Газдың мөлшері мен құрамы негізінен температура мен айдау жылдамдығына байланысты. Қалыпты жағдайда газ тұрады көмір қышқылы, көміртек тотығы және аз мөлшерде метан, қанықпаған алифатты көмірсутектер мен сутегі. Класон алған ағаш газының осы құрамдас бөліктерінің шығымы 51-бетте келтірілген " ОМқарағайдың, шыршаның, қайыңның және бұқтықты құрғақ айдау кезінде құрғақ ағаштың салмағына қатысты % есебімен есептеледі. Жоғарыда аталған тау жыныстарынан газдың көлемі бойынша орташа пайыздық құрамы келесідей болады:
COz. . . ... . -57,1*
CO...................... - 32,7 "
С4Н4 ■ ... . . -
Бергстром мен Веслен іштей жылытылатын швед пештерінде ауада кептірілген жұмсақ ағаштарды құрғақ айдау нәтижесінде алынған газдың құрамы үшін келесі сандарды келтіреді*.
COj...................... 50-56N
CO................. 28-"ол
Sn "................. 18 Н
Ауыр көмірсутектер 2-3 HМен...... . 0,5-14
Бұл газдың шығымы құрғақ ағаштың салмағының шамамен 18% құрайды. Оның құрамындағы 18% метан тым жоғары болып көрінеді, өйткені VaK ағаштағы барлық дерлік метоксил топтарына сәйкес келеді, ал басқа құрғақ дистилляттарда да бар елеулі сомаметоксил.
Ф.Фишердің зерттеуі бойынша «а, темір реторттарда ағашты құрғақ айдау кезінде түзілетін газдар көптеген талдаулардың нәтижесінде алынған көлем бойынша мынадай орташа құрамға ие:
TOC o "1-3" h z С02 ............. 59,0*
Олай болса .........33 ол
CH< ....... . 3,5*
Сутегі...................... 3,0*
Ағаш газының құрамы әдетте дистилляциялық аппараттан шыққан барлық уақыт ішінде тұрақты емес және даму сатысына байланысты өзгереді. Алдымен ағаш пен аппараттың құрамындағы аппараттан тек ауа шығарылады, содан кейін тек СО2 мен СО-дан тұратын және аз жанғыш газ пайда болады. Ағаштан барлық су буланғаннан кейін ғана газдардың күшті дамуы оңай жанатын көмірсутектер мен сутегінің айтарлықтай мөлшерінен басталады. Процестің келесі кезеңінде газдардың бөлінуі азаяды, бірақ олардың жанғыштығы әлсіремейді.
Ағашты құрғақ айдаудың басында ауаның аз мөлшері газдың қалыпты бөлігін білдірсе де, бірақ кейбір жағдайларда, мысалы, желдеткішпен ағаш газын алумен жұмыс істейтін зауыттарда бұл ауа қоспасы болуы мүмкін. айтарлықтай артады. Клар газдағы оттегінің мөлшері 6%-ға жеткенде мысал келтіреді. Маған А жүйесінің көмір пешінде жеке бақылау жасауға тура келді жәнежәне жаңа оттегі мөлшері 2-5 және тіпті 4 °/o,бұл көбінесе поптармен бірге жүретін, әсіресе газдарды бір регенератордан екіншісіне беру кезінде.
Ауадан басқа, тоңазытқыштан шығатын газдардың құрамында ағаш сірке суы мен шайырдың белгілі бір мөлшері болады, олармен газдар салқындатқыш судың температурасына және тоңазытқыш құбырлардағы басым қысымға байланысты азды-көпті қаныққан. Ағашты құрғақ айдау кезінде газдар неғұрлым көп түзілсе және олар тоңазытқыштан неғұрлым жылы шықса, газдардың ағаш сірке суының құрамдас бөліктерімен қанығуынан туындайтын сірке қышқылының және әсіресе ағаш спиртінің жоғалуы соғұрлым көп болады. Сондықтан, бұл шығынды болдырмау үшін, біріншіден, түзілетін газдардың мөлшері минималды болуы керек және бұл айдау температурасын төмендету арқылы қол жеткізіледі, екіншіден, олар тоңазытқыштан шыққан кезде газдардың температурасын төмендетпейді. 20 ° C-тан жоғары көтеріледі және 3-де, дистилляциялық аппаратқа ауа кіруі ұру Минимумға дейін азаяды, өйткені ауаның түсуіне байланысты газдар мөлшері артады, ал тотығу нәтижесінде өнімдердің, әсіресе метил спиртінің жоғалуы,
Газдардағы көмірсутектердің мөлшері артқан сайын олардың жылулық құндылығы артады. Газ өз дамуының бастапқы кезеңінде бар болғаны 1100 беретінін Юон кестесінде көрдік кал, 1 үшін текше м,дистилляцияның соңында оның калория мөлшері 4780-ге жетеді кал. үстінде текше, м.
