Почему твердотопливный котел должен быть пиролизным

04.10.2011

Сравнительно не так давно определяющей в энергетической политике нашей страны была вредная политика "дешевых энергоносителей". Как следствие, страна богатая лесами, торфом, имеющая громадные отходы их переработки, использовала и использует в качестве топлива невосполняемое топливо (газ, нефть, уголь), запасы которых ограничены и цена на которое стремительно растет. Еще на заре пятидесятых годов в СССР добились значительных успехов в газификации твердого топлива, в индустриальном получении и использовании пиролизного газа. Однако с вышеуказанной политикой государства, были расформированы организации, занимавшиеся газификацией топлива, многие достижения сейчас утеряны, ушли ученые, инженеры и рабочие, владеющие необходимыми знаниями.

Почему мы говорим именно о газификации твердого топлива? При сжигании дров, торфа, отходов лесопереработки, особенно с высоким содержанием влаги, невозможно получить высокие температуры, тогда как при сжигании газа, полученного из этого же топлива, такие температуры достижимы. Из газа можно удалить содержащуюся в нем влагу, которая является балластом, и газ нетрудно подогреть перед сжиганием. Кроме того, при сжигании газа требуется меньшее количество избыточного воздуха, чем для кускового топлива, благодаря чему увеличивается температура горения и как следствие полнота изъятия энергии содержащейся в топливе. Легче автоматизировать процессы сжигания топлива. Имеется возможность приблизить по уровню удобства и эффективности сжигание твердого восполняемого топлива к газу и соляре, причем используя для этого естественные возможности природы, что естественно и целесообразно. Имеет значение и то, что Россия подписала Киотский протокол, который определил в качестве приоритетной задачи изменение топливного баланса в пользу возобновляемых видов топлива и установил ежегодно сокращаемые квоты на использование минеральных топлив. В этой связи энергохимические технологии ожидает новый подъем.

При нагреве топлива происходит разделение его на летучую часть и твёрдый остаток, который называют коксом. Кокс у всех видов топлива состоит в основном из углерода. Углерод находится и в летучей части. Летучая часть состоит из углерода и водорода и называется углеводородом. Если в эти два вещества добавлять кислород воздуха при высокой температуре, то происходит горение, в результате которого они превращаются в другие вещества, в том числе газ.
Если нагревать топливо без доступа кислорода воздуха, то из него выделяются пары, газы и остается твердый, богатый углеродом кокс (древесный уголь, если топливо древесина). Этот процесс называют сухой перегонкой (или пиролизом). Пиролиз основной массы древесины происходит при температуре 200-500 °С. Уже при температуре 200 °С, начинается выделение газов СО, СО2. Термораспад древесины происходит в целом с выделением тепла, т.е. это процесс экзотермический, в связи с этим облегчается прогрев массива топлива. Состав продуктов пиролиза многообразен и сложен. Летучие (парогазовая смесь) состоят из газов, которые представляют собой соединения углерода, водорода, кислорода и др. (СО, СО2, СН4, С2Н4, N2, О2, Н2), паров смолы, уксусной (древесной) кислоты (СН3СООН), паров воды и пр. Из этих газов, двуокись углерода (СО2), продукт полного сгорания углерода, не способный к дальнейшему горению и поэтому является вредной примесью в газе пиролиза. Азот (N2), простое газообразное, не способное сгорать, и является балластом. Наибольшее количество газов дают древесина и торф.

Смола - это смесь различных сложных веществ, жидкая, вязкая, иногда твердая при комнатной температуре. В состав смолы входят углерод, водород, кислород и др. Смола способна гореть с выделением большого количества тепла. При нагревании смола испаряется, образуя газообразный продукт - пары смолы.

Суммируя все сказанное можно сказать, что оптимальным является энергоустановка, выполняющая следующие функции и отвечающая следующим требованиям:
- Древесное топливо или его производные, должны подвергаться сухой перегонке во внешне нагреваемой емкости без доступа воздуха;
- Обеспечивать, при необходимости, предварительную сушку древесного сырья;
- Источником внешнего нагрева должно быть исходное пиролизуемое сырьё, причем сжигаться должны продукты пиролиза;
- Должна обеспечиваться температура пиролиза 600-700 °С и выше, при которой выход, качество и состав продуктов пиролиза предпочтителен;
- Должна обеспечиваться возможность регулирование мощности горения без значительного снижения КПД энергоустановки;
- Должна быть возможность сжигания, как одноразовой закладки топлива, так и для непрерывного сжигания топлива, то есть быть годными в качестве энергоисточника периодического или постоянного действия;
- Должны быть обеспечены условия для повышения температуры реакции горения продуктов пиролиза.

Топить дровами это:

Экономично.

В наших лесах растёт в настоящее время больше древесины, чем используется. Это делает цены на дрова на долгое время предсказуемыми.
Дрова, можно сказать, растут под окном у каждого. Колотые дрова легко транспортировать и хранить. Дрова идеальное топливо, которое, к тому же имеет превосходный запах.

Экологично.

