Мыңдаған жылдар тарихында адамзат мұнай мен газ өндіруді үйренді, электр энергиясын ойлап тапты, жел мен күн энергиясын пайдаланады, бірақ әлі күнге дейін пештерде ағаш жағады. Отын, үгінділер, ескі ағаш, ағаш өңдеу кәсіпорындарының қалдықтары - мұның барлығын өз қолыңызбен ағаш жағатын газ генераторын жасасаңыз, пайдалануға болады.
Көптеген шеберлер бұл құрылғыны үйде және тіпті көлікте сәтті пайдаланады. Егер сіз осы тақырыпқа қызығушылық танытсаңыз немесе генераторды өзіңіз жасау туралы идеяңыз болса, оны іс жүзінде қалай қолдану керектігін айтамыз.
Біздің материалда біз ағашты жағатын газ генераторының жұмыс принципі, мұндай жүйенің артықшылықтары мен кемшіліктері, сондай-ақ мұндай құрылғыны өз бетінше қалай жинау керектігі туралы айтатын боламыз.
Ашық жерде отынның тез жағуы негізінен кейбір пайдалы жылуды қамтамасыз етеді. Бірақ ағаш деп аталатындармен мүлдем басқаша әрекет етеді, яғни. өте аз оттегінің қатысуымен жану.
Мұндай жағдайда ағаштың жануы сияқты көп жану байқалмайды. Ал бұл процестің пайдалы өнімі жылу емес, жанғыш газ.
Газ генераторлары бір кездері автомобильдерге отын жеткізуші ретінде белсенді түрде пайдаланылды. Енді сіз кейде олар шығаратын газбен жұмыс істейтін машиналарды кездестіре аласыз:
Суреттер галереясы
Ағашты баяу жағу кезінде келесі өнімдерді қамтитын қоспаны шығарады:
- метан (CH 4);
- сутегі (H 2);
- көміртек тотығы (со немесе көміртегі тотығы деп атайды);
- әртүрлі шектейтін көмірсулар;
- көмірқышқыл газы (СО 2);
- оттегі (O 2);
- азот (N);
- су буы.
Бұл ингредиенттердің бір бөлігі ғана жанғыш газдар, қалғандары ластану немесе жанбайтын балласт, одан құтылу жақсы. Сондықтан арнайы қондырғыда ағашты өртеп қана қоймай, нәтижені тазалау, сондай-ақ алынған газ қоспасын салқындату қажет.
Өнеркәсіптік өндірісте бұл процесс келесі қадамдарды қамтиды:
- Қатты отынның жануыаз мөлшерде (қалыптыдан шамамен 35%) оттегі болған кезде.
- Бастапқы дөрекі тазалау, яғни. циклондық құйынды сүзгіде ұшқыш бөлшектерді бөлу.
- Екінші реттік дөрекі тазалау, онда газ су сүзгісімен тазартылады, скруббер-тазартқыш деп аталатын құрылғы қолданылады.
Үйде қолдануға арналған үй құрылғылары қарапайым көрінеді және аз орын алады, бірақ олардың жұмыс принципі, сондай-ақ дизайн өте ұқсас. Мұндай құрылғыны өндіруді бастамас бұрын, бәрін жақсылап ойластыру керек, сонымен қатар қондырғының жобасын жасау немесе табу керек.
Бензин қозғалтқышына газ тәрізді отын беру үшін оны салқындату, тазалау және ауамен қолайлы пропорцияда араластыру керек. Ол үшін қондырғы тұтану желдеткішімен, циклонмен, фильтрмен, араластырғышпен және салқындатқышпен жабдықталуы керек.
Суреттер галереясы
8-қадам: Толық денеге арналған үйдегі газ генераторы
Үйде жасалған газ генераторын қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ететін құрылғылармен толықтыру және оны мотоциклге арбамен орнату мәселелерін шешу қалады.
Суреттер галереясы
Әрине, үйдегі газ генераторының өлшемдері мен конфигурациясы өнеркәсіптік үлгіге неғұрлым жақын болса, құрылғы соғұрлым тиімді жұмыс істейді. Үйде зауытта жасалған газ генераторының дәл көшірмесін жасау қиын және қажет емес.
Үйде жасалған дайын құрылғыны таныстардан, достардан сұрау немесе тіпті Интернеттегі ақпаратты пайдалану арқылы көшіру оңайырақ.
Алдымен газ генераторының негізгі компоненттері жасалады, содан кейін олар бір тұтас құрылғыға жиналады. Мұндай құрылғыны жасау үшін келесі элементтерді дайындау керек:
- Жақтау.
- Жанармайға арналған бункер.
- жану камерасы.
- Жану камерасының мойыны.
- Ауа тарату қондырғысы.
- сүзгі қондырғысы.
- Жану камерасының құбыры.
- Тор, есіктер және басқа ұқсас элементтер.
Кейде толтыру камерасы деп аталатын корпус цилиндрлік немесе текше болуы мүмкін. Сондықтан, шебердің оны жасаудың екі нұсқасы бар: қолайлы металл контейнерді қолданыңыз, оны сәл өзгертіңіз немесе корпусты нөлден бастап бұрыштан және қаңылтырдан жасаңыз.
Үйде жасалған газ генераторын жасау үшін сіз импровизацияланған материалдарды пайдалана аласыз, мысалы, металл бөшке, ескі газ баллондары, өрт сөндіргіш корпусы және т.б.
Дәл осылай қатты отынға арналған бункер, яғни металл парақтан және бұрыштан жасалған. Кейінірек бункер корпустың ішіне бекітіледі, сондықтан оның өлшемдері сәйкес болуы керек. Дегенмен, кейде газ генераторының корпусының бір бөлігін бункерге айналдыру оңайырақ. Мұны істеу үшін кеңістіктің бір бөлігі металл плиталар арқылы бөлінеді.
Ағашты жағатын газдандырғыштың интерьері үшін қолайлы материал құрамында көміртегі аз болат болып табылады. Корпус тығыз жабылатын қақпақпен жабылуы керек. Тығыздау өте маңызды дұрыс жұмысгенератор, өйткені дәл осылайша оттегінің шектеулі мөлшері беріледі.
Үйдегі газ генераторы - бұл өте ауыр құрылғы, оның тұрақтылығына қамқорлық жасау керек. Мұны істеу үшін дененің түбіне күшті аяқтар дәнекерленген. Жанармай құйылатын қақпақ ерекше назар аударуға лайық.
Кейде ол ауыр болады және оны өз бетімен көтеру оңай емес. Мәселені шешу үшін сіз арнайы амортизациялық серіппені пайдалана аласыз.
Жану камерасы арнайы талап етеді ыстыққа төзімді болат, өйткені дәл осы жерде отынның жануы өте жоғары температурада жүреді. Дегенмен, осы мақсаттар үшін сіз тұрмыстық газдан бос баллонды сәтті пайдалана аласыз. Жаңа контейнер де, пайдаланылған контейнер де жасайды.
