Что такое пиролиз древесины и угля, процесс пиролиза
Мало кто из домовладельцев хорошо понимает, что такое пиролиз и каким образом он происходит. Зато все наслышаны о пиролизных котлах, чьи невероятно высокие показатели нам неустанно рекламируют их производители и продавцы. Но рядовые пользователи уже стали привыкать к подобного рода рекламным кампаниям, сопровождающим пpaктически любой товар, и относятся к ним с настороженностью. Цель данной статьи – объяснить, как на самом деле протекает процесс пиролиза, в каких сферах применяется, а также оценить его использование в твердотопливных котлах.
Пиролиз древесины
Как химический процесс это явление сопровождает горение любой биомассы. В этом нетрудно убедиться, если провести простой опыт: положить на раскаленную металлическую поверхность небольшой кусок сухой древесины. Многим из нас и так известно, что будет дальше, даже опыт проводить не нужно. Сначала дерево обуглится, станет дымиться, а потом может вспыхнуть и сгореть либо просто истлеет.
От воздействия высокой температуры происходит термическое разложение (деструкция) древесины, в результате которого выделяются различные горючие газы. Их количество зависит от температуры нагрева, вот почему лучина на горячей поверхности возгорается далеко не всегда. Когда температура не превышает 450 °С, газов выделяется немного, они не достигают нужной концентрации и не вспыхивают. Процесс разложения щепки затянется на длительное время и закончится горсткой пепла.
Оптимальная температура пиролиза древесины, при которой образуется большое количество горючих газов, лежит в диапазоне 600—900 °С. Если поверхность под щепкой разогрета до такой степени, то возгорание древесины неизбежно благодаря высокой концентрации газов. После вспышки процесс резко ускорится, поскольку теперь он подпитывает теплом сам себя и лучина быстро истлеет. Если же ограничить к ней доступ кислорода, то возгорания не произойдет, а разложение будет идти с прежней скоростью. Это дает возможность отвести образующиеся газы и использовать для разных целей.
Надо понимать, что дерево никогда не горит само по себе, возгораются образующиеся пиролизные газы, для чего нужна высокая температура. Вот почему от спички не удастся разжечь толстое полено, слишком мало подводится тепла. Для тонкой щепки его будет достаточно, реакция с выделением газа начнется быстро, что и приведет к появлению пламени.
Итак, пиролиз – это химическая реакция деструкции вещества, вызываемая воздействием высокой температуры. В естественных условиях она протекает совместно с горением. Последовательность хода процесса покажем на примере древесины:
- нагрев вещества от внешнего источника тепла;
- при температуре около 300 °С начинается процесс разложения вещества и выделения горючих углеводородов;
- так как доступ кислорода не ограничивается, а тепло подводится в виде открытого пламени, при достижении 500 °С количество газов возрастает и происходит их возгорание;
- реакция горения протекает самостоятельно, без внешнего источника тепла. Сжигаемые углеводороды обеспечивают нужное количество теплоты для дальнейшего термического разложения древесины.
Сфера применения пиролиза
В идеальном варианте пиролиз древесины происходит в закрытом прострaнcтве без поступления кислорода и с постоянным подведением тепла извне. Чтобы не расходовать для этой цели дорогие энергоносители, для поддержания процесса используют часть конечного продукта – смесь горючих газов. В состав смеси входит метан, угарный газ (СО) и водород, из негорючих веществ в ней присутствуют углекислый газ и азот.
Получение газообразного горючего из различных отходов деревообработки – это и есть основная сфера применения пиролиза древесины в промышленности.
Основное оборудование для технологического процесса — это пиролизные печи (газогенераторы), блоки охладителей и фильтров. Сырье в виде опилок, щепы и прочих отходов загружается в печь и там сжигается при минимальной подаче воздуха. Поскольку производительность установки напрямую зависит от температуры, то в промышленности зачастую применяют так называемый быстрый пиролиз, когда сырье разогревается с высокой скоростью. Смесь газов проходит охлаждение и фильтрацию, после чего закачивается в резервуары для дальнейшей обработки.
С точки зрения получения полезных химических соединений дерево не так интересно, как уголь. Если последний подвергнуть обработке таким же способом, то можно получить множество ценных веществ. Правда, чтобы вызвать полноценный пиролиз угля, необходимо обеспечить более высокую температуру. Зато после проведения определенных технологических процессов выpaбатываются следующие продукты:
- кокс: незаменимый компонент, участвующий в плавке стали;
- аммиак: необходим для производства удобрений;
- толуол: исходный элемент для изготовления разных красителей, а еще – взрывчатки (тринитротолуола);
- анилин: входит в состав красок и эмалей, изготавливаемых химическим путем.
