Пиролиз

Продукты пиролиза каменного угля

Итак, в самом начале своей статьи мы упоминали о том, что путем пиролиза из каменного угля можно получить продукты следующих типов:

  • Твердые
  • Жидкие
  • Газообразные

Пиролиз

Теперь рассмотрим каждую разновидность продуктов пиролиза подробнее.

При пиролизе каменного угля получают твердый кокс, который сегодня используется в основном в таких отраслях как черная и цветная металлургия. Кокс является более совершенным твердым топливом, чем каменный уголь, поэтому именно его используют для выплавки металлов.

Однако кокс, хотя он и является основным продуктом пиролиза каменного угля, это далеко не самое ценное, что можно извлечь из этого природного ископаемого. Побочным продуктом данного процесса является парогазовая смесь, которая содержит множество химических соединений. Данную смесь путем конденсации разделяют на жидкую и газообразную составляющую, из которых, в свою очередь, можно получить более чем 250 химических соединений.

Основным жидким продуктом пиролиза каменного угля является каменноугольная смола — черный жидкий продукт, представляющий собой сложную смесь органических соединений. Из каменноугольной смолы путем дальнейшей переработки получают такие вещества как:

  • Фенолы
  • Нафталин
  • Антрацен
  • Различные гетероциклические соединения
  • Технические масла
  • Синтетическое топливо

Однако стоит отметить тот факт, что получаемые путем пиролиза каменного угля масла и жидкое топливо являются непригодными для использования в двигателях внутреннего сгорания, поскольку они содержат в своем составе много примесей. По этой причине данные продукты пиролиза для дальнейшего использования нуждаются в дополнительной очистке. А это существенно увеличивает себестоимость данных продуктов пиролиза, делая их производство не очень рентабельным.

Газообразным продуктом пиролиза каменного угля является так называемый пиролизный газ, представляющий собой смесь горючих газов и различных химических соединений. Во многих странах мира пиролизный газ сегодня используется как альтернативный источник энергии, в первую очередь, тепловой.

Если для нас эта технология достаточно новая, то в некоторых европейских странах пиролизный газ уже давно стал привычным топливом. Помимо этого, пиролизный газ также как и каменноугольную смолу можно использовать и для получения различных химических соединений. Так, из данного газа выделяют бензол, фенол и другие вещества.

  • Комментарии к статье

Содержимое второго блока

Оборудование для производства

Основу производственного процесса по производству древесного угля составляет следующие механизмы:

  1. Устройство для колки дров на гидравлике.
  2. Бензопилы.
  3. Весы.
  4. Углевыжигательная печь.
  5. Генератор электроэнергии.

Для сооружения печи следует оборудовать открытый и ровный участок, сама печь должна быть высокого качества, обеспечивающая невозможность проникновения кислорода. В ином случае часть сырья будет не обрабатываться, а гореть.

Видео: печь для изготовления древесного угля.

Хорошая печь устроена таким образом, чтобы газы, появляющиеся в ходе окисления, подавались в топку, перегорали там и направлялись для поддержания требуемой температуры. Такая экономия энергоресурсов экологична и экономична.

Существует так же оборудование, в котором имеется возможность использовать только одну емкость. В данном случае процесс непрерывности технологического производства древесного угля нарушается и появляются простои. Решает эту ситуацию наличие съемных емкостей, в которых отдельно можно сушить, окислять дрова и оставлять их догорать.

Современные технологии, используемые для изготовления древесного угля, являются безотходными, экологичными и эргономичными. Оборудование не нуждается в дополнительном и специфическом уходе. На производстве, как правило, работает 3 человека, отвечающие за непрерывность процесса и автоматическую наладку машин.

Оборудование различается своей вариативностью, но сгруппировать их можно в 3 основных вида:

  1. Передвижные установки;
  2. Стационарные механизмы;
  3. Вспомогательная аппаратура.

