Что такое пиролизная печь

Пиролизная печь своими руками — основные преимущества отопительного агрегата

Экологичная усадьба: Узнаем каков принцип работы пиролизных печей и как они устроены. Возможен ли такой вариант, как пиролизная печь своими руками?

Вряд ли стоит говорить о том, что в регионах, где самым доступным топливом были дрова или уголь, большой популярностью пользовались твердотопливные котлы и печи.

Тот, кто хотя бы раз сталкивался с этим видом нагревательных приборов, знает, насколько они неудобны. Конечно, в любой момент их можно заменить, к примеру, электрическими аналогами, но это не выход из положения. Ведь электричество сегодня — самый дорогой энергоноситель.

Все решилось, как всегда, достаточно просто. На рынке появились пиролизные печи и котлы. Каков принцип их работы, и как они устроены? Возможен ли такой вариант, как пиролизная печь своими руками?

Что такое пиролиз?

Начнем именно с этого вопроса, потому что он заложен в принципе работы такой печи. Пиролиз — это медленное сжигание топлива при не очень высоких температурах (200–800С) и малом количестве кислорода. Если рассмотреть, как сгорают те же дрова, то они практически не горят. Этот процесс правильнее назвать тлением.

Кстати, специалисты нередко называют такое горение сухой перегонкой. В процессе тления дрова разлагаются на два элемента — древесный кокс (это твердая часть) и пиролизный газ. Вся эта схема была задумана лишь для того, чтобы получить именно газ, который в дальнейшем по технологии смешивается с кислородом и сжигается в соседней камере. При этом создается очень высокая температура, которая и идет на обогрев помещения.

Удивительно то, что сам пиролизный газ связывается с углеродом, и этот химический элемент тоже участвует в процессе горения. А это приводит к тому, что выходящий из печи дым практически не содержит вредных для окружающей среды химических веществ. Заметим, что и кокс не является отходом производства. Он прекрасно горит, выделяя определенное количество тепловой энергии. Так что действие такой печи двойное.

Необходимо отметить еще один очень интересный факт. Процесс пиролиза является экзотермическим. Это значит, что выделяемое при сгорании топлива тепло идет не только на обогрев помещения, но и на просушку дров, а также пиролизного газа. А вы прекрасно осведомлены о том, что чем ниже влажность топлива, тем оно эффективнее выделяет тепловую энергию.

Достоинства и недостатки пиролизных печей

К сожалению, недостатков у этих агрегатов хватает, хотя они обладают достаточно весомыми преимуществами. С них и начнем.

Достоинства

• Высокий коэффициент полезного действия. По сути, это печи длительного горения. Если правильно разместить дрова в камере сгорания, то они могут тлеть там от 8 до 48 часов. Все зависит от размеров топки.
• Из первого следует второе — возможность длительной работы в автономном режиме. Этим качеством не отличаются обычные твердотопливные котлы.
• В угарных газах низкий процент канцерогенных веществ.
• В печах длительного горения можно вместо дров и угля использовать различные отходы. Примеру, куски ДСП или ДВП, пластик или резину, отходы сельского хозяйства — стебли и листву растений, початки и прочее.

Внимание! Очень важный момент при выборе вида топлива.

В нем не должно быть большого количества различных негорючих примесей. 30% — это максимальный предел.

Недостатки

Печь в работе

Печи и котлы длительного горения заводского производства — слишком дорогое удовольствие. Вот почему многие домашние мастера изготавливают их своими руками. Кстати, качество самодельных агрегатов ничуть не ниже заводских. Конечно, внешний вид намного уступает, но КПД не ниже.

• Достаточно большие размеры отопительного прибора.
• Особые требования к топливу. Считается, что используемые дрова должны быть сухими, в противном случае пиролизный процесс не происходит. А это — снижение КПД. По сути, пиролизный газ смешивается с влажными парами, поэтому и не сгорает полностью. Он просто с угарными газами и дымом выходит через дымоход на улицу.
• К сожалению, печи и котлы такого типа привязаны к сети переменного тока. Самостоятельно обеспечить себя хорошей тягой они не могут, поэтому в конструкцию агрегата встраивается вентилятор.

Устройство пиролизной печи

Основная особенность конструкции печи длительного горения — это наличие двух топок. В первую топку закладываются дрова, которые там и тлеют, выделяя пиролизный газ. Последний поступает во вторую топку, куда принудительно подается свежий воздух. Полученная воздушно-газовая смесь там и сгорает.

Обе топки разделяет металлическая перегородка с зазором для прохождения газа и дыма. Как было сказано выше, для увеличения тяги в дымоход устанавливается вытяжной вентилятор. Есть и другая модель, в которой вентилятор устанавливается около второй камеры сгорания. Он обеспечивает подачу кислорода и вытяжку угарных газов в принудительном порядке.

Рабочая схема печи

Схема котла

Возвращаемся к теме нашей статьи. Самостоятельно собрать печь длительного горения пиролизного типа очень сложно. Для этого вам потребуется внушительный список материалов. Да и навыки работы с определенными инструментами также пригодятся. К примеру, вы должны быть профессиональным сварщиком. Добавим, что для изготовления такого котла вам придется изрядно раскошелиться. Но даже это будет в несколько раз дешевле, чем приобретение агрегата заводского исполнения.

Перед тем как приступать к реализации намеченного плана, рекомендуем найти в интернете схему конструкции, рассчитать ее мощность и только после этого переходить к подготовительным работам.

Самая распространенная схема пиролизного котла — это агрегат Беляева мощностью 40 кВт. Он обеспечит теплом достаточно большой частный дом. Но это лишь один вариант.

Даже котел Беляева можно немного видоизменить, чтобы снизить или увеличить производительность отопительного прибора. К примеру, можно немного уменьшить или расширить топку.

Следует отметить один интересный факт. Очень часто в печах длительного горения в качестве теплоносителя используется не жидкость, а воздух. Для этого по всем помещениям дома устраивается трубопровод, по которому и движется горячий воздух.

Данная конструкция прокладывается или по потолку, или по стенам. Обратка располагается у пола, и в ней охлажденный воздух движется самотеком к печи. Очень даже эффективная схема, особенно, если хозяева редко посещают загородный дом.

В таком варианте теплоноситель никогда не замерзает.

Установка пиролизного котла

Установка котла

Внушительный вес пиролизной печки требует прочного и надежного основания, на которое она будет устанавливаться. Поэтому хороший фундамент — главное требование монтажного процесса. Все остальное будет касаться правил пожарной безопасности, которые надо строго соблюдать.

Поэтому:

• Под печь длительного горения организуется отдельное нежилое помещение. Это будет котельная.
• На полу перед камерами сгорания укладывается металлический лист толщиной 2 мм.
• Зазор между стенами и котлом должен быть не меньше 20 см.
• Обязательно наличие в котельной окна минимальной площадью 100 см². Именно через него будет поступать свежий воздух.

Внимание! Дымоход, проложенный через неутепленный чердак, нужно обязательно утеплять. Если этого не сделать, на внутренних стенках дымоходной трубы начнет оседать конденсат. Смешавшись с сажей, он образует деготь. Все это снижает сроки эксплуатации дымохода и уменьшает его внутренний диаметр.

И еще один момент, на который нужно обратить внимание. Изготовление печи длительного горения своими руками требует точного определения коэффициента полезного действия. Если он невысокий, то гарантировать эффективную тепловую отдачу невозможно.

Поэтому еще на стадии запуска необходимо обратить внимание на выходящий из дымохода дым. Вы уже по запаху сможете определить, сколько в нем угарных газов. Если их небольшое количество, то КПД вашего котла достаточно высок.

Кстати, рекомендуем провести такое тестирование на всех мощностных режимах.

Печь или котел?

Выбираем отопление

Сегодня достаточно много споров вокруг, как нам кажется, пустякового дела. А вопрос ставится так — называть ли металлический пиролизный котел печью? Вообще, ситуация не самая тупиковая. Все зависит от того, как удобно вам.

Хотя многие считают, что котел должен устанавливаться в систему водяного или воздушного отопления. А печь должна работать как отопительный прибор по типу радиатора.

А что вы скажете про печи с водяным контуром? Ведь их тоже врезают в систему трубной разводки водяной отопительной схемы.

Но не будем зацикливаться на этом вопросе. Просто рассмотрим, как можно сделать своими руками кирпичную печь, работающую по пиролизному принципу.

Начнем с того, что производители пиролизных котлов считают проблемой изготовление агрегата мощностью меньше 15 кВт. Поэтому в продаже таких экземпляров вы не найдете. А что же делать хозяевам небольших дач и коттеджей? Вот тут-то приходит на помощь та самая пиролизная печь из кирпича длительного горения. По сути, это все тот же котел, только в виде печки, собранной из кирпича.

