Внимание: в котлах с нагнетанием первичного и вторичного воздуха открывать дверцу загрузки можно только после открытия заслонки дымохода и паузы. В ином случае, при открытии дверцы пиролизные газы, скопившиеся в камере газификации, могут воспламениться. Этого недостатка лишены пиролизные котлы не с нагнетанием воздуха, а с дымососом, где в камерах создается разрежение.

Пиролизные котлы отопления обладают следующими преимуществами:

  • В пиролизных котлах происходит полное сгорание топлива, что позволяет гораздо реже очищать зольник и высокотемпературные газоходы.

Пламя в камере сжигания

  • Горением пиролизных газов можно легко управлять, что позволяет сделать управление котлом автоматизированных.
  • Процесс горения в газифицируемой камере управляемый при помощи подачи первичного воздуха. Горение замедленное, а это позволяет на одной закладке дров работать от 5—7 часов до нескольких суток (у котлов верхнего горения).
  • В пиролизных котлах можно сжигать крупные не колотые дрова.
  • В качестве топлива могут быть использованы древесные отходы, обрезки фанеры, ДСП, ДВП, МДФ.
  • Пиролизные котлы в 3 раза меньше выбрасывают в атмосферу вредных веществ.

Недостатки пиролизных котлов:

  • Для работы вентилятора или дымососа необходима электроэнергия, поэтому следует озаботиться оснащением котла мощным источником бесперебойного питания.
  • При влажности топлива более 20% резко падает КПД котла.
  • В случае малых нагрузок возможны перепады в работе котла, что сказывается на отложении дегтя в газоходных каналах. Для постоянной нагрузки котла может потребоваться теплоаккумулятор – для запасания тепловой энергии.

Избыток сгенерированного тепла можно сохранить в теплоаккумуляторе

  • Чтобы в газоходах котла не выпадал конденсат, необходимо поддерживать температуру обратки не менее 60 °C. Конденсат приводит к ускоренной низкотемпературной коррозии котла.
  • Невозможность организации автоматической подачи топлива.
  • Пиролизные котлы очень материалоемкие, поэтому стоят в 1,5—2 раза выше, чем классические твердотопливные.

Мнение эксперта:

Масальский А.В.

Редактор категории «строительство» на портале Stroyday.ru. Специалист по инженерным системам и водоотведению.

 

Задать вопрос эксперту

Так как в пиролизных котлах происходит высокотемпературное горение (1100—1200 °C), то нижнюю часть камеры газификации и всю камеру сжигания, включая и дверцу, нужно особым образом защитить при помощи футеровки – специальной жаропрочной облицовки. Учитывая высокие температуры, футеровка делается либо шамотным кирпичом, либо специальными жаростойкими муллитокорундовыми бетонами.

Какие функции выполняет футеровка:

Футеровка шамотным кирпичом позволяет соблюдать требуемый температурный режим и защищает металл

  • Защита металлических поверхностей камер котла от воздействия высоких температур, что предотвращает металл от прогорания.
  • Для успешного течения реакции выделения газов и горения пиролизных газов необходим определенный температурный режим. При контакте пламени с охлаждаемым металлом может пойти обильное выделение конденсата, а футеровка позволяет удерживать температуру реакции постоянной.
Цены на модельный ряд отопительных котлов

Отопительные котлы

Котел на отопление своими руками

Прежде чем начинать изготовление пиролизного котла, необходимо точно определиться с его размерами, которые во многом зависят от необходимой мощности. Недостаточная мощность котла не позволит компенсировать все теплопотери, а избыточная потребует сброса излишков в теплоаккумулятор.

Обычно при расчетах принимают, что для отопления 10 м2 площади жилья требуется 1 киловатт мощности котла. Допустим, требуется отопить 250 м2 площади загородного дома. Получается, что котел должен иметь мощность не менее 25 КВт. В следующих рисунках приведены чертеж котла и таблица соответствия размеров — мощности котла.

Типовой чертеж твердотопливного пиролизного котлаТаблица соответствия размеров котла генерируемой мощности

Эти данные будут являться ориентиром для расчета будущей конструкции. Лучше всего воспользоваться готовыми чертежами уже сделанных и успешно работающих не один сезон котлов. На этих котлах уже отработаны типичные ошибки и их авторы охотно могут поделиться чертежами с подробнейшей спецификацией именно того котла, который будет отвечать всем потребностям. Естественно — это не бесплатно, но сумма в 50—70 $ просто смехотворна по сравнению с тем, что может ждать горе-самоделкина на пути к вожделенному котлу.

Мнение эксперта:

Масальский А.В.

Редактор категории «строительство» на портале Stroyday.ru. Специалист по инженерным системам и водоотведению.

 

Задать вопрос эксперту

Настоятельно рекомендуется самому сделать 3D-визуализацию всех узлов котла в AutoCAD или любой другой подходящей программе, чтобы лучше понять внутреннее устройство и выработать правильную стратегию изготовления котла.

Пример 3D визуализации конструкции пиролизного котла

Необходимый инструмент и материалы для изготовления котла

Для изготовления пиролизного котла понадобится следующий инструмент:

  • Сварочный инвертор.
  • Электродрель с набором сверел по металлу разного диаметра.
  • Углошлифовальная машина (болгарка) под круг диаметром 230 мм.
  • Углошлифовальная машина под круг 125 мм.
  • Для проделывания отверстий большого диаметра желателен газовый резак или (что идеально) плазморез. Если их нет, то при определенном навыке это можно сделать болгаркой.

Филигранная резка металла плазмой

  • Стандартный набор слесарного инструмента: молоток, зубила, напильники, струбцины и другое.

Материалы для изготовления котла:

  • Для изготовления газифицирующей камеры и камеры сжигания лучше использовать листовую сталь 5 мм, а для внешней обшивки 4 мм. Всего понадобится примерно 7—10 м2 листа, в зависимости от конкретной модели. В крайнем случае можно обойтись для всего котла листом 4 мм.
  • Труба диаметром 57 мм толщиной стенки 3,5 мм для теплообменников – 8—10 м.
  • Труба диаметром 159 мм с толщиной стенки 4,5 мм для борова (горизонтального выхода дымохода из котла) – 0,5 м.
  • Шамотный огнеупорный кирпич ША-8 – 15-25 шт.

Шамотный кирпич нужен для футеровки

  • Труба диаметром 32 мм с толщиной стенки 4,5 мм – 2 м.
  • Профильная труба 60*30*2 мм – 2 м.
  • Профильная труба 80*40*2 мм – 2 м.
  • Полоса стальная 30*4 мм – 2 м.
  • Электроды – 5—6 пачек.
  • Круги отрезные 230 мм – 10 шт.
  • Круги отрезные 125 мм – 10 шт.
  • Круги шлифовальные 125 мм – 5 шт.
  • Вентилятор центробежный дутьевой.

Центробежный вентилятор обеспечит поступление первичного и вторичного воздуха в камеры котла

  • Датчик температуры.

Приведенный перечень весьма приблизителен и не является точной инструкцией для исполнения. Все должно закупаться на основе индивидуальных расчетов. Наверняка что-то придется докупать, а что-то останется в излишках.

Изготовление пиролизного котла

Лучше всего составить оптимальный план раскроя стального листа на заготовки заранее, по уже имеющимся чертежам и нарубить его на прямоугольные заготовки сразу при закупке на металлобазе. Эта услуга, конечно, стоит денег, но дает преимущества во времени и качестве. Болгаркой такой ровный срез, как при рубке, сделать практически невозможно. Стандартные размеры стального горячекатанного листа толщиной 3—5 мм составляют 1,5*6 м.

Пиролизный котел и принцип его работы

Работа пиролизного котла основывается на особой химической реакции — пиролизе. Под данным термином подразумевается термический процесс разложения органического топлива (древесина) на газ и уголь. Процесс происходит в закрытой камере без доступа кислорода при температуре от 350* и выше.

Фактически, пиролиз (разложение и частичная газификация под действием нагревания) происходит при любом способе сжигания твёрдого органического топлива.

Устройство пиролизного котла

Пиролизный котел на дровах длительного горения




Конструкция пиролизного котла

1-Внешний кожух из кирпича М-200
2-Обвязка железным уголком
3-Загрузочный люк для дров
4-Железный котел
5-Подача вторичного воздуха
6-Трубы подачи и обратки теплоносителя
7-Зольный савок
8-Дымовая труба

Мой первый собранный пиролизный котел с автоматикой


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 (Пиролиз).

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 твердотопливными “собратьями”, 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.

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

Схематичное устройство твердотопливных пиролизных топок (2 и 3)

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 видах топлива.

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 брикеты из опилок 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 теплоносителя в системе отопления 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, котлы длительного горения 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 этой статье.

теги    пиролиз   котел

Твердотопливный пиролизный котел

Сочетание эффективной работы, основанной на экономном использовании топлива, и удобство эксплуатации – ключевые требования при выборе котла отопления. Основная цель инженерных разработок – максимально использовать теплоту от сжигаемого топлива при сокращении объема источника энергии. Пиролизный котел полностью соответствует поставленным условиям и представляет практичный вариант отопления жилья.

Виды и устройство пиролизного оборудования

Какие котлы можно отнести к пиролизным и существуют ли конструктивные отличия между моделями? В чем преимущества и отрицательные стороны агрегатов длительного горения? Для начала стоит отметить, что пиролизные котлы работают исключительно на твердом топливе. «Сердце» котла – это камера сгорания, состоящая из двух отсеков:

  • Загрузочная часть для твердого топлива, генерирующая газ.
  • Сектор дожига, функция которого – организация процесса сжигания пиролизных газов.

Этот сектор соединен с дымовым трактом, по которому тепловая энергия двигается к теплоносителю. Здесь же оседают и остатки сгорания твердого топлива в виде сажи. Поэтому второе название пиролизного аппарата – газогенераторный котел. Все подобные агрегаты оснащены переключателями тяги. Отсутствие данного элемента превращает газогенераторный котел в стандартное оборудование прямого горения. Именно закрытие задвижки обеспечивает начало пиролизного процесса при сгорании твердого топлива.

Существуют различные модели пиролизных котлов, разница между которыми заключается в расположении камера дожига. Она может быть оборудована вверху или внизу. Особенности популярной конструкции агрегата на твердом топливе с нижней камерой дожига следующие:

  • Среди преимуществ отмечается удобная закладка топлива, отработанные газы при этом выходят в дымовую трубу, установленную снизу.
  • Существенным недостатком такого пиролизного котла является необходимость регулярной чистки нижней камеры ввиду попадания золы из первичного отсека.

Конструкция пиролизного твердотопливного котла с верхней камерой дожига получила меньшее распространение, но обладает значительными преимуществами. В нем пиролизный газ поступает в отсек дожига через форсунки, а после полного сгорания передвигается в дымоход. После охлаждения продукты сгорания выводятся наружу. Отрицательным моментом такой модели является увеличенный расход материала на обустройство дымового тракта.

Конструктивные различия между твердотопливными котлами пиролизного типа имеются и в обустройстве тяги, которая бывает принудительной и естественной.

Для принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы и дымососы, управление которых происходит автоматически. Их работа характеризуется большим временем эффективного горения, но при условии наличия электроэнергии.

Принцип работы

За счет чего пиролизный твердотопливный агрегат обладает высоким КПД, рассмотрим подробно. Благодаря оборудованной камере сгорания и турбине, одной закладки твердого топлива хватает на период от 10 до 12 часов. Как это действует:

  • Газогенераторные котлы оснащены программным устройством, функция которого – установить удобный режим отопления.
  • После получения заданных параметров осуществляется автоматическое управление работой турбины.
  • В отсек для загрузки твердого топлива подается определенный объем воздуха, обеспечивающий требуемый режим горения. Это позволяет поддерживать в системе нужную температуру.

Ключевым принципом эффективного функционирования пиролизных котлов является использование технологии генерирования газа за счет разложения древесины. Осуществляется это при воздействии на твердое топливо высокими температурами в диапазоне 200-800оС при условии ограниченной подачи воздуха. То есть получение основного потока тепловой энергии базируется не в загрузочной камере, где непосредственно происходит сжигание твердого топлива. Выделяемый в условиях нехватки кислорода пиролизный газ проходит через форсунки в камеру дожига, и, смешиваясь там с вторичным воздухом, сгорает при температуре 1100-1200оС. Его воспламенению способствует дымосос, создающий необходимую тягу. Этот процесс характеризуется выделением колоссального объема тепла. Участки котла, где скапливается небольшое количество отходов в виде золы и сажи, нуждаются в регулярной очистке.

Продвижение пиролизного газа через теплообменник сопровождается передачей тепловой энергии теплоносителю, после чего он удаляется через дымоход. Это обеспечивает максимальное использование выделяемого тепла и продление процесса сгорания твердого топлива.

Важно! Для эффективной работы пиролизного котла применяется топливо, влажность которого не превышает 20%, в противном случае процесс газообразования невозможен.

Особенности стальных и чугунных моделей

Корпус твердотопливного пиролизного котла преимущественно изготавливается из стали толщиной более 5 мм. Недостатком данного материала является подверженность процессам коррозии, что оказывает негативное влияние на срок эксплуатации оборудования. Избежать подобных проблем позволит приобретение котла на твердом топливе, корпус которого выполнен из чугуна, обладающего высоким качеством и надежностью. По сравнению со стальными изделиями, характеристики чугунных пиролизных котлов выше по следующим позициям:

  • период эксплуатации;
  • теплоотдача;
  • устойчивость к процессам коррозии;
  • чугунные котлы менее подвержены воздействию кислот и смол.

Нюансы выбора топлива

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа применяемого топлива. В целом, для него подойдут такое сырье органического происхождения:

  • дрова;
  • уголь;
  • пеллеты;
  • торф;
  • отходы древесной переработки.

Загрузка опилок и стружки неприемлема ввиду противоречия самому названию котла «на твердом топливе». Использование данных материалов не обеспечит процесс выделения пиролизного газа по причине моментально сгорания. Оптимальным вариантом является древесина, горение которой сопровождается образованием больших объемов газа, превышающим все остальные источники. Как говорилось выше, высокий КПД котла пиролизного типа возможен при условии загрузки сухого топлива.

Анализ стоимости источников тепловой энергии определил лидеров: среди них находятся пеллеты и древесные гранулы. Оба вида представляют результат деревообработки и обладают низкой стоимостью. Однако мелкофракционный материал рекомендуется применять в сочетании с дровами.

Пиролизные твердотопливные котлы, на твердом топливе





Вся информация о твердотопливных пиролизных котлах. Их устройство, преимущества и недостатки, правила пользования Пиролизные твердотопливные котлы – это тип твердотопливных устройств, которые на рынке появились сравнительно недавно. Его устанавливают, как правило, в местностях отдаленных от центральной газовой магистрали. Этот вид оборудования работает на древесине и различных прессованных отходах дерева (брикеты, пеллеты, опилки и т.д.).

Принцип работы пиролизного твердотопливного оборудования

Устройство пиролизного котла на твердом топливе:

  • изготавливают котел из чугуна или стали. Чугунные устройства эксплуатируются дольше и дольше удерживают температуру. Также чугун не поддается коррозии, чего нельзя сказать о стали.

Прибор делится на 2 камеры. Листы металла, из которых выполнены камеры по толщине не меньше 5 мм. Между ними есть форсунки. Нижняя камера служит как камера сгорания и зольник, а верхняя – как топливный бункер. Таким образом, в камерах происходят разные процессы. В верхнем отсеке нагревается воздух и подсушивается топливный материал. А как следствие выделяется пиролизный газ, который переходит в нижний отсек. А там уже он сжигается.

Рис. 1 Комплектация твердотопливного котла

Работает такого типа твердотопливное устройство благодаря пиролизному сжиганию топливного материала, еще этот процесс называют сухая перегонка. Название «пиролизный» досталось устройству от названия газа, который выделяет древесина. При повышении температуры до 200-800С дерево разлагается на древесный кокс и пиролизный газ. Этот газ и дает большую часть тепловой энергии, и как результат возрастает качество работы котла, его эффективность, и температурный режим.

