Sursă bună de încălzire: desenul cazanului de piroliză și principiul de funcționare

Piroliza este o metodă de descompunere a compușilor organici și anorganici folosind acțiunea termică. Simplu spus, Moleculele se descompun în părți mai simple atunci când sunt încălzite.

Un cazan de piroliză este un dispozitiv din tipul cazanelor pe combustibil solid (cel mai adesea pentru încălzirea apei) care utilizează încălzirea până la 200–800°C.

Caracteristica specială este arderea separată a combustibilului în sine și arderea ulterioară a gazelor și produselor de ardere însoțitoare într-o cameră separată a cazanului.

Principiul de funcționare: funcționarea unui cazan de piroliză

Principiul general de funcționare al cazanului este în încălzirea la temperatură înaltă a combustibilului organic cu lipsă de aer, rezultând formarea de gaze inflamabile.

Acestea intră în camera secundară de ardere și acolo, amestecându-se cu oxigenul, gazul este oxidat, eliberând o porțiune suplimentară de căldură.

Clasificare

Cazanele au diferențe după amplasarea camerelor de postcombustie a gazelor:

• cu locație superioară;
• cu o locație mai joasă.

Cazanele cu cameră superioară sunt mai voluminoase, fiind necesar mai mult material pentru asamblarea conductei de fum. Dar acestea vor trebui curățate mult mai rar, deoarece particulele din combustibilul ars nu intra în camera foto pentru gazele de postcombustie.

În cazanele cu secțiune inferioară, combustibilul este situat în partea superioară, iar gazele sunt evacuate în partea inferioară, unde se ard. Acest lucru este convenabil, dar va trebui să îndepărtați frecvent particulele mici de lemn din camera de utilizare a gazului.

Prin dependență energetică Cazanele sunt:

• fără a utiliza electricitate: cazane cu tiraj natural;
• cu tiraj forțat.

Independent energetic cazanele implică includerea unui coș de fum înalt în proiectare (nu mai puțin de 5-6 metri) pentru a crește împingerea și a asigura un vid suficient în compartimentul de ardere.

Randamentul de încălzire al unor astfel de cazane va fi ceva mai mic decât cel al cazanelor cu tiraj forțat.

Dispozitive cu flux de aer forțat sunt echipate unul sau doi fani, care poate funcționa în modul de injecție a aerului sau în modul de extracție a gazelor de eșapament.

Unele modele de centrale termice folosesc metodă combinată cu participarea dispozitivelor de injecție și aspirație a gazelor pentru creșterea puterii.

Prin metoda de încălzire:

• Apă încălzire - conductele de apă sunt conectate la schimbătorul de căldură al cazanului, prin care fluidul de lucru încălzit este distribuit în diferite încăperi.
• Aer încălzire - în loc de apă se folosește aer, care primește căldură prin același schimbător de căldură și este distribuită prin conducte de aer. Eficiența este mai mică decât cea a metodei cu apă, fiind utilizată în zone de producție, depozite.

Foto 1. Cazan de piroliză cu schimbător de căldură, proiectat pentru încălzirea apei, funcționează pe lemne.

Desen: vedere generală, procesul de lucru

Există multe opțiuni de proiectare pentru un cazan de piroliză. Cel mai simplu tip, conform desenului, este aranjat după cum urmează.

• Cameră de ardere cazan.
• Compartiment de gazificare.
• Secțiune de postcombustie a gazelor.
• Bare de grătar.
• Schimbător de căldură (țevi de intrare/ieșire).
• Conductă de evacuare a gazelor (coș de fum).
• Suflarea găurilor.
• Ușă către compartimentul de încărcare a combustibilului.

Cazanul poate include senzori de temperatură și dispozitive pentru monitorizarea și menținerea modurilor normale de funcționare.

Și, de asemenea, hardware cazan pentru automatizarea funcționării întregului complex de încălzire.

Esența a ceea ce se întâmplă în interiorul cazanului de piroliză este caracterizată de următoarele procese:

• Un flux de aer din exterior intră în compartimentul de gazificare cu combustibilul aflat acolo.
• O cantitate de oxigen va susține procesul de ardere. Gazele, care sunt produse ale arderii, intră în camera de ardere a cazanului prin duză și sunt oxidate acolo în prezența oxigenului secundar, care intră odată cu aerul din exterior.
• O parte din gazele de piroliză sunt reduse în prezența carbonului de la combustibil la monoxid de carbon și oxid de azot, consumând o parte din energia din proces. Amestecul trece la secțiunea de postcombustie gaze și se oxidează acolo, restituind energia pe care a preluat-o.