Перечисленные продукты пиролиза угля – лишь малая часть списка, более полная картина показана на иллюстрации:
О пиролизных котлах
Эта группа твердотопливных агрегатов отличается от традиционных котлов прямого горения наличием двух камер вместо одной. По задумке, в первичной камере сжигания идет процесс газификации твердого топлива при подаче недостаточного количества кислорода, а во второй – дожигание выделяющихся пиролизных газов при добавлении вторичного воздуха. Но так ли это происходит технология сжигания на самом деле? Чтобы это понять, надо рассмотреть конструкцию теплогенератора.
На данный момент существует 2 вида пиролизных котлов, разберем устройство каждого подробнее. Самая популярная конструкция – когда первичная топка находится над вторичной. Между ними имеется форсунка прямоугольного сечения, сделанная из огнеупopного кирпича. А теперь внимание: воздух в главную топку нагнетается с помощью вентилятора, частично попадая и в нижнюю камеру для дожигания газов. То есть, принцип пиролиза нарушен изначально, так как вместо ограничения по кислороду вентилятор создает его избыток.
Что это дает? Полное и эффективное сжигание дров, так что и золы не остается. Но этому есть объяснение: сухое дерево не оставляет после себя золы, а только легкий пепел, половина которого просто выдувается вентилятором через форсунку в дымоход. По всем признакам данной конструкции можно присвоить название «котел верхнего дутья», поскольку вентилятор нагнетает воздух в верхнюю камеру. За счет этого возрастает температура горения, увеличивается выход газа, но он тут же сгорает, проходя через форсунку. Подобный алгоритм работы имеет мало общего с химической реакцией пиролиза.
Котел с естественной подачей кислорода
В другом типе теплогенераторов камеры расположены наоборот: главная топка снизу, вторичная – над ней. Форсунки нет, вместо нее устроен обычный газоход, соединяющий камеры между собой. Вентилятора здесь нет, воздух в обе топки подается естественным путем – за счет тяги дымохода. Причем подача осуществляется по раздельным каналам. Следует отметить, что в данном случае процесс пиролиза древесины организован лучше, горение в топливнике происходит с малым расходом воздуха, его поступление ограничено заслонкой.
Проблема здесь в другом: при закрытой воздушной заслонке падает и температура процесса, выход газа снижается. Воздуха для вторичной камеры тоже не хватает, так что она превращается в обычный газоход, где продукты горения отдают свое тепло стенкам водяной рубашки. Если же заслонку открыть, горючих газов образуется больше, но они станут гореть в основной топке, попадая во вторую лишь частично. Подобные пиролизные котлы больше напоминают агрегаты прямого горения, где дымовые газы делают несколько ходов для лучшей теплоотдачи. Да и по отзывам пользователей они не могут похвастать повышенной эффективностью.
Выводы
Химическая реакция термического распада углеводородов широко применяется в промышленности не только для получения газообразного топлива, но и с целью синтеза всяких полезных веществ. Организовать пиролиз древесины в домашних условиях вполне реально, но целесообразность этого мероприятия крайне низка. А вот дровяные котлы, называемые пиролизными, имеют к этому процессу весьма посредственное отношение, хотя стоят гораздо дороже обычных.
В этой статье мы поговорим о том, как создать интерьер ванной в загородном доме. Мы расскажем о том, как спроектировать ванную комнату, где расположить коммуникации, и какими материала можно оформить поверхности. Помимо этого, вы узнаете о том, какие предметы мебели использовать для ванной, и какой стиль выбрать для оформления. Узнайте подробнее в статье=>>...
18 05 2025 23:49:54
Как выполняется утепление пенопластом частных домов. Плюсы и минусы такой теплоизоляции. Советы по выбору хаpaктеристик утеплителя и расчет толщины, отзывы пользователей....
17 05 2025 2:13:44
Конструкция, принцип действия, схема обвязки, преимущества и недостатки комбинированных котлов для отопления на дровах и электричестве....
16 05 2025 0:12:57
Из данной статьи вы узнаете о лучших перфораторах Metabo и как выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор ТОП-12 аккумуляторных моделей и отзывы профессионалов....
15 05 2025 10:39:26
У каждого, кто живет в загородном доме, есть минимальный запас дров. Они необходимы не только для растопки камина, мангала, печи, но и для бани. Такой объем...
14 05 2025 20:28:13
В этой статье мы поговорим о гидроизоляции смотровой ямы своими руками. Если вы не знаете о материалах для гидроизоляции, не знаете провести теплоизоляцию и какое освещение выбрать для смотровой ямы, то эта статья для тебя! Узнайте подробнее в статье=>>...