Этапы работы твердотопливного котла пиролизного типа:

  • 100-200С – при такой температуре происходит сушка древесного материала;
  • 250-600С – дегазация, то есть дрова разлагаются на такие компоненты как целлюлоза, смолы, масла, а при температуре выше 500С уже возникает газ. На этом этапе 85% древесины превращается в газ, все остальное – это древесный уголь;
  • 600С и выше – при этой температуре пиролизный газ окисляется, то есть вступает в реакцию с кислородом и сгорает. При этом температура значительно повышается и древесный уголь также разлагается.

Рис. 2 Устройство пиролизного котла

При сгорании пиролизный газ взаимодействует с кислородом, вследствие чего в продуктах горения выходящих из такого типа котла нет никаких токсичных примесей. Как правило, выходят водяной пар с углекислым газом.

Очень важно чтобы древесина, которая используется в качестве топливного материала, быть максимально сухой. Это не только делает работу пиролизного твердотопливного котла намного эффективнее (мощнее), но и продлевает срок его эксплуатации.

Рис. 3 Отопление пеллетами

Преимущества и недостатки твердотопливного агрегата

Современные модели пиролизных котлов имеют в своей комплектации автоматику для безопасной и бесперебойной работы котла. Благодаря ей можно регулировать мощность.

Пиролизный котел на твердом топливе сам поддерживает процесс горения, и вмешиваться в него не нужно. Следует только подавать топливо. Количество раз зависит от мощности, при которой работает такого типа устройство и от сухости материала. Есть те, которые нужно загружать древесиной всего один раз в сутки.

Несомненным плюсом этого типа твердотопливного оборудования является низкая цена на топливные материалы, и при этом с максимальным КПД, то есть с максимальной теплоотдачей. А также следует отметить, что не в каждом населенном пункте есть доступ к газу или жидкому топливу, а материал для пиролизного котла на твердом топливе — это один из самых распространенных природных ресурсов и с их заготовкой нет никаких проблем.

Немаловажно и то, что можно отапливать дом древесными отходами при этом без потери в теплоотдаче. Выбор топливных материалов достаточно велик.

Зависимо от производителя в современных агрегатах есть масса функций, наличие которых зависит от цены. Но устройство может функционировать и без них.

Пиролизные твердотопливные котлы можно изготавливать самостоятельно, при этом материалы для его конструкции не очень дорогие. Как самодельные, так и готовые установки являются взрывобезопасными.

Очень важным аспектом является то, что это оборудование полностью экологическое, так как никаких токсических примесей в продуктах сгорания нет. А также малое количество и самих дымовых выхлопов.

В такой твердотопливный котел можно загружать довольно крупные колоды дров.

Прогревает устройство такого типа систему отопления довольно быстро. Через 30 минут теплоноситель уже достигает заданной температуры и продолжает работать до сжигания древесины.

Но есть также и недостатки этого твердотопливного устройства:

Пиролизные котлы отопления на твердом топливе гораздо дороже всех остальных видов твердотопливных приборов, но следует учитывать, что его цена достаточно быстро окупается из-за низкой цены топливного материала.

Современные модели твердотопливного устройства зависимы от электроэнергии. А если есть перебои с ее подачей, то придется еще и покупать генератор на жидком топливе.

Есть потребность в отдельном помещении для хранения древесины, учитывая то, что она должна быть максимально сухой.

Выбор пиролизного устройства

Главным критерием выбора пиролизного котла на твердом топливе является мощность. Очень важно правильно определить нужную мощность. Как правило, считают на каждые 10 м2 приходится 1 кВт. Но при этом следует обращать внимание на теплопотери дома, например, наличие стеклопакетов, степень утепления стен и т.д.

Также нужно решить какая тяга должна быть в котле: принудительная или естественная. Пиролизные твердотопливные котлы с принудительной тягой напрямую зависят от электроэнергии, так как в комплектации есть вентилятор. Но такого типа оборудование более экономичное и удобное в работе. Чтобы твердотопливный котел отопления работал эффективно нужно вместе с загрузкой древесины удалять золу из камеры сгорания. Если ее там очень много, то естественно, и КПД будет намного меньше.

Правила безопасности и эксплуатации твердотопливного котла

Для того чтобы пользование пиролизным котлом на твердом топливе было безопасным и качественным нужно соблюдать некоторые правила:

  • Нужно тщательно следить за своей безопасностью, например, надевать специальные рукавицы, которые будут защищать руки от ожогов. Это нужно для загрузки древесины и чистки древесной золы.
  • Никогда не нужно оставлять пиролизный котел на твердом топливе, который работает на полной мощности.
  • Если в доме есть дети, то нужно предпринять все меры чтобы ребенок не смог добраться до работающего твердотопливного устройства.
  • По нормам безопасности древесные материалы должны находится на расстоянии не менее 1 метра от устройства и конечно в специальном ящике.
  • Обязательно нужно регулярно проверять все комплектующие системы отопления: герметичность, вода в системе отопления, дымоходы, работу клапанов и термостатов.
  • Раз в год следует прочищать трубы отводящие продукты горения, а также фильтры. Соблюдая все правила можно не только избежать опасных ситуаций, но и продолжить срок службы пиролизного твердотопливного котла.

Статьи по теме:

Твердотопливный котел МозырьНедорогие твердотопливные котлыТвердотопливный котел Дакон (Dakon)

Какой угольный пиролизный котел выбрать

От одной закладки топлива, угольный пиролизный котел, способен проработать 1-2 суток. При этом, обеспечивается высокая теплоотдача и производительность. Котлы с автоматической подачей топлива, работают в автономном режиме в течение всего отопительного сезона.

Как работает пиролизный котёл отопления на угле

Твердотопливный пиролизный котёл на угле имеет высокий КПД, от 80 до 92%. Обычный, классический агрегат, имеет коэффициент полезного действия не более 76-80%. Принцип работы пиролизного котла на угле заключается в следующем:

  • Любое твердое топливо, при нагреве и недостатке кислорода, начинает окисляться. В процессе окисления вырабатывается углекислый газ. После смешения с кислородом, получается горючая газовоздушная смесь.
  • В конструкции котла предусмотрено две камеры сгорания. В основной топке сжигается уголь. В котлах с естественной тягой, шиберную заслонку полностью открывают, пока топливо не разгорится. После того, как температура в топочной камере достигнет 450-600°С, заслонку прикрывают, начинается процесс пиролиза угля в котле. Выделяемый газ направляют во вторую камеру дожига.

    В автоматических моделях, все процессы: розжиг, подача воздуха и поддержание температуры в топке, осуществляются без участия человека.

  • В камере дожига газа, поддерживается постоянная температура 600-800°С, необходимая для эффективного сгорания СО. Стенки топки выложены шамотным кирпичом, что уменьшает теплопотери.

Устройство котла с пиролизным сжиганием угля, сделано с учетом особенности горения данного типа топлива. Для поддержания пламени, требуется большее количество воздуха, чем, к примеру, для дров или брикет. Равномерное распределение воздушных потоков, осуществляется с помощью колосников. Решетка дополнительно предотвращает осыпание угля в зольник.

Уголь выделяет в 2-3 раза больше тепла чем древесина, поэтому, теплообменник разогревается сильнее. Колосники из стали быстро деформируются, из-за чего рекомендуется устанавливать чугунную решетку. Стальные твердотопливные пиролизные котлы отопления на угле делают из жаропрочной толстостенной стали. Особое внимание уделяют прочности сварного шва.

Обычный классический дровяной котел, категорически запрещается топить углем.

Лучшим вариантом являются чугунные твердотопливные пиролизные котлы, работающие на угле. Чугунная конструкция оптимально приспособлена к использованию угольного топлива. Теплообменник из чугуна не боится сильного нагрева, не деформируется и не выгорает с течением времени.

Конструкция пиролизного котла под уголь отличается от аналогичного дровяного оборудования устройством камеры сгорания и способом загрузки топочной камеры. Выделяют следующие особенности:

  • Автоматические и полуавтоматические котлы – основное различие между теплогенераторами данного типа, заключается в автоматизации подачи угля в топку. В полностью автоматических моделях, закладка топлива осуществляется посредством шнековой передачи, в полуавтоматических версиях, загрузку выполняют вручную.
  • Конструкция загрузочной камеры – угольные котлы выпускаются с верхней загрузкой топлива. Используется принцип верхнего и нижнего горения.

Теплотехнические характеристики котла напрямую зависят от типа и материала теплообменника, и степени автоматизации устройства. Автоматические модели отличаются высоким КПД, достигающим 92%.

Как правильно топить углем котел с пиролизным сжиганием

Угольный котел, с пиролизным режимом работы, топить не сложнее чем обычный твердотопливный агрегат. Необходимо понимать основы работы оборудования, и подобрать топливо необходимого сорта и фракции. Процесс розжига и выход в режим пиролиза, осуществляются следующим образом:

  • Розжиг пиролизного котла на угле – при полностью открытой заслонке, поджигают уголь. Запрещается использовать керосин, бензин и другие составы, позволяющие быстро разжечь пламя. Для розжига применяют небольшое количество сухих дров.
  • Перевод котла в режим пиролиза – после топки в течение 15-20 минут, заслонку прикрывают и переводят в режим пиролиза. От одной закладки, котел продолжает работать до нескольких суток.

Чтобы обеспечить работоспособность и продлить время эксплуатации котла, требуется правильно подобрать сорт угля и рассчитать возможный расход топлива.

Какой уголь лучше для пиролизных котлов

Сжигать каменный уголь в пиролизных котлах обычного типа, не рекомендуется, по причине быстрого прогорания топочной камеры, вследствие высокой температуры горения. Производители, учитывая эту особенность, наладили выпуск оборудования, специально предназначенного для каменного угля.

В конструкции предусмотрена топка с верхней загрузкой, изготовленная из толстостенной стали или чугуна. Несмотря на изменения во внутреннем устройстве, топить пиролизный котел надо исключительно тем углем, сорт которого указан в технической документации.

Отдельные требования предъявляются к размеру фракции. Автоматические котлы лучше топить мелким углем от 0,5-2 см., это связано с особенностью шнековой подачи топлива.

Для угольных пиролизных котлов рекомендуется использовать следующие типы топлива:

  • Антрацит – на угле антраците, работает большинство современных моделей отопительного оборудования. Уголь имеет хорошие теплотворные характеристики и небольшой зольный остаток.
  • Каменный уголь – применение каменного угля в пиролизных котлах также оправдано. Данный тип топлива является эталоном расчетов тлетворной способности.
  • Бурый уголь – имеет высокую зольность, вследствие чего, нередко наблюдается пережог колосников. Использовать бурый уголь в пиролизном котле можно, только при наличии системы предварительного подогрева воздуха, перед подачей в топку. Применение высокозольных и влажных сортов породы запрещено.
  • Длиннопламенный уголь – поставляется в плитах и крупных фракциях. Свое название получил благодаря способности гореть длинным пламенем, подобно древесине. При этом, время горения длиннопламенного угля больше, приблизительно в 2-2,5 раза, по сравнению с дровами.
  • Угольные брикеты – изготавливаются из отходов угля, методом прессования и добавления цементирующих составов. Брикеты быстро разгораются и имеют хорошие теплотворные характеристики. В качестве достоинств, также выделяют практически полное отсутствие зольных остатков и шлаков.

Если учесть теплотворные характеристики и процент зольности, оптимальными видами топлива для пиролизных котлов остаются антрацит и угольные брикеты. Бурый уголь используется крайне редко.

Расход угля в пиролизном котле

Приблизительный расчет потребности угля выполняют, высчитывая средний расход топлива на каждый месяц отопительного сезона. Подсчеты позволят получить усредненное значение, так как фактическую температуру окружающей среды сложно предугадать. Во время сильных заморозков, расход угля увеличится, а теплая зима позволит сэкономить порядка 30% топлива.

Подсчеты выполняют следующим образом:

  1. Высчитывают отапливаемую площадь – для этого, длину дома умножают на его ширину.
  2. Подсчитывают необходимую мощность котла, используя формулу 1 кВт = 10 м².
  3. Выполняют расчет расходов на отапливаемую площадь. Средние затраты на отопительный сезон, составят 550 кг на каждые 10 кВт котла или 100 м².
  4. Полученное значение умножают на количество месяцев отопительного сезона.

В результате расчетов получается, что котел, с мощностью 20 кВт, потратит в течение отопительного сезона 7,5 тонн топлива.

Производители в технической документации указывают, сколько будет работать котел на одной закладке угля, перечисляют все допустимые для использования виды топлива, приблизительный расход и другие характеристики.

Выбор марки производителя пиролизного угольного оборудования

Первыми, на отечественном рынке, появились пиролизные котлы зарубежного производства. Со временем, был налажен выпуск российских моделей. Учитывая спрос и количество продаж, можно выявить наиболее популярные пиролизные котлы:

  • Отопительные пиролизные угольные котлы российского производства – выпускаемая продукция адаптирована к отечественным условиям эксплуатации, неприхотлива к качеству топлива. Наиболее популярными моделями являются:
  • Разновидности импортных угольных пиролизных котлов – теплогенераторы, выпускаемые в странах ЕС, изготавливают из стали или чугуна. Допускается комбинированная конструкция, когда вместе со стальным теплообменником, используют чугунные колосниковые решетки.
    Продукцию отличают высокая надежность, полная автоматизация процесса горения и длительный срок эксплуатации. Популярностью пользуется модельный ряд компаний:

Бытовые пиролизные угольные котлы европейских производителей, гарантировано проработают в течение 10-15, чугунные до 25 лет. Срок эксплуатации отечественной продукции, несколько ниже. Стоимость на российские котлы в 2-3 раза ниже, чем на немецкие аналоги.

Мнения и отзывы о пиролизных отопительных котлах на угле

Твердотопливные угольные котлы пиролизного типа, не пользуются популярностью среди российского потребителя и этому есть несколько объяснений:

  • Высокая температура сжигания топлива и большое количество зольного остатка, приводит к быстрому прогоранию теплообменника.
  • Стоимость надежных чугунных котлов, в 3 раза выше, чем у стальных аналогов. Теплообменник, выполненный из стали, нередко деформируется и теряет герметичность швов, уже после 1-2 лет интенсивной эксплуатации.

Если принимается решение о приобретении пиролизного котла, работающего на угле, лучше остановить свой выбор на оборудование, оснащенном чугунным теплообменником.

Области применения пиролиза: Топ 20

В связи с тем, что в отрасли происходит столько всего, может быть трудно догнать все возможности. Вот наш обзор 20 самых интересных приложений пиролиза и бизнес-моделей для процесса Biogreen®.
Узнайте свое и дайте нам знать, связавшись с нами!

ВАЛОРИЗАЦИЯ БИОМАССЫ

Во всем мире производятся большие количества остаточной биомассы, которые ждут устойчивых методов их дальнейшего управления.Они часто продаются в качестве топлива по относительно низким рыночным ценам. Тем не менее, остаточная биомасса может быть привлекательным ресурсом для процесса пиролиза Biogreen®, предлагая множество способов повышения ее добавленной стоимости и производства биопродуктов, пользующихся большим спросом на рынке. В Biogreen® мы называем этот процесс валоризацией биомассы.

1.Биочар и производство тепла / пара

Пиролиз позволяет преобразовать чистую древесную биомассу в биоуголь как функциональный материал (питательное вещество для почвы, продукт биоремедиации, фильтрующий материал и многое другое).Возможность изменения условий эксплуатации в Biogreen® открывает уникальную возможность производить собственный функциональный материал. Кроме того, энергия, произведенная в процессе, может быть преобразована в полезное тепло (для сушки), пар (для промышленных целей) или другие формы энергии.

2. Производство биогенного угля и твердого топлива

Низкотемпературный процесс торрефикации и карбонизации биомассы позволяет получать высококачественное теплотворное топливо с теплотворной способностью от 21 до 29 МДж / кг, подходящее для рынков электроэнергетики.Благодаря адаптируемым условиям обработки системы Biogreen® процесс может осуществляться в точном соответствии с требуемыми свойствами твердого топлива. Небольшие количества теплоносителя, полученные в процессе, могут быть дополнительным ресурсом для сушки.

3. Применение жидкого дыма

Стандартизированные и контролируемые условия пиролиза в установке Biogreen® позволяют получать высококачественное масло из древесной биомассы. После дальнейшей очистки пиролизное масло может быть сертифицировано для многих приложений, в том числе для рынков пищевых ароматизаторов и пищевых ароматизаторов.Дополнительным преимуществом является получение качественного биоугля и тепла, что может быть добавленной стоимостью для проекта.