Ф.Фишер көрсеткен құрамның ағаш газын алсақ «oM, онда оның жылулық мәні 1312,8 болады. кал., Анау. бір текше, м газ 1b ° C және prn атмосфералық қысым жану кезінде жылудың белгіленген мөлшерін шығарады; салмағы 1 текше, м мұндай газ 1,479-ға тең кг. Іс жүзінде газдың пайдалы калориялық құндылығы жылудың сөзсіз жоғалуына байланысты айтарлықтай төмендейді және есептеу бойынша 864 га құрайды. Іс жүзінде 100 деп болжауға болады кг ағаш Мен * құрғақ айдау кезінде ең көбі 20 - 26 кг газ беремін, яғни. шамамен 15 текше м , олардың пайдалы калориялық құндылығы 864 «pi. бәрін береді 12 960кал, Бұл газдың құндылығын 7000 ал жақсы көмірдің теориялық жылулық құндылығымен салыстыру. және практикалық 50-де 00 кал, бұл газ өзінің отын сыйымдылығы бойынша 2,5 кг тасты алмастыра алатынын байқаймыз
5000 I. Ағаш газы мұржадан шығатын түтін газдарымен қыздырылған кезде оның отын мәні 3,3 жылулық мәніне дейін көтерілуі мүмкін. кг көмір.
Ағашты құрғақ айдау зауыттарында ағаштың * газының айтарлықтай жылулық құндылығына байланысты ол ауаға пайдасыз бөлінбейді, бірақ реторттарда жағылады, бұл көмірді шамамен 10% үнемдейді немесе газға отын ретінде пайдаланылады. қозғалтқыштар, * az немесе 100 кг ағаш эквиваленті 3 hg көмір, сағатына 3,75 ат күшіне тең энергияны дамытады.
Табиғи газ - жылу жүйесі үшін ең арзан энергия көзі. Бірақ бұл күндері газ соншалықты арзан емес. Сондықтан, көптеген үй иелері жылу жүйесінде ағаш немесе үгінділермен жұмыс істейтін балама газ генераторларын пайдалануды қалайды.
Және осы мақалада біз осындай газ генераторын жасау процесін қарастырамыз. Осы материалды зерттегеннен кейін сіз өзіңіздің қолыңызбен ағаш жанатын газ генераторын жинап, барлық артықшылықтарды пайдалана аласыз. балама жолжылыту.
Жанғыш газды тек ұңғымадан ғана алуға болады. Мысалы, отынды 1100 градус Цельсийге дейін қыздырсаңыз, оттегінің отынның тотығу аймағына қол жеткізуін шектейтін болсаңыз, жану процесі термиялық ыдырау - пиролиз кезеңіне өтеді. Пиролиздің нәтижесі целлюлозаның төмен молекулалы олефиндерге – жанғыш газдар этилен мен пропиленге айналуы болады.
Сонымен қатар, «пиролиз» қазандығының тиімділігі кәдімгі қатты отын «жылытқышына» қарағанда 1,5-2 есе жоғары.. Өйткені, пиролиз кезінде бөлінетін төмен молекулалы олефиндер жану кезінде целлюлозаны жағуға қарағанда әлдеқайда көп энергия бөледі.
Нәтижесінде үгінділер, отындар, торттар немесе целлюлозаның кез келген басқа көзіндегі генератор келесі схема бойынша жұмыс істейді:
|
|
- Біріншілік жану камерасында классикалық пиролиз нәтижесінде целлюлоза төмен молекулалы олефиндерге айналады.
- Келесі кезеңде пиролиз нәтижесінде алынған олефиндер жанғыш газдарды қоспалардан – сірке және құмырсқа қышқылынан, күйеден, күлден және т.б. тазартатын сүзгілер сериясынан өтеді.
- Сүзгіден кейін газдарды салқындату керек, өйткені қыздырылған отын тотығудың соңғы сатысында аз энергия береді.
- Әрі қарай салқындатылған газдар қазандықтың қабырғалары (қаптамалары) сіңірген энергияның бөлінуімен бірге соңғы тотығу (жану) орын алатын екінші жану камерасына өтеді. Сонымен қатар, ауаның жеке бөлігі екінші газ жану камерасына айдалады, өйткені бастапқы камера шектеулі оттегімен қамтамасыз ету жағдайында жұмыс істейді.
Қазандықтың қыздырылған қабырғалары газ генераторын кәдімгі су жылыту қазандығына айналдырып, су «курткасына» қосылуы немесе ауа конвекторының қыздыру элементі ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Неліктен пайдалы?
Өз қолыңызбен ағаштан жасалған газ генераторын салу арқылы сіз келесі артықшылықтарға сене аласыз:
- Жанармай шығынын азайту. Өйткені, газ генераторы бар қазандықтың тиімділігі 90-95 пайызды құраса, қатты отынмен жұмыс істейтін қазандықтың тиімділігі 50-60 пайызды ғана құрайды. Яғни, бір бөлмені жылыту үшін газ генераторы әдеттегі қатты отын қазандығы тұтынатын отынның 60 пайызынан аспайды.
- ұзақ жану процесі. Отынның пиролизі 20-25 сағатта жүреді, ал көмірдің термиялық ыдырау процесі 5-8 күнде аяқталады. Сондықтан қазандыққа отын салуды күніне бір рет қана жасауға болады.. Ал егер сіз көмірді қолдансаңыз, қазандықты «зарядтау» аптасына бір рет жүргізіледі!