Первая и вторая группа оборудования отличны между собой наличием и отсутствием возможности для его переноса. Причем некоторые из видов оборудования имеют единую функцию для выполнения сушки и пиролиза.

Углевыжигательные печи обладают весом от 6 до 80 тонн. При выборе передвижного оборудования, следует брать небольшие модели, которые позволят менять их дислокацию. Выбор в их пользу обусловлен отсутствием возможности систематически поставлять расходный материал в конкретное место. Передвижные установки состоят из модулей, оперативно собираются и демонтируются. Их можно располагать без создания дополнительных навесов и защитных помещений.

Стационарные установки, напротив, требуют выделения отдельного приспособленного помещения, которое можно использовать одновременно в качестве хранилища готовой продукции.

Монтаж оборудования должен производиться специалистами и соответствовать положениям ГОСТа. Все установки должны отвечать требованиям безопасности и экологичности, поскольку в печах сжигаются отходы и остатки углерода.

Вспомогательная аппаратура желательна для приобретения, поскольку значительно облегчает затраты, в первую очередь временного характера. К такого рода механизмам относятся весовой и фасовочный дозатор, сепаратор.

Достоинства и недостатки котлов пиролизного типа

В газогенераторных котлах топливо используется наиболее эффективно, поскольку сгорает практически полностью. Это не только позволяет получить больше тепла, но и уменьшает вредные выбросы в атмосферу.

Иногда такие котлы используют для утилизации отходов производства с минимальным загрязнением атмосферы. Кроме того, сокращается количество золы, благодаря чему меньше частота очистки (при использовании дров – примерно раз в неделю).

Пиролиз

При прямом сжигании твердого топлива довольно сложно регулировать нагрев теплоносителя. В пиролизных котлах длительного горения это возможно, благодаря управлению подачей воздуха.

Размер используемых дров может быть довольно крупным, можно использовать не колотые дрова. Современные модели оснащены электронным оборудованием, делающим управление процессом отопления более простым и удобным.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования и высокие требования к качеству сырья. Экономия на топливе со временем окупит затраты на оборудование. В качестве топлива рекомендуется использовать дрова, высушенные в течение 12 месяцев, с влажностью 12-20 %.

В противном случае котел не будет работать с заявленной мощностью, а также будет гаснуть при снижении подачи воздуха. При низкой температуре теплоносителя в обратной трубе, понизится температура в первичной камере, из-за чего может погаснуть топливо.

Чтобы этого избежать, иногда монтируют специальную обходную трубу. При этом конструкция системы отопления усложняется, а стоимость монтажа увеличивается.

Использование принудительной тяги

Для обеспечения правильной работы пиролизного котла длительного горения требуется подача первичного и вторичного воздуха. Принудительная тяга обеспечивается вентилятором или дымососом, который функционирует от электропитания.

Пиролиз

Это позволяет:

  • быстро повысить температуру в камере сгорания и системе отопления в целом;
  • ускорить начало процесса пиролиза;
  • продлить работу котла на одной загрузке топлива;
  • автоматически поддерживать температуру теплоносителя.

Единственным минусом является необходимость постоянного наличия электропитания. При его отсутствии работа отопительной системы приостанавливается. Выходом из ситуации может стать использование котла с естественной тягой, которому не требуется подключение к электросети.

Для его полноценной работы необходим грамотно спроектированный и смонтированный дымоход. Очистка таких котлов должна производиться чаще. Благодаря отсутствию электроники, вероятность поломок сводится к минимуму. Однако, эффективность работы таких котлов ниже, что компенсируется более низкой стоимостью.

Использование пиролизных котлов, работающих на твердом топливе, является одним из самых эффективных способов организации автономного отопления. Современное электронное оборудование, контролирующее процесс работы, позволяет автоматизировать процесс отопления.