Тұрмыстық газ генераторын жасауға арналған газ баллоны бұрын пайдаланылған болса, дәнекерлеуді бастамас бұрын оны сумен толтырған дұрыс. Бұл қалдық газдың мүмкін тұтануына жол бермейді.
Басқа маңызды процесс - шайырдың крекингі жүзеге асырылатын жану камерасының металл мойыны арнайы ыстыққа төзімді тығыздағыштармен қалған элементтерден бөлінуі керек. Асбест бұл материал үшін өте қолайлы деп саналады, бірақ заманауи және қауіпсіз материалдарды қолданған дұрыс.
Ауа тарату қондырғысы құрылымға фитинг арқылы қосылады, оның жанында тексеру клапаны орнатылған. Бұл элементтің міндеті - отынға ауа ағынын реттеу және нәтижесінде пайда болатын жанғыш газдың ағып кетуіне жол бермеу, ол үшін генераторды құру басталды.
Ауа таратқыш қорап пен жану камерасының ортаңғы бөлігінің арасында арнайы калибрлеу саңылаулары-фурмалар болуы керек. Жану камерасынан кейін пайда болған газ қоспасын ластаушы заттардан тазарту үшін сүзгі жүйесі орнатылады. Тор жану камерасын тазалауға арналған.
Ол әдетте шойыннан жасалған. Тазалау процесін жеңілдету үшін тордың ортаңғы бөлігін жылжымалы немесе алынбалы етіп жасауға болады. Есіктер газ генераторының әртүрлі бөлімдеріне қол жеткізуді қамтамасыз етеді және отын тиеуге, жану камерасын тазалауға және т.б. Әрине, мұндай есіктердің барлығы ауа өткізбейтін және ыстыққа төзімді тығыздағыштармен тығыздалуы керек.
Төменгі жағында тармақты құбыр орнатылады, ол арқылы алынған газ қоспасы сүзгі қондырғысына, содан кейін салқындатқышқа түседі. Кішкентай циклондық сүзгіні жасау үшін ескі өрт сөндіргіштің корпусын немесе қолайлы өлшемдегі және конфигурациядағы басқа металл контейнерді пайдалануға болады.
Бұл диаграмма циклонды тазалау сүзгісінің құрылымы мен жұмыс істеу принципін анық көрсетеді. Оның көмегімен сіз газ генераторының жұмысы нәтижесінде алынған газды бастапқы тазартуды жүзеге асыра аласыз
Ол былай жұмыс істейді: ластанған ыстық газ циклонның жоғарғы бөлігіне айдалады. Содан кейін, дөңгелек жағдайда, ол айнала бастайды. Орталықтан тепкіш күштердің әсерінен ластаушы заттардың бөлшектері құрылғының түбіне қарай жылжиды және оны разряд саңылауы арқылы қалдырады. Тазартылған газ сүзгінің жоғарғы жағындағы басқа тесік арқылы шығады.
Үйде, салқындатқыш ретінде сіз әдеттегі радиаторды пайдалана аласыз немесе арнайы катушка жасай аласыз. Ыстық газ осындай ұзын құрылымның бойымен қозғалады және бірте-бірте суытады. Қаласаңыз, суды салқындатуды ұйымдастыруға болады.
Тұрмыстық газ генераторы жаңадан кесілген ағашқа тән кез келген ылғалдылықтағы ағашты, тіпті 50% -ды «сіңіруге» қабілетті деп саналады. Тәжірибеде отынның ылғалдылығы жоғары болған сайын газ генераторының ПӘК төмен болатыны белгілі болды. Ылғалдылығы 20% асатын құрылғыға жанармай құю ұсынылмайды.
Құрылғыны аздап өзгерту жағдайды түзетеді. Жану камерасының салалық құбырынан корпустың қабырғалары мен тиеу камерасының сыртқы жағы арасындағы кеңістікке орналастырып, сақиналы газ құбырын тарту керек. Нәтижесінде жылу энергиясының бір бөлігі отынға беріледі, бұл оның ылғалдылығын төмендетеді. Сонымен қатар, суытуға аз уақыт кетеді, генератордың тиімділігі артады.
Газ генераторлары туралы құнды мәліметтер
Кейде газ генераторын сатып алу немесе жасау туралы ойлайтын жеке үй иелерінің үміттері нақты жағдаймен салыстырғанда тым қызғылт болып шығады.
Шамамен 95% құрайтын газ генераторының тиімділігі 60-70% жететін кәдімгі тиімділіктен айтарлықтай асып түседі деген пікір бар. Бұл сандар негізінен дұрыс, бірақ оларды салыстыру дұрыс емес.
Үйде жасалған газ генераторын өндіруде пайдаланылған газ баллондары, банкалар, ас үй ыдыстары және т.б. Іс жүзінде тегін құрылғы өте жоғары өнімділігі бар ең қымбат отынды үнемді тұтынбайды
Бірінші көрсеткіш жанғыш газды өндіру тиімділігін көрсетеді, ал екіншісі - қазандықты пайдалану кезінде алынған жылу мөлшерін көрсетеді. Екі жағдайда да ағаш күйдіріледі, бірақ бұл процестің нәтижесі сапалы түрде ерекшеленеді. Егер болашақта ағаштың пиролизді жануынан алынған жанғыш газ тұрғын үйді жылыту үшін пайдаланылса, мұндай салыстыруды жүргізуге болады.
Сондай-ақ, үйде жасалған газ генераторлары жоғары тиімділікпен жұмыс істей алатынына қарамастан, өнеркәсіптік модельдер сияқты сирек тиімді екенін есте ұстаған жөн. Бұл тармақты қондырғыны жобалау және жобаның құнын және оның күтілетін тиімділігін есептеу кезеңінде ескеру қажет.
Егер газ генераторын жасау қажеттілігі үйде жылыту жүйесін жақсарту ниетімен ғана байланысты болса, сіз ұқсас құрылғыға назар аударуыңыз керек - ол өте ұқсас принциптерде жұмыс істейді. Оның газ генераторынан басты айырмашылығы - нәтижесінде пайда болған газ бірден жанып кетеді, ал алынған энергия үйдегі жылыту жүйесіндегі салқындатқышты жылытуға жұмсалады.
Мұндай құрылғыда қосымша жану камерасы орнатылады, оған бөлек ауа беруді ұйымдастыру қажет. Үйді газ генераторымен жылыту қажет болса, жылытуға көбірек қажет болады. Бұл жылуды жаңарту немесе ұйымдастыру құнын арттырады. Есептеу керек, бұл жағдайда ойын шамға тұрарлық па?
Маңызды сәт - дұрыс техникалық қызмет көрсетуоның жұмысы кезінде газ генераторы. Жарнама бұл әмбебап құрылғы екенін айтады, онда бәрі жанып кетеді: үгінділерден жаңа кесілген ағашқа дейін. Бірақ дымқыл шикізатты тиеген кезде өндірілетін жанғыш газдың көлемін 25% немесе одан да көп азайтуға болатыны туралы жарнама үнсіз.