- Целлюлозаның кез келген көзін отын ретінде пайдалану мүмкіндігі - торт пен сабаннан бастап, ылғалдылығы шамамен 50 пайызды құрайтын тірі ағашқа дейін. Яғни, енді отынның «құрғақтығы» туралы алаңдауға болмайды. Сонымен қатар, тіпті есептегіш бөренелерді алдын ала ұнтақтаусыз (ұсақтаусыз) газ өндіретін қазандықтардың кейбір үлгілерінің пешіне жіберуге болады.
- Түтін мұржасын да, желдеткішті де тазалаудың қажеті жоқ. Пиролиз отынды дерлік қалдықсыз пайдаланады, ал олефиннің тотығу өнімі кәдімгі су буы болып табылады.
Сонымен қатар, қазандықтың процесін толық автоматтандыру мүмкіндігін атап өткен жөн.
Әрине, сіз өзіңіздің қолыңызбен толық автоматты газ генераторын жасай алмайсыз, бірақ өнеркәсіптік модельдер апта бойы жұмыс істей алады, бункерден отынды тұтынады және оператордың қатысуынсыз салқындатқышты жылыту процесін басқарады.
Кімге теріс жағыАғаш жағатын газ генераторларын пайдалану тәжірибесі келесі фактілерді қамтиды:
- Мұндай қазандық өте қымбат. «Пиролиз» қазандығының ең арзан нұсқасының бағасы қатты отынның аналогының құнынан екі есе жоғары. Сондықтан, ең құлшыныс иелері өз қолдарымен ағашқа газ генераторын салуды қалайды.
- Мұндай қазандық жану камераларына ауаны үрлеуге арналған жүйелерді қуаттандыру үшін пайдаланылатын электр қуатымен жұмыс істейді. Яғни, электр жарығы болмаса, жылу жоқ. Кәдімгі пеш кез келген жерде «жұмыс істейді».
- Қазандық тұрақты түрде жоғары қуат шығарады. Сонымен қатар, қыздыру қарқындылығының төмендеуі бүкіл жүйенің дұрыс жұмыс істемеуіне әкеледі - жанғыш олефиндердің орнына қарапайым шайыр екінші камераға түседі.
Бірақ барлық кемшіліктер молшылықпен «өтеді». оң сипаттамаларжәне жылыту құрылғысының үнемді жұмысы. Сондықтан, газ генераторын сатып алу, сонымен қатар мұндай «жылытқыштың» тәуелсіз құрылысы - бұл өте тиімді бизнес. Ал төменде мәтінде біз ағаш газ генераторын жасау процесін сипаттаймыз.
Өз қолыңызбен газ генераторын қалай жасауға болады?
Газ генераторын жинап, осы құрылғыны жылыту қазандығына айналдырмас бұрын, біз осы қондырғы құрастырылатын компоненттер мен бөлшектерді дайындауымыз керек.
Сонымен қатар, ағаш жанатын газ генераторының классикалық құрылғысы құрастыру процесінде келесі компоненттерді пайдалануды қамтиды:
- Біріншіден, корпустар болашақ блоктың негізі болып табылады, қазандықтың барлық құрамдас элементтері осы қондырғының ішіне орнатылады. Корпус бұрыштар мен қаңылтыр болаттан құрастырылған, шаблондар мен сызбалар бойынша алдын ала кесілген және кесілген.
- Екіншіден, бункерлер отын сақтауға арналған контейнерлер (отын, көмір, паллет және т.б.). Бункер қаңылтырдан құрастырылған және корпусқа бекітілген. Сонымен қатар, корпустың ішкі кеңістігінің бір бөлігін осы түйіннің астына бөлуге болады, оны төмен көміртекті болаттан жасалған металл плиталардың көмегімен шектейді.
- Үшіншіден, жану камералары - ол бункердің түбіне орналастырылады. Өйткені, бұл түйіннің негізгі міндеті жоғары температураны генерациялау болып табылады, сондықтан камера жасалған ыстыққа төзімді болат. Ал бункердің қақпағы жану камерасының оттегімен рұқсат етілмеген қанықтыруын болдырмайтын тығыздалған.
- Төртіншіден, жану камерасының мойыны - шайырлы крекинг жүргізілетін ерекше аймақ. Камераның бұл бөлігі асбест тығыздағыштары арқылы корпустан бөлінеді.
- Бесіншіден, ауа таратушы қораптар - корпустың сыртында орналасқан арнайы блок. Сонымен қатар, ауа таратқышты корпусқа бекіту бақылау клапанының көмегімен жүзеге асырылады. Бұл жинақ жану камерасынан жанғыш газдардың шығуын болдырмай, олефиннің жану камерасына оттегінің түсуін қамтамасыз етеді.
- Алтыншыдан, сүзгілер жиынтығы және отын жану камерасының мойыны олефинді жану камерасымен байланыстыратын құбыр.
Бұдан басқа, бізге тор қажет - жану камерасындағы, арқалықтар мен есіктердегі көмірді бөлу үшін қажет - олар корпустың қуысына, соның ішінде бункерге немесе жану камерасына қол жеткізуді қамтамасыз етеді.