4. Производство древесного уксуса

Пиролигеновая кислота, также называемая древесным уксусом, представляет собой уникальный продукт, который может быть получен в процессе пиролиза биомассы при извлечении конденсата из образовавшихся паров. Его основные компоненты — уксусная кислота и метанол. Древесный уксус — это продукт, широко используемый для отпугивания вредителей, цветущих растений и улучшения почвы. Как материал биологического происхождения, он удовлетворяет быстро растущий спрос на мировом рынке.Дополнительным преимуществом может быть одновременное производство biochar и тепла (см. Пункт 1).

5. Возобновляемые синтетические газы (h3, Ch5)

Синтез-газ, получаемый в процессах пиролиза биомассы, представляет собой смесь интересных молекул, содержащих не только CO, CO2 и азот, но также значительные количества h3, Ch5 и высших углеводородов. Кроме того, количество этих молекул может быть увеличено за счет последующей обработки синтез-газа, что делает процесс полезным источником биомолекул. Для этой цели ETIA в настоящее время разрабатывает специальные процессы.Одновременное производство биоугля и масла может быть дополнительным преимуществом для бизнес-модели.

Валоризация осадка сточных вод

Управление осадком сточных вод становится все более серьезной проблемой для окружающей среды. После сушки пиролизная обработка осадка сточных вод Biogreen® открывает новый путь превращения этого материала в твердое топливо или тепло без ненужной транспортировки и логистики, связанных с перемещением осадка в большие централизованные центры управления.

6.Карбонизация осадка

Низкотемпературный или среднетемпературный пиролиз сухого осадка сточных вод позволяет получить стерилизованный, простой в хранении продукт без запаха, который может быть использован в качестве возобновляемого источника энергии. Благодаря адаптивности Biogreen® к условиям обработки вы можете выбирать степень обработки, чтобы не перегревать материал и сохранить его важные топливные свойства.

7. Нагревание осадка

Высокотемпературный пиролиз — это процесс, в котором Biogreen® работает при температуре 800 ° C, направленный на максимальное разложение осадка и получение как можно большего количества теплотворного синтез-газа, который может быть источником энергии для сушки.Благодаря этому типу обработки Biogreen® может достигать высоких показателей сокращения и непрерывно вырабатывать энергию, чтобы минимизировать OPEX вашей сушилки.

Стоимость пластмасс и RDF / SRF

Пластик и отходы, содержащие пластмассу, представляют собой глобальную проблему для окружающей среды, которую часто необходимо решать на местном уровне и в небольших масштабах. Biogreen® обеспечивает постоянное локальное решение этой проблемы прямо в том месте, где это необходимо, позволяя получать продукты с добавленной стоимостью в виде энергии, синтез-газа и масла.

8. Пластмассы для нефти, энергии и тепла

Пластиковый мусор — это материал с высоким содержанием энергии, который можно преобразовать в высококачественный синтез-газ и масло. Синтез-газ — это теплотворная смесь молекул (Ch5, C2H6, h3 и др.), Которые после очистки могут быть эффективно преобразованы в энергию (пар, тепло, электричество). Пиролизное масло — это высокоэнергетическая смесь углеводородов, которая может быть использована во многих отраслях промышленности.

9. Пластмассы для обогрева — замена обычного топлива в котлах

Операторы промышленных газовых котлов, работающих на природном газе, часто ищут возможность снижения затрат на обычное топливо.Пиролиз может быть полезным процессом для этой цели. Высокотемпературный процесс Biogreen® позволяет получать синтетический газ с энергетической ценностью, сопоставимой с природным газом. С помощью специально разработанной горелки вы можете заменить природный газ в существующем котле и продолжить работу без инвестиций в новое оборудование, управляя собственными отходами на месте и используя их энергетическую ценность.

10. RDF для энергетики и тепла

Гранулированные фракции городских отходов с высокой теплотворной способностью могут быть идеальным сырьем для процесса Biogreen®.Высокотемпературный непрерывный пиролиз позволяет производить синтез-газ высокого качества, который затем может подаваться в генераторную установку или ТЭЦ, производя электричество, тепло или пар. Масло и уголь от этого процесса могут быть потенциальной выгодой или побочными продуктами, и их необходимо проверять в соответствии с вашим собственным составом отходов.

11. Пластмассы / RDF в водород

Этот эксклюзивный процесс все еще находится в стадии разработки ETIA как одно из наиболее многообещающих направлений валоризации отходов в будущем. И пластмассы, и отходы RDF могут быть преобразованы в качественный синтез-газ, который затем можно подвергнуть дальнейшей переработке, чтобы повысить содержание в нем водорода.Эта особенность позволяет получать большие количества возобновляемых молекул из малоценных остатков.

12. Пластмассы / RDF в метан

Как одна из разработок с наивысшим рыночным потенциалом, ETIA работает над созданием процесса получения возобновляемого метана из фракций теплоносителя. Установка сочетает в себе передовые технологии высокотемпературного пиролиза (Biogreen®), процессов очистки газа и метанирования с целью получения метана, пригодного для закачки в транспортную сеть.

Резина от отработанных шин

Во многих местах использованные шины рассматриваются как проблемные отходы, от которых трудно избавиться. Технология Biogreen® решает эту проблему, предоставляя возможность локальной обработки резины из использованных шин и создания ценных продуктов в результате пиролизной конверсии.

13. Восстановленный технический углерод (reCB) и тепло

Восстановленная сажа — это материал, получаемый из твердого продукта процесса пиролиза шин.Дальнейшая обработка позволяет ему развивать многие полезные свойства, которые делают продукт reCB с высокой добавленной стоимостью, который можно рассматривать как наполнитель для резиновой промышленности, красок и покрытий, производства чернил и многих других промышленных применений. Переработанная сажа, получаемая при пиролизе шин, становится все более популярной, поскольку она является экологически чистой альтернативой углеродной саже, полученной с помощью процессов на основе нефти. Кроме того, пиролиз Biogreen® позволяет получать смесь газов с теплотой сгорания, которая может быть источником тепла для ваших производственных процессов и дать дополнительный источник дохода для вашего проекта.

14. Восстановленный технический углерод (reCB) и CHP

Производство reCB (см. Выше) можно комбинировать с более совершенными методами использования синтез-газа для выработки пара, тепла и электроэнергии — в зависимости от ваших индивидуальных потребностей. Непрерывный процесс Biogreen® в сочетании с подходящим вспомогательным оборудованием может позволить производить полезный reCB в качестве функционального материала, пара и горячей воды для централизованного теплоснабжения.

Химические процессы

Возможное использование Biogreen не ограничивается отраслями управления отходами и биомассой.Наши технологии широко используются в химической, фармацевтической и пищевой промышленности для получения специальной обработки материалов и улучшения их свойств. Управляемость системы Biogreen позволяет получить конкретные и точные условия обработки, которые невозможно достичь с помощью других традиционных методов лечения.

15. Сушка химических продуктов

Многие химические вещества требуют точной и непрерывной термической обработки в атмосфере с ограниченным воздухом, что предотвращает их окисление и другие нежелательные реакции.Точно адаптированные условия Biogreen® позволяют системе удалять воду, улучшать, карбонизировать и обрабатывать химические вещества различными способами.

Разные материалы

16. Повышение стоимости обработанной древесины CCA

Древесина, обработанная хромированным арсенатом меди (CCA), представляет собой опасные отходы, получаемые обычно из использованных телефонных столбов, железнодорожных шпал, силосов, кабельных барабанов и всех видов древесины, пропитанной промышленным способом. Поскольку сгорание этого материала приводит к выделению токсичных газов, альтернативные методы очистки пользуются большим спросом.Пиролиз древесины CCA может быть хорошим ответом на растущую проблему утилизации, позволяя восстанавливать энергию и улавливать загрязнители в твердых остатках.

17. Регенерация активированного угля

Непрерывный пиролиз в процессе Biogreen® позволяет испарять различные вещества, присутствующие в материале. Это открывает возможность регенерации загрязненных активированных углей. За счет контролируемого повышения температуры в процессе пиролиза с ограничением по воздуху активированный уголь может быть очищен от летучих загрязнителей и повторно использован на вашем промышленном предприятии.

18. Восстановление алюминия

Когда алюминий присутствует в отходах, но в сочетании с другими материалами, такими как ткани, бумага или пластмассы, процесс пиролиза может помочь эффективно удалить термически разлагаемые материалы, оставляя алюминий пригодным для восстановления.

19. Актуализация водных растений

Водные растения и водоросли становятся все более привлекательным сырьем для процесса пиролиза. Потенциальное производство химических веществ с добавленной стоимостью с использованием процесса пиролиза Biogreen® обеспечивает экологичное и экономичное решение для производства материалов из биологических источников на рынке.

20. Химическая обработка осадка

Пиролиз химических шламов, содержащих загрязнители, которые обычно окисляются и вызывают проблемы в процессах сгорания, является многообещающим ответом на растущие проблемы утилизации этого материала. Непрерывный процесс Biogreen® может позволить термически рекуперировать энергию, переносимую в иле, сохраняя при этом опасные вещества в твердом остатке. Объединение системы с генераторными установками и когенерационными установками может позволить не только рекуперировать тепло, но и производить полезный пар и электричество.

Как вы думаете, может ли ваша отрасль или сообщество использовать одно из перечисленных выше приложений пиролиза Biogreen? Не стесняйтесь, напишите нам по электронной почте!

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ

% PDF-1.5
%
513 0 объект
>
endobj

xref
513 421
0000000016 00000 н.
0000009802 00000 н.
0000010007 00000 п.
0000010059 00000 п.
0000010373 00000 п.
0000010425 00000 п.
0000011279 00000 п.
0000011414 00000 п.
0000011484 00000 п.
0000011565 00000 п.
0000035634 00000 п.
0000035901 00000 п.
0000042529 00000 п.
0000042556 00000 п.
0000043145 00000 п.
0000137821 00000 н.
0000137893 00000 н.
0000138033 00000 н.
0000138153 00000 н.
0000138292 00000 н.
0000138360 00000 н.
0000138439 00000 н.
0000138588 00000 н.
0000138657 00000 н.
0000138817 00000 н.
0000138896 00000 н.
0000138975 00000 н.
0000139053 00000 н.
0000139364 00000 н.
0000139442 00000 н.
0000139530 00000 н.
0000139606 00000 н.
0000139673 00000 н.
0000139740 00000 н.
0000139891 00000 н.
0000139959 00000 н.
0000140038 00000 н.
0000140155 00000 н.
0000140224 00000 н.
0000140384 00000 п.
0000140463 00000 н.
0000140542 00000 п.
0000140645 00000 н.
0000140712 00000 н.
0000140779 00000 п.
0000140931 00000 н.
0000140999 00000 н.
0000141078 00000 н.
0000141195 00000 н.
0000141264 00000 н.
0000141424 00000 н.
0000141503 00000 н.
0000141582 00000 н.
0000141669 00000 н.
0000141814 00000 н.
0000141882 00000 н.
0000141956 00000 н.
0000142030 00000 н.
0000142104 00000 п.
0000142177 00000 н.
0000142251 00000 н.
0000142324 00000 н.
0000142398 00000 п.
0000142479 00000 н.
0000142553 00000 н.
0000142626 00000 н.
0000142700 00000 н.
0000142772 00000 н.
0000142844 00000 н.
0000142918 00000 н.
0000142992 00000 н.
0000143064 00000 н.
0000143136 00000 п.
0000143208 00000 н.
0000143282 00000 н.
0000143354 00000 н.
0000143425 00000 н.
0000143499 00000 н.
0000143570 00000 н.
0000143641 00000 п.
0000143712 00000 н.
0000143783 00000 н.
0000143850 00000 н.
0000143917 00000 н.
0000144068 00000 н.
0000144136 00000 н.
0000144215 00000 н.
0000144348 00000 п.
0000144417 00000 н.
0000144577 00000 н.
0000144656 00000 н.
0000144735 00000 н.
0000144814 00000 н.
0000144892 00000 н.
0000144970 00000 н.
0000145051 00000 н.
0000145125 00000 н.
0000145199 00000 н.
0000145270 00000 п.
0000145341 00000 п.
0000145408 00000 н.
0000145475 00000 н.
0000145607 00000 н.
0000145675 00000 н.
0000145754 00000 н.
0000145871 00000 н.
0000145940 00000 н.
0000146100 00000 н.
0000146179 00000 п.
0000146258 00000 н.
0000146337 00000 н.
0000146450 00000 н.
0000146524 00000 н.
0000146613 00000 н.
0000146687 00000 н.
0000146760 00000 н.
0000146834 00000 н.
0000146923 00000 н.
0000146997 00000 н.
0000147071 00000 н.
0000147145 00000 н.
0000147217 00000 н.
0000147310 00000 н.
0000147382 00000 н.
0000147454 00000 н.
0000147528 00000 н.
0000147600 00000 н.
0000147671 00000 н.
0000147745 00000 н.
0000147819 00000 п.
0000147893 00000 н.
0000147964 00000 н.
0000148035 00000 н.
0000148106 00000 н.
0000148177 00000 н.
0000148244 00000 н.
0000148311 00000 н.
0000148455 00000 н.
0000148523 00000 н.
0000148602 00000 н.
0000148751 00000 н.
0000148820 00000 н.
0000148980 00000 н.
0000149059 00000 н.
0000149138 00000 н.
0000149241 00000 н.
0000149327 00000 н.
0000149421 00000 н.
0000149527 00000 н.
0000149613 00000 н.
0000149680 00000 н.
0000149747 00000 н.
0000149899 00000 н.
0000149967 00000 н.
0000150046 00000 н.
0000150163 00000 н.
0000150232 00000 н.
0000150392 00000 н.
0000150471 00000 н.
0000150550 00000 н.
0000150637 00000 н.
0000150734 00000 н.
0000150802 00000 н.
0000150876 00000 н.
0000150981 00000 п.
0000151055 00000 н.
0000151129 00000 н.
0000151201 00000 н.
0000151273 00000 н.
0000151347 00000 н.
0000151421 00000 н.
0000151494 00000 н.
0000151568 00000 н.
0000151642 00000 н.
0000151714 00000 н.
0000151785 00000 н.
0000151859 00000 н.
0000151930 00000 н.
0000152001 00000 н.
0000152072 00000 н.
0000152143 00000 н.
0000152210 00000 н.
0000152277 00000 н.
0000152427 00000 н.
0000152497 00000 н.
0000152576 00000 н.
0000153757 00000 н.
0000153826 00000 н.
0000153986 00000 н.
0000154065 00000 н.
0000154144 00000 н.
0000154222 00000 н.
0000154300 00000 н.
0000154378 00000 н.
0000154456 00000 н.
0000154534 00000 н.
0000154612 00000 н.
0000154691 00000 н.
0000154770 00000 н.
0000154849 00000 н.
0000154928 00000 н.
0000154998 00000 н.
0000155085 00000 н.
0000155155 00000 н.
0000155229 00000 н.
0000155308 00000 н.
0000155387 00000 н.
0000155466 00000 н.
0000155545 00000 н.
0000155624 00000 н.
0000155703 00000 н.
0000155782 00000 н.
0000155861 00000 н.
0000155940 00000 н.
0000156019 00000 п.
0000156098 00000 н.
0000156177 00000 н.
0000156256 00000 н.
0000156335 00000 н.
0000156414 00000 н.
0000156493 00000 н.
0000156572 00000 н.
0000156651 00000 п.
0000156730 00000 н.
0000156809 00000 н.
0000156888 00000 н.
0000156967 00000 н.
0000157046 00000 н.
0000157125 00000 н.
0000157204 00000 н.
0000157283 00000 н.
0000157362 00000 н.
0000157441 00000 н.
0000157520 00000 н.
0000157599 00000 н.
0000157678 00000 н.
0000157757 00000 н.
0000157836 00000 н.
0000157915 00000 н.
0000157994 00000 н.
0000158073 00000 н.
0000158152 00000 н.
0000158231 00000 п.
0000158310 00000 н.
0000158389 00000 н.
0000158468 00000 н.
0000158547 00000 н.
0000158626 00000 н.
0000158705 00000 н.
0000158784 00000 н.
0000158863 00000 н.
0000158942 00000 н.
0000159021 00000 н.
0000159100 00000 н.
0000159179 00000 н.
0000159258 00000 н.
0000159337 00000 н.
0000159416 00000 н.
0000159495 00000 н.
0000159574 00000 н.
0000159653 00000 н.
0000159732 00000 н.
0000159811 00000 н.
0000159890 00000 н.
0000159969 00000 н.
0000160048 00000 н.
0000160127 00000 н.
0000160206 00000 н.
0000160285 00000 н.
0000160364 00000 н.
0000160443 00000 н.
0000160522 00000 н.
0000160601 00000 п.
0000160680 00000 н.
0000160759 00000 н.
0000160838 00000 п.
0000160917 00000 н.
0000160996 00000 н.
0000161075 00000 н.
0000161154 00000 н.
0000161233 00000 н.
0000161312 00000 н.
0000161391 00000 н.
0000161470 00000 н.
0000161549 00000 н.
0000161629 00000 н.
0000161709 00000 н.
0000161789 00000 н.
0000161864 00000 н.
0000161944 00000 н.
0000162019 00000 н.
0000162106 00000 н.
0000162181 00000 н.
0000162261 00000 н.
0000162340 00000 н.
0000162420 00000 н.
0000162500 00000 н.
0000162580 00000 н.
0000162660 00000 н.
0000162740 00000 н.
0000162820 00000 н.
0000162900 00000 н.
0000162980 00000 н.
0000163060 00000 н.
0000163140 00000 н.
0000163220 00000 н.
0000163300 00000 н.
0000163380 00000 н.
0000163460 00000 н.
0000163540 00000 н.
0000163620 00000 н.
0000163700 00000 н.
0000163780 00000 н.
0000163860 00000 н.
0000163940 00000 н.
0000164020 00000 н.
0000164100 00000 н.
0000164180 00000 н.
0000164260 00000 н.
0000164340 00000 н.
0000164420 00000 н.
0000164499 00000 н.
0000164579 00000 п.
0000164659 00000 н.
0000164734 00000 н.
0000164803 00000 н.
0000164872 00000 н.
0000164941 00000 н.
0000165010 00000 н.
0000165078 00000 н.
0000165149 00000 н.
0000165216 00000 н.
0000165283 00000 н.
0000165434 00000 н.
0000165503 00000 н.
0000165582 00000 н.
0000165771 00000 н.
0000165840 00000 н.
0000166000 00000 н.
0000166079 00000 н.
0000166158 00000 н.
0000166261 00000 н.
0000166364 00000 н.
0000166461 00000 н.
0000166538 00000 н.
0000166615 00000 н.
0000166692 00000 н.
0000166769 00000 н.
0000166848 00000 н.
0000166927 00000 н.
0000167006 00000 н.
0000167073 00000 н.
0000167140 00000 н.
0000167207 00000 н.
0000167276 00000 н.
0000167343 00000 п.
0000167410 00000 н.
0000167529 00000 н.
0000167597 00000 н.
0000167676 00000 н.
0000167801 00000 н.
0000167870 00000 н.
0000168030 00000 н.
0000168109 00000 н.
0000168188 00000 н.
0000168266 00000 н.
0000168345 00000 н.
0000168442 00000 н.
0000168516 00000 н.
0000168590 00000 н.
0000168664 00000 н.
0000168738 00000 н.
0000168809 00000 н.
0000168880 00000 н.
0000168951 00000 н.
0000169022 00000 н.
0000169089 00000 н.
0000169156 00000 н.
0000169223 00000 н.
0000169301 00000 п.
0000169425 00000 н.
0000169493 00000 п.
0000169652 00000 н.
0000169730 00000 н.
0000169808 00000 н.
0000169886 00000 н.
0000169958 00000 н.
0000170078 00000 н.
0000170151 00000 п.
0000170224 00000 н.
0000170297 00000 н.
0000170393 00000 п.
0000170466 00000 н.
0000170539 00000 п.
0000170612 00000 н.
0000170683 00000 н.
0000170754 00000 п.
0000170825 00000 н.
0000170898 00000 н.
0000170971 00000 п.
0000171044 00000 н.
0000171117 00000 н.
0000171188 00000 н.
0000171259 00000 н.
0000171329 00000 н.
0000171399 00000 н.
0000171469 00000 н.
0000171539 00000 н.
0000171609 00000 н.
0000171675 00000 н.
0000171741 00000 н.
0000171810 00000 н.
0000171890 00000 н.
0000171992 00000 н.
0000172062 00000 н.
0000172180 00000 н.
0000172276 00000 н.
0000172344 00000 н.
0000172412 00000 н.
0000009616 00000 н.
0000008893 00000 н.
трейлер
] / Назад 2087581 / XRefStm 9616 >>
startxref
0
%% EOF