Отсутствие газовых или недостаточная мощность электрических сетей заставляет домовладельцев решать проблему зимнего отопления с помощью твердотопливного оборудования. Среди этих агрегатов выделяются обособленной группой пиролизные котлы длительного горения (второе распространенное, не совсем точное, правда, название — газогенераторные). Причина тому — их высокий КПД — до 85% и большой диапазон мощности устройства – от 30 до 100 %.

Как правильно топить углем котел с пиролизным сжиганием

  • 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.

Какой уголь лучше для пиролизных котлов

высокой температуры

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.

  • 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.

оптимальными видами

Расход угля в пиролизном котле

окружающей средысильных заморозковтеплая зима

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.

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

отечественном рынке

  • Отопительные пиролизные угольные котлы российского производства – выпускаемая продукция адаптирована к отечественным условиям эксплуатации, неприхотлива к качеству топлива. Наиболее популярными моделями являются , Траян, Гейзер, Диво.
  • 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: Buderus, Atmos и т.п.

российские котлы

Как выбрать пиролизный котел

Рынок предоставляет широкий выбор покупателю. Большинство агрегатов являются творением чешских производителей, но лидерство держат германские представители. Практически все модели нуждаются в электроснабжении, они могут работать на угле, дереве, или быть комбинированными.

При выборе стоит обратить внимание на:

  • мощность агрегата;
  • внешний дизайн;
  • количество контуров.

Приобретая такой отопительный прибор необходимо правильно выбрать его мощность, чтобы тепла было достаточно для помещения. Ориентир следующий: 1кВт мощности пиролизного котла требуется, чтобы отопить 10 кв. м помещения. Это с учетом того, что дом хорошо утеплен, высота стен не превышает 3-х метров. Если же возможны тепловые потери дома, покупатель не уверен в надежности постройки, тогда в расчет берется не 1 кВт, а 1,3 кВт. К примеру, для помещения площадью в 30 кв. м нужен пиролизный агрегат с мощностью не ниже 3,9 кВт (1,3 кВт * 30 кв. м / 10 = 3,9 кВт).

Пиролизные котлы – технологические приборы, имеют большое количество электроники и разнообразных настроек, более дорогостоящие имеют пульт управления и керамическую топку, которая позволяет сохранять тепло длительное время, хороших технических характеристик. Можно встретить и более новые модели: пиролизный котел в чугунном корпусе (немецкий производитель Dakon).

Существуют и модели, которые все же могут функционировать без электричества. Это котлы ОРОР (чешские). Суть их работы в следующем: формирование газов происходит во время пиролиза топлива, их путь проходит горелкой диффузионного типа, где направляются к камере сгорания.

Благодаря вторичному воздуху происходит сгорание. Вторичный воздух не усиливается вентилятором и не направляет к камере сгорания, в отличие от большего количества моделей, его засасывает в камеру во время передвижения газов. Этому способствует специальная порфированая трубка. Благодаря открытию задвижек вторичного и первичного воздуха, регулируется мощность котла. Такие модели работают полностью автономно, гарантируют КПД в 89%.

Автономные системы отопления актуальны прежде всего там, где нет возможности подключения к магистральному теплоснабжению. Одним из современных видов таких систем являются твердотопливные пиролизные котлы, имеющие длительный период горения.

Разнообразные модели, имеющиеся в продаже, отличаются мощностью, комплектацией и ценой. Такие котлы имеют высокую эффективность и минимальное количество выбросов в атмосферу продуктов сгорания. Возможность автоматизации управления делает их использование более удобным.

Суть работы пиролизного котла

Такой пиролизный котел еще называют газогенераторным. Суть работы в пиролизном сгорании топлива: под действием высоких температур и в условиях недостатка кислорода твердого топливо (бурого угля, угольных древесных брикетов) разлаживается на летучие частички. Получается так называемый пиролизный газ. Температурные показатели нагрева оборудования 200-800 градусов. Данная химическая реакция способствует лучшему прогреванию и подсушиванию топлива в котле, совершается подогревание, которое идет в направлении воздушного сгорания.