Барлық осы элементтерді дайындап, біз келесі жоспарға сәйкес жүзеге асырылатын газ генераторын құрастыруға кірісе аламыз:
- Біріншіден, корпус жиналады.
- Содан кейін корпуста жану камерасы бар бункер жабдықталған, ол дизайнды торлармен және кіріс арнасымен (үрлегіш) толықтырады.
- Отын жану камерасының мойыны олефинді жану камерасына салалық құбыр арқылы қосылады. Сонымен қатар, оны корпустың сыртында орнатылған газ салқындату жүйесіне салалық құбырға әкелуге болады.
- Ауа таратушы қорап корпустың жоғарғы бөлігінде жиналады, олефиндердің жану камерасына кіруін тексеру клапаны арқылы алдын ала дайындады.
- Әрі қарай, топсаларға бункердің есігі және жану камераларына арналған люктер (отын да, олефиндер де) орнатылады.
Осылайша жиналған қазандық ауа компрессорларымен (ауа таратқыш және отынның жану камерасына жеткізу арнасы) және сору құбырымен (дымоходы) жабдықталған. Ең соңында қазандық корпусында салқындатқыш айналатын екінші жану камерасының аймағында кіріс және шығыс фитингтері бар су күрте орнатылады. Сонымен қатар, пиджак корпустың қос қабырғаларына немесе олефиндердің жану камерасына орналастырылуы мүмкін.
Бірден тапсырыс берейік: егер машина ағашпен жүрсе, бұл оның рельссіз паровоз дегенді білдірмейді. Төмен тиімділік бу машинасыжеке оттық қорабы, қазандығы және екі еселенген кеңейту цилиндрлері бар вагондарды ұмытылған экзотика арасында қалдырды. Ал бүгін біз кәдімгі іштен жанатын қозғалтқыштары бар «ағаш жағатын» көліктер, отынды өз ішінде жағатын қозғалтқыштар туралы сөйлесетін боламыз.
Әрине, әлі ешкім карбюраторға бензиннің орнына отынды (немесе соған ұқсас нәрсені) итермелей алмады, бірақ жанармайдың бортында ағаштан жанғыш газды алып, оны жанармай ретінде цилиндрлерге беру идеясы пайда болды. көп жылдар. Біз газ генераторлы автомобильдер туралы айтып отырмыз, классикалық ішкі жану қозғалтқышы ағаштан, органикалық брикеттерден немесе көмірден алынған генераторлық газда жұмыс істейтін автомобильдер. Айтпақшы, мұндай машиналар әдеттегі сұйық отыннан бас тартпайды - олар бензинмен жұмыс істей алады.
Қасиетті қарапайымдылық
Генератор газы – негізінен көміртегі тотығы СО және сутегі Н2 тұратын газдар қоспасы. Бұл газды ауаның шектеулі мөлшерінде қалың қабатқа орналастырылған ағашты жағу арқылы алуға болады. Автокөлік газ генераторы да осы қарапайым принцип бойынша жұмыс істейді, ол негізінен қарапайым блок болып табылады, бірақ қосымша жүйелермен ауыр және құрылымдық жағынан күрделі.
Сондай-ақ, генераторлық газды нақты өндіруден басқа, автомобиль газ генераторы қондырғысы оны салқындатады, тазартады және ауамен араластырады. Тиісінше, құрылымдық классикалық қондырғыға газ генераторының өзі, дөрекі және жұқа сүзгілер, салқындатқыштар, тұтану процесін жылдамдату үшін электр желдеткіші және құбырлар кіреді.
Мен мұнай өңдеу зауытын өзіммен бірге аламын
Ең қарапайым газ генераторы тік цилиндр пішініне ие, оған отын дерлік жоғарыға дейін - отын, көмір, шымтезек, престелген түйіршіктер және т.б. Жану аймағы төменгі жағында орналасқан, дәл осы жерде, жанып тұрған отынның төменгі қабатында жоғары температура (1500 градус Цельсийге дейін) пайда болады, бұл отын қоспасының болашақ компоненттерін отыннан шығару үшін қажет. жоғарғы қабаттар - көміртегі тотығы СО және сутегі Н2. Әрі қарай бұл газдардың ыстық қоспасы салқындатқышқа түседі, ол температураны төмендетеді, осылайша газдың меншікті жылу құндылығын арттырады. Бұл өте үлкен жинақты әдетте автомобиль корпусының астына қою керек болды. Газ ағынының жанында орналасқан сүзгі-тазартқыш болашақ отын қоспасын қоспалар мен күлден тазартады. Содан кейін газ араластырғышқа жіберіледі, онда ол ауамен біріктіріледі, ал соңғы дайындалған қоспасы автомобиль қозғалтқышының жану камерасына жіберіледі.