Тұрмыстық газ генераторы үшін ең жақсы отын - көмір. Ол жанған кезде артық ылғалдың булануына тым көп энергия жұмсалмайды, бұл жанғыш газдың максималды мөлшерін алуға мүмкіндік береді.
Газ генераторы үшін оңтайлы отын, сарапшылардың пікірінше, көмір. Ол күйген кезде ылғалдың булануы пиролиз процестерін жеделдетуге мүмкіндік беретін ең аз энергия мөлшерін алады.
Көлік құралдарының иелері газ генераторына тек жылыту үшін ғана емес, сонымен қатар олардың жұмысы үшін де сене алады көлік. Шынында да, Еуропада бірнеше автокөлік жүргізушілері көліктерін ағашпен жұмыс істеуге сәтті бейімдеді. Бірақ көбінесе бұл жұқа және берік баспайтын болаттан жасалған ықшам және берік құрылғылар.
Мұндай қондырғылардың құны, тіпті дербес жасалған болса да, аз емес. Ресейлік шындықта автомобильдерге арналған газ генераторлары импровизацияланған құралдардан жасалған және жүк көліктеріне орнатылған.
Олардың жұмысының әсері төмен, әдетте мұндай қондырғының болуы ұзақ тұтану, қажеттілік сияқты құбылыстармен бірге жүреді. тұрақты жұмысқозғалтқыш жоғары немесе орташа жылдамдықта жұмыс істейді, бұл оның тез тозуына ықпал етеді.
Автокөлік үшін салыстырмалы түрде шағын салмағы мен ықшам өлшемдері бар берік тот баспайтын болаттан жасалған жоғары сапалы газ генераторын қолданған дұрыс.
Жеке үй шаруашылығында газ генераторын пайдаланудың қызықты нұсқасы - үй электр станциясы үшін жанғыш газды пайдалану. Мұндай жоба дизельді іштен жану қозғалтқышы арқылы жүзеге асырылады.
Тақырып бойынша қорытынды және пайдалы бейне
Бұл бейне үйдегі газ генераторының жұмысын көрсетеді:
Міне, жіберілген қателерді ескере отырып, үйдегі газ генераторын жасаудың қызықты тәжірибесі:
Бұл көлікке орнатуға арналған ықшам газ генераторының нұсқасы:
Өз қолыңызбен өміршең газ генераторын жасау оңай емес. Көбінесе мұндай қондырғылар автомобильдерге арналған, бірақ үйлерде олар өте тиімді. Қиындықтан қорықпайтын, тәжірибеге дайын шебер шебер бұл тапсырманы орындауға әбден қабілетті.
Егер ақпаратты оқу барысында сізде сұрақтар туындаса немесе өзіңіздің қолыңызбен ағаш жанатын газ генераторын құрастыру бойынша ұсыныстарыңыз болса, төменде пікірлеріңізді қалдырыңыз.
Қайырлы күн, ми өнертапқыштары! Белгілі болғандай, көмір - кең ауқымды қолдану аясы бар өте пайдалы нәрсе, оның көмегімен тіпті соңғысына арнайы модификацияларсыз іштен жанатын қозғалтқышты іске қосуға болады.
Баламалы энергия көздері тақырыбын зерттеу барысында мен көптеген теориялық есептеулерді таптым, бірақ іс жүзінде орындалған және жұмыс істейтіндер аз. үй. Мен өзім қарапайым және тиімді жасағым келді ағаштың астында,сондықтан мен жақсы ескілікке тоқтадым газ генераторыотын ретінде көмірді пайдалану.
Теориямен және қазірдің өзінде енгізілген бірнеше тұжырымдамалармен танысқаннан кейін мен өзімнің газ генераторымды жасап, оны электр генераторына сәтті қостым. менің ми трюкОны қоқыстан жинаған деп айтуға болады: қақпағы бар металл шелек, ескі клапандар, фитингтер, полимерлі шлангтар. Менің прототипім одан әрі әзірлеуді және кейінгі модификацияны қажет етсе де, ол шынымен де жұмыс істейді, ол арзан және оңай дайындалады.
Бұл газ генераторы қолөнеркөмірден жанғыш газ шығарады, онда іштен жанатын қозғалтқышы бар құралдар сәтті жұмыс істейді. Нәтижесінде ол кең қолданбалы әлеуетке ие бақша учаскесі, саяжайда, орманда және т.б. бензинді, электр желілерін немесе өнеркәсіптік газды қажет етпей. Ол үшінші әлем елдерінде, катаклизмдерден зардап шеккен жерлерде, әлемнің шалғай бұрыштарында және т.б. қолдану үшін одан да үлкен әлеуетті таба алады.
1-қадам: Кейбір теория
ADN-ZB/SNB Pkw mit Holzgasantrieb Берлинде 1946 ж
Ағаш газы, синтездік газ, газдандыру, өндіруші газ - бұл органикалық заттардың белгілі бір түрлерін оңай қолданылатын отынға айналдыру идеясының әртүрлі атаулары. Қорытындысы, органикалық заттар аз оттегі жағдайында жанғанда сутегі (көбінесе), көміртегі тотығы, көмірқышқыл газы, шайыр және биоотын бөлінеді. Қарапайым сөзбен айтқанда, бөренені дұрыс күйдірсеңіз, жанғыш түтін шығады!
Газ өндіретін қондырғылар ертеде қолданылған. 1800 жылдардың аяғында үйлер мен көше шамдарына жанғыш түтін осылай жеткізілді, содан кейін ғана ол табиғи түтінге ауыстырылды. ми газы. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде, мұнай негізіндегі отынды табу қиын болған кезде, ағашты жағатын газдандырғыштар Еуропадағы мыңдаған автокөліктерге қуат берді.
Газ өндіру кезіндегі процестерді сипаттай отырып, бүкіл докторлық диссертацияны жазуға болады, сондықтан мен бұл мәселені сарапшыларға қалдырып, бірнеше сілтемелерді ғана атап өтейін:
2-қадам: Ағаш немесе көмір?
Ағаш немесе органикалық заттарды отын ретінде пайдаланатын газ генераторларының көптеген конструкциялары бар. Жеке жұмыс үшін қарапайымнан ірі жылтыр өнеркәсіптік газ генераторларына дейін. Олардың барлығын мыналарға бөлуге болады:
- өндірісте дәнекерлеу жұмыстары көп болатын үйде жасалған орташа күрделілік
- қымбат өнеркәсіптік газ генераторлары, жиі қол жетімсіз
- биоотын өндіретін газ генераторлары, оларды сүзгіден өткізгеннен кейін және бөлінгеннен кейін қозғалтқышқа құюға болады
Биоотын немесе ауыр майлар мен шайырлар термиялық деполимеризация процесі арқылы алынады. «Жоғары температура мен қысымда сутегі, оттегі және көміртегінің ұзын тізбекті полимерлері қысқа тізбекті көмірсутектерге ыдырайды». Биоотын тамаша жанады, ал фракцияларға бөлінгенде, одан мұнайдан алынған бензинге ұқсас бензин алуға болады. Тіпті балдырларды биоотын алу туралы мақалалар бар, сондықтан бұл оқиғаларды қадағалаңыз!