933 0 объект
> поток
hb«b`P`e«S`b @

Пиролиз: устойчивый способ получения энергии из отходов

1.Введение

Лигноцеллюлозная биомасса рассматривается как многообещающий экологически чистый ресурс-заменитель углеродного топлива и химикатов. Существующие мировые поставки энергии зависят от невозобновляемых видов топлива, таких как нефть, газ и уголь, которые образуются естественным образом под земной корой. Однако сейчас количество ископаемого топлива ограничено. Из-за роста населения мира увеличивается потребление энергии на душу населения. Таким образом, очевидна неизбежность продолжения альтернативы генерации возможных источников энергии.Исследователи уделяют большое внимание использованию биомассы для производства продуктов с добавленной стоимостью. Кроме того, неорганическая составляющая биомассы незначительна и содержит незначительное количество азота, серы и золы. Таким образом, сжигание биотоплива является выгодным, поскольку оно производит менее токсичный газ, такой как оксиды азота (NO x ), диоксид серы (SO 2 ) и дым по сравнению с другими традиционными видами топлива. Даже выбросы углекислого газа (CO 2 ) можно контролировать, рециркулируя его путем фотосинтеза [1].Хотя многие теоретические методы были применены для преобразования в краткосрочной перспективе; то, что требуется, — это практическая фаза применения и демонстрация с соответствующим расчетом материального и энергетического баланса. Налажено промышленное термохимическое производство жидкостей, бионефти с помощью быстрого или мгновенного пиролиза, но до сих пор не реализовано для коммерциализации общей практики.

Для преобразования биомассы в продукты с добавленной стоимостью были приняты различные типы термохимических и даже биологических процессов.Среди этих процессов пиролиз более удобен, поскольку он имеет несколько преимуществ хранения, транспортировки и гибкости в обращении, таких как турбины, приборы для сжигания, котлы, двигатели и т. Д. В некоторых случаях твердую биомассу и отходы сложно переработать для исследований пиролиза . До сих пор он находится на предварительной стадии с точки зрения расширения и все же требует устранения многочисленных практических препятствий для борьбы с традиционными процедурами, ориентированными на ископаемое топливо [2, 3]. Получение жидкого биотоплива, включая другие продукты, такие как твердый уголь и газ, путем пиролиза различных остатков лигноцеллюлозы, было всесторонне исследовано ранее.Некоторые из этих видов биомассы — это древесина бука [4], жома [5], древесная биомасса [6, 7], солома [8], жмыхи [9] и твердые бытовые отходы (ТБО) [10, 11]. На рисунке 1 показаны различные типы существующих процессов преобразования биомассы с соответствующими выходными данными.

Рис. 1.

Процесс преобразования биомассы для получения продуктов с добавленной стоимостью.

Пиролиз определяется как термическое разложение производных лигноцеллюлозы в инертных условиях в среде с дефицитом кислорода.Это слово происходит от двух греческих слов: «пиро», что означает огонь, и «лизис», что означает распад на составные части. Технология пиролиза очень старая, и раньше она была впервые использована для приготовления древесного угля на Ближнем Востоке и в Южной Европе до 5500 лет назад [12]. Египтяне использовали эту технику для производства смолы для запечатывания лодок [13]. Впоследствии, практика процессов пиролиза расширилась и широко применяется для производства древесного угля и кокса. Сжигание древесного угля может производить интенсивно высокую температуру плавления олова с медью с получением бронзы.Следовательно, пиролиз получает дальнейшее рассмотрение как эффективный метод преобразования биомассы в бионефть на протяжении современных эпох [14]. Конечная цель пиролиза — получение ценных энергетических продуктов для борьбы с невозобновляемым ископаемым топливом и постепенного вытеснения его. Тем не менее, распространение прогрессивных ноу-хау является следующей задачей для исследователей в достижении поставленных целей. Требуется преобразовать биомассу в биотопливо для непрерывного использования в транспортных средствах, поездах, кораблях и самолетах, чтобы заменить дизельное топливо и бензин [15, 16].Дополнительное усовершенствование технологии пиролиза позволяет производить твердое топливо, такое как полукокс или углеродсодержащие материалы, синтез-газ и т. Д. Обычно установка системы пиролиза содержит оборудование для предварительной обработки остатков лигноцеллюлозы, реактор пиролиза и последующую установку для последующей обработки. В основном его можно классифицировать как агрегаты, производящие только тепло и биоуголь (с использованием медленного пиролиза), или агрегаты, производящие биоуголь и биомасла (с использованием быстрого пиролиза). На рис. 2 представлена ​​простая компоновка пиролизной установки с ее основными продуктами.

Рис. 2.

Упрощенная блок-схема типичной установки пиролиза. (а) Производство биоугля и бионефти. (б) Биочар и производство тепла.

В последние годы было проведено большое количество исследований термохимического преобразования биомассы в биотопливо (биомасло, биочар и биогаз) с использованием технологии пиролиза. По сравнению с другими технологиями термохимической конверсии процесс пиролиза имеет множество преимуществ, основанных на оптимизации параметров процесса. Однако эта технология все еще нуждается в обновлении с точки зрения ее коммерческих приложений.В этой главе особое внимание уделялось обсуждению текущего состояния технологии пиролиза и ее перспектив для коммерческого применения для производства биотоплива, синтетического газа и биоугля. Представлены такие аспекты технологии пиролиза, как типы пиролиза, принципы пиролиза, состав и характеристики биомассы, конструкция реактора пиролиза, продукты пиролиза и их физико-химические свойства, а также экономика производства биотоплива. Мы указали на некоторые неотъемлемые свойства биомасла, которые вызывают осложнения при конечном использовании продуктов.Наконец, мы кратко рассмотрим некоторые процессы, включая процесс каталитического пиролиза, которые направлены на повышение ценности бионефти путем преобразования в более ценные жидкие топливные продукты.

2. Основные принципы пиролиза

Процесс термического разложения при пиролизе с использованием лигноцеллюлозной биомассы происходит в отсутствие кислорода в инертной атмосфере. В качестве инертной атмосферы обычно требуется поток газообразного аргона или азота. Основная химическая реакция очень сложна и состоит из нескольких этапов.Конечные продукты пиролиза биомассы состоят из биоугля, био-масла и газов. В процессе пиролиза в основном выделяются метан, водород, оксид углерода и диоксид углерода. Органические материалы, присутствующие в субстрате биомассы, начинают разлагаться при температуре около 350–550 ° C и могут продолжаться до 700–800 ° C без присутствия воздуха / кислорода [17, 18]. Биомасса в основном состоит из длинной полимерной цепи целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы, пектина и других. Более крупные молекулы органических материалов начинают разлагаться с образованием более мелких молекул, которые выделяются из технологического потока в виде газов, конденсируемых паров (смол и масел) и твердого угля во время процесса пиролиза.Доля каждого конечного продукта зависит от температуры, времени, скорости нагрева и давления, типов прекурсоров, конструкции и конфигурации реактора. На рисунке 3 показан процесс разложения основных остатков лигноцеллюлозы при различных температурах. Влажность биомассы также играет жизненно важную роль в процессах пиролиза. Влажность сырья во время процесса быстрого пиролиза должна составлять около 10% [18]. Из-за высокого содержания влаги основные продукты становятся жидкими, а при низком уровне воды высок риск того, что в результате процесса будет образовываться огромное количество пыли вместо масла.Таким образом, ил, полученный из потока отходов и отходов мясопереработки, требует сушки, прежде чем подвергать их окончательному воздействию среды пиролиза. Менее 450 ° C при низкой скорости нагрева, основной выход — биоуголь. Однако при более высокой температуре, превышающей 800 ° C, при высокой скорости нагрева образуется большая часть золы и газообразных продуктов. Бионефть можно производить при промежуточной температуре с использованием относительно высоких скоростей нагрева. В начале процесса около температуры 250–300 ° C летучие вещества высвобождаются почти в 10 раз быстрее, чем на последующем этапе [20].

Рис. 3.

Поведение при разложении компонентов биомассы при разной температуре [19].

Древесная биомасса изначально использовалась для производства древесного угля. Уголь на основе древесины при нагревании выделяет незначительное количество дыма. Ранее он широко использовался для плавки руды с целью извлечения железа. Однако у этого процесса были недостатки, заключающиеся в меньшем проценте урожая, меньшем количестве энергии и чрезмерном загрязнении воздуха. После этого была разработана современная технология извлечения максимально возможной энергии из биомассы с использованием сжигания (экзотермического), газификации (экзотермического) и пиролиза (эндотермического) [21].Сжигание связано со сжиганием биомассы в присутствии кислорода для получения тепла. Компетентность этой практики не вызывает нареканий [22, 23]. Газификация также происходит в насыщенной кислородом атмосфере, что дает газообразное топливо. Тем не менее, пиролиз является ведущей фазой как для процессов газификации, так и для сжигания [24, 25]. Следовательно, пиролиз можно рассматривать как часть газификации и сжигания [26]. Выход продуктов разложения биомассы при пиролизе представлен на Рисунке 4 [27].

Рисунок 4.

Продукты разложения пиролиза биомассы [27].

В таблице 1 приведен список основных реакций пиролиза при различных температурах.

Температура Тип реакции Конечные продукты
Менее 350 ° C Потеря влаги, деполимеризация, образование свободных радикалов, образование карбонильных групп и CO 2 выделение газа, образование биоуголь
Между 350 ° C и 450 ° C Замена для разрыва гликозидной цепи полисахарида Производство смол, содержащих левоглюкозан, ангидриды и олигосахариды
Або Дегидратация, перегруппировка и деление сахарных единиц Производство ацетальдегида, глиоксалина и акролеина
Выше 500 ° C Смесь всех вышеуказанных процессов Смесь всех вышеуказанных продуктов
Конденсация Конденсация и прилепиться к углю A высоко r остаток активного угля, содержащий захваченные свободные радикалы

Таблица 1.

Реакции пиролиза при разной температуре [28].

3. Сырье лигноцеллюлозной биомассы

3.1. Тип и состав сырья биомассы

Структура биомассы сложна и обычно состоит из трех основных природных биомакромолекул: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Кроме того, он также содержит экстрактивные вещества и некоторые минералы. Доля и эти основные составляющие варьируются от биомассы к биомассе [11, 29, 30]. Во время пиролиза целлюлоза и гемицеллюлоза выделяют конденсируемые пары или жидкости и газ.Лигнин разлагается с образованием жидкого, газообразного и твердого полукокса. Экстракты также производят жидкость и газ из-за простого улетучивания или разложения. Зольная фракция внутри обугленной матрицы содержит минералы. Такое распределение компонентов по продуктам схематично показано на рисунке 5.

Рисунок 5.

Распределение продуктов во время пиролиза [29].

Пары, образующиеся при первоначальном разложении биомассы, подвергаются вторичным реакциям с образованием сажи, которая также изменяется из-за медленного и быстрого процесса пиролиза.Щелочные металлы действуют как катализатор, увеличивая выход полукокса. Присутствие минералов влияет на воспламеняющие свойства матрицы биоугля [11]. Было замечено, что био-масло в основном получают из целлюлозного субстрата при температуре около 500 ° C [31], тогда как биоуголь можно экстрагировать из лигнина. Таким образом, субстрат биомассы, который содержит большую долю производных лигнина, может давать больший выход биомасла. В таблице 2 приведен список выбранной биомассы, содержащей различное количество целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнинового субстрата [11, 32–37].