13 05 2025 14:30:50
В этой статье мы поговорим о штукатурке фасада по пеноплексу и пенополистиролу, а также рассмотрим технологию отделки фасадной шпаклевкой и правильного утепления стен + срок эксплуатации покрытия....
12 05 2025 20:11:26
В статье рассказывается о калитке, изготовленной из профнастила. Она представляет собой незаменимую деталь в конструкции ограждения периметра заданной территории. Показаны материалы и методы сборки калитки. Дана пошаговая раскладка этапов изготовления двери для заборе своими силами. Указывается какой профнастил необходимо использовать. Узнайте подробнее в статье=>>...
11 05 2025 7:45:41
В этой статье мы поговорим о том, какие требования предъявляются к материалам, которые вы будете использовать для скрытия труб в ванной. Вы узнаете несколько способов маскировки сантехнических элементов, а в конце найдете полезные рекомендации, которые помогут избежать ошибок. Узнайте подробнее в статье=>>...
10 05 2025 18:10:54
Хотите узнать как заделать щель дома? Чем заделать щели в частном доме: варианты заделки щелей: брусовые, бревенчатые и каркасные дома. Совет +Видео. Технология. Узнайте подробнее в статье=>>...
09 05 2025 15:21:28
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя утеплитель для стен дома снаружи под сайдинг, узнаете как производится обшивка и утепление деревянного дома минватой и пенополистиролом своими руками, а так же узнаете как правильно выбрать утеплитель и что дешевле - штукатурка или сайдинг....
08 05 2025 15:50:24
Конструкция дымохода- это сложно и ответственно. От правильности выполнения, зависит эффективность и безопасность использования отопителя. Ни одно устройство, выpaбатывающее тепло не способно нормально работать без трубы выводящей дым из помещения. В дыме присутствует огромное количество различных газов, содержащих продукты сгорания топлива. Присутствие дыма внутри помещения это верный признак ошибочного расчета системы дымохода, что влечет за собой риск воспламенения и отравления продуктами горения. В данной статье мы расскажем вам об обратной тяге в дымоходе, и том, как предотвратить его появление, а также как настроить стабилизатор тяги дымохода. Узнайте подробнее в статье=>>...
07 05 2025 3:55:46
Как выполняется ремонт газовых колонок своими руками. Виды неисправностей, их причины. Ремонт теплообменника и водяного узла нагревателя....
06 05 2025 23:36:20
В этой статье будут рассмотрены лучшие цветовые решения для того, чтобы освежить ремонт и создать интерьер дома в современном стиле. Идеи внутреннего интерьера дома, на которые вы не потратитесь +Фото и Видео. Узнайте подробнее в статье=>>...
05 05 2025 3:23:37
Описание того, как работает одно- и двухконтурный электрический котел с насосом. Рекомендации по укрупненному расчету и подбору перекачивающего устройства с учетом протяженности трубопроводов отопления....
04 05 2025 14:59:45
Описание того, какие следует учитывать технические хаpaктеристики биметаллических радиаторов. Краткое рассмотрение устройства батарей и их видов, предлагаемых на рынке....
03 05 2025 6:58:47
В этой статье мы поговорим о том, как правильно крепить вагонку на потолок. Вы узнаете, какие потребуются инструменты, материалы и приспособления, а также этапы выполнения подготовки потолка в обшивке вагонкой. В конце статьи вы узнаете, как закрепить вагонку на потолке...
02 05 2025 11:10:23
В данной статье вы узнаете, что представляют из себя термопанели фасадные с клинкерной плиткой, узнаете как производится облицовка фасада с утеплителем, а так же расскажем вам о подробном монтаже всех элементов и предоставим вам фото последовательности монтажа....
01 05 2025 16:29:16
Данная статья поможет нам узнать все о засорах унитаза и о том, как устранить отходную пробку. Мы рассмотрим степени и месторасположения предполагаемого засорения, и благодаря этим данным выберем, какими именно способами будем прочищать унитаз. Все способы, средства для прочистки и профилактические меры вы также найдете в этой статье=>>...
30 04 2025 9:12:13
Что собой представляют пластинчатые теплообменники для отопления и ГВС. Устройство и принцип действия агрегатов, их технические хаpaктеристики, схемы подключ....
29 04 2025 19:21:25
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет газовый двухконтурный настенный котёл Baxi, узнаете о кодах неисправностей, а так же мы предоставим вам инструкцию по его эксплуатации и отзывы пользователей....