Айта кету керек, биоотын пайдалану, әрине, керемет, бірақ ол сіздің қозғалтқышыңыздың қызмет ету мерзімін қысқартады.
Көмірде газдың пайда болуының ерекшелігі мынада, бұл көмірді жасау процесінде ұзын полимерлі тізбектер жойылған, яғни одан әрі газ генерациялау кезінде шайырсыз булар бөлінеді. Көмірдің өзін 160 литр немесе 250 литрлік бөшкеде өзіңіз жасауға болады, бірақ мен тәжірибелік қолөнерімде дүкеннен сатып алынған көмірді қолдандым.
3-қадам: Тұжырымдаманы дәлелдеу
Өзіңізді құру үшін мидың прототипіГаз генераторы үшін мен үлкен шелек, бояу шелегі, металлдан жасалған шағын табақтар, фитингтер мен крандарды қолдандым.
Қажетті материалдар мен құралдардың толық тізімі келесідей:
- тығыз жабылатын қақпағы бар металл шелек
- сүзгі контейнері және сүзгі материалы - Мен бояу және көбік резеңке банкасын сәтті қолдандым
- қаңылтыр - шахтаның қалыңдығы 1,2 мм
- болат құбырлар және оларға фитингтер - шахта диаметрі 2 см болды, тек мырышталған құбырларды қолданбаңыз.
- кіріс газ құбыры - Мен алдымен PEX шлангтарын (полиэтилен арматураланған) қолдандым, бірақ бұл дұрыс емес таңдау
- пайдаланылған газ құбыры - ∅ 2 см құбырмен үйлесімді икемді металл шланг өте қолайлы
- шар клапандары - кем дегенде бір, пайдаланылған газдың рециркуляциясы үшін екі, қан кету үшін үшеуі және көмірді жағу үшін үрлеуді пайдалануды жоспарласаңыз төртеуі
- ыстыққа төзімді силиконды тығыздағыш
- қысқыштар
- гайкалар мен болттар
- дәнекерлеу машинасы немесе суық дәнекерлеу
- құбыр кілттері
- бұрғылау
- үлкен бұрғылау
- көміртегі тотығы детекторы
4-қадам: Қуат генераторы
Менің газ генераторымда «тұтынушы» ретінде ми экспериментіМен отын жүйесі бұзылған әкемнің генераторын пайдалануды шештім. Мен жанармай сорғысының ағып кетуін түзетіп, кейіннен газбен жұмыс істеу үшін оны аздап өзгерттім. Атап айтқанда, мен адаптеріме тройник пен шар клапанынан тұратын кронштейн тақтасын орнаттым. Тройка карбюраторға қосылады, газ генераторынан жанғыш газдар оның екінші тесігі арқылы кіреді, ал үшінші тесікке клапан орнатылады, ол арқылы таза ауа беріледі.
Шығару жүйесі сонымен қатар тройникпен және шар клапанымен жабдықталған, олар арқылы пайдаланылған газдардың бір бөлігі атмосфераға шығарылады, ал екіншісі газ генераторының кірісіне беріледі, онда ол таза ауамен араласады. Бұл толығымен жанбаған көміртегі оксидтерін пешке қайтаруға, сонымен қатар ағынды жалынның желдеткіші ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл опция маған ұсынылды. ақылды адамдар, бастапқыда менің қайтару жолы аяқталмаған болатын.
5-қадам: Газ реакторы
Реактор өте қарапайым құрастырылған, мен тек менің кіретінін ескеремін үйтым төмен орналасқан, оны шелек түбінен кемінде 5 см қашықтықта жасау керек.
Сонымен, мен қаңылтырдан үш бірдей пластинаны кесіп алдым - біреуі шығыс үшін, екеуі кіріс үшін. Қабылдау жүйесіне арналған екі пластина шелектің радиусы бойынша бүгілген, олардың біреуі сыртқы жағынан, екіншісі тірек үшін, ішіне орнатылады. Мен тақталардың бұрыштарында бекіту болттары үшін тесіктерді бұрғылап, оларды бір-біріне бекітіп, кіріс саңылауды бұрғылауға кірістім. Осыдан кейін ол белгіленген жерде шелектердің біреуін шелекке бекітіп, шелектің өзінде де осындай тесіктерді бұрғылады.
Содан кейін мен тесікке болат құбырды кіргіздім, сонда ол шелекке үштен бірінен көп және жартысынан аз болады. Түтіктің ішкі бөлігі кейінірек тот баспайтын болаттан жасалған бөлікпен ұзартылды - бұл қате болды, оның салдары соңында көрсетілген. миға жетекші. Содан кейін мен түтік пен сыртқы тақтаны дәнекерлеп, екі табақшаны да ыстыққа төзімді силиконмен жомарт жағып, шелекке орнатып, болттармен бекіттім.
Мен үшінші пластинаның ортасына фитингті дәнекерлеп, фитинг пен пластина арқылы шығатын тесікті және бұрыштардағы бекіткіштерге арналған 4 тесікті бұрғыладым. Содан кейін мен бұл тақтайшаны қақпаққа бекітіп, ондағы пластина саңылауларын - бір розетка және 4 бекіту саңылауларын көшірдім. Содан кейін мен пластинаны ыстыққа төзімді тығыздағышпен майлап, оны болттармен бекітіп, қақпақтағы орнына орнаттым.
Қақпақтың өзі де, шелектің өзі де тығыздағышты кептіру үшін бір күнге қалдырылды.
6-қадам: Сүзгі
Көмірді газдандырғыш жоғары ағынды газдандырғыш болып саналады, яғни төменнен кіретін ауа пеште жанып, осы кезде пайда болған газдар жоғары көтеріліп, қақпақтағы тесік арқылы шығарылады. Сонымен қатар, отынның өзі, атап айтқанда, көмір - өте шаңды материал және оның шаң бөлшектері газ ағынымен бірге қозғалтқышқа кіре алады. Бұған жол бермеу үшін шаң сүзгісі қажет.
Мен бояу, пластик фитингтер мен көбіктен жасалған қарапайым сүзгіні жинадым ми губкалары. Мен құмыра мен қақпақтың түбіндегі фитингке арналған тесікті бұрғылап, фитингтерді өздері орнатып, бекітіп, құмыраны губкамен толтырдым. Орнату кезінде тығыздық үшін мен бірдей тығыздағышпен фитингтерді жіберіп алдым.
7-қадам: Көмірді таңдау
Мұнда көмір үйтек табиғи пайдалану керек, ол қатты ағаштан жақсы, бірақ ол қылқан жапырақты ағаштан да жұмыс істейді, ол тек тезірек күйіп кетеді. Сығылған немесе химиялық өңделген көмірді қолдануға болмайды! Сіз қолайлы көмірді сатып ала аласыз, бірақ егер сіз өзіңізді пайдалануды жоспарласаңыз ми газының генераторыжиі, мұны өзіңіз жасауды үйрену жақсы.