9017

24–29

Beruda

трава 4-1-3 (на польском языке).• Кристина Кубица, Термохимическая трансформация угля и биомассы, Термохимическая конверсия угля и биомассы, Издательство IChPW и IGSMiE, 2003, ISBN — 83-

4-1-3 (на польском языке). • Томаш Хмельняк, Марек Шязко, Совместная газификация биомассы и угля для синтеза метанола, Applied Energy 74 (2003), 393-403. • Кристина Кубица, Даниэль Новаковски, «Распределение и свойства продуктов, полученных при пиролизе биомассы в неподвижном слое и ее совместном пиролизе с углем», Труды международной конференции CARBON 2003, 6-10 июля 2003 г. Овьедо, Испания

PPT — Advanced Управление котлом для котлов на биомассе / твердом топливе Презентация в формате PowerPoint

  • Кормушки для древесины Кратковременное сжигание Долгосрочное сжигание 0 ч 24 ч Усовершенствованное управление котлом для котлов на биомассе / твердом топливе Для повышения стабильности и безопасности котла, эффективности затрат на топливо и соблюдения экологических требований , используя расширенные стратегии управления и оптимизации и реализованные в существующих DCS.• Одновременно снижает расходы на топливо и выбросы (твердые частицы, CO2). • Расширенный контроль воздуха и газа для горения, уровня парового барабана и давления в коллекторе. • Оптимизация многотопливного сжигания, соотношения воздух-топливо и распределения воздуха. • Модель скорости горения. • Мастер котла с распределением нагрузки и всесторонним контролем ограничений. • Управление горелкой и оптимизация. • Оптимизация производительности котла-утилизатора, потребляемого воздуха и распределения воздуха. • Активный контроль распределения твердого топлива на решетке.• Очистка решетки и оптимизация перезапуска. Advanced Boiler ControlCIMExcel Software Inc. Slide 1

  • Advanced Boiler Control • Энергетический котел Harmac № 9 • Объем пара борова был увеличен на 60 тыс. Л / ч • (180 -> 240 тыс. Л / ч, с MCR 450 тыс. / Ч, при влажности борового топлива на 57%, • что привело к сокращению на 15 баррелей нефти в час — с 35 баррелей в час) • Энергетический котел Port Townsend Paper № 10 • Во время ручных испытаний технология ABC увеличила подачу пара на 70 тыс. л / ч • ( 140 -> 210 км / ч, с MCR 250 тыс. / Час, при влажности свиного топлива 56%, что приводит к удалению всех 17.5 баррелей масла в час). • Во время другого испытания выбросы твердых частиц были уменьшены • на 40% (от допустимого значения) при той же скорости сжигания свиного топлива. • Энергетический котел №8 в Порт-Анджелесе • Во время ручных испытаний технология ABC увеличила объем пара свиного пара на 30 тыс. Л / ч • (70 -> 100 тыс. Куб. удаление всех 8 баррелей масла в час). Advanced Boiler ControlCIMExcel Software Inc. Slide 2

  • Модель и имитатор многотопливного котла для автономного тестирования стратегии управления, настройки, проверки, оптимизации и обучения операторов Advanced Boiler ControlCIMExcel Software Inc.Слайд 3

  • Модель и симулятор многотопливного котла — Первые принципы и модель эмпирических данных Расширенное управление котлом CIMExcel Software Inc. Слайд 4

  • Биомасса / твердые отходы — контуры управления топливным котлом Модель скорости сгорания Boiler Master / Распределение нагрузки Заданное значение давления FDS Заданное значение давления в печи Заданное значение температуры пара в котле Заданное значение температуры пара перегревателя Температура пара Уровень в паровом барабане Основное топливо Основное вспомогательное топливо Ведущее давление подачи FD Давление в печи Давление в печи Вспомогательное соотношение воздух-топливо Первичные питатели подачи питательной воды Клапан расхода питательной воды Идентификатор клапана потока ID Позиционер заслонки вентилятора FD Вентилятор Позиционер заслонки Первичное соотношение воздух-топливо Управление и оптимизация горелки ID Контроллер скорости вентилятора FD Контроллер скорости вентилятора Профилирование питателя Первичное / вторичное распределение Вспомогательный воздух 1 Опережающий / запаздывающий Вспомогательный воздух 2 Опережающий / запаздывающий распределители питателя Вспомогательный массовый расход топлива Вспомогательный воздух 1 Масса фл. ow Вспомогательный воздух 2 Массовый расход OF1 / 2 Позиционеры заслонки Регуляторы скорости распределителя питателя Позиционеры заслонки UG1 / 2 Регуляторы скорости подачи Вспомогательный топливный клапан AA2 Позиционер заслонки AA1 Позиционер заслонки Вспомогательные топливные горелки Advanced Boiler ControlSlide 5

  • Реакция системы управления ABC на изменение нагрузки Изменение нагрузки: 3-х минутное снижение со 100% до 50%, сохранение 50% в течение 5 минут, увеличение до 100% за 3 минуты. Регулировка уровня парового барабана: уставка зависит от нагрузки (высокий / низкий уровень — высокая / низкая нагрузка). Управление давлением коллектора: уставка зависит от нагрузки (низкое / высокое давление — высокая / низкая нагрузка). Advanced Boiler ControlCIMExcel Software Inc. Slide 6

  • Модель скорости горения — изменение нагрузки — энергетический котел Сценарий — без изменения топлива входы CRM (18) и выходы CRM (внизу справа: сжигание вспомогательного топлива, сжигание основного топлива).

  • Сырье Лигнин (%) Целлюлоза (%) Гемицеллюлоза (%)
    Древесина 30–90
    Пшеничная солома 15–20 33–40 20–25
    Пшеничная трава 5–20 30–50 10–40
    Сахар 23–32 19–24 32–48
    Мискантус 17 24 44
    Кукурузная солома 16–21 28 351 28 35185 42.9 28,8 30,4
    Оливковая шелуха 48,4 24 23,6
    Кукурузный початок 15 50,5 31

    9018 9018 9018 9018 9018 9018

    19,9
    Скорлупа грецкого ореха 52,3 25,6 22,7
    Скорлупа миндаля 20,4 50,7 28,9
    4 34,6
    Скорлупа гайки 30–40 25–30 25–30
    Бумага 0–15 85–99 0
    18 32,1 24
    Отходы 20 60 20
    Листья 0 15–20 Волосы хлопка 0 80–95 5–20
    Солома ячменя 14–15 31–34 24–29
    Солома овсяная 16–19
    Бамбук 21–31 26–43 15–26
    Ржаная солома 16–19 33–35 27–30
    6.4 25 35,7
    Джутовое волокно 21–26 45–53 18–21
    Отходы бананов 14 13,2 14,81

    Химический компонент выбранной биомассы.

    3.2. Физиохимические свойства биомассы

    Исходя из параметров процесса и конструкции реактора, наличие влаги может существенно повлиять на выход продуктов [11].Процесс производства древесного угля состоит из двух этапов: сушки и пиролиза. Во время начальной фазы сушки объединенная вода в порах, представленная свободной водой, удаляется при температуре около 110 ° C. Чем больше воды присутствует, тем больше энергии требуется для испарения. После этого между температурами 150 и 200 ° C количество воды, содержащейся в целлюлозной цепочке древесины, уменьшится. На ранней стадии карбонизации вода испаряется в виде белого дыма из угольной печи. Процесс быстрого пиролиза эффективен для сушки сырья, так что скорость повышения температуры не ограничивается испарением воды [38].Обычно в древесине содержится 15–20% влаги [11]. При производстве активированного угля влага также может существенно повлиять на свойства конечного образца угля [39]. Размер частиц матрицы биомассы будет иметь большее влияние на выход полукокса и жидкости. Большая часть полукокса образуется при больших размерах частиц. Более крупные частицы ограничивают скорость распада, что приводит к увеличению объема вторичной реакции обугливания [11]. Таким образом, частицы большего размера хороши для получения большего выхода углерода, тогда как частицы меньшего размера необходимы для максимизации жидких фракций во время процесса быстрого пиролиза.Более высокая доля лигнина и связанного углерода также может способствовать лучшему выходу субстрата из биоугля, если пиролиз проводится при средней температуре 500 ° C, тогда как более высокий процент летучих материалов может дать более высокий выход биомасла и синтез-газа (Таблица 3) [28 ]. Следовательно, такие прекурсоры, как скорлупа лесного ореха, косточка оливы, скорлупа грецкого ореха, лучше подходят для производства биочара хорошего качества из-за содержания в них лигнина (Таблица 2). Биомасса, такая как солома зерновых, травы, энергетические культуры, такие как древесная биомасса, погибающая из-за низкого содержания минералов и азота, подходит для производства бионефти и синтез-газа (Таблица 4) [40].

    )

    Гибридный полярный

    9018

    Сырье Плотность (кг / м 3 ) Содержание влаги (%) Зольность (%) Летучие вещества (%)
    Древесина 1186 20 0,4–1 82 17
    Битуминозный уголь 11 8–11 150 45 0.5–2
    Просо 108 13–15 4,5–5,8
    Мискантус 1,5–1,5 мискантус 4,5 66,8 15,9
    Багаж из сахарного тростника 1198 3,2–5,5
    Ячменная солома 2105 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018
    Солома пшеницы 1233 16 4 59 21
    Сосна датская 8 1.6 71,6 19
    Рисовая солома 200 6 4,3 79 10,7
    Дрова 9018 9018 9018 9018 1,96 9018

    Grateloupia filicina 4,93 22,37 55,93 17,01
    Береза ​​ 125 18,9 125 18,9 0,004 9018 5 0.03 16
    Polar 120 16,8 0,007

    Таблица 3.

    Физические свойства 41 исходного сырья биомассы.

    9019 Lolium pee

    Сырье Углерод (%) Водород (%) Кислород (%) Азот (%) Зола,%

    51.6 6,3 41,5 0,1 1
    Кипарис 55 6,5 38,1 0,4
    9018 9018 9018 9018 9018 — 2
    Пшеничная солома 48,5 5,5 3,9 0,3 4
    Ячменная солома 45,7 6.1 38,3 0,4 6
    Шотландцы 56,4 6,3 0,1 0,09
    Birch
    Сосна 45,7 7 47 0,1 0,03
    Полярный 48,1 5,30 46,10 0.14 0,007
    Ива 47,78 5,90 46,10 0,31 1,30
    Switchgrass 44,77 9018 трава 45,36 5,81 48,49 0,34 5,10
    Dactylis lomarata 42,96 5,70 49.44 1,90 7,50
    Festuca arundinacea 42,22 5,64 50,65 1,50 7,30
    9018 9018

    Таблица 4.

    Химические характеристики некоторых выбранных материалов биомассы [35, 41, 44].

    В зависимости от состава, физико-химических свойств, а также механизма трансформации остатки лигноцеллюлозы могут давать различные продукты с добавленной стоимостью, как показано на Рисунке 6.

    Рис. 6.

    Преобразование биомассы в продукты с добавленной стоимостью.

    3.3. Управление температурным профилем и теплотой нагрева биомассы

    Для оптимизации выхода продукта наиболее важным фактором является регулирование температурного профиля, поскольку он может частично влиять на давление, скорость нагрева, пиковую температуру и время контакта между твердой и газовой фазами. Для сведения к минимуму степени вторичных реакций при быстром пиролизе требуется высокая скорость нагрева и охлаждения.Это снизит выход жидкости, но качество продукта снизится. Даже это даст более сложную смесь с более высокой вязкостью [38]. С другой стороны, медленный процесс пиролиза использует медленные скорости нагрева, которые приводят к более высокому выходу полукокса, но это не согласуется [11]. Более высокая температура может обеспечить высвобождение более летучих фракций для увеличения содержания углерода в полукоксе. Однако более длительное время пребывания при более высокой температуре значительно снизит выход продукта. Влияние температуры на жидкую и газообразную фракции гораздо сложнее.Когда температура пиролиза достигает 400–550 ° C, выход жидкости выше. Выше этой температуры происходят вторичные реакции за счет разложения конденсируемого пара, что в конечном итоге дает меньшие жидкие фракции. Для быстрого пиролиза максимальная жидкость получается около 500 ° C [18]. Сообщалось также, что выход жидкости составлял 28–41% при температурах от 377 до 577 ° C, в зависимости от сырья в процессе медленного пиролиза [13]. Около 42–45% жидких фракций было получено при температуре 385–400 ° C с использованием различных кормов из соломы [45].

    3.4. Влияние скорости потока газа

    Скорость потока газа в процессе пиролиза влияет на степень вторичного обугливания. Более низкая скорость потока благоприятна для образования полукокса во время процесса медленного пиролиза, тогда как более высокие потоки газа обеспечивают во время процесса быстрого пиролиза для эффективного удаления паров, как только они образуются. Более высокое давление усиливает активность паров внутри реактора и на поверхности частиц угля, что увеличивает вторичное образование угля.И наоборот, пиролиз в вакууме дает мало полукокса и дает больше жидких фракций. При пиролизе под давлением влага в паровой фазе может систематически увеличивать образование углерода. Потому что в этом случае вода действует как катализатор, уменьшая энергию активации реакций пиролиза [46]. Скорость потока газа существенно влияет на термодинамику процесса. При более высоком давлении реакция более экзотермична при более низких расходах газа. Более высокие выходы полукокса могут быть обеспечены, когда процесс пиролиза является экзотермическим, и такие условия будут способствовать общему энергетическому балансу процессов, в которых углерод или полукокс являются основным продуктом.Таким образом, можно сделать вывод, что любой фактор условий пиролиза, который увеличивает контакт между первичными парами и поверхностью горячего полукокса, включая высокое давление, меньшую скорость потока газа, больший размер частиц или медленный нагрев, как ожидается, будет способствовать образованию полукокса с более низким содержанием жидкости. Уступать.

    4. Существующий процесс пиролиза

    4.1. Быстрый пиролиз

    4.1.1. Чугунный пиролиз

    Пиролиз, особенно пиролиз угля, — это вековая деятельность, но пиролиз биомассы — это совершенно новое явление.Процесс направлен на производство биотоплива. В чердачном процессе твердые отходы (биомасса) могут смешиваться с горячим углем и горячим рециркулирующим газом в специально разработанной камере. Затем следует пиролиз при высокой температуре, обычно выше 800 ° C, и времени выдержки около 10 с. После пиролиза полукокс удаляют, а жидкую часть собирают. Образовавшаяся смола затем отделяется и дополнительно обрабатывается для получения технологического тепла, а также подачи полукокса для дальнейшего пиролиза.Как правило, ожидается, что процесс приведет к получению не менее 40% жидкости, но было обнаружено, что при температуре и времени карбонизации выделяется больше газа, что делает процесс неэкономичным [47]. Весь процесс можно кратко разделить на три основных этапа: формирование турбулентного газового потока путем смешивания газа-носителя, твердой биомассы и горячего полукокса с использованием специально разработанной зоны смешивания, пропускания газообразного пара в камеру пиролиза и прохождения пиролиза. при температуре около 800 ° C в течение около 10 с и, наконец, удаление потока пиролизованного газа из камеры пиролиза [47].

    4.1.2. Технологический процесс Джорджии с унесенным слоем

    В этом процессе основное сырье (биомасса) измельчается и просеивается на частицы размером около 1 мм. Затем предшественник сушат до содержания влаги примерно 10% и подают в реактор, где он подвергается пиролизу с использованием предварительно нагретого инертного газа. При температуре пиролиза около 500 ° C ожидается максимальный выход около 50% жидкости и 30% газа. Время выдержки карбонизации обычно рассчитывается на основе высоты реактора и расхода газа, но обычно составляет несколько секунд [48].Одной из основных проблем этого метода является низкое количество тепла, выделяемого захватывающим газом, что обычно приводит к низкому выходу жидкости, поскольку биомасса требует большого количества тепла для высокого выхода жидкости. Другая проблема заключается в том, что свежие твердые отходы оказывают каталитическое воздействие на крекинг бионефти, приводя к образованию большего количества полукокса и газа [49].

    4.2. Процессы пиролиза в псевдоожиженном слое

    Процесс пиролиза в псевдоожиженном слое обладает превосходными массообменными характеристиками, так как он предлагает эффективные и высокоэффективные средства нагрева мелко измельченной биомассы быстрым способом для достижения температуры пиролиза до желаемого уровня.Это хорошо зарекомендовавший себя метод пиролиза, который можно использовать в крупномасштабном процессе пиролиза, поскольку он способен обрабатывать сотни тонн биомассы в день. Преимущества этого метода по сравнению с обычным методом пиролиза включают улучшенные характеристики системы, а также более низкую вязкость в сочетании с более высоким содержанием энергии в производимой биомасле.