Газ генераторы бар ЗИС-21 автокөлігінің схемасы
Көріп отырғаныңыздай, жүк көлігінің немесе жеңіл автокөліктің бортында жанармай өндіру жүйесі өте көп орын алып, салмағы көп болды. Бірақ ойын шамға тұрарлық болды. Жанармаймен қамтамасыз ету базаларынан жүздеген және мыңдаған шақырым қашықтықта орналасқан кәсіпорындар өздерінің және оның үстіне өтеусіз отынның арқасында автономды көліктерін сатып ала алды. Бұл артықшылық ұзақ уақыт бойы газ шығаратын автомобильдердің барлық кемшіліктеріне көлеңке түсіре алмады және олардың көпшілігі болды:
- бір жанармай құю станциясындағы жүгірістің айтарлықтай төмендеуі;
— көліктің жүк көтергіштігін 150-400 кг-ға азайту;
— Дененің пайдалы көлемін азайту;
- газ генераторын «жанармай құюдың» қиын процесі;
— ағымдағы жөндеу жұмыстарының қосымша кешені;
- генераторды іске қосу 10-15 минутты алады;
- қозғалтқыш қуатының айтарлықтай төмендеуі.
ZiS 150UM, NAMI 015UM газ генераторы бар тәжірибелік үлгі
Тайгада жанармай құю бекеттері жоқ
Ағаш әрқашан табиғи газбен жүретін көліктер үшін негізгі отын болды. Ең алдымен, әрине, отын көп жерде - ағаш кесу орындарында, жиһазда және құрылыс индустриясы. Ағашты өнеркәсіптік пайдалануда ағаш өңдеудің дәстүрлі технологиялары «газгендердің» гүлдену дәуірінде орман массасының шамамен 30% қалдықтарға жіберілді. Олар автомобиль отыны ретінде де пайдаланылды. Бір қызығы, отандық «газгенді» пайдалану ережелері өнеркәсіптік ағашты пайдалануға қатаң тыйым салды, өйткені орман өнеркәсібінің қалдықтары көп болды. Газ генераторлары үшін жұмсақ және қатты ағаштар қолайлы болды.
Жалғыз талап - бөренелердегі шіріктің болмауы. 30-жылдары КСРО Ғылыми автомобиль-трактор институтында жүргізілген көптеген зерттеулер көрсеткендей, отын ретінде емен, бук, күл және қайың ең қолайлы. Газ генераторларының қазандықтарын толтыру үшін қолданылатын тығындар көбінесе жағы 5-6 сантиметр болатын тікбұрышты пішінге ие болды. Ауыл шаруашылығы қалдықтары (сабан, қауыз, үгінділер, қабық, конус және т.б.) арнайы брикеттерге сығымдалған, сонымен қатар оларды газ генераторларымен «толтырған».
«Газгендердің» негізгі кемшілігі, біз айтқанымыздай, бір жанармай құю станциясындағы төмен жүгіріс деп санауға болады. Сонымен, кеңестік жүк көліктеріне бір жүк ағаш тығыны (төменде қараңыз) 80-85 шақырымнан аспайтын жүгіруге жеткілікті болды. Пайдалану нұсқаулығында резервуар 50-60% бос болған кезде «жанармай құю» ұсынылатынын ескере отырып, жанармай құю арасындағы жүгіріс 40-50 км-ге дейін азаяды. Екіншіден, генератор газын шығаратын зауыттың өзі бірнеше жүз келіге тартады. Сонымен қатар, мұндай газбен жұмыс істейтін қозғалтқыштар бензиндік әріптестеріне қарағанда 30-35% аз қуат шығарады.
Автокөліктерді отынға өңдеу
Автокөліктерді газ генераторында жұмыс істеуге бейімдеу керек болды, бірақ өзгерістер маңызды емес және кейде тіпті зауыттан тыс жерде де қол жетімді болды. Біріншіден, қуаттың жоғалуы соншалықты маңызды болмауы үшін қозғалтқыштарда қысу коэффициенті арттырылды. Кейбір жағдайларда қозғалтқыш цилиндрлерін толтыруды жақсарту үшін тіпті турбо зарядтау қолданылды. Көптеген «газдандырылған» машиналар өнімділігі жоғары электр жабдықтарының генераторымен жабдықталған, өйткені пешке ауаны үрлеу үшін жеткілікті қуатты электр желдеткіші пайдаланылды.
ЗИС-13
Тартқыш сипаттамаларын сақтау үшін, әсіресе қозғалтқыш қуаты төмендеген жүк көліктері үшін беріліс қорабының коэффициенттері жоғарылатылды. Қозғалыс жылдамдығы төмендеді, бірақ шөл далада және басқа да шөлді және шалғай аудандарда пайдаланылатын машиналар үшін бұл шешуші маңызды емес еді. Ауыр газ генераторының әсерінен өзгерген салмақты бөлуді өтеу үшін кейбір автомобильдерде суспензия күшейтілді.
Сонымен қатар, «газ» жабдығының көлемділігіне байланысты автомобильді қайта конфигурациялау ішінара қажет болды: ауыстыру, тиеу платформасын жылжыту немесе жүк көлігінің кабинасын кесу, магистральді тастау, сору жүйесін беру.