Көмірлердің мөлшері 3 мм-ден көп, бірақ 2 мм-ден аспауы керек, бұл ауа ағыны мен көмірқышқыл газының жақсы айналымы үшін қажет.
8-қадам: Бірінші жүгіру
Менің бірінші ұшыру кезіндегі ауа райы үйжаңбырлы болды, соңғы рет 15 жыл бұрын іске қосылған ескі электр генераторының қалай әрекет ететінін білмедім. Бірақ мен әлі де өз табысыма сенімді болдым.
Мен жанып тұрған пропан оттығын реактордың ауа сорғышына салып, көмірді тұтандыру үшін қалдырдым. Қуат генераторында таза ауа беруді тоқтатып, стартерді іске қосыңыз.
Іске қосу кезінде генератор қозғалтқышы ағынды өздігінен ала бастады, мен оттықты алып тастадым. Біраз уақыттан кейін жанғыш газдың жеткілікті мөлшері өндіріле бастады. Стартерге ауа мен іске қосу сұйықтығын беру арқылы мен қозғалтқыштың тұрақты жұмыс істеу процесіне көмектестім. Мен қозғалтқышты іске қосуды және карбюраторға ауа беруді реттеуді жалғастырдым. Қоспаның қажетті құрамы табылған кезде, қозғалтқыш іске қосылды, мен одан поршенді арамды сәтті «қуатқа» бердім. Жұмыс басталғаннан кейін 15 минуттан кейін газдың шығуына байланысты генераторды өшіруге тура келді.
Мен өзімнің прототипімді жасаған газ генераторының авторы көлемі 0,0045 текше метр көмірді жағудан дейді. 30 минутта ол 5 ат күшін алады. Мен оның электр генераторының қуаты қандай екенін білмеймін, бірақ мен 15 минут ішінде әлдеқайда аз күйдім.
МАҢЫЗДЫ!!! Көміртек тотығымен (СО) жұмыс істегенде абай болыңыз, ол дұрыс пайдаланылмаса өлімге әкеледі! Ингаляция кезінде СО молекуласы қандағы оттегі молекуласына бекітіледі, нәтижесінде нашар сіңеді және нәтижесінде көптеген мүшелер жұмыс істемейді. Газдармен жұмыс істеу және ауада немесе жақсы желдетілетін жерде жұмыс істеу ережелерін сақтаңыз!
9-қадам: 2.0 нұсқасы
Прототип жасалды және ол жұмыс істейді, кемшілігі тек газдың ағуы. Сондықтан мен 2.0 нұсқасын келесі модификациялармен газ генераторын жасадым:
Карбюратордың кірісінде мен ∅ 2 см құбырға арналған жіппен 5 мм металл пластинаны орнаттым, пластина екі болтпен және қаттылық үшін қосымша металл жолақпен бекітілген. Пластинаны орнатқан кезде мен босату қағазын қолдандым, бұл ағып кетуді болдырмауға мүмкіндік берді.
PEX шлангісі ауыстырылды, себебі ол газ генераторының қақпағында еріп кетті және менде оған жақсы қысқыштар болмады. Оның орнына мен қайтару жүйесінен алып тастаған икемді металл шлангты орнаттым. Ол бұрылған кезде мықтап жабылатын құбырлар мен фитингтер үшін өте қолайлы, бірақ газ генераторының шығысында оны U-болтпен бекіткен дұрыс.
Ағып кетулер түзетілді!
10-қадам: кесу
Жану үшін үш нәрсе қажет: ауа, отын, сақтандырғыш. Бұл үйреакторда көп жылу (сақтандырғыш) және көмір (отын) бар, сондықтан жалғыз жолоның жұмысын тоқтату - ауа беруді тоқтату. Мұны істеу үшін сізге тек бір бұрандалы штепсель немесе клапан қажет, ол қажет болған жағдайда кірісті жабады.
Тоқтау миреакторКірісті штепсельмен жауып, түнде қалдырдым, таңертең салқын болды, газ шықпады.
11-қадам: жақсарту жоспарлары
Газды сығымдау және сақтау
Барлық нәтижелер білім, ал барлық болжамдар дұрыс емес. Мысалы, мен өндірілген газды сығымдап, оны цилиндрге салып, содан кейін оны кәдімгі пропан сияқты қолдана аламын деп ойладым. Бірақ мен бұл сығылған газ жанбайды деген мәселеге тап болдым. Мен генератор қозғалтқышы бір рет тұтанған кезде, мен оны тұтандырамын деп ойладым, бірақ іс жүзінде олай емес. Мүмкін, себебі 12 вольтты компрессор қажетті концентрацияны жасамады және сіз қуаттырақ компрессорды қолданып көруіңіз керек.
Реактор материалдары
Пештегі температура өте жоғары болды және мен кіретін түтікшені ұзартқан баспайтын болаттан жасалған бөлігім балқып кетті. Бұл жылтыр хромдалған бөтелке болып шықты және тек отқа еріген. Дегенмен, мен айтқанымдай, кіріс бастапқыда тым төмен және қажетті реакция аймағын және күл кеңістігін қамтамасыз етпейді.
Электр генераторы
Генератор менікі емес, әкемдікі болғандықтан, мен оны қайтарып, өзіме қолайлы бірдеңені сатып алып, қосылған құрылғылардың ауқымын кеңейту үшін барлығын мобильді платформаға орнатуым керек: су сорғысы, желдеткіш, гидравликалық сорғы және т.б. .
Көмірді дербес өндіру
Менің газ генераторымның отыны - көмір, сондықтан толық автономия мен үнемділік үшін мен екі темір бөшке сатып алып, көмір өндіру блогын жасауым керек.
Мен осылайша газ генераторын жасадым және онымен электр генераторын «қуаттандыру» болды, бұл қызықты және пайдалы болды деп үміттенемін!
сізге сәттілік үй!
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. Қатты отынның басқа түрлерін газдандыру кезінде (қазбалы көмір, тақтатас, кокс және шымтезек) кейде ауамен жарылыс орнына қолданылады - 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 бұзды. 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.
Тарихи тұрғыдан ағаш химиясы мұнай химиясы пайда болғанға дейін көп уақыт бұрын пайда болған. Мысалы, көмір жағудың мыңжылдық тарихы бар, ал коллиер (ағылш. charcoal-burner немесе collier, неміс Köhler) көптеген адамдарда сипатқа ие. халық ертегілері. Ескі күндерде көмірді байыту қадаларда немесе шұңқырларда жүргізілді, қазір бұл үшін арнайы жабдық қолданылады. Еуропа қазірдің өзінде көмірді көп тұтынады. Ресейде ағаш-химия өнеркәсібі Петрин дәуірінде қарқынды дами бастады.Атақты отандық химиктер Д.И. Менделеев, В.Е.Тищенко, Е.И.Орлов және т.б.