    4.2.1. Процесс мгновенного пиролиза Ватерлоо (WFPP)

    Процесс мгновенного пиролиза Ватерлоо включает производство органических жидкостей из материалов биомассы с использованием постоянного атмосферного давления в отсутствие кислорода.Как правило, это тщательно контролируемый процесс, обеспечивающий высокий выход жидкости. Этот процесс был широко продемонстрирован с использованием твердых отходов древесины твердых пород для получения жидких органических веществ с выходом до 70% исходного материала [50]. Это процесс, в котором реактор пиролиза работает по очень уникальному принципу, при котором не допускается накопление полукокса в слое, в то время как обработка песка может не потребоваться. Одним из больших преимуществ процесса является то, что получаемый жидкий продукт обычно кислый и легко разливается с относительной стабильностью [51].

    4.2.2. RTI-процесс

    Чтобы удовлетворить определенные критерии, которые не были удовлетворены другими методами быстрого пиролиза, был разработан RTI-процесс. Это включает использование глубокого псевдоожиженного слоя с использованием очень низких температур с умеренными скоростями нагрева и относительно длительным временем выдержки пиролиза. Удовлетворительные результаты были получены при пиролизе большей части биомассы с использованием этой технологии, которая эффективно приводит к высокому выходу жидкости в диапазоне температур от 400 до 450 ° C с временем выдержки летучих около 0.8 с [52]. В качестве теплоносителя слоя обычно используется мелкий песок. Это обеспечивает очень низкий расход газа, что в сочетании с косвенным нагревом приводит к очень эффективному тепловому КПД. Это очень большое преимущество с экономической точки зрения, если учесть капитальные и эксплуатационные затраты [52].

    4.2.3. Процесс Dynamotive

    Эта технология, внедренная в 1991 году, направлена ​​на производство продуктов с добавленной стоимостью из бионефти, особенно для производства биолима. Рабочая теплота пиролизера обычно исходит от газа или полукокса, то есть побочных продуктов пиролиза, тогда как псевдоожижающий газ выделяется из пиролизного газа [53].Полученный жидкий продукт затем используется в производстве таких материалов, как биолим, гашеная известь, и для контроля SO x и NO x во время сжигания угля [53].

    4.2.4. Ensyn process

    Этот процесс включает использование древесины и других лигноцеллюлозных материалов для производства сбраживаемого сахара. Процесс включает в себя следующие важные этапы: обработка материала биомассы разбавленной кислотой (обычно для растворения гемицеллюлозы используется разбавленная серная кислота, в то время как содержание целлюлозы не изменяется), отделение твердого остатка, содержащего целлюлозу, пиролиз отделенного твердого остатка при контролируемая температура (400–600 ° C), атмосферное давление с коротким временем выдержки пара в реакторе с псевдоожиженным слоем, образование водной фазы путем контролируемого регулирования содержания сырого продукта и, наконец, разделение водной фазы [53].

    5. Типы пиролиза

    В целом процесс пиролиза можно разделить на медленный и быстрый в зависимости от скорости нагрева. В процессе медленного пиролиза время нагревания субстрата биомассы до температуры пиролиза больше, чем время удерживания субстрата при характерной температуре реакции пиролиза. Однако при быстром пиролизе начальное время нагрева предшественников меньше, чем конечное время удерживания при пиковой температуре пиролиза. В зависимости от среды пиролиз может быть еще двух типов, а именно водного пиролиза и гидропиролиза.Медленный и быстрый пиролиз обычно проводят в инертной атмосфере, тогда как водный пиролиз проводится в присутствии воды, а гидропиролиз — в присутствии водорода. Время пребывания пара в среде пиролиза больше для медленного процесса пиролиза. Этот процесс в основном используется для производства угля. Его можно дополнительно классифицировать как карбонизацию и обычную. Напротив, время пребывания пара составляет всего секунды или миллисекунды. Этот тип пиролиза, используемый в основном для производства бионефти и газа, бывает двух основных типов: (1) мгновенный и (2) сверхбыстрый.В таблице 5 приведены некоторые основные характеристики различных типов процесса пиролиза.

    5.1. Быстрый пиролиз

    В процессе быстрого пиролиза остатки биомассы нагреваются в отсутствие кислорода при высокой температуре с более высокой скоростью нагрева. Исходя из исходного веса биомассы, быстрый пиролиз может обеспечить 60–75% жидкого биотоплива с 15–25% остатков биоугля [54]. Он также может давать 10–20% газовой фазы в зависимости от используемой биомассы [54]. Процесс характеризуется малым временем удержания паров.Однако быстрое охлаждение паров и аэрозолей может обеспечить более высокий выход биомасла [54]. Он может обеспечить жидкое биотопливо для турбин, котлов, двигателей, источников питания для промышленного применения. Технология быстрого пиролиза получает маловероятное признание для производства жидкого топлива из-за определенных технических преимуществ [55–57]:

    1. Она может обеспечить предварительную дезинтеграцию простых частей олигомера и лигнина из лигноцеллюлозной биомассы с последовательным обогащением.

    2. Масштабирование этого процесса экономически целесообразно.

    3. Он может утилизировать сырье биомасла второго поколения, такое как лесные остатки, городские и промышленные отходы.

    4. Обеспечивает удобство хранения и транспортировки жидкого топлива.

    5. Обеспечивает вторичное преобразование моторных топлив, добавок или специальных химикатов.

    5.2. Мгновенный пиролиз

    В процессе мгновенного пиролиза биомассы могут образовываться твердые, жидкие и газообразные продукты. Производство бионефти может достигать 75% с помощью мгновенного пиролиза [58].Эта процедура осуществляется путем быстрого удаления летучих веществ в инертной атмосфере с использованием более высокой скорости нагрева и высоких температур пиролиза около 450 и 1000 ° C. В этом процессе время пребывания газа (менее 1 с) слишком мало [59]. Тем не менее, этот процесс имеет плохую термическую стабильность. Из-за каталитического действия полукокса масло становится вязким, а иногда и содержит твердые остатки [60].

    5.3. Медленный пиролиз

    Медленный пиролиз позволяет получать древесный уголь хорошего качества при низкой температуре и низкой скорости нагрева.Время пребывания паров в этом процессе может составлять около 5–30 минут. Летучие органические фракции, присутствующие в паровой фазе, продолжают реагировать друг с другом с образованием полукокса и некоторых жидких фракций [61]. Качество продукции бионефти в этом процессе очень низкое. Более длительное время пребывания инициирует дальнейший крекинг, что снижает выход бионефти. Процесс страдает низкими значениями теплопередачи с более длительным временем удерживания, что приводит к увеличению затрат за счет более высоких затрат энергии [62, 63]. Стехиометрическое уравнение для производства древесного угля показано в [11].

    C6h20O5 → 3.74C + 2.65h3O + 1.17CO2 + 1.08Ch5E1

    В таблице 6 ниже приведен теоретический равновесный выход целлюлозы при различных температурах с использованием медленного пиролиза [11].

    Очень высокая

    очень высокая

    Высокая

    Типы пиролиза Время удерживания Скорость нагрева Конечная температура (° C) Продукты
    500 Bio-oil
    Flash <1 с High <650 Bio-oil, химикаты и газ
    Ultra-quick <0.5 с Очень высокий 1000 Химические вещества и газ
    Вакуум 2–30 с Средняя 400 Биомасло
    Гидропиролиз 9018 10 с <500 Биомасло
    Карбонизация дней Очень низкая 400 Древесный уголь
    Обычный 5–30 мин 600186

    Низкий 9018 Низкий 9018 ‐Нефть и газ

    Таблица 5.

    Различные виды процессов пиролиза.

    9018

    % продуктов Температура (° C)
    200 300 400 500 600 9018 28 27 27 25,2
    H 2 O 36,5 32,5 27 27 22.5
    CH 4 8,5 10 10 10 9
    CO 2 23.9 35186

    28 23.9 35186

    28 CO 0 0 1,2 1,2 4,5

    Таблица 6.

    Равновесная концентрация газообразных продуктов при различных температурах.

    6.Каталитический пиролиз

    Ранее смесь углеводородов производилась из метанола над цеолитами, такими как ZSM-5 [64]. В другом патенте предлагалось пропускать пары из пиролизера над слоем цеолита ZSM-5 для получения углеводородов с короткой цепью [65]. Сообщалось, что катализатор ZSM-5 может преобразовывать биомасла, произведенные в пиролизере, в алкилированный бензол [66]. Недостатком использования ZSM ‐ 5 в качестве катализатора было образование кокса [66]. Исследователи пришли к выводу, что низкое соотношение H / C в бионефти вызывает быструю дезактивацию катализатора, в результате чего образуется значительное количество кокса в виде отходов [66].Однако эти недостатки можно преодолеть, используя технологию циркулирующего псевдоожиженного слоя, при которой псевдоожиженный слой может быть приготовлен с использованием различных типов катализатора вместо песка [53]. Уровень мелкомасштабной пилотной установки (от 0,1 до 0,35 кг / ч) также был разработан RTI international [53]. Этот завод может успешно проводить пиролиз местной биомассы сосны для производства бионефти. Этот завод также пытается проводить каталитический пиролиз древесной стружки, при котором из 1 тонны остатков биомассы можно получить 60 галлонов пиролитического масла в день [53].Недавно были предприняты другие попытки получить ароматические соединения, особенно бензол, ксилол и толуол, из субстрата биомассы [53]. Недавно компания KiOR Inc. в Техасе, США, [53], заявила о прогрессе в случае расширения масштабов такого рода технологий [53].

    Недавно была предпринята попытка разработать катализатор из возобновляемых источников. Зола, образующаяся из газифицированной биомассы, содержит 70–87% кремнезема в аморфной форме, который был использован исследователями для производства катализаторов ZSM-5 и ZSM-48 для повышения качества биомассы [67].Биочаг, полученный из ряски, продемонстрировал отличную каталитическую активность в отношении риформинга CH 4 -CO 2 при температуре около 800 ° C [68]. Катализаторы можно смешивать с лигноцеллюлозным субстратом до начала процесса пиролиза или отдельно с газообразными реагентами для получения желаемых продуктов. Выявлено, что разделение катализатора и биомассы более оперативно для превращения необходимых продуктов [69]. В этом исследовании в качестве катализатора использовался хромит (FeCr 2 O 4 ), и оно продемонстрировало благоприятные результаты с точки зрения ограничения производства воды.В таблице 7 представлена ​​сводная информация о катализаторах на основе цеолита, которые до сих пор использовались для облагораживания лигноцеллюлозных остатков.

    Катализатор Темп. (° C) Сырье Каталитическое действие Кат.
    HZSM ‐ 5 с различными отношениями Si / Al 2 O 3 500–764 Крафт-лигнин Уменьшение отношения SiO 2 / Al 2 От 200/1 до 25/1 и увеличение соотношения катализатор: лигнин с 1: 1 до 20: 1 уменьшало содержание оксигенатов и увеличивало ароматические углеводороды.Выход ароматических углеводородов увеличивался с 500 до 650 ° C, а затем снижался при более высоких температурах. В оптимальных условиях реакции выход ароматических веществ составлял 2,0% (EHI 0,08) и 5,2% (EHI 0,35). [70]
    HZSM ‐ 5, Na / ZSM5, HBeta и H ‐ USY 650 Щелочной лигнин H ‐ USY имел самый большой размер пор и самое низкое отношение Si / Al (7) и имеет лучший выход жидкости 75% и выход ароматических веществ 40%. [71]
    ZSM ‐ 5, Al / MCM ‐ 41, Al ‐ MSU ‐ F, ZnO, ZrO 2 , CeO 2 , Cu 2 Cr 2 O 5 , Критерий-534, оксид алюминия, стабилизированный оксидом церия MI-575, сланец, уголь и зола, полученные из полукокса и биомассы 500 Корневище маниока ZSM-5, Al / MCM-41, тип Al-MSU-F, критерий‐ 534, стабилизированный оксидом алюминия церий-MI-575, Cu 2 Cr 2 O 5 и зола, полученная из биомассы, были селективными в отношении восстановления большинства оксигенированных производных лигнина.Катализаторы ZSM-5, Criterion-534 и Al-MSU-F усиливали образование ароматических углеводородов и фенолов. Не было обнаружено единого катализатора для восстановления всех карбонильных продуктов, но ZSM-5, Criterion-534 и MI-575 могли восстанавливать большинство карбонильных продуктов, содержащих гидроксильные группы. ZSM ‐ 5, Criterion ‐ 534, Al / MCM ‐ 41, Al ‐ MSU ‐ F, хромит меди, полукокс и зола с повышенным содержанием уксусной, муравьиной и молочной кислот. MI-575 не увеличивал кислотность. [72]
    Доломит 500–800 Отработанная шелуха оливок Доломит увеличивает крекинг и образование газа. [73]
    HZSM ‐ 5, Al / MCM ‐ 41, Al ‐ MSU ‐ F и оксид алюминия MI ‐ 575, стабилизированный оксидом алюминия, размер пор 5.5, 31, 15 и NA соответственно 500 Корневище маниока HZSM-5 был наиболее эффективным катализатором для производства ароматических углеводородов, фенолов и уксусной кислоты и восстановления кислородсодержащих соединений, производных лигнина, и карбонилов, содержащих гидроксильные группы боковых цепей. Только MI-575 показал снижение выхода уксусной кислоты. MI-575 также показал наибольший прирост метанола, на втором месте оказался HZSM-5. [74]

    Таблица 7.

    Краткое описание катализаторов на основе цеолита, используемых для повышения качества биомассы.

    7. Каталитический гидропиролиз

    Каталитический гидропиролиз — это разновидность каталитического пиролиза, при котором пиролиз осуществляется с использованием реактора с псевдоожиженным слоем в потоке водорода. В этом процессе псевдоожиженный слой заменяется катализатором из переходного металла. Сообщалось, что замена инертного песка катализатором на основе никеля при атмосферном давлении может преобразовать бионефть в углеводороды с низким молекулярным весом за короткое время контакта [75]. Недавно Институт газовой технологии , Иллинойс, США, сообщил о новом процессе, в котором весь процесс осуществляется под давлением 7–34 бар [76]. Из-за высокого давления выделяются газы C1 – C3, которые после риформинга выделяют большое количество водорода. Однако система также очень сложна, поскольку представляет собой комбинацию гидропиролиза и риформинга. Необходимо решить некоторые технические проблемы, такие как подача твердых частиц биомассы в пиролизер под давлением под водородом. В целом налаживание этого процесса также требует больших затрат.

    8. Типы реакторов

    Нельзя недооценивать важность соответствующего реактора в любом процессе, включающем пиролиз. Реакторы были спроектированы таким образом, чтобы удовлетворять конкретным условиям с учетом таких параметров, как температура нагрева, время пребывания парообразного продукта и требуемое давление, для получения высокого выхода биомасла. Учитывая вышеизложенное, исследователи разработали много типов реакторов для конкретных задач. Эти реакторы включают следующие:

    8.1. Реактор с неподвижным слоем

    Это очень простая технология, которая дает приоритет производству бионефти, которые относительно однородны по размеру с низким содержанием мелких частиц [42]. Он состоит из двух основных компонентов: отсека охлаждения газа и системы очистки путем фильтрации через циклон, мокрые скрубберы и сухие фильтры. Во время реакции твердый образец проходит через вертикальный вал, где он встречает движущийся вверх противоточный газовый поток. Этот реактор может быть выполнена с использованием либо стали, или огнеупорных кирпичей и бетона, состоящего из блока подачи (топлива), блок для удаления золы и блок утечки газа [77].Реактор, который имеет приоритетное значение для применений, связанных с малым производством тепла и электроэнергии, обладает высокой способностью сохранять углерод и может работать в течение длительного времени в твердом состоянии, с низкой скоростью газа и, конечно, с низким уносом золы. Его ограничение связано с проблемой, обычно возникающей при удалении смол [78].

    8.2. Реактор с псевдоожиженным слоем

    Этот реактор состоит из смеси двух фаз, твердой и жидкой, и обычно осуществляется путем пропускания жидкости под давлением через твердый материал.Он очень популярен для быстрого пиролиза, так как имеет следующие преимущества [79]:

    1. Обеспечивает быструю передачу тепла.

    2. Он хорошо контролирует реакцию пиролиза и время выдержки пара.

    3. Он имеет достаточно большую площадь поверхности для контакта между двумя фазами в смеси.

    4. Теплопередача в системе примерная, а

    5. Относительная скорость между фазами очень высока.