Важность данной конструкции состоит в том, что в ней необходимо не только выполнять требования принципа пиролиза, но и учитывать высокие тепловые нагрузки на кирпичные стенки. Поэтому правильно проведенная футеровка камер сгорания является основным и жестким требованием, которое увеличивает срок эксплуатации агрегата.

Сама печь длительного горения собирается, как обычная печка, только с двумя соседними топками. Они разделяются кирпичной перегородкой, в которой снизу установлены колосниковые решетки из чугуна. В одной камере сгорает древесина, а во второй — пиролизный газ, который затягивается в топку с помощью вентилятора. Здесь же происходит его обогащение кислородом, который поступает сюда через вентиляционный канал, установленный в полу камеры сгорания.

В перегородке меду камерами делается воздушный коллектор, по которому угарные газы и тепловая энергия поступают в еще одну камеру с теплообменником. А далее все оставшиеся продукты сгорания топлива направляются в дымоход.

Заключение 

К сожалению, твердотопливные котлы постепенно уходят из употребления. Многие жители городов и деревень в погоне за удобствами стараются использовать газовые или электрические отопительные агрегаты. Основная причина — автономность эксплуатации. Но с достоинствами этих приборов мы теряем большее. Уют и тепло дома всегда создавала печь, в которой потрескивали дрова.

Да и явная экономия налицо, так что стоит еще раз задуматься над выбором. Тем более, выезжая за город в свой небольшой домик, мы стараемся найти в нем успокоение и уединение. А такие мелочи, как потрескивание дров, помогают в этом. опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Источник: https://econet.ru/articles/177033-piroliznaya-pech-svoimi-rukami-osnovnye-preimuschestva-otopitelnogo-agregata

Принцип работы и особенности конструкции пиролизных печей — «Все о котлах отопления»

При отсутствии централизованной подачи такого удобного энергоресурса, как природный газ, проблема отопления зачастую решается с помощью электроэнергии или угля.

Однако высокая стоимость этих энергоносителей всё чаще становиться причиной использования более дешёвого вида топлива – любых древесных отходов.

Определение! Пиролизные (газогенераторные) печи являются отопительными агрегатами, дающими возможность добиться наиболее полного сгорания древесины или иного вида топлива с получением максимально возможного количества тепла для отопления.

Принцип работы пиролизных печей

Принцип действия отопительных агрегатов данного типа основан на использовании эффекта пиролиза.

Определение! Пиролизом называют процесс разложения топлива на твёрдый компонент и летучую часть, называемую пиролизным газом. Этот газ отличается прекрасной горючестью и высоким коэффициентом теплоотдачи. Пиролиз осуществляется в особых условиях, подразумевающих наличие высоких температур в сочетании с недостатком воздуха.

Основные этапы работы пиролизных печей:

• Топливо загружают в камеру загрузки, поджигают, дверцы закрывают.
• В первой камере топливо обугливается с выделением древесного газа.
• Все выделяемые топливом продукты сгорания направляются в камеру сгорания. В эту камеру подаётся воздух, способствующий эффективному сгоранию летучих газообразных веществ. Часть тепла уходящих газов передаётся к нижнему слою дров или иного топлива и способствует поддержанию процесса пиролиза.

Внимание! Пиролизные печи иначе называют отопительными агрегатами длительного горения и могут работать на одной закладке древесины – до суток, угля – до нескольких суток.

Особенности конструкции пиролизных печей

Основной особенностью устройства печей, использующих процесс пиролиза, является разделение топки на две части. Эти пространства разделены колосником, на который загружают топливо. Первичный воздух поступает сверху вниз и проходит через слой загруженного топлива.

Внимание! Топкам, имеющим такую конструкцию, характерно высокое аэродинамическое сопротивление, поэтому в большинстве случаев необходимо организация принудительной тяги. Для небольших отопительных агрегатов используется дутьевой вентилятор, иногда целесообразно устанавливать дымосос.

Преимущества и недостатки пиролизных агрегатов длительного горения

Время работы газогенераторной печи на одной закладке топлива зависит от многих параметров – наружных климатических условий, требуемой температуры  в помещении, утепления строения, вида и влажности топлива, точности проекта отопительной системы. Но, согласно отзывам, пиролизные печи на одной закладке топлива в любом случае работают гораздо дольше, по сравнению с печами классической конструкции.

Можно отметить дополнительные достоинства таких печей:

• В отработанных газах после пиролизных агрегатов присутствует уменьшенное количество канцерогенных веществ. Это обеспечивается взаимодействием при горении пиролизного газа с активным углеродом. В итоге этого процесса отработанные выходящие газы представляют собой, по большей части, смесь углекислого газа и водяного пара. Поэтому в таких печах можно утилизировать без вреда для природы даже резину и полимеры.
• При обычном сжигании дров, особенно влажных, не удаётся достичь таких высоких температур, которые возможны при сгорании древесного газа, полученного в результате пиролиза.
• Данное оборудование – идеальный вариант для местностей, в которых трудно найти подходящее топливо для обогрева жилья.

К недостаткам пиролизных агрегатов можно отнести следующие факторы:

• Пиролизные печи на дровах требовательны к влажности топлива.
• Необходимо постоянное присутствие электропитания.

Топливо для пиролизных агрегатов

Газогенераторные печи для отопления могут работать на дровах, любых отходах пиломатериалов, пеллетах, угле, коксе, опилках и даже шелухе от семечек.

Если для работы агрегата используется сухая древесина, то печь работает с максимальной мощностью, а период её службы увеличивается. 1 кг древесины, содержащей 20% влаги, имеет теплоту сгорания 4 кВт/час, при содержании 50% влаги – теплота сгорания снижается в два раза.

Об эффективности работы печей длительного горения говорит следующий факт. При сгорании в них 1 кг опилок, влажность которых не более 16%, выделяется тепла в четыре раза больше, чем при сжигании в обычной печи 1 кг берёзовых дров.

Источник: http://kotel-otoplenija.ru/princip-raboty-i-osobennosti-konstrukcii-piroliznyx-pechej

Пиролизные печи длительного горения: устройство и способы изготовления своими руками — Дом и участок

Перед каждым владельцем загородного дома встает вопрос, как выбрать систему отопления.

Основным критерием выбора является источник энергии и стоимость строительства и обслуживания системы. Альтернативой сегодня являются пиролизные печи. С каждым годом популярность таких сооружений стремительно растет.

Особенностью пиролизной печи является то, что она работает на твердом топливе, считающемся на сегодняшний день наиболее экономичным источником энергии. Эти печи являются подходящим вариантом для отопления загородного дома или частного дома. Кроме того, пиролизная печь может быть легко построена собственными руками.

Принцип работы и преимущества

Эксплуатация пиролизной печи

Проектирование основано на пиролизе — процессе сгорания газогенератора. При сжигании топлива осуществляется отопление помещения.

Эти топки похожи на топки, работающие на холостом ходу. Тепловая энергия, вырабатываемая при сжигании топлива, используется для нагрева воздуха.

Твердое топливо поджигается и закрывается в топке. Вентилятор введен в эксплуатацию, что приводит к минимальному содержанию кислорода.

Это приводит к разложению топлива на древесный кокс и пиролизный газ. В сочетании с кислородом газ начинает интенсивно гореть, что приводит к большому количеству тепловой энергии. Этого достаточно как для обогрева помещения, так и для подготовки горячей воды.

Преимущества пиролизной печи включают, помимо прочего, следующие преимущества

по высокой цене КПД что отражается в контроле мощности и продолжительности горения; Расход топлива;Использование древесных промышленных отходов в качестве топлива; Отсутствие загрязняющих веществ в продуктах сгорания.

Все эти преимущества объясняют растущую популярность современных пиролизных печей. Основным преимуществом дизайна является то, что он может быть выполнен собственными руками. Главное, чтобы под рукой был рисунок такой печи и некоторых материалов. Каждый мастер сможет благоустроить и обогреть свой дом с помощью такой печи.

Схема и составляющие

Пиролизное устройство печи. (Нажмите для увеличения)

Конструкция печи очень проста. Она состоит из двух камер сгорания. Эти камеры поддерживают пиролиз во время горения.

Первая камера используется для загрузки твердого топлива, плотно закрывается и предотвращает попадание кислорода в зону горения.

При сжигании топлива без кислорода выделяется пиролизный газ и подается в следующую камеру. В этой камере сжигается газ. Для улучшения процесса сгорания вторая камера снабжается вторичным газом.

Традиционная печь состоит из таких функциональных элементов и узлов:

Газовые камеры; решётчатой металлической решётки; камера, в которой сжигается топливо; системы подачи воздуха.

При сборке пиролизной печи собственными руками следует учитывать наличие всех компонентов. Если в системе нет ни одного из этих компонентов и камер, то печь будет работать не так, как хотелось бы.