28 04 2025 8:53:19
Хотите выбрать рубанок электрический? Лучшие электро-рубанки в нашей статье. Узнайте какой выбрать по нашей инструкции, +фото и видео обзор! Советы по выбору! Узнайте подробнее в статье=>>...
27 04 2025 2:55:40
В этой статье расскажем, как создать калитку для забора из металлической профильной трубы своими руками, как сделать замеры и чертеж будущей конструкции. Распишем последовательность этапов работ по сооружению калитки от начала до конца. Узнаете, как обшить каркас профлистом и украсить элементами ковки. Узнайте подробнее в статье=>>...
26 04 2025 4:43:36
Из данной статьи вы узнаете о накопительных электрических водонагревателях (бойлерах) 50 литров и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и как выбрать плоскую или горизонтальную модель. Обзор ТОП-15 лучших моделей с описанием....
25 04 2025 1:13:51
В этой статье речь пойдет о профилях для светодиодной ленты, своими руками сделать которые не так уж и сложно. Вы узнаете, какие есть разновидности профилей по форме и способу установки, как сделать профиль собственноручно и как изготовить пластиковый короб. В конце статьи вы найдете рекомендации по установке. Узнайте подробнее в статье=>>...
24 04 2025 19:19:16
В данной статье вы узнаете, какую арматуру используют для ленточного фундамента, какой диаметр у нее должен быть, сколько ее нужно, каков должен быть шаг и расстояние между арматурой, а так же покажем вам схему вязки....
23 04 2025 12:12:19
Из данной статьи вы узнаете о печи для бани Теплодар и ознакомитесь с ее техническими хаpaктеристиками, а также как выбрать устройство с баком. Обзор ТОП-7 лучших моделей с описанием отличительных особенностей и отзывы покупателей....
22 04 2025 18:26:59
В этой статье мы поговорим о том, как сделать отопление частного дома электричеством. Здесь будут рассмотрены все достоинства и недостатки электрического отопления. После вы узнаете, в чем заключается разница между электрическим котлом и конвектором и на что стоит обращать внимание при их выборе. В конце мы расскажем об экономном решении для частного дома – теплый пол, который будет согревать во время зимних холодов. Узнайте подробнее в статье=>>...
21 04 2025 14:26:20
Чем хороши газовые колонки Бош? Обзор популярных моделей, преимущества и недостатки. Устройство, технические хаpaктеристики. Неисправности и методы их устранения....
20 04 2025 10:26:36
Все про выбор профиля пластиковых окон. Что означает класс окна ПВХ. В данный момент продавцы пластиковых окон приводят в замешательство любого покупателя. Как выбрать лучший профиль и фирму пластикового окна. Виды критериев к профилю окон из ПВХ. Не попадайтесь на подделки, разберитесь в вопросе в этой статье здесь>>...
19 04 2025 0:24:33
В данной статье вы узнаете о достоинствах и недостатках газово котла Bosch 6000 18 квт, мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации одноконтурной и двухконтурной модели, а так же отзывы владельцев....
18 04 2025 14:22:21
Какие теплосчетчики на отопление можно поставить в квартире. Платить за отопление по счетчику или по квитанции от ЖКХ: что выгоднее? Виды счетчиков на отопление...
17 04 2025 3:30:42
В этой статье вы узнаете, как сделать трубочки из пластиковых бутылок своими руками. Также вы узнаете, как можно их применять, а именно какие сделать украшения и подделки, например, светильники, солнышко, цветы, фоторамку, венок и браслеты. Такие украшения для дома можно делать даже со своими малышами, им точно понравится!...
16 04 2025 13:30:41
Обзор котлов длительного горения на твердом топливе. Принцип работы, технические хаpaктеристики и внутреннее устройство котлов. Преимущества, недостатки, цены....
15 04 2025 21:11:12
Что необходимо учитывать при выборе напольного газового котла для отопления частного дома....
14 04 2025 11:52:46
Обзор конденсационных котлов Vaillant ecoTEC plus, преимущества и недостатки конденсационных котлов, их отличие от обычных котлов ......
13 04 2025 10:54:38
Чертеж — это официальное допущение на строительство здания. А так же это гарантия того, что построенный здание будет в соответствии с нормами безопасности и будет иметь адаптацию к погоде в вашем регионе. В чертеж входят документы с описанием постройки и сборки дома, об оформлении чертежа необходимо задуматься еще до того как вы начнете строительство каркасного дома. Так же туда должна входить цена дома и список всех необходимых материалов для стройки. Обычно туда входят подробные описания с фотографиями. Узнайте подробнее в статье=>>...