КСРО-дағы және шетелдегі Гасгеннің алтын дәуірі
Газ шығаратын автокөліктердің гүлденген шағы өткен ғасырдың 30-40-шы жылдарына келді. Сонымен қатар автомобильдерге үлкен мұқтаждық пен аздаған барланған мұнай қорлары бар бірнеше елдерде (КСРО, Германия, Швеция), инженерлер ірі кәсіпорындаржәне ғылыми институттар ағашпен жұмыс істейтін көліктерді жасауды қолға алды. Кеңес мамандары жүк көліктерін жасауда табысты болды.
ГАЗ-42
1935 жылдан Ұлыстың басына дейін Отан соғысыОрман өнеркәсібі министрлігінің әртүрлі кәсіпорындарында және ГУЛАГ (Лагерлер бас басқармасы, өкінішке орай, сол кездегі шындық), ГАЗ-АА жүк көлігі мен ЗИС-5 үш тонналық, сондай-ақ олардың базасында автобустар , ағаш өңдеуге айналдырылды. Сондай-ақ, жекелеген партияларда жүк көліктерінің газ өндіретін нұсқаларын машина жасаушылардың өздері шығарды. Мысалы, кеңестік автотарихшылар 33 840 деген цифрды береді - сонша ГАЗ-42 газ өндіретін «жүк көліктері» шығарылды. Мәскеуде ZIS-13 және ZIS-21 үлгілерінің 16 мыңнан астам газ генераторы ZIS шығарылды.
ЗИС-21
Соғысқа дейінгі кезеңде кеңестік инженерлер газ генераторларының 300-ден астам әртүрлі нұсқаларын жасады, олардың 10-ы жетті. сериялық өндіріс. Соғыс кезінде сериялық зауыттар күрделі жабдықты қолданбай-ақ автожөндеу шеберханаларында жергілікті жерде жасауға болатын жеңілдетілген қондырғылардың сызбаларын дайындады. КСРО-ның солтүстік және солтүстік-шығыс аймақтары тұрғындарының естеліктеріне сәйкес, ағашпен жұмыс істейтін жүк көліктері ХХ ғасырдың 70-жылдарына дейін шет аймақтарда табылған.
Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Германияда бензин тапшылығы қатты болды. Екі компанияның (Фольксваген және Мерседес-Бенц) конструкторлық бюроларына олардың танымал ықшам көліктерінің газбен жұмыс істейтін нұсқаларын әзірлеу тапсырылды. Екі фирма да қысқа мерзімде тапсырманы орындады. Конвейерге Volkswagen Beetle және Mercedes-Benz 230 шықты.Бір қызығы, сериялық вагондарда қосымша жабдық «автокөліктердің» стандартты өлшемдері үшін де ерекшеленбеді. Фольксваген одан да әрі қарай жүріп, «ағаш жағатын» әскери Volkswagen Tour 82 («Кубельваген») прототипін жасады.
Volkswagen Tour 82
Бүгінгі таңда ағаш жағу машиналары
Бақытымызға орай, газ өндіретін автокөліктердің басты артықшылығы - жанармай құю станциялары желісінен тәуелсіздік бүгінде маңызды емес. Дегенмен, қазіргі экологиялық тенденцияларды ескере отырып, ағаш жағатын көліктердің тағы бір артықшылығы – ешбір химиялық дайындықсыз жаңартылатын отынмен жұмыс істеу, жанармай өндіруге қосымша энергия шығындамай жұмыс істеу алдыңғы қатарға шықты. Теориялық есептеулер мен практикалық сынақтар көрсеткендей, ағаш жанатын қозғалтқыш ұқсас қозғалтқышқа қарағанда атмосфераға зиянды заттармен азырақ зиян келтіреді, бірақ қазірдің өзінде бензинмен немесе дизельдік отынмен жұмыс істейді. Пайдаланылған газдардың құрамы табиғи газбен жұмыс істейтін іштен жанатын қозғалтқыштардың шығарындыларына өте ұқсас.
Соған қарамастан, ағаш жағатын көліктер тақырыбы бұрынғы танымалдылығын жоғалтты. Газ генераторларын негізінен отынды үнемдеу үшін немесе эксперимент ретінде жеке көліктерін генераторлық газбен жұмыс істеуге түрлендіретін ынталы инженерлер ұмытпайды. Посткеңестік кеңістікте АЗЛК-2141 және ГАЗ-24 жеңіл автомобильдері, ГАЗ-52 жүк көлігі, RAF-2203 шағын автобусы және т.б. негізіндегі «газгендердің» сәтті үлгілері бар. Дизайнерлердің айтуынша, олардың туындылары бір жанармай құю станциясында 80-90 км/сағ жылдамдықпен 120 км-ге дейін жүріңіз
ГАЗ-52
Мысалы, 2009 жылы Житомирлік инженерлер отынға ауыстырған ГАЗ-52 көлігі 100 шақырымға шамамен 50 кг ағаш шоқтарын жұмсайды. Дизайнерлердің айтуынша, әрбір 75-80 шақырым сайын отын тастау керек. Газ генераторы қондырғысы әдеттегідей жүк көліктері үшін кабина мен корпус арасында орналасқан. Пешті тұтандырғаннан кейін ГАЗ-52 қозғала бастағанға дейін шамамен 20 минут өтуі керек (генератор жұмысының алғашқы минуттарында ол шығаратын газ қажетті жанғыш қасиеттерге ие болмайды). Әзірлеушілердің есептеулері бойынша, ағашқа 1 км дизельдік отынға немесе бензинге қарағанда 3-4 есе арзан.