Варианты самостоятельной сборки

Пиролизная печь из металлического бочонка

Печь для пиролиза довольно дорогая, поэтому многие владельцы задумываются о том, как это сделать своими руками.

Домашние конструкции могут быть изготовлены из различных материалов, таких как газовые баллоны, баллоны, бочки, кирпичи и многое другое.

В зависимости от материала производства, все печи разделены условно:

Каменные или кирпичные печи используются редко. Это потому, что строительство требует много усилий и времени.

Разумеется, в последнее время такие конструкции претерпели некоторые изменения, позволившие значительно повысить их эффективность. Что касается металлических печей, то они особенно популярны. Дело в том, что они могут быть даже изготовлены из старого газового баллона.

пиролизная печь Лачинянка

В В зависимости от принципа работы, используемого топлива и материала, все печи подразделяются на эти типы печей: печь, работающая на обработанном масле; Печь Кузнецова; Девушка из Лачина; булевскую печь; Бубафон.

Принцип действия всех этих конструкций один — догорание газа, выбрасываемого из топлива. Однако при выборе промышленного образца необходимо учитывать некоторые специфические особенности каждого типа.

Например, печи, работающие на отработанном масле, нежелательны для использования в ванных комнатах и других жилых помещениях. Они идеально подходят для обогрева гаражей и других нежилых помещений.

Конечно, следует иметь в виду, что маленькие печи, работающие на отработанном масле, имеют высокую производительность. Для работы вам понадобится только одна чашка масла.

Из кирпича

Мы должны построить печь:

Рисунок пиролизной печи — общ. планы. (Нажмите, чтобы увеличить)

Керамический и шамотный кирпичи; Стальные листы; Чугунные решетки; Вентилятор мощностью 300 Вт; дверь пожарной камеры и взрывающаяся дверь; сварочный аппарат; упражнение; болгары и другие.

С помощью этих материалов и инструментов вы можете построить печь своими руками. Конечно, не стоит забывать некоторые нюансы, от которых будет зависеть прочность и эффективность работы отопительной конструкции.

Если вы выбрали кирпичную печь, то процесс строительства выглядит следующим образом:

Освободите территорию и установите фундамент. Лучшим вариантом было бы создание ленточного фундамента. Он должен быть очень прочным. После того, как фундамент затвердеет, можно приступать к возведению стен.

Для этого они используют высококачественный огнеупорный кирпич с длительным сроком службы. Внутри печь облицована глиняными кирпичами, которые выдерживают высокие температуры. Монтаж дымохода.

Здесь лучше всего использовать металлические вставки или керамические структуры.

Помните: к укладке дымохода необходимо подойти с большой ответственностью и заранее проконсультироваться с профессиональным печщиком.

Все работы выполняются в соответствии с заранее составленным планом, который лучше согласовывается со специалистом.

При необходимости конструкция может быть декорирована. Для этого часто используются облицовочные камни, камни и другие материалы, способные выдерживать высокие температуры.

Из газового баллона

Печи пиролиза металлов часто изготавливаются из старых газовых баллонов и называются Бубафонья.

Особенностью печи Boubafon является то, что ее можно использовать для приготовления различных видов топлива.

Инструменты необходимы для того, чтобы сделать такую конструкцию своими руками:

молотком; Болгарский; Сварочный аппарат и электроды; Плоскогубцы.

Процесс изготовления печи «Бубафонья» осуществляется именно в таком порядке:

Отрежьте верхнюю выпуклую часть бака.

Внимание: Отрежьте верхнюю часть цилиндра ниже или выше сварного шва, так как сварной шов усиливается изнутри металлической пластиной, которая может усложнить процесс резки.

В центре открывается канал. В верхней части корпуса резервуара имеется отверстие для дымохода. Сделайте газорассеивающее устройство с трубкой, через которую кислород подается во вторую камеру. Приварить дымовую трубу.

Как видите, плиту легко построить собственными руками из баллона с газом. Но стоит обратить особое внимание на обрезку резервуара. Прежде чем работать с болгарской женщиной, убедитесь, что в баке нет газовых остатков, бак полностью заполнен водой.

Советы по эксплуатации

Для обеспечения правильной работы печи необходимо следовать некоторым профессиональным советам:

Для отопления используются твердые виды топлива, влажность которых не должна превышать 20%. Дымовая труба металлической печи должна быть съемной, чтобы сажа и конденсат могли быть легко удалены.

Во время работы нагреватель нагревается до высоких температур, поэтому поблизости не должно быть легковоспламеняющихся предметов или конструкций. Узнайте, как управлять блоком предохранителей, чтобы выбрать оптимальный вариант.

Соблюдение всех этих инструкций гарантирует длительный срок службы печи. И не забудьте обратить особое внимание на правила пожарной безопасности.

В этом видео вы узнаете, как сделать маленькую пиролитическую печь из банок собственными руками:

Источник: https://b-dom64.online/dom/otoplenie/piroliznye-pechi-dlitelnogo-gorenija-ustrojstvo-i-sposoby-izgotovlenija-svoimi-rukami.html

Печь пиролизного типа: принцип работы, схема, самостоятельное производство

Жители отдаленных жилмассивов или дачных участков, где все еще недоступны цивилизованные блага в виде газовой магистрали, задаются вопросом эффективного и экономично выгодного отопления.

Процесс длительного горения, воспроизводимый пиролизным котлом, позволяет существенно экономить при малом расходе топлива. Сравнивая ее с другими представителями отопительного сегмента, отмечается более длительное функционирование из расчета одной заправки. Именно такая особенность и делает эти устройства столь популярными.

Принцип пиролиза

Пиролиз – термическое расщепление органических или неорганических соединений (уголь, древесина и т.д.) в условиях недостатка кислорода. Это значит, что топливные материалы не сгорают до тла, а начинают разлагаться на твердые осадки при этом, выделяя пиролизные газы. После, газовая субстанция смешивается с кислородом, что приводит к полному сгоранию и топливных остатков, и газа.

Фото 1 Заводские печи пиролизного вида выглядят компактно и разнообразно.

Важно знать! Выходит, что для сжигания продуктов горения в технологии используется два этапа. Таким образом первая стадия (пирогенетическая переработка древесины) предполагает расщепление топлива на твердые остатки, в результате чего воспроизводится процесс получения кокса. Однако этот этап не является основным. Наибольшая теплоотдача обоснована соединением газа и воздуха, происходящее на второй стадии.

Устройство пиролизной печи

Для лучшего понимания опционального устройства такого рода конструкции, рассмотрим подробнее принцип ее функционирования и работу каждого элемента по отдельности. Стоит отметить, что эти приборы для отопления имеют нестандартное расположение отсеков за счет чего и удалось достичь высокого КПД и высоких экономичных показателей. Алгоритм работы печи, работающей по принципу пиролиза, выглядит следующим образом:

1. Как и у других представителей, в корпусе прибора есть топка встроенного типа, в которую закладывают древесину. К особенностям этого отсека относится ограничения притока воздуха. Все детали здесь герметичны — дверца плотно закрывается. Также есть и вентилирующий аппарат, выполняющий приточно-вытяжную функции.
2. После закладывания дров, поджиг осуществляется либо вручную, либо посредством специальной горелки.

Фото 2 Схема работы пиролизной печной конструкции.

1. Для того, чтобы разгорелись дрова потребуется какое-то время. После этого доступ кислорода в этот блок ограничивают.
2. Недостаток воздуха провоцирует не горение, а обугливание, из-за чего происходит выделение газов. Посредством воздушного канала летучая смесь поступает в следующую камеру. На этом уровне газ смешивается с кислородом, смесь которых и подлежит горению. В этот момент образуется больший процент теплоотдачи.

Важно знать! Пиролизные печи представленышироким разнообразием модельного ряда. Существенное отличие заключается в типе второго блока. В некоторых модификациях есть дополнительное вентилирующее устройство, в других – этот участок обслуживает вентилятор топочного отсека. Есть образцы, функционирующие на естественной тяге. В этом случае, дымоотводный механизм оснащен несколькими заслонками для герметизации устройства.

1. Для выгрузки угля и в промышленных, и в бытовых приборах используется вращающаяся реторта. Чаще всего она представлена прибором круглой формы, опускающимся на печные опоры.
2. Если не производить извлечение угля, он также будет подлежать горению, при этом поддерживаются необходимые температурные показатели в первом топочном отделе. В результате все процессы практически безотходные – топливные материалы сжигаются до тла, с минимальным количеством остаточной золы.

Важно знать! Пиролизную печь требуется очищать от золы не чаще одного раза в неделю, при условии постоянного использования. Если эксплуатация проводится не ежедневно, тогда реже.