ПиролизРис. 2

Высокая температура способствует смешиванию кислорода с выделенным пиролизным газом. В итоге газ горит. Из горящего газа образуется тепловая энергия. Нужно заметить, что пиролизный газ взаимодействует и с активным углеродом, во время своего сгорания. Поэтому, выходя из котла, дымовые газы практически не имеют вредных компонентов. Они, скорее, являются смесью, в состав которой входит углекислый газ и водяной пар. Полученного CO2 попадает в окружающую среду в трижды меньше, чем после работы обычных выбросов угольных или древесных котлов. Данные агрегаты считаются экологически чистыми, не загрязняют среду.

Агрегаты данного вида функционируют на угольном и древесном топливе. Если использовать не качественное сырое горючее, отопительный прибор потеряет свою мощность до 50%. Такое топливо плохо горит, дымит, мало греет и сокращает срок эксплуатации котла и дымоходной трубы.

Преимущества пиролизных агрегатов:

  • регулируется мощность от 30% до 100%;
  • процесс очистки и обслуживания простые;
  • небольшая потребность топлива;
  • подача топлива в сутки только раз;
  • большое количество топливо сгорает сразу вместе;
  • использование угольным котлом сырого топлива, влажность которого не выше 20-ти %.

Недостатки:

  • дорогостоящий прибор отопления;
  • нуждаются в электричестве.

Каждый вид топлива сгорает по-разному. Что касается угольного топлива, то бурое сгорает за 8 часов, а черное – за 10 часов. С пиролизными котлами возможна экономия, даже учитывая такие недостатки как потребность в электричестве, не низкой стоимости. Электричество необходимо для питания вентилятора, но для его работы нужно всего 85 Ватт (как обычная лампочка). Если это проблема, тогда с ней справиться дизельный генератор.

Преимущества отопительных агрегатов пиролизного типа

  • Помимо высокого КПД и возможности управления мощностью к плюсам этого оборудования относится длительная продолжительность горения при одной закладке.
  • Высокая экологичность: процесс горения протекает до почти полного разложения топлива на нейтральные вещества – воду и углекислый газ, дымоходы не зарастают смолами. Побочных газообразных вредных веществ образуется ничтожно мало.
  • Исключено задымление помещения. Нет образования сажи, количество образуемой золы минимально. Несложная автоматика делает легким управление агрегатом.
  • Разнообразие топлива: дерево, древесные отходы, уголь — это преимущество котлов.
  • Не требует частого обслуживания: продукты сгорания не загрязняют агрегат, но периодическая чистка понадобится. Высокотехнологичная автоматика следит за неисправностями и предупреждает их возникновение.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Установка для получения древесного угля, характеризующаяся тем, что она выполнена в виде горизонтально ориентированного корпуса с огнеупорными торцевыми и боковыми стенками, разделенного вертикально ориентированными огнеупорными перегородками на, по крайней мере, один топочный блок, по крайней мере, один блок пиролиза и блок отвода отходящих газов, в нижней части корпуса размещен, по крайней мере, один коллектор пиролизных газов, а в боковых стенках и/или перегородках корпуса выполнены каналы парогазовой смеси, отвода отходящих газов, подвода вторичного воздуха и циркуляции водяного пара, при этом топочный блок выполнен в виде камеры сгорания с загрузочными отверстиями и заслонками, регулирующими подачу первичного воздуха, блок пиролиза включает, по крайней мере, две ячейки, образованные стенками корпуса и/или вертикальными перегородками, при этом в каждой из ячеек размещена, по крайней мере, одна реторта, снабженная отводящим патрубком, канал парогазовой смеси соединен с одной стороны с топочным блоком, а с другой стороны с блоком пиролиза, канал отвода отходящих газов соединен с одной стороны с блоком пиролиза, а с другой стороны с блоком отвода отходящих газов, канал подвода вторичного воздуха соединен с блоком отходящих газов, канал циркуляции водяных паров соединен с одной стороны с коллектором пиролизных газов, а с другой стороны с блоком отвода отходящих газов, при этом коллектор пиролизных газов с одной стороны подключен к отводящему патрубку реторты, а с другой стороны соединен с топочным блоком.

2. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что в стенках каждой ячейки блока пиролиза выполнены отверстия соединения полости ячейки с каналом парогазовой смеси и каналом отвода отходящих газов.

3. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что ячейка блока пиролиза снабжена герметичной огнеупорной крышкой.

4. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что блок отвода отходящих газов выполнен в виде камеры, образованной стенками и/или перегородками корпуса, с отверстиями соединения камеры блока отвода отходящих газов с каналами подвода вторичного воздуха, водяного пара, отвода отходящих газов.

5. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что вход канала подвода вторичного воздуха расположен в торцевой стенке корпуса, а выход — в стенке блока отвода отходящих газов.

6. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что каналы циркуляции водяного пара размещены в каналах подвода вторичного воздуха.

7. Установка по п.6, характеризующаяся тем, что она снабжена двухходовым краном, выполненным с возможностью отсечения канала циркуляции водяного пара от коллектора пиролизных газов.

8. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что ячейки блока пиролиза выполнены квадратного горизонтального сечения.

9. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что каждая реторта размещена в центральной части ячейки с зазором от ее стенок не более 0,4 м.

10. Установка по п.4, характеризующаяся тем, что объем камеры сгорания топочного блока составляет не более 37% от объема ячеек блока пиролиза и не менее 110% от объема камеры блока отвода отходящих газов.

11. Установка по п.2, характеризующаяся тем, что площадь отверстий для соединения с каналом парогазовой смеси каждой ячейки составляет не более 140% от площади поперечного сечения канала парогазовой смеси.

12. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что реторта блока пиролиза выполнена в виде корпуса с днищем, крышкой и цилиндрической боковой стенкой, снабженного газоотводящим патрубком, соединенным с коллектором пиролизных газов, при этом боковая стенка выполнена многослойной, а газоотводящий патрубок смонтирован в верхней части боковой стенки.

13. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что боковая стенка реторты образована, по крайней мере, из одного металлического листа, свернутого в рулон, или из двух коаксиально размещенных с технологическим зазором металлических цилиндров.

14. Установка по п.1, характеризующаяся тем, что она содержит фильтрующий блок, дымосос и дымовую трубу, последовательно подключенные через отводящий трубопровод к блоку отвода отходящих газов.

Запуск котла

Во время запуска пиролизного агрегата стоит принимать во внимание характерные черты, по которым он отличается от классических котлов. Работа прибора в режиме газогенератора выполняется благодаря двум камерам, которые снабжены шиберами (заслонками)

Но не все помнят, что такой отопительный агрегат вначале стоит прогреть.

ПиролизРис. 3

При достижении температуры в диапазоне +500-+800 градусов, можно приступить к погружению твердого топлива, и только потом приводить заслонку в пиролизный режим работы, а дымосос запустить. Пламя чистого желто-белого цвета (рис. 3) утверждает о верных настройках газогенератора, о том, что в дымовых смесях нет токсических продуктов сгорания.

Такая поочередность действий при запуске гарантирует сгорание топлива медленно и бескислородно, эффективное выделение и сгорание пиролизного газа (чистого), постоянную комфортную температуру помещения 24 часа.