ГАЗ-52 газ өндіру қондырғысы
Бүгінгі таңда ағаш жағатын көліктер жаппай қолданылатын жалғыз ел – Солтүстік Корея. Жалпы әлемдік оқшаулануға байланысты сұйық отынның белгілі бір тапшылығы байқалады. Ал қиын жағдайға тап болғандарға отын тағы да көмекке келеді.
Газдандыру кезінде ағаштың органикалық бөлігі жанғыш газға және сұйық өнімдерге айналады. Газдандыру газ генераторлары деп аталатын құрылғылардың тік біліктерінде жүзеге асырылады. Газ генераторының білігінде үш негізгі процесс жүреді, оларды шартты түрде диаграммада көрсетілген аймақтарға бөлуге болады (23-сурет).
Газ генераторының жоғарғы бөлігінде ағаш кептіріледі (I аймақ), содан кейін құрғақ отынтор мен жарылыс фурмаларынан газ генераторының мойынына дейін жылжыған қыздырылған газ ағынында швелевание-термиялық ыдырауға ұшырайды (II аймақ).
Үшіншісінде соңғы аймақгаздандыру процесінің өзі жүзеге асырылады, ол енді ағашқа емес, көмірге - ағаш қырыну өніміне ұшырайды. Мұнда кокс көміртегі (көмір) шахтаға тор арқылы және жарылыс фурмалары арқылы жеткізілетін ауа оттегі атмосферасында тотығады. Басқа түрлерін газдандыру кезінде қатты отын(қазбалы көмір, тақтатас, кокс және шымтезек) кейде ауа жарылысының орнына пайдаланылады - бу-оттегі.
Атмосфералық оттегі мен кокстың әрекеттесуі кезінде көміртегі тотығуы келесі реакциялар бойынша жүруі мүмкін:
A) C + 03 COa + 97 650 ккал/кг - моль;
B) C + 4- O .. -> - CO + 29 450 ккал/кг - моль.
Жоғары температураға дейін қыздырылған кокс көміртегімен әрекеттесе отырып, көмірқышқыл газының CO2 бөлігі реакция арқылы көміртегі оксидіне СО айналады.
C + CO 2 ^ 2 CO + 38 790 ккал/кг - моль.
Ағаш отынын газдандыру кезінде қалың қабатта жоғарыда аталған реакциялардың нәтижесінде негізінен көміртек тотығы түзілетінін бақылаулар көрсетті.
данаКөмір газды қабықпен жабылған, ол арқылы газ молекулалары көмірдің бетіне диффузияланады, ал реакция өнімдері қатты дененің жеке бөліктері арасындағы газ кеңістігіне еніп, бетінен жойылады. Диффузия ағынының қарқындылығы бірқатар факторларға байланысты.
Қатты дене мен газ молекулалары арасындағы химиялық әрекеттесу жылдамдығы өте жоғары болса, жалпы нәтиже болады
Гетерогенді реакциялардағы әрекеттесуші заттардың өзара әрекеттесуі диффузиялық процестердің қарқындылығына байланысты болады. Бұл жағдайда көмірді газдандыру процесі диффузиялық деп аталатын аймақта жүреді.
Қатты дене мен газ молекулалары арасындағы химиялық реакцияның жылдамдығы шешуші фактор болған кезде әрекеттесуші заттардың арасындағы әрекеттесу процестің кинетикалық аймағына өтеді.
Газ жылдамдығының жоғарылауы және көмір бөліктерінің көлемінің азаюы кезінде газ пленкасының қалыңдығы азаяды.
Оның диффузиялық аймағындағы газдандыру процесінің жылдамдығы температура мен газ шығынының жоғарылауымен жоғарылайды. Кокс көміртегі мен газ молекулалары арасындағы химиялық әрекеттесу жылдамдығы, яғни нақты газдандыру процесі оның кинетикалық аймағында температураның жоғарылауымен әрқашан артады.
Әртүрлі көмірлерден алынатын кокстың реакциялық қабілеті бірдей емес және ол көміртектің СО2 және су буымен химиялық әрекеттесу жылдамдығымен сипатталады.
Көмір, мысалы, қазба көмірлерге қарағанда реактивті.
Сондықтан ағашты газдандыру жағдайында ағаш кокс көміртегінің тотығуы процестің диффузиялық аймағында жүреді.
ІІІ аймақта (газдандыру дұрыс) жоғары температура дамиды. Теориялық тұрғыдан ол шамамен 1600° болуы мүмкін. Нәтижесінде отынның күлі еріп, шлактау және жиі үрленетін құрылғылар жойылады. Бұл құбылыстар ауа берудің бұзылуына байланысты газ генераторының мерзімінен бұрын тоқтатылуына әкеледі. Олармен күресу үшін газ генераторына жеткізілетін ауаға 90-120 г / н қосу жеткілікті. g3 қаныққан су буы.