Достоинства и недостатки

Прибор пиролизного типа обладает обширным списком преимущественных характеристик. Остановимся на ключевых:

• высокая экономичность достигается благодаря полному выгоранию топлива. Один цикл загрузки позволяет намного дольше обеспечивать теплоотдачу, в сравнении с аналогами.
• Быстрый прогрев прибора. За счет этого обеспечивается эффективный обогрев комнаты в короткие сроки.
• Уровень КПД достигает 85%.
• Использование экологически чистых материалов при производстве, а также для обеспечения работы, не выделяющих при нагревании вредоносных для здоровья человека и экологии веществ. Печь практически бездымная.
• Диапазон мощности регулируется в зависимости от потребностей пользователя — 5-100 %.
• Обзорное устройство может работать в паре с контуром отопления.
• Пиролизный прибор не требует постоянного контроля. био-топлива осуществляется один раз в день, а процесс очистки выполняется единожды в неделю, при этом не требуется выключения аппарата.
• Прибор является универсальным, что позволяет использовать разные виды топлива – жидкого или твердого состава. Представлены также образцы, функционирующие на отработанном масле.

Фото 3 Поэтапность процессов теплообразования.

Несмотря на преобладание положительных сторон, подобные конструкции обладают и рядом недостатков:

• для обеспечения достаточного уровня прогрева требуются печи больших габаритов;

Фото 4 Опциональное устройство конструкции, работающей на принципе пиролиза.

• требуется обустройства площадки под размещение топливных материалов;
• любой процесс горения сопровождается выделением примесей и запахов. Несмотря на то, что особенность этой печи в том, что дыма практически не образуется, все же в помещении, где размещено устройство, требуется организовывать систему вентиляции.
• Выделяющиеся газы имеют достаточно низкую температуру, поэтому на выходе скапливается конденсат. Его присутствие отмечается в дымоотводе и в выходном канале. В некоторых заводских моделях для его сбора предусмотрен накопитель, требующий периодического очищения.

Совет! При самостоятельном воспроизведении печного устройства необходимо выбирать дымоотвод с большим диаметром. По такому же принципу организуется и система выхода, обязательно утепленная на участке, выходящем на улицу. Таким образом удается устранить проблему замерзания, при понижении внешних температурных показателей.

• Для обеспечения максимально эффективной работы требуется монтировать в прибор нагнетатель, а для отопительной системы встраивается насос. Все эти приборы привели к зависимости всей печи от электропитания.

Методы производства маломощной пиролизной печи своими руками

Несмотря на то, что конструкционно печь имеет сложное устройство, возможен вариант и самостоятельного воспроизведения отопительного механизма. Самые простые модели выполняются методом кирпичной кладки или с использование баллона из-под газа, однако эстетически привлекательной можно назвать только прибор, выполненный из листов металла.

Фото 5 Схема-чертеж пиролизного котла.

Обзорные конструкции, обладающие небольшой мощностью (25 кВт) подойдут для обогрева дачного дома или любых подсобных помещений, с общей кубатурой не более 100 м2. Небольшое устройство будет иметь отличительные особенности в сравнении с классическим вариантом исполнения:

• не подсоединяется к центральной системе обогрева;
• не требуется устанавливать нагнетатель, т.к. в этом случае топочный отсек размещается выше уровня газифицирующей камеры. Это позволяет создать естественную тягу.
• Поскольку устройство не является автоматическим, потребуется периодически регулировать режим горения и контролировать работу аппарата.

Важно знать! Качественная работа печи основана на следующих принципах: кислород в газифицирующий отсек подается в небольших дозах. Для этого обустраивается регулирующая система – заслонка. Также здесь делается воздухоотвод, через который в устройство подается нужный объем воздушных масс.

Фото 6 Конструкционные детали маломощного пиролизного прибора.

Процесс самостоятельного производства обзорного прибора состоит из таких этапов:

1. Используя выбранную схему из стальных листов оборудуется корпус печи. С помощью сварочного аппарата свариваются все элементы короба. Делаются два отверстия для последующего оборудования дверцами зольника и топки. Обязательно учитывается размещение – топочный блок находится над поддувалом. Их разделяет колосниковая решетка из чугуна.

Совет! Роль простейшей регулировочной системы подачи воздуха может выполнять дверца зольника.

1. Блок сжигания газовразмещается прямо над первичной газифицирующей камерой. Они разделены посредством отсекающей пластины, произведенный из термостойкого стального листа. В топке оборудуется канал подачи кислорода, в котором роль регулятора выполняет заслонка.
2. Дверцы изготавливаются из того же листового металла. Усилить конструкцию помогают уголки. Чтобы обеспечить должный уровень пожаробезопасности на дверцах обязательно делают защелки.

Важно знать! В продаже представлен широкий ассортимент готовых деталей для печных устройств, в том числе и дверцы с защелками.

1. Внутри печного блока ведется укладка шамотного огнестойкого кирпича. Таким образом конструкция защищается от прогорания, а также обеспечивается равномерное распределение тепла.

Совет! Поскольку кирпич обладает хорошей теплопроводимостью, а также может долго удерживать тепло на поверхности им можно облицовывать и сам камин. Дымоотводная труба обязательно подлежит теплоизоляции с наружной стороны, выходящей на улицу. Тяга в конструкции регулируется с помощью шибера.

Фото 7 Вид самодельного котла, работающего по принципу пиролиза.

Среди ряда теплообразующих устройств печь пиролизного типа имеет ряд существенных преимуществ, благодаря чему и пользуется популярностью.

Остались вопросы? С радостью поможем!

Источник: https://KaminOchag.ru/kontent/stati/pechi/pech-piroliznogo-tipa.html

Пиролизные печи длительного горения для дома

При выборе способа отопления и горячего водоснабжения дома люди особое внимание уделяют его стоимости и практичности, так как это будет влиять на регулярные ежемесячные расходы в течение многих лет. Конечно, каждое решение имеет свои плюсы и минусы.

Преимущество пиролизных печей по сравнению с традиционными котлами для твёрдого горючего включает низкое отрицательное воздействие на окружающую среду, снижение расхода топлива и уменьшение затрат на обслуживание.

Пиролизную печь без особых затрат можно сделать своими руками

История технологии

Нагревание органических материалов при отсутствии кислорода приводит к химическим и физическим изменениям в них. В прошлом эти явления использовались для производства древесного угля. Самый примитивный способ выглядел так: древесину покрывали глиняной насыпью и нагревали при относительном отсутствии воздуха. С помощью такой технологии производство угля достигло пика в XI-XII вв.

Серьёзные последствия подобной переработки лесов ощущаются сейчас в некоторых районах Африки и Азии. При кажущейся простоте этот способ не является экологичным. В результате пиролиза древесины выделяются смолы, представляющие собой летучие продукты с большой молекулярной массой.

Они легко конденсируются при нормальной температуре окружающей среды.

Но несмотря на это, твёрдый остаток (уголь) традиционно является ценным топливом для примитивных аграрных общин, благодаря таким качествам:

• высокое содержание углерода в сравнении с исходной древесиной;
• незначительное содержание серы.

Ранее производство стали, в том числе успешные попытки отливки из неё пушек, было основано на восстановлении оксида железа углеродом в угле. Подобная технология с использованием древесного угля, основанная на переработке эвкалипта, практикуется и в современной Бразилии как экономически оправданное.

Пиролизная печь очень экономична в использовании

Широкое промышленное применение пиролиз нашёл в операциях коксования. Конструкции печей и условия реакций в них менялись в зависимости от спроса и цен на конечные продукты.

В Европе середины XIX века карбонизация угля использовалась для получения газа, которым отапливали и освещали дома. В тот период только королевские дворцы могли пользоваться подобными новшествами.

Бытовое употребление пиролизных газов прекратилось с развитием транспортировки природных углеводородов.

Как сделать пиролизную печь своими руками:

Во время Второй мировой войны многие автомобили и грузовики перевели на древесный газ, сгенерированный в размещённых на транспортных средствах мобильных установках. Их производительность была мала из-за низкой энергетической плотности газа, который, как правило, содержал большое количество азота и других негорючих соединений.

Долговечность двигателей на таком топливе была невелика и снижалась прежде всего из-за летучей золы, попадающей в цилиндры вместе с древесным газом. Но несмотря на эти недостатки, применение подобных машин было оправдано дефицитом топлива. После окончания войны об этих установках забыли вплоть до настоящего времени.

Сейчас проблема получения топлива из биомассы взамен ископаемому снова актуальна.

Современные технологии позволяют получать с помощью пиролиза из отходов древесины и сельского хозяйства высокого качества очищенный газ, пригодный для отопления.

Принцип работы печей

Пиролизом органического сырья называется нагрев биомассы до высокой температуры без доступа воздуха.