Дерево в процессе роста запасает солнечную энергию, которую мы зимой в процессе отопления используем. Солнце своими лучами посылает энергию вновь и вновь.
Если мы сжигаем дрова, то высвобождается количество углекислого газа равное тому, которое выделилось бы, если бы это количество древесины просто сгнило в лесу.
При устойчивом развитии лесопользования, этот парниковый газ при процессе роста будет снова поглощаться. Чистое сжигание древесины нейтрально по отношению к окружающей среде и не выделяет изменяющих климат парниковых газов.
Поэтому наверняка не нужно опасаться введение налога на углекислый газ из дров.
Только современные системы сжигания дров, обеспечивают чистые выхлопные газы, которые содержат исключительно водяной пар и углекислый газ, то есть то же самое, что и мы выдыхаем.

Просто.


Древесина закладывается в камеру заполнения и газогенерации, здесь возникает горючий "древесный газ".
Профиль камеры заполнения и газогенерации противодействует возникновению выгоревших пустот в закладываемых дровах.
Дополнительно этому служит подведение первичного воздуха с обеих сторон, так что, когда нижние дрова выгорают, верхние сами хорошо скатываются вниз.


Чисто.


Древесные газы всасываются в камеру догорания, где смешиваются с подводимым сзади сильно разогретым вторичным воздухом, интенсивно смешиваются и сгорают очень чистым пламенем желтого или даже почти белого цвета.


Камера заполнения.


Благодаря большой двери, может удобно заполняться очень крупными поленьями.
Колкой дров очень часто можно пренебречь.
Подкладка дров не доставит никаких неприятностей, так как благодаря открытому шиберу прямой тяги, дым не выходит за пределы котла.


Камера догорания


Когда горящие газы в процессе работы попадают в камеру догорания и смешиваются с разогретым вторичным воздухом, происходит чистое желто- белое факельное горение .
Благодаря этой запатентованной технологии происходит практически полное сгорание и чистейшие выхлопные газы.
И, если законодатель будет требовать выполнения всё более низких норм содержания вредных веществ в исходящих газах, то котлы уже сейчас перевыполняют намного эти требования.


Котёл


Является современным котлом. Он полностью энергонезависим. Работает на принципе естественной тяги. Этот принцип обеспечивает не только наилучшее сгорание, но и практически бездымное помещение, где происходит горение. Для розжига и подкладки дров используется шибер прямой тяги, который открывается с обслуживаемой стороны.
Но только с закрытым шибером котёл горит, как газогенераторный.
Снаружи котёл обшит окрашенной тонкой сталью, при этом выглядит очень эстетично.
Температура газов на выходе из трубы всегда примерно 140 - 150 градусов.
С холодными исходящими газами на практике не может использоваться почти ни одна дымовая труба, так как очень часто осаждается вода, кислоты и смола.


Регулирование рабочей температуры котла


Осуществляет с помощью терморегулятора, подвижная штанга которого соединена с заслонкой подачи первичного воздуха, посредством цепочки. Желательный температурный режим может, само собой разумеется, устанавливаться владельцем (тем кто топит). Таким образом, система может оптимально устанавливаться в зависимости от качества дров и дымовой трубы.


Розжиг


Кто до этого привык сначала загружать в печь топливо и только потом разжигать, должен немного переучиться.
Газогенераторы сначала разжигаются и только затем заполняются. Для этого необходима мелко наколотая сухая древесина для розжига. Она кладётся на колосники камеры заполнения, а на неё сверху - средство для разжигания , газетная бумага или нечто подобное, но не гофрированный картон или солома, которые всегда дымят (чадят).
Перед розжигом открыть шибер прямой тяги. Дверь камеры загрузки дров закрыть, а воздушную заслонку открыть на 45°. Когда все разгореться, практически полностью закрыть заслонку подачи первичного воздуха, полностью загрузить дрова в камеру загрузки и закрыть шибер прямой тяги.
При этом нужно обращать внимание на правило, что древесина, которую закладывают, должна загореться снизу от уже горящей древесины, иначе произойдёт уменьшение газообразования или даже затухание пламени.
Итак, процесс не пойдёт, если на небольшое количество "стартовой" древесины сразу же положить толстый слой сырой дубовой древесины, потому что "стартовая" древесина полностью сгорит до тех пор, пока. загорится дубовая древесина. Итак, сначала кладут древесину получше, т. е. не такую крупную и сырую, а вот толстый дуб пойдёт после.


Догрузка древесины


Благодаря большому объёму камер заполнения это производится не так часто.
Если котёл горит, можно закладывать толстые кругляки диаметром до 12 см.


Экономьте свои силы при подготовке дров!


У многих только вечером появляется свободное время для топки. Поэтому, при правильном использовании котла, можно производить полную загрузку топливом два раза в сутки, утром и вечером.


В заключение хочется сказать


Проблема энергоэффективности, является приоритетным направлением технологического развития Российской федерации. Россия располагает масштабным недоиспользуемым потенциалом энергосбережения, который по способности решать проблему обеспечения экономического роста страны. Энергосбережение – важная задача по сохранению природных ресурсов. Эффективное использование энергии, или «пятый вид топлива» - использование меньшего количества энергии, чтобы обеспечить тот же уровень энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве.

Компания ТеплоГарант является участником Федеральной программы энергосбережения и повышения эффективности систем теплоснабжения по следующим направлениям оптимизации:
• Повышение эффективности источников теплоты за счет снижения затрат;
• Производство современного теплогенерирующего оборудования.

Пиролизные (газогенераторные) котлы «БУРЖУЙ-К» – это новейшая разработка в твердотопливных системах отопления. Это наш вклад в технологическое развитие России!
"ТеплоГарант", ООО - Анатолий