Кеңестік кезеңде КСРО-ның барлық дерлік облыстары мен республикаларында көптеген ағаш химиясы (биохимиялық) зауыттары болды. Мұнай химиясының дамуымен ағаш-химия кәсіпорындары біршама маңыздылығын жоғалтты және олардың кейбіреулері басқа өнімдерді шығару үшін қайта профильденді. Мысалы, өткен ғасырдың 50-ші жылдарында Мәскеудегі танымал жұмсақ жиһаз фабрикасы «Кузьминки» ағаш-химия зауыты болды. «Қайта құру» кезеңінде көптеген отандық биохимиялық зауыттар бірқатар объективті және субъективті себептерге байланысты банкротқа ұшырады, сонымен қатар басқа да көптеген жоғары технологиялық кәсіпорындар. Сондықтан еліміз қазіргі таңда сірке қышқылын және басқа да ағаш химиясы өнімдерін импорттауда.
Шетелде жағдай басқаша. Биологиялық жаңартылатын ресурстарды (биомасса) пайдалануға қызығушылық үнемі өсіп келеді. Биомасса (биоматерия, биота) – планетаның биогеоценозында кездесетін өсімдік және жануар организмдерінің жалпы массасы шамамен 2,4 ∙ 10 12 т, бұл мөлшердің 97% өсімдіктер, 3% жануарлар организмдері алады. Биоресурстарды техникалық өңдеу (биорафиназия) ғылымның, техниканың және бизнестің қарқынды дамып келе жатқан салаларының бірі болып табылады.
Газдандыруға арналған биомасса ресурстары
Біздің елімізде экономикалық жағынан қолжетімді биологиялық шикізаттар – отын, ағаш қабығы, бұтақтары, діңгектері және т.б. ағаш өңдеу қалдықтары, ағаш өңдеу және жиһаз өнеркәсібінің қалдықтары, лигнин, астық тазалау қалдықтары, әр түрлі сабан мен өсімдік сабағы (бидай) көп. , күріш, зығыр, жүгері, күнбағыс, мақта және т.б.), қамыс, жеміс шұңқырлары мен жаңғақ қабықтары, әртүрлі өндірістік және тұрмыстық қалдықтар. Көптеген жерлерде газдандыруға арналған шикізат тура мағынасында табан астында жатыр. Әртүрлі бағалаулар бойынша Ресейде жыл сайын 300 миллион тоннаға дейін әртүрлі органикалық қалдықтар жиналады, соның ішінде. 50 млн тоннаға дейін тұрмыстық қалдықтар. Көмірмен салыстырғанда құрамында лигно бар әртүрлі қалдықтардың кейбір қасиеттері:
| Шикізат материал |
Калориялық құндылық мДж/кг |
Ылғалдылық % |
Күл % |
| көмір |
25-32 |
1-10 |
0,5-6 |
| ағаш |
10-20 |
10-60 |
0,2-1,7 |
| сабан |
14-16 |
4-5 |
4-5 |
| күріш қабығы |
13-14 |
9-15 |
15-20 |
| мақта |
14 |
9
|
12 |
| дән |
13-15
|
10-20 |
2-7 |
Биологиялық шикізат пен қалдықтардың энергетикалық әлеуетін пайдаланудың алты негізгі бағыты бар:
Биомассаны газдандыру электр және жылу энергиясын өндірудің ең арзан және экологиялық таза әдістерінің бірі болып табылады. Биомассадан газ алудың екі тікелей әдісі бар - микробиологиялық және термиялық (пиролитикалық). Ағаштың құрамында су аз және биологиялық ыдырауы салыстырмалы түрде баяу. Сондықтан ол үшін және целлюлоза және лигнин бар қалдықтардың көпшілігі, ең қарапайым және ең көп тиімді жолыгаздандыру – термиялық (пиролитикалық) газдандыру.
Пиролиз дегеніміз не?
Пиролиз (грек тілінен аударғанда pyr – от және lysis – ыдырау) – жоғары температура әсерінен органикалық қосылыстардың термиялық ыдырау процесі. Пиролиздің ең қарапайым түрі – материалдарды (ағаш, көмір, шымтезек және т.б.) отта, отта немесе пеште әдеттегідей жағу және тағам дайындауда органикалық пиролиз процестері маңызды рөл атқарады. Пиролизді кейде құрғақ дистилляция деп те атайды. Пиролиз энергетикалық және әртүрлі қолданылатын ең маңызды химиялық процестердің бірі болып табылады өнеркәсіптік өндірістер- металлургия, мұнай химиясы және т.б.Мысалы, көмір, кокс, дивинил, этилен, пропилен, бензол т.б экономикалық және техникалық маңызды заттар пиролиз арқылы алынады.Өнеркәсіпте мұнай, көмір, шымтезек, ағаш, ауыл шаруашылығы қалдықтары, өндірістік қалдықтар, тұрмыстық қалдықтар және т.б.
Пиролиз ағаш химиясының маңызды бағыттарының бірі болып табылады және көмір, скипидар, шайыр, сірке қышқылы, метил спирті, ацетон және басқа заттарды алу үшін қолданылады.
Ағаштың және биомассаның басқа да түрлерінің өнеркәсіптік пиролизі әртүрлі реакциялар мен түрленулер түрінде жүретін және атмосфералық оттегінің шектеулі (бақыланатын) қатысуымен жүзеге асырылатын күрделі химиялық процесс. Биомасса пиролизі кезінде болатын процестердің әмбебап сипаттамасы жоқ, өйткені бұл процестер көпкомпонентті және көп факторлы.
Технологиялық жағдайларға (шикізаттың түріне, оны ұнтақтау дәрежесіне, температураға, қысымға, оттегінің, судың концентрациясына, катализаторлардың болуына) және реактордың конструкциясына (пеш, колонна, реторт және т.б.) байланысты пиролиз әртүрлі жүреді. әртүрлі қатты, сұйық және газ тәрізді заттардың бөлінуімен. Пиролиттік реакторлардың бірнеше ондаған түрлері бар (пештер, реторттар, колонналар және т.б.). Құрамында целлюлоза бар шикізаттың әртүрлі түрлері әртүрлі болатынын есте ұстаған жөн Химиялық құрамы, бұл белгілі бір дәрежеде алынған пиролиз өнімдерінің шығымына әсер етеді.
Биологиялық шығу тегі күрделі органикалық қосылыстардың термиялық ыдырауы 100 ° C-қа жақын температурада басталады. Пиролиз кезінде ағаштың негізгі заттарының ыдырауы шамамен 200 ° C температурада басталады, алайда негізгі процестер 400-800 температурада жүреді. ° C. Кейбір жағдайларда органикалық заттардың пиролизі одан да жоғары температурада 1300-1800 ° C, соның ішінде жүзеге асырылады. электр плазмалық генераторларды қолдану.