    Существуют различные типы реакторов с псевдоожиженным слоем, которые включают барботажный псевдоожиженный, циркулирующий псевдоожиженный реактор, абляционный реактор, вихревой реактор, реактор с вращающимся диском, реактор вакуумного пиролиза, реактор с вращающимся конусом, реактор PyRos, шнековый реактор, плазменный реактор, микроволновая печь. реактор и солнечный реактор, каждый из которых разработан с разными операционными системами и для конкретных приложений.

    8.2.1. Реактор с барботажным псевдоожиженным слоем

    Конструкция и работа этого реактора очень просты и показаны на Рисунке 7 [80].Высокая плотность твердого вещества в слое обеспечивает лучший контроль температуры, плавный контакт между газом и твердым телом, хорошую теплопередачу и отличную накопительную способность. Биомасса нагревается в среде, лишенной кислорода, и разлагается на газ, пар, аэрозоли и уголь, и эти компоненты, наконец, собираются из реактора. В то время как древесный уголь собирается с помощью циклонного сепаратора и хранится, пар быстро охлаждается, конденсируется в высококачественное биомасло и хранится с выходом около 70% от веса биомассы (сухой вес) [80].

    Рис. 7.

    Реактор с барботажным псевдоожиженным слоем [80].

    8.2.2. Реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем

    Характеристики этого реактора аналогичны характеристикам описанного выше реактора с барботажным псевдоожиженным слоем, за исключением того факта, что время пребывания паров и полукокса меньше. Это увеличивает скорость газа и содержание угля в биомасле. Однако он имеет большое преимущество в пропускной способности. Доступны одинарные и двойные типы этого реактора [81].Базовая схема этого реактора показана на рисунке 8 [80].

    Рис. 8.

    Реактор с рециркуляционным псевдоожиженным слоем [80].

    8.3. Абляционный реактор

    В этом реакторе нагрев осуществляется через расплавленный слой на поверхности горячего реактора в отсутствие псевдоожижающего газа. Плавление биомассы осуществляется путем механического прижатия биомассы к стенке нагретого реактора, и при перемещении расплавленного образца пары пиролиза испаряются в виде масла. Хотя этот реактор позволяет получать частицы биомассы большого размера (до 20 мм), материалы не требуют чрезмерного измельчения [82].Однако конфигурация реактора немного сложна из-за механического характера процесса. Реактор не получает выгоды от того же масштаба экономии, что и другие реакторы, из-за того, что масштабирование линейно зависит от теплопередачи, поскольку оно контролируется площадью поверхности. Обычно используются два типа этого реактора: абляционный вихрь и абляционный вращающийся диск [82].

    8.4. Вакуумный реактор пиролиза

    Это реактор медленного пиролиза с очень низкой скоростью теплопередачи.Это приводит к более низкому выходу бионефти, обычно в диапазоне 35–50 мас.% [83]. Конструкция очень сложна, и требования к капиталовложениям и техническому обслуживанию всегда высоки, что делает технологию неэкономичной. Биомасса подается в вакуумную камеру с высокой температурой с помощью конвейерной металлической ленты с периодическим перемешиванием биомассы механическим перемешиванием [83]. Теплоноситель обычно состоит из горелки, а биомасса плавится путем индукционного нагрева с использованием расплавленных солей.Он может обрабатывать биомассу с более крупными частицами, но требует специальных устройств для подачи твердых частиц, специальных разгрузочных устройств, чтобы всегда иметь эффективное уплотнение [83]. Базовая схема этого типа реактора показана на рисунке 9 [83].

    Рисунок 9.

    Вакуумный реактор [83].

    8.5. Реактор с вращающимся конусом

    В отличие от реактора с псевдоожиженным слоем, реактор с вращающимся конусом требует, чтобы смешивание биомассы и горячего песка производилось механически и не требовало использования инертного газа.Функциональные возможности показаны на Рисунке 10 [74]. Подача и горячий песок подаются снизу конуса, в то время как они транспортируются к кромке конуса во время прядения с использованием центробежной силы, и когда они достигают вершины, образующийся пар конденсируется конденсатором [74]. Обугленный и песок сжигаются, при этом песок снова нагревается и снова вводится для повторного смешивания со свежим сырьем на дне конуса. Хотя конструкция этого реактора может быть сложной, его высокий выход бионефти делает его желательным.

    Рис. 10.

    Реактор с вращающимся конусом [74].

    8.6. Реактор PyRos

    Целью этого реактора является производство биомасла, не содержащего никаких частиц. В нем используется циклонный реактор, интегрированный с фильтром горячего газа. Как сырье биомассы, так и инертное тепло подаются в циклон в виде частиц, в то время как рециркулируемые пары заставляют транспортировать твердые частицы во время процесса. Частицы движутся вниз в нижнюю часть циклона под действием центробежной силы, в течение которого одновременно происходит сушка, нагрев и удаление летучих веществ.Температура нагрева обычно составляет 450–550 ° C при времени выдержки 0,5–1 с. Реактор очень экономичен с точки зрения инвестиций и выхода бионефти [84].

    8.7. Шнековый реактор

    В этом реакторе используется шнек для перемещения исходной пробы через цилиндрическую трубку, которая нагревается и лишена кислорода. Во время этого процесса сырье подвергается пиролизу, улетучиванию и газификации при температуре от 400 до 800 ° C, что приводит к образованию полукокса и конденсации газов в бионефть [30].

    8.8. Плазменный реактор

    Этот реактор состоит из кварцевой трубки цилиндрической формы, снабженной двумя медными электродами. Подача сырья осуществляется посередине с помощью шнека с регулируемым винтом в верхней части трубы [85]. Газовые потоки в трубке питаются тепловой энергией, вырабатываемой электродами, подключенными к источнику электроэнергии. Инертный газ используется для удаления кислорода из отсека, а также для производства плазмы. Помимо высокого потребления энергии, он демонстрирует способность препятствовать образованию смол, что можно было наблюдать при медленном пиролизе [86].

    8.9. СВЧ-реактор

    Это одна из последних разработок в области пиролиза. Здесь передача энергии происходит в результате взаимодействия между молекулами и атомами с помощью микроволн. Весь процесс сушки и пиролиза происходит в камере микроволновой печи, подключенной к источнику электроэнергии. Газ-носитель инертен и также используется для создания бескислородной камеры. Реактор доказал свою высокую эффективность в регенерации химических веществ из биомассы [87]. Среди его преимуществ — эффективность теплопередачи, способность эффективно контролировать процесс нагрева, а также способность предотвращать образование нежелательных побочных продуктов.Его можно эффективно использовать в промышленных масштабах [87].

    8.10. Солнечный реактор

    В этой технологии предусмотрено хранение солнечной энергии в виде химической энергии. Он состоит из кварцевой трубки с непрозрачной внешней стенкой, обычно подвергающейся воздействию высокой концентрации солнечного излучения, способной генерировать высокие температуры (> 700 ° C) в реакторе [88, 89]. Загрязнение в этом реакторе снижено, поскольку сырье никогда не вмешивается в процесс нагрева, в отличие от медленного пиролиза, когда технологическое тепло генерируется частью сырья.Время запуска и выключения также очень быстрое.

    В таблице 8 показаны преимущества и недостатки различных типов реакторов.

    Длительное время пребывания в твердом состоянии более
    Трудно удалить уголь

    Тип реактора Преимущества Недостатки
    Неподвижный слой Простота конструкции
    Надежные результаты
    Размер биомассы 1569 Независимое сохранение твердого углерода
    Пузырьковый псевдоожиженный слой Простая конструкция
    Простые рабочие процедуры
    Хороший контроль температуры
    Подходит для крупномасштабного применения
    Требуются частицы небольшого размера
    Циркуляционный псевдоожиженный слой Скважина- понятная технология
    Улучшенный терморегулятор
    Возможна переработка частиц большего размера
    Трудно крупномасштабное производство
    Сложная гидродинамика
    Обугленный слишком мелкий
    Вращающийся конус Центробежная сила перемещает горячий песок и субстрат биомассы
    Н o Требуется газ-носитель
    Сложный рабочий процесс
    Требуются частицы меньшего размера
    Сложно крупномасштабное применение
    Вакуум Масло чистое
    Может обрабатывать более крупные частицы размером 3–5 см
    Газ-носитель не требуется
    Более низкая температура требуется
    Конденсация жидкого продукта легче
    Медленный процесс
    Время пребывания твердого вещества слишком велико Требуется крупномасштабное оборудование
    Низкая скорость тепломассопереноса Создает больше воды
    Абляционный Инертный газ не требуется
    Более крупные частицы могут быть обработанным
    Система более интенсивная
    Требуется умеренная температура
    Реактор дорогостоящий
    Более низкая скорость реакции
    Шнек
    компактный
    Газ-носитель не требуется Более низкая температура процесса
    Движущиеся части в горячей зоне
    Теплопередача в более крупном масштабе не подходит
    PyRos Компактность и низкая стоимость
    Эффективная теплопередача
    Короткое время пребывания газа
    Сложная конструкция
    Твердые частицы в масле
    Щелочь, растворенная в масле
    Требуется высокая температура
    Плазма Высокая плотность энергии
    Высокая теплопередача
    Эффективная Управление процессом
    Высокое потребление электроэнергии
    Высокие эксплуатационные расходы
    Требуются мелкие частицы
    Микроволновая печь Эффективная теплопередача
    Экспоненциальное управление
    Компактная структура
    Более высокая скорость нагрева
    Биомасса большого размера может обрабатываться Равномерное распределение температуры
    Высокая температура
    Высокое потребление электроэнергии
    Высокие эксплуатационные расходы
    Солнечная энергия Использование возобновляемых источников энергии
    Более высокая скорость нагрева
    Высокая температура
    Высокие затраты
    В зависимости от погоды

    Таблица 8.

    Преимущества и недостатки различных типов реакторов [52, 90, 91].

    9. Продукты пиролиза

    9.1. Biochar

    Biochar — это твердые аморфные углеродистые материалы, полученные в результате термического разложения лигнина и полимера гемицеллюлозы в процессе пиролиза. Физико-химические свойства матрицы биокара в значительной степени зависят от типа и конструкции реактора, состава биомассы, размера частиц и степени сушки, химической активации, скорости нагрева, времени реакции, давления, скорости потока инертного газа, и т. Д. [29, 92–96]. Если используется более высокая скорость нагрева до 105–500 ° C / с для меньшего времени удерживания и более мелкого размера частиц, более мелкий биоуголь производится в процессе быстрого пиролиза, тогда как сырье с более крупными частицами во время медленного пиролиза приводит к более грубому биоугля. Обычно древесная биомасса дает более крупнозернистый биочуголь, тогда как пожнивные остатки и навоз дают более хрупкий биочуголь [97]. Более ранние исследования показали, что выход биоугля в реакторе пиролиза с псевдоожиженным слоем варьируется для разных температурных диапазонов [98].Результаты показали, что при низкой температуре около 450–500 ° C выход biochar был высоким, а скорость удаления летучих — низкой. При температуре около 550–650 ° C выход биоугля снижался. При этой температуре достигается максимальный выход около 8–10% [98]. Однако при более высокой температуре, около 650 ° C, выход биоугля был очень низким. Biochar преимущественно содержит большую часть фиксированного углерода вместе с влагой, летучими веществами, водородом и различными другими составляющими в двух структурах: стопке кристаллических листов графена и случайно упорядоченных аморфных ароматических структурах [99].Ароматическая часть biochar содержит H, O, N, P и S. Эти неорганические соединения оказывают заметное влияние на физические и химические свойства biochar [100]. Процентное содержание этих компонентов зависит от типа биомассы и процесса пиролиза [101–103]. Biochar можно использовать в качестве твердого топлива в котлах. После предварительной каталитической обработки его можно использовать для производства активированного угля, углеродных нанотрубок, газовых фракций и т. Д.

    9.2. Синтез-газ

    Состав синтез-газа варьируется в зависимости от состава биомассы и параметров процесса пиролиза.Обычно газообразные продукты, полученные после пиролиза, в основном состоят из H 2 и CO. Он также содержит незначительную долю CO 2 , N 2 , H 2 O, смесь алканов, алкенов и алкинов, например, CH . 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , деготь, зола и т. Д. [104]. Более высокая температура пиролиза приводит к эндотермической реакции. С увеличением пиролиза сначала происходит испарение влаги из биомассы.После этого происходит термическое разложение и улетучивание. На этом этапе производится деготь и высвобождаются летучие вещества. Для получения смеси синтез-газа имеет место серия вторичных реакций, таких как декарбоксилирование, декарбонилирование, дегидрогенизация, деоксигенирование и крекинг. Следовательно, более высокая температура инициирует разложение смолы, что приводит к производству синтез-газа с пониженным выходом масла и полукокса. При заданной температуре сухая биомасса дает наибольшее количество газа на ранней стадии пиролиза, тогда как влажная биомасса дает максимальное количество газа позже в процессе.Это очевидно и ожидается, поскольку увеличение влажности приводит к увеличению времени высыхания. При крекинге углеводорода водород образуется при более высокой температуре. Из-за наличия кислорода в биомассе образуются CO и CO 2 . Присутствие кислородсодержащего полимера, которым является целлюлоза, определяет выделение образующихся карбонизированных оксидов [105]. Более легкие углеводороды, такие как CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 и т. Д., Образуются в результате риформинга и крекинга более тяжелых углеводородов и гудрона в паровой фазе [106].Плазменный реактор, использующий радиочастоты, может производить до 76,64% синтез-газа [85]. Преимущества использования синтез-газа заключаются в том, что он производит значительно меньшее количество несгоревших углеводородов (HC) и монооксида углерода (CO) с более высокими выбросами оксидов азота (NO x ). Сообщается, что CO и H 2 в синтез-газе имеют сравнительно повышенную скорость пламени и температуру, что приводит к более высоким температурам в двигателях, чтобы увеличить скорость производства CO 2 и NO x [97–109].Медленные процессы пиролиза дают около 10–35% биогаза. При более высокой температуре мгновенный пиролиз дает больше синтез-газа [110]. Прокаленный доломит использовался при 750–900 ° C в качестве катализатора в реакторе с неподвижным слоем для получения синтез-газа [110].

    9.3. Bio-oil

    Нефть, извлекаемая после пиролиза, представляет собой смесь примерно 300–400 соединений [111]. Масло, полученное после пиролиза, имеет тенденцию становиться вязким из-за старения, поскольку происходят многочисленные физические и химические изменения с последующей потерей летучих веществ.Однако процесс старения можно замедлить, храня их в прохладных местах [35]. Ранее было установлено, что энергетические культуры могут давать масло с высоким содержанием золы / металлов и воду [112]. Присутствие воды снизит теплотворную способность, а также затруднит разделение фаз [112]. Таким образом, при коммерческом применении необходимо тщательно контролировать наличие золы и лигнина внутри субстрата из биомассы. Ранее термический КПД пиролизных масел сравнивали с дизельным топливом, но они демонстрировали неоправданную задержку воспламенения [113].С другой стороны, количество, качество и постоянство пиролизного масла можно также улучшить с помощью переменных метода, таких как скорость нагрева, температура и время удерживания [114]. Различные типы реакторов (абляционные и фиксированные), размер частиц и обугливание могут влиять на количество и характеристики пиролизного масла. До сих пор не проводилось всеобъемлющих исследований, которые могли бы уменьшить эти вещи. Следовательно, необходимы дополнительные исследования, чтобы получить полное представление о процессах термохимического превращения для получения пиролизного масла высшего качества.Биомасло, которое следует использовать в коммерческих целях, должно сохранять свои химические и физические свойства, такие как постоянство и вязкость. Если масло содержит соединение с низкой молекулярной массой, это возможно. Масло содержит высокомолекулярные соединения, если исходная биомасса содержит большую долю лигнина.