Подробное строение пиролизной печи

При таких условиях топливо преобразуется в смесь из трёх видов:

• уголь (твёрдое);
• органические газы (газообразное);
• масла (жидкости).

В зависимости от колебания температуры и скорости протекающих процессов, процентное содержание древесного угля, газа и масел меняется.

Преимущества такого сжигания дерева в сравнении с традиционными:

• большая эффективность при одинаковом количестве сырья;
• незначительное отрицательное влияние на окружающую среду (например, по такому параметру, как СО2);
• небольшое образование твёрдых несгоревших частиц (золы).

Большинство бытовых пиролизных печек и котлов работают на дровах или брикетах. Качественные установки способны функционировать на смешанном сырье (черенки, кора, стружка, опилки, поленья). Независимо от видов топлива, в них происходит три процесса:

1. Сушка и нагрев древесного материала в бункере с выделением газообразных компонентов.
2. Сжигание газообразных продуктов.
3. Сжигание твёрдых компонентов (древесного угля).

Пиролизная печь отлично подойдет для дачи

Каждый из этих этапов требует различных условий, поэтому правильное распределение температуры и других факторов, влияющих на химию процессов, является основой эффективной работы установки. Древесину сушат при температуре ниже 200°C. Процесс пиролиза начинается около 300°C.

При этой температуре целлюлоза, как основной компонент древесины, разрушается с образованием лёгких соединений. Ближе к соплу температура в печи пиролизного горения поднимается до 200-700°C. Там биомасса освобождается от летучих соединений и превращается в древесный уголь.

Выделенные газы нагнетаются в камеру сгорания, где получают доступ к необходимому количеству воздуха для сжигания, сгорают и выделяют тепло. Древесный уголь сжигается на колосниковой решётке. Необожжённые остатки осыпаются в золосборник.

Подробнее о пиролизной печи:

Требования к топливу

Пиролизные печи для дома, работающие на брикетах, могут быть полностью автоматизированы и комфорт их обслуживания в этом случае сравним с газовыми. Топливо для них представляет собой спрессованные под высоким давлением отходы без химических связующих. Подобная технология позволяет производить относительно сухие брикеты с высокой теплотворной способностью. Их свойства, однако, могут быть различным.

https://www.youtube.com/watch?v=4OIZRI8RMqA

Пиролизные печи и котлы работают на самом разнообразном топливе

Большинство из них не разрушаются в процессе сгорания в топке, другие же можно использовать только в смеси с кусковой древесиной или бурым углём.

Мелкие брикеты подаются с помощью шнековых конвейеров, и поэтому они используются в автоматизированных системах, более крупные пригодны только для пиролизных печей длительного горения с ручным управлением. Древесные гранулы, предназначенные для автоматических установок, получают таким же способом, как и обычные брикеты.

Единственное их существенное различие — размеры. Самыми качественными считаются белые пиллеты из мягкой древесины без коры.

Для пиролизных печей на дровах размеры и тип сырья могут значительно влиять на производительность — большая площадь поверхности древесины обуславливает большее количество высвобождающего газа за единицу времени. Твёрдые породы газифицируются медленнее.

Особенности обслуживания

Важный момент заключается в том, чтобы содержать топливо всегда сухим — рекомендуемая влажность 12-20%. Это нужно не только для эффективности сгорания, но и влияет на срок службы печи. Выделяемые при сушке водяной пар и некоторые газы при конденсации образуют гудроны и кислоты, разъедающие оборудование. Из-за того, что теплотворная способность древесины падает вместе с влажностью, растёт её потребление. Сжигание сырого топлива может привести к сокращению службы печей вдвое.

Пиролизная печь не требует постоянного наполнения топливом

Во время пиролизного горения производится меньше золы, чем при обычном сжигании. На практике это означает, что печи газификации требуют меньшей заботы об удалении тяжёлых зольных остатков.

Но летучие золы способны в значительном количестве осаждаться на керамической арматуре камеры сгорания, оставляя всё меньше места для горения. Последнее может грозить перегревом и выходом оборудования из строя.

Поэтому хотя бы один раз в год необходимо чистить лопасти вентиляторов и дымоходы.

В подобном обслуживании нуждаются практически все типы пиролизных печей.

Кроме высокой эффективности, экономии времени на подготовку дров и растопку пиролизные печи, по сравнению с обычными, обладают ещё одним серьёзным преимуществом — возможностью бесступенчатой регулировки мощности. Это свойство вместе с экономичностью, экологичностью и автоматизацией процессов сжигания делает пиролизные печи лучшей альтернативой традиционным способам отопления для загородных домов.

Как сделать пиролизную чудо-печь:



Источник: https://kaminguru.com/pech/piroliznye-dlitelnogo-gorenija.html

Устройство и принцип работы пиролизных печей Советы Строителей На DomoStr0y.ru

Так сложилось, что печи, работающие на твёрдом топливе, в основном используют там, где отсутствует возможность подключиться к магистральному газу. Факт остаётся фактом: многие пользователи выбирают дровяное отопление для своего загородного дома, скрипя сердцем. Эти отопительные устройства ценятся за автономность, простоту и дешевизну, доступность топлива.

Но печи на дровах не блещут своим КПД, нужно часто закладывать топливо и убирать золу, контролировать положение задвижек, регулярно заниматься обслуживанием печки – вот что городского жителя отпугивает больше всего. Не так давно на постсоветском пространстве начали продавать газогенераторные пиролизные котлы «длительного горения».

Инновационная технология была изучена и адаптирована – так появилась пиролизная печь, лишённая ряда недостатков, свойственных обычным моделям.

Пиролизный теплогенератор с естественной тягой

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов.

Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома.

По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Это фабричная походная печка.

Аналогичные по конструкции изделия собирают из жестяных банок и коробов

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси.

В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины.

Топливо для пиролизных теплогенераторов

Дрова являются основным и самым эффективным сырьём для пиролиза, причём лучшим вариантом считаются твёрдые лиственные породы древесины. Но пиролизные печи способны работать и на других видах твёрдого топлива органического происхождения. Это может быть:

• торф,
• уголь/кокс,
• жмых, солома,
• стружка и щепа древесины,
• топливные брикеты,
• пеллетные гранулы.

Обратите внимание! В газогенераторных печках можно утилизировать полимеры, резину, вторичную древесину и другие горючие отходы. Главное, чтобы в каждой такой загрузке было не менее 75 процентов нормального органического топлива.

Физические характеристики топлива (и особенно его качество) сказываются на эффективности пиролизных печей. Например, если на дровах имеется толстая и плотная кора, выход продуктов пиролиза будет в полтора-два раза меньше номинального.

Такой же негативный эффект наблюдается при сжигании древесины, поражённой гнилью.

Многое зависит от размера дров: считается, что крупные поленья обеспечивают большую длительность процесса, но снижают общую энергоэффективность теплогенератора, хотя в некоторых конструкциях можно использовать даже нерубленные чурки.

Основные типы сырья для пиролиза

Обратите внимание! Для нормального функционирования пиролизной печи необходимо использовать хорошо высушенное топливо. Дело в том, что при термодеструкции влажной древесины выделяется большое количество водяных паров, которые смешиваются с пиролизными газами и препятствуют процессу горения.

Условия эффективного протекания процесса пиролиза для каждого вида сырья будут существенно отличаться, поэтому при изготовлении пиролизной печи своими руками чертежи необходимо корректировать, чтобы адаптировать конструкцию под конкретное топливо.

Типы газогенераторных печей

Есть много вполне рабочих конструкций печей, работающих на основе пиролиза. Для их классификации используются как традиционные для твердотопливных отопительных устройств критерии, так и уникальные параметры для этого класса теплогенераторов.

Самодельная пиролизная печка из стальной бочки

По материалу, из которого изготовлены:

• Металлическая печь.
• Кирпичная пиролизная печь.

По способу эксплуатации и назначению:

• Периодического действия (имеет накапливающие тепло материалы, долго отдаёт энергию после прекращения топки).
• Постоянного действия (лёгкая тонкостенная конструкция, нет накапливающего тепло массива, для обеспечения комфортного обогрева необходимо сжигать топливо непрерывно).

По способу передачи тепла:

• С водяным контуром отопления (также может нагреваться вода для ГВС).
• С теплообменниками для нагрева воздуха (для систем воздушного калориферного отопления).
• Теплообменники отсутствуют, отопление помещений осуществляется за счёт теплового излучения, а также конвективного нагрева воздуха при его контакте с горячими поверхностями пиролизной печи.

Эта модель рассчитана на сжигание мелкофракционного топлива (уголь, щепки, пеллеты), которое подаётся из бункера. Камера дожига пиролизных газов расположена над загрузочной, в ней установлен теплообменник водяного отопления

По взаимному расположению камер и типу тяги:

• Камера газификации расположена сверху, а камера дожига пиролизных газов – внизу (иногда они находятся в одном уровне). Тяга принудительная, используются дымососы и дутьевые вентиляторы.
• Камера газификации находится внизу, а пиролизные газы дожигаются в камере, расположенной выше. Тяга в таких печах может быть естественной.