Ағаштың құрамына 45–60% целлюлоза, 15–35% лигнин және 15–25% гемицеллюлоза, сонымен қатар кальций мен магний пектаттары, шайырлар, шайырлар, майлар, таниндер, пигменттер мен минералдар кіреді. Ағаштың құрғақ затында шамамен 50% көміртек, 6% сутегі, 44% оттегі, 0,2% жуық азот және 1% күкірттен аспайды. Ағаштың минералды заттардың мөлшері (күлділігі) 0,2 - 1% құрайды. Ағашты бұтақтарда күл 2% дейін, тамырда 5% дейін болуы мүмкін. Ағаш күлінің (Na2CO3 және K2CO3) 10-25% -ы суда ериді, күлдің ерімейтін заттарының ішінде ең маңыздылары әк, көміртекті, кремний және магнийдің, темірдің және марганецтің фосфатты тұздары. Ағаш күлінің балқу температурасы 1400°С.
Әртүрлі қатты, сұйық және газ тәрізді өнімдерді алуға бағытталған пиролиз жүйелерінің әртүрлі түрлері бар - көмір, спирт, қышқыл, сұйық синтетикалық отын және генераторлық газ және т.б.
Көмір үшін пиролизденген кезде пайдалы өнім 8 - 12 тығыз текше метр отыннан 1 тоннаға жуық көмірді құрайды. Бұл процесте бөлінетін энергия негізінен оны қамтамасыз етуге жұмсалады. Биомассаны газдандыру жағдайында, керісінше, шикізаттың басым көпшілігі электр энергиясын өндіруді қамтамасыз ететін жанғыш жоғары калориялы газға айналады (1,4 - 1,8 тонна шикізаттан шамамен 1000 кВтсағ).
AT Соңғы уақыткөмірсутекті отынды үнемдеу қажеттілігіне, газдандыруға қызығушылыққа байланысты қатты отындарөсті. Ағашты және биомассаның басқа түрлерін газдандырудың артықшылығы, пештерде әдеттегі жанудан айырмашылығы, қоршаған ортаны ластайтын заттардың аз мөлшерін қамтиды, т.б. басқа энергетикалық технологиялармен салыстырғанда қолайлы экологиялық көрсеткіштер.
Генератор газын алу және электр энергиясын өндіру
Енді өнеркәсіптік кәсіпорындарда ағаш қалдықтары және басқа да биоөнімдер ең жақсы жағдайда ұсақталған ағаш жоңқалары немесе отын түйіршіктері тиелген пештер мен қазандық пештерде жағылады. Бірақ стандартты пештердің тиімділігі төмен, үнемі тазалауды және жөндеуді қажет етеді, жанбаған күрделі және зиянды көмірсутекті қосылыстар мен күл түтін түрінде атмосфераға шығарылады.Генератор газы отын ретінде ағаштың және биомассаның басқа түрлерінің тікелей жануына қарағанда сөзсіз артықшылықтарға ие. Өндіруші газ, табиғи газ сияқты, құбырлар мен бөтелкелер арқылы ұзақ қашықтыққа тасымалдана алады; күнделікті өмірде тамақ дайындауға, суды жылытуға және жылытуға, сондай-ақ технологиялық және электр станцияларында қолдануға ыңғайлы. Газды жағуды автоматтандыру оңай; жану өнімдері ағаштың және биомассаның басқа түрлерінің тікелей жану өнімдеріне қарағанда улылығы азырақ.
Өндіруші газ әрі қарай химиялық өңдеу үшін шикізат ретінде және кептіргіш оттықтары, пештер, қазандықтар, газ турбиналары үшін ыңғайлы және тиімді отын ретінде пайдаланылады, бірақ көбінесе газ поршенді қондырғылар. Осылайша, қасиеттері бойынша табиғи газға ұқсас және соңғысының орнына пайдалануға болады.
Жанғыш газ алу үшін қатты отынды газдандыру технологиясы жаңа емес. Газдандырудың пионерлері ағылшындар, немістер және француздар болды (шамамен 1805 - 1815). Алғашында газ тек шамдар мен шамдар арқылы көшелер мен тұрғын үйлерді жарықтандыруға, кейін отын ретінде пайдаланылды. Мәскеуде жасанды газ өндіруге арналған жабдықтар жарты ғасырдан кейін (1865) пайда болды. Содан кейін британдық мердігерлер қаланы жарықтандыруға монополияға ие болды, сонымен қатар жасанды газ зауытын салуға арналған жабдықтарды, газ құбырларын, фонарларды, оттықтарды, есептегіштерді және т.б. бажсыз әкелінді.Газдандыруға арналған көмір де Англиядан әкелінді. 1905 жылға қарай Мәскеуде 215 верст газ желілері, 8735 газ шамдары және 3720 жеке газ тұтынушылары болды (Мосгаздың тарихи деректері). Табиғи газ Мәскеуде 1946 жылы ғана пайда болды (Саратов-Мәскеу магистральдық газ құбыры). Бастамас бұрын 60-шы жылдары КСРО-да қатты отынды газдандыру айтарлықтай кең тарады: декомптан 350-ден астам газ генераторлары шығарылды. қатты отын түрлері шамамен 35 млрд м3/жыл генераторлық газдар әртүрлі мақсаттарға арналған.
Яғни, бастапқыда газ өнеркәсібі өндіруші газды өндірумен және таратумен айналысып, тек 20 ғасырдың ортасында ғана табиғи газға көше бастады.
20-50 жылдары. өткен ғасырда ағаш газ генераторлары автомобильдерге, автобустарға, тракторларға және жаппай шығарылатын басқа да жабдықтарға орнатылды (мысалы, отандық ГАЗ-42, ЗИС-21 автомобильдері). Ағаш өнеркәсібінде ағаш кесетін станоктар мен скидтер газ генераторларымен жабдықталды. Фотосуретте өте ықшам газ генераторымен жабдықталған неміс мотоциклі көрсетілген. Соғыстан кейін көліктік газ генераторлары мобилизациялық резервте ұзақ уақыт сақталды.
Мұнай химиясының дамуымен байланысты электр энергиясы мен мотор отынының төмен құны шағын және баламалы электр энергиясын өндіруді дамытуға ынталандырмады. Қазір еліміздегі жағдай баламалы энергия көздерін пайдаланудың пайдасына тез өзгеруде. тіпті кәсіпорынды немесе үй шаруашылығын электр немесе газ желісіне қарапайым қосу жиі күрделі мәселеге айналады.
Қазіргі уақытта көптеген шетелдік және отандық институттар мен компаниялар ағаш және басқа да қатты отынды газдандыру қондырғыларын жасауда. Үстінде ішкі нарыққазірдің өзінде фермерлер үшін шағын газдандыру қондырғылары бойынша ұсыныстар бар және т.б., бірақ өнеркәсіптік кәсіпорындарал орманды ауылдарға күштірек электр станциялары. Газ өндіретін қондырғылар қуаты бойынша ерекшеленеді: шағын - 100 кВт дейін; орташа - 100-ден 1000 кВт-қа дейін; жоғары қуат - 1000 кВт-тан астам. Ағаш қалдықтарын және биомассаның басқа түрлерін газдандыру үшін қолданылатын газ генераторларының көптеген түрлері мен ондаған конструкциялары бар. Олардың ішіндегі ең танымалы - тікелей және кері жану генераторлары, сонымен қатар сұйық қабат генераторлары.