Принцип действия пиролизного котла длительного горения

Пиролизные котлы длительного горения обретают немалую популярность, и особенно в тех местностях, где нет доступа к газу

Функционирование оборудования основано на разложении органического топлива (дров) в условиях высокой температуры и нехватки кислорода с последующим сгоранием выделившихся пиролизных газов. Так как процесс можно разделить условно на два этапа, то для его протекания используется топка с двумя отделениями. В камеру загрузки помещают топливо, которое начинает гореть. Процесс горения плавно переходит в термическое разложение из-за ограничения доступа кислорода, необходимого для горения. Высокая температура и низкая концентрация кислорода ведет к образованию продуктов разложения: кокса и пиролизного газа. Последний, поступая во вторую камеру, подвергается горению уже в условиях доступа вторичного воздуха. Он подается чаще принудительно с помощью дутьевого вентилятора или дымососа. Процесс горения идет при температурах выше 1000°С. От продуктов горения происходит передача тепла к жидкости, наполняющей теплообменник. Окончательные газообразные продукты процесса удаляются через дымоход.
На сегодняшний день пиролизные котлы длительного горения считаются самым эффективным и экономичным обогревательным оборудованием. Сложное двухкамерное устройство котла объясняет его высокую стоимость. КПД, максимальный среди обогревательных агрегатов, позволяет получить быструю окупаемость котла.

Производство древесного угля

Преимущество бизнеса, основанного на использовании очень дешёвого или бесплатного сырья, заключается в высокой рентабельности и быстрой окупаемости производства.

Природа в достаточном количестве «производит» древесину, поэтому предприятие по изготовлению угля может функционировать круглогодично и с полной загрузкой производственных мощностей.

К тому же, в отличие от деревообрабатывающей промышленности, качество сырья имеет небольшое значение, что позволяет использовать валежник и деревья, которые высохли и находятся в вертикальном положении.

В этой статье будет рассмотрен подробный план организации бизнеса на переработке древесного сырья в высококачественный уголь для шашлыка или для дальнейшего использования в медицинских целях.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции – от 300000 руб.

Насыщенность рынка – средняя.

Сложность открытия бизнеса – 5/10.

Принцип работы

В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в пиролизных используется двойной цикл горения. В процессе термического разложения органических веществ выделяются пиролизные газы, горение которых приводит к большому выделению тепловой энергии.

Использование пиролиза позволяет получить большее количество тепла от сжигания топлива. Пиролизные (газогенераторные) котлы имеют две камеры – для сжигания твердого топлива и выделившегося газа.

Пиролиз

В первой камере горение происходит при низком уровне кислорода и высокой температуре (200-800 °С), это запускает процесс пиролиза. Количество выделяемых газов зависит от используемого сырья. Лучше всего подходит древесина, при сжигании которой выделяется наибольшее количество пиролизного газа.

Оптимальная толщина дров – от 70 мм, в дополнение к ним можно использовать пеллеты или опилки в количестве не более 25 %, так как они не дают достаточной мощности горения.
Работа газогенераторного котла длительного горения происходит по следующей схеме:

  1. Топливо укладывают на колосник (огнеупорную решетку) через окно для загрузки.
  2. Обеспечивают подачу к нему первичного воздуха.
  3. Поджигают топливо и выводят на режим, добиваясь необходимой температуры.
  4. Ограничивают подачу первичного воздуха, прикрывая задвижку, благодаря чему начинается процесс пиролиза.
  5. Пиролизный газ с помощью вентилятора поступает во вторичную камеру, куда производится подача вторичного воздуха.
  6. Горячий газ при контакте с кислородом горит, выделяя большое количество тепла, которое нагревает теплоноситель в теплообменнике.
  7. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

В зависимости от количества поступающего вторичного воздуха реакция происходит с разной скоростью. Это позволяет регулировать температуру теплоносителя с помощью автоматической задвижки, ограничивая подачу воздуха в камеру дожига.

Пиролиз

При оптимальном качестве сжигаемой древесины КПД пиролизных котлов длительного горения 85-90 %. Этот показатель резко снижается при увеличении влажности дров, так как водяные пары уменьшают концентрацию горючих газов.

Производство древесного угля

Технология производства древесного угля относительно проста, но все-таки требует определенной культуры производства и владения особенностями технологических процессов. Несоблюдение технологических процессов приводит к снижению выхода угля, уголь получается с трещинами, мелкий, пахнущий смолами, недожженный. 