Корпус

Кирпичные пиролизные печи по спецификации материалов ничем не отличаются от обычных дровяных моделей. Для возведения стенок здесь применяется керамический или облицовочный кирпич, выложенный на самодельный глиняно-песчаный раствор или на готовую заводскую смесь. Ядро футеруется шамотом, между ним и облицовкой прокладывают базальтовый картон.

Корпус металлических печей сваривают из высококачественного стального проката, как правило, собираются прямоугольные конструкции. Чтобы сделать пиролизную печь своими руками, также можно использовать цилиндрические заготовки, например, газовый баллон или металлическую 200-литровую бочку, установленную на ножках горизонтально.

Чтобы избежать опасного нагрева наружных поверхностей, металлические пиролизные печи делают с двойными стенками. В полученных полостях часто располагают змеевики-теплообменники, которые являются частью контура ГВС и в случае необходимости прокачкой холодной воды позволяют быстро охладить перегретый кожух. Для защиты металла от прогорания в уязвимых участках камер устанавливается огнеупорный камень.

Обратите внимание! Полости двойного корпуса иногда заполняют водой – получается своеобразная водяная рубашка, как правило, подключенная к системе ГВС. Иногда в пространство между металлическими стенками засыпается песок, играющий роль изолятора и одновременно аккумулятора тепла.

Самодельная пиролизная печь из газового баллонаДля разделки корпуса на камеры здесь используется подвижный нагруженный поршень, который имеет отверстия для прохода летучих элементов пиролиза

Камера сгорания

В любой пиролизной печи есть две камеры. Одна из них – это основная топка, которая предназначена для генерации газа и сжигания твёрдого угольного остатка.

Именно в неё закладываются дрова (или подаётся измельчённое сырьё), которые после розжига продолжают тлеть при закрытых дверцах.

В другой камере осуществляется смешивание летучих продуктов пиролиза с вторичным воздухом, что при наличии высокой температуры (около 1000 градусов) обеспечивает воспламенение газа и его стабильное горение.

Каким бы образом ни были взаимно ориентированы эти камеры, между ними всегда есть проём для перетока пиролизного газа. В конструкциях, где камера дожига расположена ниже топки, между ними устанавливается колосниковая решётка.

В металлических печах с верхним расположением камеры сгорания газов разделка внутреннего пространства выполнена с помощью специальных горизонтальной пластин, которые могут быть полыми и являться также элементами теплообменника.

В аналогичных по компоновке теплогенераторах, собранных из кирпича, между камерами создаётся кирпичная переборка с так называемым «газовым окном» или «форсункой».

Вентиляторы

Двухкамерная компоновка пиролизных печей создаёт повышенное аэродинамическое сопротивление, которое должны преодолевать дымовые газы. Кроме того, в теплогенераторах с нижним расположением камеры дожига естественная тяга невозможна, так как летучие продукты пиролиза необходимо направлять сверху вниз. Для решения этих проблем в конструкцию таких отопительных приборов часто включают дымососы (на отводящих каналах) и вентиляторы наддува на подаче вторичного воздуха.

Результат принудительного наддува пиролизного газа, при нижнем расположении камеры дожига

Дверцы

Процесс пиролиза может протекать только при ограниченном доступе воздуха в топку. Именно поэтому для каждой камеры и зольника необходимо использовать высококачественные герметичные дверцы.

Для подачи первичного и вторичного воздуха в камеры на дверцах могут устанавливаться клапаны-задвижки, иногда для воздуха создают отдельные проёмы с задвижками.

Автоматика

Продвинутые газогенераторные котлы, как правило, снабжаются электронными системами, контролирующими температуру горения топлива и нагрев теплоносителя. Они регулируют соотношение пиролизных газов и вторичного воздуха в смеси, изменяют мощность надувных вентиляторов. В печах настройки приходится осуществлять вручную, хотя в некоторых моделях можно установить рычажный терморегулятор, который с помощью цепи будет управлять клапаном подачи воздуха.

Потребительские характеристики пиролизных печей

Достоинства таких отопительных устройств неоспоримы:

• Процесс пиролиза обеспечивает длительное горение топлива в автономном режиме. С одной закладки дров можно получать тепло на протяжении 6-12 часов, а, например, уголь может «работать» несколько дней.
• КПД устройства повышается до 80-90%, что намного больше, чем у традиционных твердотопливных печей. Сокращается расход топлива, больше тепла остаётся внутри дома (об этом можно судить по малой температуре дымовых газов – порядка 160 градусов).
• Удаётся автоматизировать некоторые параметры работы теплогенератора.
• После топки остаётся очень мало золы, соответственно приходится намного реже производить её выборку.
• Продукты горения пиролизных генераторов тепла оказывают минимум влияния на экологию.

Принципиальная схема пиролизного теплогенератора с верхним дутьём

Есть и ряд недостатков:

• Большинство пиролизных печей являются энергозависимыми, так как принудительная тяга и наддувы предполагают использование электрических вентиляторов.
• Существуют жёсткие требования к качеству топлива, особенно по влажности.
• Пиролизный теплогенератор не может нормально эксплуатироваться на малой мощности, так как при нагрузке, близкой к 50%, газификация топлива становится нестабильной, а на элементах печи может скапливаться дёготь.
• Конструкция этих печей сложнее, а расходы на строительство выше.

Опыт использования пиролизных печей показывает, что это удобные и эффективные источники тепла. Но построить такое отопительное устройство своими руками всё же очень непросто. Мастер должен быть хорошо подготовлен технически (навыки, инструмент), понадобятся точные, грамотно разработанные чертежи.

пиролизная печь

Источник: https://domostr0y.ru/otoplenie/pechi-i-kaminyi/ustrojstvo-i-princzip-rabotyi-piroliznyix-pechej.html

Пиролиз древесины и пиролизный газ – суть химического процесса

Явление пиролиза всегда сопровождает горение твердого топлива в отопительных печах и котлах. Масштаб процесса зависит от двух факторов – режима сжигания и конструкции домашней теплосиловой установки.

Предлагаем детально рассмотреть пиролиз древесины либо каменного угля, варианты его применения в промышленных и бытовых условиях.

Цель — развеять мифы, придуманные продавцами и кустарными изготовителями дорогостоящего «пиролизного» оборудования, предназначенного для обогрева частных домов.

Что такое пиролиз — описание процесса

Теоретически можно сжечь любое вещество, включающее соединения углерода с водородом, например:

• уголь;
• природный газ (метан, пропан и так далее);
• биомасса – свежая, сухая;
• изделия из дерева, целлюлозы, обычные дрова;
• различные виды пластмасс;
• резина из натурального либо искусственного каучука;
• нефть, ее производные;
• прочие углеродосодержащие отходы.

На выходе получите определенное количество тепловой энергии, зависящее от первоначальной влажности сжигаемой массы. Для описания процессов воспользуемся химической формулой:

Горение – это реакция быстрого окисления. В идеальных условиях каждый атом углерода соединяется с двумя частицами кислорода, а 2 атома водорода взаимодействует с 1 частицей кислорода. В результате образуются безвредные соединения – углекислый газ СО2 и вода. Последняя испаряется при нагреве, отнимая часть выделяющейся теплоты.

Важный момент. В реальных условиях далеко не все атомы водорода и углерода находят себе пару из-за недостатка молекул кислорода. Поэтому в состав продуктов горения входит небольшая доля вредных горючих соединений – угарный газ (СО), свободный водород (Н2) и углерод в виде сажи.

Даже в костре выделяются пиролизные газы — они сгорают над основным пламенем, соединяясь со свободным кислородом

Пиролиз — это реакция разложения вещества, протекающая при нагреве и нехватке свободного кислорода. Указанный принцип используется в газогенераторных установках:

1. Топливо (в частности, дерево) помещают внутрь закрытого металлического сосуда – реактора.
2. Емкость подогревается извне до 500900 градусов, сквозь специальные отверстия — фурмы подается дозированное количество воздуха.
3. Под воздействием высокой температуры вещество разлагается на 3 основных компонента – угарный газ (СО), водород (Н2) и твердый или жидкий углеродный остаток. Параллельно образуется небольшое количество углекислого газа и водяного пара.
4. Летучие продукты составляют пиролизный газ – горючую смесь водорода и окиси углерода, покидающую емкость через отдельный трубопровод. Выделенное газообразное топливо очищается, охлаждается, потом закачивается в резервуар.

Схема простейшей газогенераторной установки с водяным затвором

Справка. В условиях производства полученный синтез-газ направляется на подогрев той же емкости газогенератора.