Газ өндіретін қондырғыларда пиролиз ғана болмайды; дұрысырақ, бұл процесс ішінара деп аталады
(яғни толық емес) көміртектің тотығуы (жартылай тотығу). Газ генераторында шикізат газға айналудың төрт кезеңінен өтеді:
Бірінші кезең - жоғары температураның әсерінен материалды тез кептіру; екіншісі – көмір мен шайырдың түзілуімен биомассаның термиялық ыдырауы (пиролизі), кейіннен оның булануы және шайырлы газға айналуы; үшінші – шайырлы газдың органикалық қосылыстарының және көмірдің бір бөлігін жағу; төртіншіден, көміртегі диоксиді СО 2 ыстық көмірдің бетінде оның СО тотығына дейін, су H 2 O сутегі Н 2 дейін тотықсыздануы.
Газ генераторларында болатын реакциялардың көпшілігі экзотермиялық, яғни. энергияның бөлінуімен бірге жүреді. Биомассаны газға айналдыру процесіне қатысатын негізгі химиялық элементтер көміртегі, ауа оттегі және су болып табылады. Тотықтырғыштар – оттегі, көмірқышқыл газы және су буы (реакциялар 1-3). Ағашты газдандыру кезінде жүретін негізгі химиялық реакциялар:
C + 0,5 O 2 → CO 2 - 109,4 кДж / моль (1)
C + CO 2 → 2CO + 172,5 кДж / моль (2)
C + H 2 O → CO + H 2 + 131,2 кДж / моль (3)
C + O 2 → 2CO 2 - 284,3 кДж / моль (4)
CO + H 2 O ↔CO 2 + H 2 ± 131,4 кДж / моль (5)
C + 2H 2 → CH 4 + 74,8 кДж/моль (6)
CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O - 206,2 кДж/моль (7)
CO + H 2 → 0,5CH 4 + 0,5 CO 2 - 123,8 кДж/моль (8)
Қатты отынды газдандырудың тікелей өнімі (шикі газ деп аталатын) әрқашан белгілі бір мөлшерде Көмір қышқыл газыСО2, су H2O, метан СН4 және оған қоса кейде одан да жоғары көмірсутектер, ал ауаны пайдаланған кезде де NO2. Биомассада аз мөлшерде күкірт болуына байланысты H2S түзіледі. Қатты отынды газдандыру жылдамдығы айтарлықтай температураға байланысты. Қысымның жоғарылауымен CH4 концентрациясы артады. Алынған газдың құрамы газ генераторының схемасына және технологиялық режимге байланысты.
Газ генераторынан шығатын газ жоғары температураға ие және құрамында көп мөлшерде қоспалар (күл және шайыр) бар, сондықтан газ генераторының қондырғылары арнайы газды салқындату және тазарту жүйелерімен жабдықталған.
Бірнеше мегаваттқа дейінгі жылу жүктемесі бар шалғайдағы тұтынушыларды автономды электрмен жабдықтау және зауыт биомассасының қалдықтарын қайта өңдеу мәселесін шешу үшін ауамен жарылыспен қабаттық типті аппараттарда термохимиялық газдандыру технологиясын қолдану тиімді болып табылады. Бұл қондырғылар дизайн және пайдалану жағынан ең қарапайым болып табылады. Алынған газдың жылулық мәні 3,5–5,0 мДж/м3 және іштен жанатын қозғалтқыштар мен жану құрылғыларында қолдануға жарамды.
АҚШ пен ЕО елдерінде биомассаны кәдеге жарату және газдандыру мәселелеріне көп көңіл бөлінеді, бірақ Қытай мен Үндістан бұл бағытта көшбасшы болып келеді.
Ресейде оларды қамтамасыз ету үшін көптеген аймақтар қол жетімді емес табиғи газ, ал сұйық отын немесе көмірді жеткізу жоғары шығындармен байланысты. Оңтайлы шығу жолы - биоотыннан электр энергиясын өндіруге арналған қондырғыларды пайдалану.
Ауыл шаруашылығы, астық өңдеу, орман және ағаш өңдеу кәсіпорындары үшін сұйылтылған қабат газ генераторларына негізделген өнеркәсіптік электр қуатын газдандырудың сериялық «кілт» жүйелерін, мысалы, қытайлық Chongqing Fengyu Electric Equipment компаниясы шығарады.
Кәсіпорын ұсынған технология бойынша ұсақталған және кептірілген ағаш қалдықтары, гидролиздік лигнин, сабан, күріш пен күнбағыс қауызы, мақта сабағы және т.б. бункерден газдандыру колоннасына беріледі. Алынған синтетикалық газ салқындатылып, шаң мен шайырдан тазартылып, аккумуляторға түседі. Газды тазарту және салқындату жүйеде айналатын қайта өңделген судың көмегімен жүзеге асырылады. Газдандыру қондырғысы құрылымы бойынша принципті түрде қарапайым және салыстырмалы түрде ықшам. Суды салқындату тоғанда немесе бассейнде - салқындатқышта жүзеге асырылады. Алынған жанғыш синтетикалық газ газ поршеньді қондырғыға (газ генераторына) жіберіледі немесе басқа мақсаттарға пайдаланылады.
Газдандыру қондырғыларының энергия тиімділігі жоғары. Сонымен, 1 кВт электр энергиясын өндіру үшін шамамен 1,3-1,8 кг күріш қабығы (сабан) немесе 1,1-1,6 үгінді немесе лигнин қажет. Толық жабдықтың құны алынған 1 кВт электр қуатына 1000 АҚШ долларынан аз.
Газ өндіруші құрамы
Осы зауыттардағы ағаштан және басқа қалдықтардан алынатын генераторлық газдың құрамы кестеде келтірілген:Генератор газының жанғыш компоненттері көміртегі тотығы (СО), сутегі (Н2), метан (CH4) және басқа көмірсутектер (CmHn) болып табылады. Алынған синтетикалық газдың жылулық құндылығы қолданылатын шикізат түріне байланысты және 1100-1500 ккал/м 3 (4,6~6,3 мДж) құрайды. Мысалы, күріш қауызын өңдеу кезінде алынатын газдың жылулық мәні 1393 ккал/м 3 (5,83 мДж/м 3);
Газ өндіретін қондырғылар 200-ден 1200 кВт-қа дейінгі әртүрлі қондырғыларға ие және көптеген елдерде сынақтан өткен. Қытайда бұл энергоблоктардың өтелу мерзімі 2 жылдан аз.
Газдандыру қондырғыларын жаңа орман және ағаш өңдеу кәсіпорындарын ұйымдастыруда да, жұмыс істеп тұрғандарын, соның ішінде электр және газ желілерінен шалғай аудандарда жаңғырту үшін де сәтті пайдалануға болады. Олар муниципалитеттер, астық тазалау және ауыл шаруашылығы кәсіпорындарын да қызықтыруы мүмкін.