12 04 2025 13:15:32
В этой статье мы поговорим о том, из чего состоит арболитовый блок. Мы отдельно рассмотрим все составляющие, а именно органические наполнители, льняную костру, виды минеральных вяжущих, химические добавки. После этого вы узнаете, по каким пропорциям готовится смесь для арболитовых блоков и какой раствор используют для кладки, а также все достоинства и недостатки материала. Узнайте подробнее в статье=>>...
11 04 2025 5:13:39
В статье описываются модели люстр из дерева. Как правильно подобрать светильник по размеру для жилья, по назначению помещения. Рассказывается о материалах применяемых для производства данных приборов освещения. Как обpaбатывать и ухаживать для продления срока службы люстр из дерева и как сделать своими руками. Размеры светильников и стили приборов освещения - выбор материала изготовления из дерева для люстр. Узнайте подробности в статье=>>...
10 04 2025 17:49:51
Хотите узнать как Заложить прочный фундамент с помощью арматуры? Материалы для фундамента и Виды. Пошаговая инструкция +Фото и Видео. Узнайте подробнее в статье=>>...
09 04 2025 14:53:39
В этой статье мы поговорим о том, как сделать резиновую крошку своими руками. Вы узнаете, как переpaбатывать резину в домашних условиях, какие существуют способны изготовления крошки из шин, а также рассмотрим устройство агрегата. В него входит коробка с дисками для разрезания, решетки для калибрования крошки, червячный редактор, бункер для загрузки, приспособление для разрезания, а в конце поговорим о вторичном использовании. Узнайте подробнее в статье=>>...
08 04 2025 0:33:45
В данной статье вы познакомитесь с газовыми котлами фирмы Ферроли, узнаете их устройство, какие модели существуют (одноконтурные, двухконтурные, атмосферные), а также найдете инструкцию по настройке и эксплуатации....
07 04 2025 1:34:16
Как построить свайный и монолитный ростверк на буронабивных сваях своими руками? Рассмотрим устройство ростверка, фото и видео, а также пошаговая инструкция. Технология. Узнайте что это такое, Смотрите в статье здесь, поможем! +Видео. Узнайте подробнее=>>...
06 04 2025 23:27:31
Рассказываем о составе и пропорциях бетона для устройства фундамента зданий. Даются пропорции материалов для приготовления смеси. Какой инструмент использовать. Даётся пошаговая инструкция по самостоятельному приготовлению бетонного раствора. Поясняется, какие материалы лучше при этом процессе использовать. Узнайте подробнее в статье>>...
05 04 2025 18:29:48
В этой статье мы поговорим о расчете отопления в частном доме. Для начала будет рассмотрено, что нужно посчитать для расчета, а также выполнить расчет мощности отопительных приборов. После этого поговорим, какие трубы лучше всего подойдут для магистрали отопления. В конце статьи поговорим о том, как рассчитать оптимальное количество и объем теплового обменника. Узнайте подробнее в статье=>>...
04 04 2025 19:46:54
В этой статье мы поговорим о таком материале, как гидроизоляционный толь ТГ 350 ГОСТ. Мы рассмотрим его общие хаpaктеристики, основные разновидности, в числе которых ТГ 350. После вы сможете узнать, в чем отличие между рубероидом и толем и что из них лучше, а также узнать о достоинствах и недостатках толя. В конце вы узнаете о сфере применения материала и его способе укладки. Узнайте подробнее в статье=>>...
03 04 2025 7:47:27
Ваши канализационные трубы засорились от остатков, волос или других отходов? Не спешите звонить сантехнику. Если у Вас есть минимальный набор нужных орудий, то можно с легкостью прочистить канализационную трубу самостоятельно......
02 04 2025 19:51:43
В этой статье мы поговорим о том, как очистить швы плитки от плесени в душе. Вы узнаете, почему на швах плитки образуется плесень и грибок, как предварительно очищать швы, а также какие есть средства для удаления плесени – народные и антисептики. Далее будет рассмотрен способ профессионального удаления плесени при помощи СВЧ, что делать, если повреждения сильные, а также как проводить профилактику....
01 04 2025 14:23:55
В данной статье вы узнаете как устроена стропильная система вальмовой крыши, как происходит монтаж стропил и из каких элементов состоит четырехскатная крыша с эркером, а так же фото мауэрлата, планы, схемы и чертежи для таких конструкций....
31 03 2025 16:23:38
Подробно о том, как без специальных знаний сделать дом своей мечты, закончить строительство дома по цене квартиры, а так же обо всех тонкостях каркасных домов!...
30 03 2025 4:36:13
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 :: Оборудование -6 :: Оборудование -7 :: Оборудование -8 :: Оборудование -9 :: Оборудование -10 :: Оборудование -11 :: Оборудование -12 ::