Горение и пиролиз – 2 разных процесса, могущих протекать одновременно. Пример: во время интенсивного сжигания дров в топке котла образуется малый объем угарного газа, безвредного СО2 значительно больше. И наоборот, в режиме тления дрова выделяют много водорода и угара, часть которого успевает превратиться в СО2 — окислиться. То есть, все зависит от количества участвующего в реакции кислорода.

Влияние повышенной влажности

Большое содержание влаги в исходном материале одинаково пагубно влияет на реакции горения и пиролиза. Рассмотрим процессы на примере сжигания древесины:

1. При горении выделяемая энергия тратится на испарение воды, содержащейся в дровах. Количество теплоты на выходе существенно уменьшается, топливо сжигается впустую.
2. Влага сильно замедляет термическое разложение вещества. Часть затрачиваемой на прогрев теплоты отнимает испаряющаяся вода, нужная температура (минимум 500 °C) не достигается. Пиролиз древесины, содержащей свыше 50% влаги, практически невозможен.

Лучший показатель влажности для плодотворного сжигания либо разложения древесины в газогенераторе – 815%. В домашних условиях нереально добиться таких показателей, длительная сушка дров под навесом позволяет достичь 20—25% влагосодержания.

Справка. При изготовлении топливных пеллет и брикетов на заводе древесные опилки высушиваются до показателя 8—10%. Максимальная влажность готовых гранул – 15%.

Сырые дрова плохо горят и сильно дымят, потому что от нагрева выделяется водяной пар и сажа

Для чего используют термическое разложение

Сфера применения пиролитических процессов довольно широка:

1. Производство пропилена и этилена для химической промышленности путем переработки жидкого углеводородного сырья (нефти).
2. Получение древесного угля методом бескислородного разложения отходов деревообработки.
3. Тот же технологический процесс, но с ограниченной подачей воздуха позволяет вырабатывать из дерева горючий синтез-газ – смесь метана, водорода, угарного газа и нейтрального азота.
4. Пиролиз угля – бурого и каменного – целое направление переработки. Получаемые соединения – синтетический бензин, кокс, аммиак, каменноугольная смола. Из последней добывают толуол, бензол, нафталин и различные фенолы, использующиеся в химической промышленности.
5. Новые разработки – коммерческая утилизация твердых бытовых отходов, автомобильных шин, пластмасс, органики.

Примечание. Здесь перечислены самые известные способы применения пиролитических реакций. В действительности вариантов использования гораздо больше. Википедия утверждает — процессы пиролиза до конца не изучены, многие проекты находятся на стадии разработки.

Для термического разложения в промышленности используются пиролизные печи и разнообразные реакторы. Выше на схеме показана газогенераторная установка, перерабатывающая деревянные отходы и опил в газообразное топливо. Главную роль здесь играет реактор прямого процесса сухой перегонки, где подготовленное сырье перерабатывается в синтез-газ путем медленного сжигания.

Важный нюанс. Перед загрузкой в пиролизную печку или газогенератор древесина всегда измельчается и просушивается до влажности 10% и менее.

В промышленной химии также используется технология быстрого пиролиза, когда реактор разогревается до температуры 700900 °C в течение малого промежутка времени. Цель – увеличение производительности оборудования и ускорение переработки.

Применение в быту

На бытовом уровне пиролиз помогает решить следующие задачи:

• очистка духовки либо жаровни от липких жировых отложений, не поддающихся удалению механическим способом;
• получение древесного угля;
• отопление частного дома с помощью пиролизного твердотопливного котла.

Лучший метод вычистить сковороду – поместить ее в духовой шкаф, установить температуру 200250 °C и выдержать в течение получаса. Без доступа кислорода произойдет деструкция отложений, останется лишь пепел, а пиролизные газы заберет кухонная вытяжка.

Справка. Существуют модели духовых шкафов со встроенной функцией пиролитической очистки. По окончании «прожарки» остается лишь протереть внутренние поверхности и выбросить образовавшуюся золу.

Древесные угли применяются для жарки барбекю, кузнечного дела и более экзотичных целей – заправки автомобильного газогенератора (как он работает, читаем в отдельном материале). Способ получения – выжигание древесных отходов внутри закрытой емкости, то есть, медленный пиролиз.

Целесообразность покупки и эксплуатации пиролизных котлов – вопрос довольно спорный. Что настораживает: даже продавцы, представляющие отопительное газогенераторное оборудование на известной выставке «Акватерм», неспособны толком разъяснить, что же такое пиролиз. Не верите – посмотрите видео:

Предлагаем подробно разобрать проблемы, связанные с пиролизными дровяными теплогенераторами.

Мифы о пиролизных ТТ-котлах

Главное конструктивное отличие газогенераторного отопителя от традиционного котла прямого горения – 2 камеры вместо одной. Между обеими топками устроена керамическая форсунка, воздух принудительно нагнетается вентилятором. Металлические стенки пиролизного агрегата защищены футеровкой из огнеупорного кирпича. Как он работает:

1. Дрова либо уголь закладывается в верхнюю (первичную) камеру и поджигается.
2. Автоматика запускает вентилятор наддува.
3. Когда температура в топливнике повышается до 500 градусов, начинается выделение пиролизных газов.
4. Увлекаемые общим потоком продуктов горения, эти летучие соединения попадают в нижнюю вторичную камеру, где дожигаются в присутствии кислорода (якобы).

Устройство газогенераторного отопителя в разрезе

В действительности, образовавшийся синтез-газ начинает гореть еще в первичной топке, поскольку вентилятор подает избыточный воздух. Во вторую камеру направлен лишь факел пламении все. Дальше продукты горения движутся по жаровым трубам теплообменника, нагревают теплоноситель и улетают в дымоход.

Дополнение. Есть другая конструкция отопителей – без вентилятора, вторичная камера расположена вверху. С точки зрения пиролиза концепция неработоспособна, агрегат функционирует как обычный водогрейный котел на дровах, хотя стоит вдвое дороже классических аналогов.

Сторонники пиролизных теплогенераторов (к таковым относятся производители данного оборудования, продавцы и домашние мастера-умельцы) приписывают своим ТТ-котлам следующие преимущества:

• топливо сжигается полностью, остаток в зольнике практически нулевой;
• длительность горения – 10 часов и более;
• малый объем вредных выбросов в атмосферу;
• высокая экономичность за счет КПД 8690% (показатели производителей) по сравнению с традиционными котлами эффективностью 75%.

Попытаемся разобраться в правдивости перечисленных утверждений. Момент первый: если топливник загружать сухими дровами (такие требуются согласно инструкции по эксплуатации отопителя), то после сжигания останется мелкий пепел. Создаваемый вентилятором и ускоряющийся в форсунке воздушный поток попросту выдует легкий остаток в дымоход.

Из-за принудительного нагнетания газов со стороны топки во вторичной камере остается лишь крупная фракция золы

Результат – практически пустой зольник, иллюзия полноты сгорания. Если заложить сухую древесину в классический ТТ-котел с турбонаддувом, получите аналогичный остаток – немного пепла на дне. То есть, полнота сжигания зависит от качества топлива, а не конструкции теплогенератора.

Замечание. Закладка сырых дров влажностью свыше 50% даст негативный результат в любом котле. Рассматривать подобные варианты бессмысленно.

Кратко дадим ответы на оставшиеся утверждения:

1. Продолжительность горения 10—12 часов соответствует действительности. Другое дело, что показатель достигается за счет размеров топливной камеры (100 литров и больше), куда помещается много дров. Пиролиз абсолютно ни при чем.
2. Заверения об экологичности котла правдивы. Вентилятор нагнетает воздух с избытком, токсичных газов образуется очень мало. В режиме ожидания кислород в топку не поступает, дрова медленно тлеют и количество вредных выделений увеличивается.
3. КПД котла 90% — сказки. В режиме активного горения принцип работы котла аналогичен турбированным версиям традиционных агрегатов, чья эффективность не превышает 75%. При отключении вентилятора пламя затухает, тлеющие угли выделяют мало теплоты.

Вывод. Приобретение газогенераторной модели твердотопливного котла – затея весьма сомнительная. Агрегат втрое дороже обычных версий и вдвое тяжелее из-за футеровки. Самодельные теплогенераторы, как правило, надежнее и дешевле заводских, но чересчур громоздкие. По экономичности и другим характеристикам они не выигрывают у классических ТТ-котлов с турбиной либо цепным регулятором тяги.

Наше мнение подтвердит известный эксперт–практик в своем видеоролике:

Заключение

В целом пиролиз – явление довольно полезное, широко применяемое в промышленной химии. На бытовом же уровне пиролитические процессы используются нечасто, хотя генерация горючих газов происходит в любой дровяной печи или котле. Так что покупать дорогущие пиролизные модели бессмысленно.