    10. Технология пиролиза: текущее состояние

    Использование пищевых культур, таких как соя, кукуруза и сахарный тростник, для производства этанола и биодизеля, возможно, не продлится долго, поскольку эти культуры в основном выращиваются для потребления.Поэтому возникает необходимость в более устойчивых способах получения этих материалов из других источников, таких как материалы биомассы, в дополнение к другим, уже исследуемым. Тем не менее, ни один из этих способов еще не оказался экономически целесообразным, но есть большие надежды на использование лигноцеллюлозной биомассы для этой цели посредством процесса пиролиза, хотя он все еще сталкивается с некоторыми проблемами, связанными с прорезыванием зубов. Компании Ensyn и Dyna Motive предприняли некоторые ощутимые усилия по коммерциализации использования материалов биомассы и других сельскохозяйственных отходов в производстве биотоплива посредством процесса быстрого пиролиза.Эти материалы легко доступны по низкой цене или бесплатно, что делает их использование очень экономичным. В то время как Dyna Motive концентрируется на том, как сделать энергетические системы из производимого топлива более экологически чистыми, Ensyn, с другой стороны, стремится использовать химические вещества, которые могут производиться из системы, в качестве побочных продуктов для других целей, таких как копчение пищи. Эти усилия с тех пор привели к производству биотоплива из материалов биомассы. Другими известными пиролизными компаниями, которые участвовали в этой деятельности, являются Pyrovac и Renewable Oil International, которые используют технику вакуумного пиролиза в дополнение к другим более мелким пиролизным установкам, доступным по всему миру.Из имеющихся данных ясно, что реакторы с псевдоожиженным слоем в основном используются для производства бионефти с использованием биомассы, тогда как за ним следуют другие технологии.

    11. Выводы

    Изучение литературы показало, что преобразование биомассы в продукты с добавленной стоимостью все еще требует решения некоторых испытаний, таких как определение взаимосвязи между исходными прекурсорами или сырьем и общей работой пиролизной установки, модернизация согласованность реакций пиролиза с точки зрения полного энергетического и материального баланса для обеспечения устойчивости для рентабельных применений.В этой главе подробно описан принцип технологии пиролиза, включая выбор эффективных параметров пиролиза, типов реакторов, и т. Д. , в зависимости от предпочтительного выхода (биомасло, биоуголь или синтез-газ) из процесса. Однако полное понимание типового процесса позволит получить максимальную отдачу. В этой главе освещены полученные выводы и рекомендации для дополнительных исследований:

    1. Основной задачей процесса пиролиза является улучшение процесса за счет повышения качества и количества продукта, а также снижения затрат и снижения вредного воздействия на окружающую среду.

    2. Правильный выбор биомассы является решающим фактором для получения высоких урожаев бионефти. Можно выбрать биомассу с высоким содержанием целлюлозы, поскольку биомасла в основном получают из нее, тогда как биомасса на основе лигнина может использоваться для производства биоугля. Кроме того, биомасса с низким содержанием влаги подходит для снижения затрат на сушку и повышения качества добытого масла.

    3. Кинетика пиролиза биомассы может протекать по нескольким параллельным путям.Однако применение низкой температуры приведет к снижению энергии активации, что приведет к получению в основном полукокса и газа. Напротив, повышенная температура приведет к более высокой энергии активации с образованием в основном конденсируемых паров, масел и жидких аэрозолей. Чтобы получить максимальное количество жидкого топлива, необходимо быстро нагреть биомассу до подходящей повышенной температуры. Тем не менее, для быстрого нагрева биомассы требуются частицы прекурсоров меньшего размера, которые могут инициировать постоянный нагрев частиц.В связи с этим псевдоожиженные слои часто используются в качестве реакторов эффективного типа. Недостатки реактора с псевдоожиженным слоем преодолены за счет использования методов абляционного пиролиза и шнекового пиролиза. Эти типы новых подходов могут выдерживать более широкий диапазон переменных размеров частиц.

    4. Процесс отделения биоугля должен быть эффективным и быстрым, чтобы уменьшить загрязнение биомасла.

    5. Необходимо внести поправки в модернизацию систем сгорания двигателя, турбины и котла для надлежащего использования пиролизного биомасла с учетом влияния физико-химических свойств масла, выброса мелких частиц, эффективности сгорания и отложения шлака и углерода во время Следует учитывать процесс горения.

    6. До недавнего времени устойчивые системы каталитического пиролиза промышленного масштаба не идентифицировались. Только некоторые катализаторы на основе переходных металлов были разработаны и изучены для лабораторного подхода к увеличению добычи газа.

    7. Хотя по экономике пиролиза было проведено много исследований, большинство из них были ограничены для небольшого или пилотного производства. Детальный расчет для промышленного пиролизного завода важен для внедрения этой технологии в большей степени для практических фазовых приложений.

    8. Использование биомасла в качестве возобновляемого жидкого топлива затруднено из-за его непривилегированных физико-химических свойств. В настоящее время коммерческие прогнозы использования жидкого топлива зависят от его успешного перехода на бензин, дизельное топливо или керосин или химические вещества, такие как олефины или ароматические соединения. Однако эти методы все еще находятся на стадии разработки.

    Естественная популярность твердотопливных котлов ?. Стр. 1

    Для тех, кто не является загородным имением, для подключения к магистральному газопроводу лучшим вариантом будут твердотопливные котлы.Они представляют собой самый простой и достаточно эффективный способ обогрева дома. С ними легко и недорого добиться желаемого уюта в доме! И все благодаря тому, что твердое топливо в лице угля, дров, древесных гранул или торфа имеет значительно меньшую цену, чем тот же газ, электричество или дизельное топливо. А автоматизация большинства моделей котлов позволит с минимумом усилий создать комфорт в вашей стране.

    Сегодня твердотопливные котлы можно считать современным способом получения тепла для частных домов.Кроме того, многие из этих котлов по-прежнему представляют собой наиболее независимый и самодостаточный способ отопления, потому что они никак не связаны с коммунальными услугами, и это определенно их большое преимущество.

    Естественная популярность твердотопливных котлов? Свое настоящее признание этот вид отопления успел завоевать в Европе, заботясь об экологической обстановке на своей территории, уделяют внимание экологически чистому топливу. Так что сегодня мало кого удивляет выбор народа в пользу отопительных котлов на твердом топливе.К тому же стоимость этих котлов колеблется от 250 до нескольких тысяч долларов в зависимости от назначения, что доступно и оправдано.

    Почему твердотопливные котлы стали такими популярными, ведь топят на дровах в древности и осталось ли твердое топливо пережитком прошлого? Не за что! Для замены устаревших печей используется новое современное оборудование, не требующее постоянного контроля со стороны владельца.

    В европейских странах газа было очень мало, а импортный обходился жителям в копеечку, поэтому развитие твердотопливной системы отопления является для европейцев перспективным направлением.Для изнеженной цивилизации современного человека твердотопливные котлы стали лучшим решением. Новые технологии, передовые исследования и разработки сумели вдохнуть в некогда казавшееся бесперспективным направление, вторую жизнь.

    Видео изготовления и монтажа котла своими руками

    Какие преимущества у твердотопливных котлов

    • Современные твердотопливные котлы — это удачное сочетание инновационных и передовых решений;
    • Газопроводы есть не во всех отдаленных уголках нашей страны, а значит, твердотопливные котлы можно использовать как источник тепла;
    • Твердое топливо во всем его разнообразии является возобновляемым источником энергии, а запасы газа начали иссякать,
    • , поэтому цена на него растет;
    • Отопление твердым топливом намного дешевле электричества или дизельного топлива;
    • Благодаря современным моделям отпадает необходимость регулярно контролировать режим горения в котлах и стоках, все это делается автоматически.В результате котел может работать несколько дней подряд без участия хозяина.

    Типы твердотопливных котлов long goriziana Сегодня твердотопливные котлы подразделяются на три группы:

    Твердотопливные котлы Classic. Пиролизные котлы. Универсальные твердотопливные котлы. Классические твердотопливные котлы имеют богатую историю, но, даже имея долгую историю, они не потеряли своей популярности благодаря энергетической независимости. Имеется автономная система отопления, которая не требует коммунальных услуг, в том числе электричества.

    И все, что им нужно, это дрова, которых всегда в избытке. Современные традиционные твердотопливные котлы производятся с технологически продвинутой автоматикой, которая позволяет работать системе отопления и поддерживать температуру в доме на заданном уровне. Основная задача — всегда иметь дрова в необходимом количестве и в сухом виде, а остальную часть котелка сделаю сама.

    Пиролизные котлы обладают наивысшим КПД из всего твердотопливного оборудования и, конечно же, являются их главным преимуществом.И ему удается этого добиться благодаря тому, что они горят ровно и образуются при сгорании древесного газа, который также выделяет тепло. Это говорит о том, что этот вид отопления более экономичен по отношению к топливу. Кроме того, при работе пиролизного котла практически не образуется сажи и золы. Но стоимость этих котлов выше, чем у других представителей прочного оборудования.

    Универсальные твердотопливные котлы можно превратить в газовое или дизельное отопительное оборудование, а все благодаря тому, что они оснащены сменной горелкой, которую в дальнейшем можно заменить на дизельную или природную.Этот вариант отопления особенно удобен при частой нехватке газа, когда может появиться другой вариант.

    Что нужно для работы котлов? Для нормальной работы твердотопливных котлов необходимо предусмотреть:

    • Котел — речь идет не о помещении, а о группе оборудования, которое позволит оптимально обеспечить нормальную работу котла при пуске. У каждой модели и типа свой перечень необходимого оборудования, но в стандартной версии это циркуляционный насос, расширительный бак, групповая смесь и гребенка.
    • Дымоход — необходимая мера для твердотопливного котла, важно, чтобы он был правильно рассчитан, поскольку недостаточная и чрезмерная жажда может отрицательно сказаться на работе котла.
    • Сама система отопления

    • стоит на лицевой стороне из труб и радиаторов.
    • Но не единожды, а является дополнительным бойлером, который обеспечит ваш дом горячей водой.
    • Ну конечно же, правильная установка твердотопливной системы отопления — необходимая мера для нормальной работы твердотопливных котлов.

    Из всего вышесказанного можно сделать один простой вывод и за городом можно жить со всеми благами городской цивилизации, даже при отсутствии магистрального газа и малой мощности электроэнергии, главное уметь правильно используйте то, что у них есть. И во многом это стало возможным благодаря котлам на твердом топливе. Так что если у вас нет газа, это отопительное оборудование позаботится о тепле в вашем доме. опубликовано

    P. S. И помните, только изменяя их потребление — вместе мы меняем мир! © Присоединяйтесь к нам в Facebook, Vkontakte, Odnoklassniki

    Источник: greenvolt.RU/

    PPT — ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ КОНВЕРСИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА — Процессы пиролиза, газификации и сжигания биомассы и отходов PowerPoint Presentation

  • ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ КОНВЕРСИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА — Процессы пиролиза, газификации и сжигания отходов биомассы биомасса и отходы для тепла и энергии Руководитель РАБОЧЕЙ ГРУППЫ Томаш Хмельняк, доктор философии

  • Деятельность в рамках проекта CONBIOT WP1: Цикл конференции Задача 1.1 Конференция: Сжигание и газификация биомассы и отходов Рабочий документ 3: Твиннинг с университетами и исследовательскими институтами ЕС Задача 3.1-3.3 • Визиты за бортом и на борту судна • Формулирование и формализация объема сотрудничества (Соглашение о сотрудничестве)

  • Международная конференция: «СЖИГАНИЕ И ГАЗИФИКАЦИЯ БИОМАССЫ И ОТХОДОВ » • ЦЕЛЬ: Обмен опытом и знаниями между европейскими и польскими научными и промышленными центрами в области использования биомассы и отходов • ДАТА И МЕСТО: 19-22 мая 2003 г., WISŁA — ПОЛЬША • ОРГАНИЗАТОРЫ : • Центр передового опыта «КОНБИОТ» Институт химической обработки угля • Польский экологический клуб — Верхняя Силезия • Промышленное энергетическое общество

  • Программа конференции • Семь лекций: 28 докладов • (9 внешних — 19 внутренних) • Стендовый доклад сессия: 9 плакатов • (1 внешний — 8 внутренних) • Заседание Научно-организационного комитета с Наблюдательным советом C Проект ONBIOT

  • 14% 22% 64% Исследования и разработки Текущая ситуация и перспективы Шестая рамочная программа Тематический диапазон • Исследования и разработки в области • применения биомассы и отходов • для производства энергии • (сжигание и совместное сжигание , газификация, • охрана окружающей среды, источники биомассы) • текущее состояние и перспективы • биомасса и отходы как источники энергии.• (Европейский союз, страны NAS) • Шестая рамочная программа: устойчивые энергетические системы • (тематический охват, научные сети, финансирование)

  • Участники конференции • Количество участников: 125 • Количество стран: 11 • Чешская Республика • Дания • Финляндия • Германия • Нидерланды • Италия • Литва • Польша • Испания • Украина • Соединенное Королевство

  • WP3: СОБЫТИЕ С УНИВЕРСИТЕТАМИ ЕС И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМИ ИНСТИТУТАМИ • Задача 3.1: Институт исследований энергетики и ресурсов • Университет Лидса • Две встречи в: • Институт исследований энергетики и ресурсов • (2 представителя центра) • Институт химической переработки угля • (представитель ERRI, UL) • Соглашение о сотрудничестве • Условия сотрудничества в проекте CONBIOT, включая будущие стажировки молодых исследователей • Возможные направления сотрудничества по научным программам

  • WP3: TWINNINGS С УНИВЕРСИТЕТАМИ ЕС И ИССЛЕДОВАНИЯМИ ТИТУТЫ • Задача 3.2: Датский международный консалтинг • Приглашение TNO по окружающей среде, энергетике и процессам • Новый партнер: DIC, членство в Наблюдательном совете Центра, участие в конференциях и специализированных семинарах • Научные стажировки, TNO: моделирование процессов газификации и сжигания, современные технологии , аккредитация и сертификация • Посещение DIC: ноябрь 2003 г. (второй год проекта) • Соглашение о сотрудничестве

  • WP3: Близнецы с университетами и исследовательскими институтами ЕС • Задача 3.3: Смена партнера • Встреча с представителем VTT Processes • Будапешт — конференция Bio-Energy Enlarged Perspectives

  • Научно-исследовательская деятельность ГАЗИФИКАЦИЯ И КОГАЗИФИКАЦИЯ • РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПРОТОТИПА ПРОТИВОТОКОВОЙ РЕАКЦИИ ГАЗИФИКАЦИИ ФИКСИРОВАННОГО СЛОЯ; Система газификации древесины и отходов 3,5 МВт; З.М. ЗАМЕР, Государственный комитет по научным исследованиям, проект • ГАЗИФИКАЦИЯ ИЛА СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ТЭЦ, исследования пиролиза и газификации осадка сточных вод, моделирование процесса; Расширение контракта №: ENK5-CT-2000-00050 НАНУ • РАЗРАБОТКА НОВОГО КОНСТРУКЦИИ РЕАКТОРА ГАЗИФИКАЦИИ МАЛОГО МАСШТАБА БИОМАССЫ И ОТХОДОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ТЭЦ; Разработка маломасштабного реактора газификации биомассы и RDF, технологический расчет, предварительный и рабочий проект; Проект ИЧПВ.

  • Научно-исследовательская деятельность СГОРАНИЕ И СОВМЕСТНОЕ СГОРАНИЕ • РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ УГОЛЬ / БИОМАССА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КОТЛОВ; Процедуры подготовки и анализа топливных смесей, испытания совместного сжигания в лабораторных и промышленных масштабах: WLM 2,5 МВт (котел с механической решеткой), CYMIC 98 МВт (котел с псевдоожиженным слоем), Проект Государственного комитета по научным исследованиям • ТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СО-СГОРАНИЯ БИОМАССЫ С УГЛЕМ В ПЫЛЕУГОЛЬНОМ КОТЕЛЕ Исследование процесса совместного сжигания в пылеугольном котле ОП-130 МВт; Национальный фонд охраны окружающей среды и управления водными ресурсами, проект • ИССЛЕДОВАНИЯ НА БИОМАССОВЫХ КОТЛАХ НИЗКОЙ МОЩНОСТИ; Испытания на энергоэффективность и эффективность выбросов, строительство и разработка процессов; Коммерческие партнеры

  • Научно-исследовательская деятельность ДОКУМЕНТЫ И КОНФЕРЕНЦИИ • 7 ДОКУМЕНТОВ • 4 ПРЕДЫДУЩАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ • 11 ПРЕЗЕНТАЦИЙ • Марек Шязко, Томаш Хмельняк, Газификация твердого топлива; Термохимическая конверсия угля и биомассы, Издательство IChPW и IGSMiE, 2003, ISBN — 83-