 

Для получения угля из древесины, она должна пройти процесс пиролиза, разложения без доступа кислорода. Древесина разлагается, под воздействием нагрева, в реторте – стальной емкости с плотно закрывающимися загрузочными отверстиями, нагрев происходит путем помещения реторты в специальную печь.

Газы, которые выделяются в процессе пиролиза, отводятся через специальную трубу от реторты в топочную камеру и там сжигаются. За счет постоянного поступления выделяемого газа в топку, происходит минимальный расход дров для поддержания горения. Пиролиз можно разделить на три основных этапа, которые отличаются между собой по контрольным замерам и видимым признакам.

Сушка древесины – это первый этап. Она происходит при температуре менее 150°С , из сырья выходит влага. Технический процесс как раз начинается с того, что измельченные до нужного размера березовые дрова кладут в реторту, закрывают загрузочное отверстие и ставят в сушильную камеру.Сырье должно соответствовать ГОСТ 24260-80.

Для измельчения заготовок до оптимального размера, длина не более 0,5 м и диаметр не более 0,1-0,15 м используют специальный станок — электрической дровокол колун.

После того как древесина прошла сушку, реторту, с помощью грузоподъемного механизма (например кран-балки) , перемещают в пиролизную камеру. Там происходит второй этап — собственно пиролиз, сухая  перегонка.

Из-за того что древесина состоит из целого комплекса органических соединений, процесс распада древесины получается весьма сложным. Органические соединения имеют разный  молекулярный вес, поэтому происходящие между ними химические реакции тоже различны. В рамках данного сайта имеет смысл описать лишь в общих чертах эти реакции, так как рассчитывать или детально описывать все эти реакции будет трудно .

 

В общем, в процессе пиролиза проходят последовательные и параллельные химические реакции, которые приводят к появлению новых и разрыву старых, существовавших до термической обработки, связей. Получившиеся в результате новые вещества начинают взаимные реакции.

Первым начинает распадаться ксилан, при температуре 150°С, процесс продолжается и при 250°С и более. Этот процесс ведет к обр азованию таких веществ, как уксусная кислота, фурфулол и газы.

Кроме этого, на поверхности древесины при температуре 170-200°С начинают расщепляться гемицеллюлозы.

Следующим начинает распадаться лагнин, при температуре 200°С , что ведет к высвобождению летучих низкомолекулярных соединений. А при 300°С разлагается целлюлоза.

На этом этапе можно выделить период называемый экзотермическим, он очень важен для всего процесса углевыжигания в целом. В этом периоде пиролиз проходит энергично, выделяется реакционное тепло, это происходит при температуре около 280°С. Температура древесины начнет увеличиваться самопроизвольно, пока все тепло экзотермы не выделиться.

Для следующего этапа, прокалки угля, снова потребуется подвод внешнего тепла.

Третий этап – прокалка угля. Если на предшествующем этапе происходило образование угля, то на этом смолы в небольшом количестве и много неконденсируемых газов отделяются от образовавшегося угля. Это происходит при температурах от 350 °С  и до 550°С . Прокалка проходит все в той же пиролизной камере.

  Завершаюий этап — охлаждение, упаковка, хранение. После того как процесс пиролиза закончился реторты с готовым углем с помощью кран-балки вынимают из пиролизной камеры поочередно или попарно, и устанавливаются в кассету для остывания. Время охлаждения изменяется в зависимости от внешних факторов (время года, наличия или отсутствия ветра, осадков).

Остывшие реторты опять поднимают и вывешивают над фасовочной установкой, после открытия нижних разгрузочных отверстий — опорожняются. Далее уголь проходит отсев от мелких фракций и пыли, фасуется, взвешивается и пакеты с углем зашиваются.

Упакованная продукция хранится на складе до дальнейшей отгрузки потребителям.

Освобожденные от угля реторты снова заполняются дровами и помещаются в сушильную камеру.

Мой Instagram
Adblock
detector