Источник: https://otivent.com/chto-takoe-piroliz-opisanie-processa

Пиролизная печь из кирпича — Работаем с Кирпичом

Надежная печь, не нуждающаяся в частой закладке топливного материала и хорошо выполняющая функции по обогреву отопительного контура, – практичный и экономичный вариант для частных домовладений.

Лучшим отопительным прибором длительного горения считается пиролизная печь, востребованность которой можно объяснить высокими эксплуатационными характеристиками и доступной стоимостью.

Особенности функционирования печей

Конструктивными особенностями пиролизных печей является наличие двух камер сжигания, расположенных друг за другом. От классических дровяных печей подобные устройства отличаются тем, что сгорание топлива происходит поэтапно.

Начальная камера применяется для закладки топливного материала (дров, угля или брикетов), который при тлении и низком уровне кислорода выделяет газ и древесно-коксовую пыль.

Соединяясь с кислородом, газ под воздействием тяги нагнетается в другую камеру. Это приводит к интенсивному горению и выделению большого объема энергии, которая направляется на подогрев воды или обогрев помещений.

Подобный процесс обеспечивает высокий КПД и хорошую тепловую отдачу пиролизных устройств.

Влажность топлива – это ключевое условие эффективного функционирования печи. При закладке важно контролировать объем сухого топлива, который должен составлять не менее 75 % от общего. Допустимый уровень влажности высушенных дров и пеллет для пиролизных печей не должен превышать 12 %.

В качестве сухой древесины допускается использование сгораемого мусора, отходов, древесных опилок, веток и опила с деревьев.

Если топливо сгорает полностью, это способствует образованию чистого и бесцветного дыма без неприятного запаха.

об устройстве и работе газогенераторных печей для домашнего пользования:

Преимущества и недостатки пиролизных печей

Пиролизная печь для бани и дома, как и любое другое отопительное устройство, обладает преимуществами и недостатками.

К основным положительным характеристикам можно отнести следующее:

1. Экономичность. В отличие от классических отопительных устройств, пиролизные печи являются более экономичными в отношении объема потребляемого топлива.
2. Экологичность. Дровяная печь пиролизного типа практически не дает дыма и сажи, а продукты сгорания содержат ничтожное количество токсичных и загрязняющих элементов.
3. Эффективность работы. Высокий уровень КПД, до 85 %, при низком потреблении топлива обеспечивает хорошую теплоотдачу и быстрый обогрев помещений.
4. Компактные размеры и эргономичный корпус. Такие приборы предназначаются не только для обогрева загородных домов большой площади, но и для компактных дачных домиков, бань.
5. Доступность установки и обслуживания. Возможность самостоятельного монтажа без привлечения сторонней помощи. Удобство заправки устройства без необходимости контроля над процессом топки.
6. Практичность. Пиролизные агрегаты позволяют подсоединять различные типы отопительных контуров.
7. Выбор подходящего топлива. Возможность использования твердого (пеллеты, дрова, угли, древесные опилки) и жидкого топлива в зависимости от модели устройства.

Несмотря на явные преимущества, подобные устройства не лишены недостатков:

1. Необходимость обустройства площадки или помещения для хранения топлива.
2. Сложная конструкция дымоотвода. Даже имея необходимые чертежи, неопытный домовладелец не сможет правильно возвести дымоотвод для печи самостоятельно. Подобная конструкция требует профессионального подхода и применения специализированного оборудования.
3. Зависимость стационарных моделей от вентиляционной системы принудительной тяги, без которой невозможна безопасная эксплуатация устройств.
4. Образование конденсата в дымоотводном канале, на который влияет температура нагрева отработанных газов.
5. Отсутствие универсальных конструкций, способных работать на всех видах топлива. Поэтому перед покупкой устройства следует определиться, на чем оно будет работать.

Разновидности газогенераторных печей

Современные отопительные печи, принцип действия которых основан на процессе пиролиза, можно классифицировать по нескольким параметрам:

Тип материала

Для изготовления корпуса отопительных агрегатов используются жаростойкая сталь и огнеупорный красный кирпич.

Назначение и способ использования

Печи бывают периодического и постоянного действия.

Первый вариант устройств использует топливные материалы, способные долго накапливать и отдавать тепловую энергию после завершения топочного процесса.

Второй вариант предусматривает беспрерывную загрузку топливного материала, чтобы обеспечить необходимый уровень тепловой отдачи.

Расположение рабочих камер

Конструктивно агрегаты представлены двумя типами:

• Верхней камерой для выработки газов и нижней камерой для сжигания продуктов пиролиза. В некоторых моделях они могут располагаться на одном уровне. Процесс пиролиза осуществляется за счет принудительной тяги, которая обеспечивается дымососами или дутьевыми вентиляторами.
• Нижней камерой для газификации и верхней камерой для дожига газов. В подобных устройствах предусмотрена естественная система тяги.

Тип передачи тепла

Газогенераторные печи могут оснащаться:

• водяным отопительным контуром с дополнительным контуром для подогрева воды (системы водяного отопления);
• воздушными теплообменниками (системы воздушного отопления).

Технология возведения кирпичной пиролизной печки

Оптимальный вариант отопительного оборудования для бани и частного дома – пиролизная печь из кирпича.

Для обустройства газогенераторной печки своими руками необходимо подготовить:

• красный шамотный и огнеупорный керамический кирпич;
• листы из стали;
• колосники из чугуна;
• вентилятор (мощность до 350 Вт);
• дверцы для топки и поддувальной камеры;
• аппарат для сварки;
• электрическую дрель;
• болгарку.

Технология возведения конструкции предусматривает следующие этапы:

1. Расчистку площадки под заливку фундаментного основания. Для пиролизных устройств рекомендуется обустраивать фундамент ленточного типа, обладающий повышенной прочностью и долговечностью.
2. Выполнение кирпичной кладки после заливки и застывания фундамента. Для строительства отопительного оборудования используется только огнеупорный кирпич высокого качества.
3. Облицовку внутренних стен камер шамотным кирпичом, устойчивым к высоким температурным режимам.
4. Монтаж дымоотводной системы, внутреннюю часть которой составляет металлическая или керамическая труба.
5. Выполнение декоративной отделки поверхностей и тестовой топки печи после завершения основных работ.

Если строительство пиролизной печи из кирпича представляется сложным и трудоемким, тогда можно воспользоваться альтернативным вариантом – изготовить простую печку на дровах из цельнометаллического газового баллона.

Изготовление металлической пиролизной печи

Для изготовления печей используются пустые газовые баллоны, благодаря чему они стали именоваться бубафонями. Отличительной характеристикой подобных агрегатов является возможность загрузки различного типа топлива.

Для работы необходимо подготовить такие инструменты и материалы:

• использованный баллон;
• болгарку;
• сварочное оборудование;
• пассатижи;
• молоток.

Самостоятельная сборка печи выполняется следующим образом:

1. Верхнюю часть баллона срезают сваркой. При этом стоит учитывать уровень соединительного шва на корпусе, который с внутренней стороны баллона фиксируется прочной металлической планкой.
2. По центру заготовки проделывают отверстие для циркуляции воздуха.
3. Вверху на корпусе проделывают дополнительное отверстие для дымоотвода.
4. Изготавливают газовый рассекатель, оснащенный трубой, чтобы своевременно подавать кислород в другую рабочую камеру печи.
5. Дымоотводную трубу фиксируют при помощи сварки.

Из отработанного баллона объемом до 50 литров при одной закладке топлива рабочий цикл составит 7 часов. Этого достаточно для поддержания комфортного температурного режима в помещении площадью в 75 кв. м.

Несмотря на экономичность и доступность, самодельная буржуйка имеет существенный недостаток – быстрое сжигание кислорода в воздухе. По этой причине подобное оборудование редко используется для обогрева жилых помещений, но подойдет для хозяйственных нужд – подогрева воды, утилизации сухого мусора.

Рекомендации по использованию печи

Чтобы создать оптимальные условия для эффективной работы печи, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• Влажность твердого топлива при его использовании не должна превышать 21 %.
• Металлические устройства лучше оснащать съемными дымоотводами, что упростит чистку конструкции от продуктов сгорания топлива.
• Согласно правилам пожарной безопасности, вблизи отопительного оборудования нельзя располагать горючие материалы и конструкции.

Самодельный пиролизный котел, возможно, не сравнится по КПД с промышленными образцами, но тепловая отдача у него выше, чем у традиционной дровяной печки, а финансовые затраты на его изготовление ниже.

В силу экологичности и практичности подобные установки используются не только для отопления помещений, но и для утилизации сухих бытовых отходов.

Оценка статьи:

(2

Источник: https://center-esm.ru/drugoe/piroliznaya-pech-iz-kirpicha.html