Жарылыста бу беру газдың жылулық құндылығын біршама арттыруды қамтамасыз етеді.
Бумен жасанды ылғалдандырылған ауаның жарылуынан айырмашылығы бу-ауа деп аталады. Жарылыстың ылғалдану дәрежесі оның температурасымен бақыланады, ол әдетте 45-55 ° диапазонында сақталады, кейде одан да жоғары. Жарылысқа буды қосу арқылы нақты газдандыру аймағының температурасы 1100-1200°С дейін төмендейді, бұл қазірдің өзінде жарылыс құрылғылары үшін қауіпсіз.
Бу-ауаның жарылуы кезінде келесі реакциялар жүреді:
A) C + H20 -> CO + Na - 28 300 ккал/кг - моль
B) C + 2 H20 COa + 2 H2 - 17 970 kcalkg - олар айтады,
C) CO + H20 CO2 Na ± 10 410 ккал/кг - моль.
Жарылыстың су буы, әдетте, бұл реакциялармен толық емес, 70-75% жұмсалады.Егер жарылыс бумен айтарлықтай ылғалдандырылса және температура төмендетілсе, «а» және «б» реакциялары кинетикаға өтуі мүмкін. процесінің аймағы.
Ауада азоттың сөзсіз болуына байланысты газдандыру аймағында алынған газда СО түзілуін ауаның жарылуымен келесі теңдеу бойынша теориялық түрде көрсетуге болады:
2 C + 02 + 3,76 N2 - 2 CO + 3,76 N3,
Газдың құрамына не сәйкес келеді жылыкөлемдік үлестер: СО -34,7%-. N2 - 65,3%.
Ағаш коксын ауамен жарылыспен нақты газдандыру аймағындағы газдың құрамы теориялық құрамнан аз ғана ерекшеленетіні эксперименталды түрде анықталды. 1-ден кгкөміртек шығатын газ
5,37-ге тең n. м3 с калориялық құндылығы 1060. бастап
Берілген деректер тамаша ауа процесінде суықтан есептегенде газдандырудың термиялық тиімділігін көрсетеді
5,37 1060 _ _ газ g^ = 0,7-ге тең.
Газдандыру – органикалық немесе қазбалы көміртекті материалдарды көміртегі тотығына, сутегіне және көмірқышқыл газына айналдыру процесі. Бұған материалды жоғары температурада (>700 °C) оттегінің және/немесе будың бақыланатын мөлшерімен тұтанусыз әрекеттесу арқылы қол жеткізіледі. Алынған газ қоспасы деп аталады синтез газы(қысқа синтетикалық газ) немесе ағаш газы және өзі отын болып табылады. Мұндай газды жағудан алынатын энергия, егер газдандырылған қоспа биомассадан алынған болса, жаңартылатын энергия түрлерінің бірі болып саналады.
Бұл энергияның ең типтік қолданбаларының бірі жылу энергиясын өндіру болып табылады. Ағаш газының құрамында көп мөлшерде сутегі мен көміртегі тотығы бар және жанған кезде ластаушы заттар шығармайды. қоршаған орта. ағаш газы — экологиялық таза жаңартылатын эмиссиясыз энергия көзі.
Қиындықтар
Ағашты газдандыру технологиялары 100 жылдан астам зерттеліп, дамыды. Дегенмен, бақыланатын және жеткілікті таза газдандыру процесін басқарудағы қиындықтар оны жүзеге асыруды қиындатады коммерциялық пайдалану, мысалы, электр станцияларында. Ең үлкен кедергі пиролиз процесі кезінде бөлінетін шайыр болды, ол ақырында қозғалтқыштарды жойды. Сонымен қатар, ағаш жоңқаларының сапасы, атап айтқанда, олардың құрамындағы ылғалдың пайызы ұсақталған биомассаны таңдау мен өңдеуде қатаң шектеулер қояды. оған
Шешім пиролиздің инновациялық әдісі болып табылады.
GASEK ағаш газдандырғышы бір реттік газдандырғыш деп аталады. Ол соңғы 30 жылда әзірленген және жетілдірілген пиролиз әдісіне негізделген. Өңделген биомасса реакторда жану үшін қажетті мөлшерден едәуір аз мөлшерде газдандыратын ауамен бірдей бағытта қозғалады.
Ескі, проблемалық технологиядан ең үлкен айырмашылық температура мен алынған газды тазарту әдісінде жатыр. негізгі факторгаздандыру процесі – деструктивті шайырлардың түзілуін болдырмайтын жоғары температураға (800-1200°С) жету. Нәтижесінде шайыр композициялары қозғалтқыштарға қиындық тудырмайтын жеңілірек бөлшектерге ыдырайды. GASEK тазалау желісі арқылы өтетін ағаш газы түссіз және иіссіз және жанған кезде зиянды заттар шығармайды.
Тазартылған ағаш газы электр станциялары үшін тиімді, аз техникалық қызмет көрсету және ұзақ қызмет ететін жабдықты шығаруға мүмкіндік береді. GASEK газдандыру технологиясына бірқатар халықаралық патенттер алынды.