Foto 2. Desenul unei centrale termice de piroliză cu ardere lungă; un dispozitiv asamblat conform acesteia poate încălzi o casă mare.

• Amestecurile de gaze care participă la reacția de piroliză sunt evacuate în exterior prin coșul de fum., ocolind schimbătorul de căldură al cazanului.

Faze de temperatură:

• uscarea, piroliza lemnului — 450 °C;
• arderea gazului de lemn și a aerului secundar - 560 °C;
• suflând flacăra și returnând căldura - 1200 °C;
• eliminarea produselor de ardere rămase - 160 °C.

Diferențe între dispozitiv și cazanele convenționale

Inclusiv lemn (lemne de foc), brichete speciale de combustibil (peleți) și deșeuri generate în producție. Una dintre principalele diferențe dintre cazane este utilizarea diferitelor tipuri de combustibili solizi, practic orice substanță care poate arde.

Durata procesului de ardere a combustibilului este mult mai lungă decât cea a cazanelor convenționale. De la 8-10 ore în sus. Există modele de centrale termice cu un compartiment mare pentru lemne de foc, durata funcționării continue este până la 24 de ore. Aceasta înseamnă că camera de ardere este alimentată cu noi porții de combustibil. De 1-2 ori pe zi.

Selecție și calcul la cumpărare: diagramă

Pentru a selecta o centrală termică potrivită pentru o anumită casă sau un complex de spații, se iau în considerare următoarele aspecte:

• Numărul de etaje din clădire. Cu cât sunt mai multe, cu atât va fi mai dificil să se deplaseze substanța de lucru (lichid sau gaz) prin conducte.
• Definirea tipului de echipament, cazanele de diferite modele funcționează cu eficiență diferită. Înainte de a cumpăra, ar trebui să citiți documentația pentru a determina ce zonă este proiectat să încălzească produsul.

Foto 3. Schema principiului de funcționare al unei centrale termice de piroliză pentru o casă de țară echipată cu coș de fum.

• Parametrii de putere ai pompei de circulație, posibilitatea modernizării sau înlocuirii sale pentru îmbunătățirea proprietăților sale de performanță.
• Tip de coș de fum și capacitatea sa de a elibera liber gazele de eșapament din cazan în atmosferă. Designul sigur implică o funcționare rapidă îndepărtarea amestecului de gaze în volum de 100%.
• Determinarea suprafeței totale spații încălzite. Aici este permisă o eroare: 2–3 metri pătrați
• Gradul de izolare termică a spațiilor. O casă din cărămidă izolată cu grijă va pierde căldură mai lent decât un garaj metalic sau un depozit „rece”, ceea ce înseamnă că va fi necesară mai puțină energie pentru a menține o temperatură confortabilă a aerului.
• Regiunea în care se află spațiile. Pentru teritoriile din sud, un cazan simplu de piroliză va fi potrivit, pentru teritoriile din nord - unul mai puternic, de preferință cu rezervă.

Videoclip util

Videoclipul arată cum puteți realiza singur o centrală de piroliză pentru încălzirea unei camere.

Avantaje și dezavantaje

Avantaje:

• Eficiență 85–90%.
• Piroliza face posibilă stoarcerea energie maximă provenită de la un material solid în timpul arderii.
• Economie, realizat cu ajutorul unui ventilator cu viteză reglabilă, care, la rândul său, face posibilă modificarea puterii centralei termice după cum este necesar.
• Combustibilul dintr-un cazan de piroliză arde mult mai mult timp, decât în ​​cazul centralelor termice convenționale, prin urmare, este necesar să se încălzească și să se curețe mai rar.

Contra:

• Cost ridicat echipamentele din fabrică își limitează utilizarea în gospodăriile private. Prețul unui astfel de cazan de 2-3 ori mai mare, decât de obicei.
• Perioadă lungă de recuperare a investiției.
• Necesitatea utilizării combustibilului uscat. Conținutul de umiditate recomandat al materialelor din lemn - până la 15–20%. Altfel, nu va exista o funcționare stabilă, iar eficiența încălzirii va scădea. Este posibil ca centrala să nu funcționeze pe lemne de foc umede.
• Dacă folosiți lemn care produce multă rășină (molid, pin), atunci compartimentele și elementele cuptorului se murdăresc rapid și apar dificultăți la curățarea lor.
• Cenușa poate fi eliberată prin coș.
• Dependența de alimentarea cu energie electrică. Absența sau întreruperile frecvente în furnizarea de energie electrică nu vor permite instalarea centralei termice în regiuni îndepărtate.