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.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Какой газовый котел лучше выбрать для частного дома - настенный или напольный? Виды теплогенераторов, их достоинства и недостатки, рекомендации по выбору....
20 06 2021 21:18:51
Рекомендации, как правильно слить воду с бойлера. Зачем нужно oпopoжнять бак водонагревателя. Порядок действий при правильном и неправильном варианте обвязки....
19 06 2021 19:27:29
В вашей квартире даже в сильные холода открыты форточки? Вы не можете добиться оптимальной температуры воздуха в помещении? Тогда эта статья адресована именно Вам. Для того, чтобы регулировать температуру в радиаторе, также обеспечить бесперебойное и безопасное функционирование теплосистемы, используется несколько видов защитно-регулирующей установки...
18 06 2021 13:51:12
В этой статье мы поговорим о покраске фасада частного дома или коттеджа (дачи), а именно о том, как правильно покрасить стену своими руками после утепления пенопластом и другими материалами по штукатурке, как правильно подготовить поверхность + хорошие фото и многое другое....
17 06 2021 17:25:32
Не знаете чем изолировать кровлю? Битумная мастика для изоляции кровли - один из лидеров защиты. В качестве альтернативы можно использовать эти виды материалов для изоляции: жидкая резина, мембрана, пенетрон, изоспан и т.д. Выберите лучшую изоляцию для крыши с помощью этой статьи!...
16 06 2021 13:14:48
В данной статье вы узнаете каких бывают видов сайдинги для наружной обшивки стен, расскажем вам какой сайдинг можно выбрать и о его разновидностях, таких как: белый, бетонный, бесшовный, бежевый, квадратный, перфорированный, коричневый, бежевый, шоколадный и черный....
15 06 2021 16:48:38
В данной статье мы предоставим вам пошаговую инструкцию по строительству ленточного фундамента под дом своими руками, расскажем как правильно сделать все самому, из каких этапов состоит монтаж и какие основные ошибки допускаются....
14 06 2021 12:10:13
Из данной статьи вы узнаете о лучших мотоблоках Агат и ознакомитесь с описанием устройств разных серий. Обзор Т О П-5 моделей и их особенности, достоинства и недостатки, а также отзывы владельцев....
13 06 2021 14:42:14
Обзор рекуператоров воздуха для частного дома и квартиры: что это такое, принцип работы, для чего нужен? Применение, виды, преимущества и недостатки в использовании в быту. Фото и видео...
12 06 2021 14:22:37
Где лучше всего устанавливать и как правильно подключить батареи отопления к трубопроводам с теплоносителем. Распространенные схемы присоединения, рекомендации по выполнению работ....
11 06 2021 9:16:13
В данной статье вы узнаете всё о том, что такое стропильная система двухскатной крыши, каких она бывает видов, её конструкция и устройство, а так же план устройства стропил мансарды. Вы узнаете что такое узлы, каков каркас стропильной системы, с чертежами и фото....
10 06 2021 13:33:39
Подробное описание печей длительного горения. Устройство и принцип работы газогенераторных печей. Печи Булерьян для дома и гаража. Делаем дымоход для печи......
09 06 2021 3:12:16
В данной статье вы познакомитесь с газовыми котлами Protherm 24 к Вт (двухконтурные), узнаете устройство, технические хаpaктеристики и ознакомитесь инструкцией по применению данного прибора, а также с актуальными ценами и отзывами владельцев....
08 06 2021 12:35:31
Особенности печей для бани Термофор: устройство, преимущества и недостатки. Обзор печи Тунгуска с теплообменником для воды. Технические хаpaктеристики, подбор печи....
07 06 2021 2:37:50
Как нужно выбирать одно – или двухконтурные газовые котлы с закрытой камерой сгорания. Критерии подбора с точки зрения домовладельца....
06 06 2021 17:11:35
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя захват для сэндвич панелей, узнаете как производится монтаж вакуумного приспособления и струбцины своими руками, а так же мы расскажем вам о их классификациях и типах....
05 06 2021 6:58:32
В данной статье вы узнаете какой размер облицовочного кирпича для фасада, узнаете о площади стандартного кирпича (одинарного и др.), а так же мы предоставим вам фото кирпича с размером 250х60х65 (длина:ширина:высота)....
04 06 2021 12:57:38
В этой статье вы узнаете, как произвести установку водостоков для крыши своими руками: монтаж водосточной системы из пластиковых бутылок и канализационных труб, ремонт и крепление кронштейна, крепеж желоба и как сделать водосток, если крыша уже покрыта. Поговорим о уклоне водосточного желоба на 1 метр и многое другое....
03 06 2021 17:47:48
Для чего нужна группа безопасности котла в системе отопления. Ее устройство и назначение, указания по выполнению правильного монтажа....
02 06 2021 16:23:43
Подробное описание преимуществ и недостатков, которыми обладает водяное отопление пола. Указания по расчету и выполнению монтажных работ по устройству напольных систем обогрева....
01 06 2021 16:21:11
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет облицовочный коричневый кирпич, узнаете о его достоинствах и недостатках, разновидностях, а так же мы расскажем вам о его производителях....
31 05 2021 19:22:24
В данной статье вы узнаете, что из себя представляют напольные газовые котлы Protherm, мы расскажем вам о его моделях, таких как: Волк (12 и 16 к Вт), Медведь (35-40 к Вт), Гризли (65-150 к Вт) и Бизон (до 1500 к Вт), а так же предоставим инструкцию их эксплуатации....
30 05 2021 2:32:59
Как произвести примерный расчет точки росы по таблице и определить место ее появления. Условия конденсации влаги в стене и способы ее удаления....
29 05 2021 17:55:44
В данной статье вы узнаете о достоинствах и недостатках настенных газовых котлов Bosch, а так же мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации двухконтурных и одноконтурных отопительных моделей....
28 05 2021 20:40:57
Как выбрать настольную газовую плиту под баллонный газ с 1,2 и 4 конфорками. Рейтинг и обзор популярных марок: Гефест, Мечта, Дарина, Дельта. Размеры плит, расход газа....
27 05 2021 11:12:12
Какие преимущества дает отопление частного дома дровами. Теплотворные свойства древесины разных пород, что из них подходит для камина. Правила топки печей и дровяных котлов....
26 05 2021 17:41:45
Что необходимо учитывать при выборе напольного газового котла для отопления частного дома....
25 05 2021 16:16:27
Советы, как правильно подобрать котел на солярке по мощности и другим критериям. Плюсы и минусы дизельных теплогенераторов, рекомендации...
24 05 2021 16:43:48
Принцип работы индукционной печи - это процесс получения тепла от электричества, выpaбатываемого переменным магнитным полем. В печах индукционного типа происходит преобразование энергии по схеме электромагнитная-электрическая-тепловая....
23 05 2021 11:47:17
В этой статье мы поговорим о том, как произвести покраску имитации бруса внутри помещения. Подробно рассмотрим, как правильно обработать, и чем покрыть (покрасить) доски внутри дома, в частности потолок + подробные фото....
22 05 2021 18:34:27
В данной статье вы узнаете как производится отделка фронтона сайдингом, как производится обшивка и установка софитов, а так же мы расскажем вам о том что такое фронтон и как производится монтаж рядовых панелей....
21 05 2021 14:12:58
Обзор умывальников для дачи с подогревом воды. Виды умывальников: без тумбы, с терморегулятором, с paковиной из нержавеющей стали. Особенности конструкции, размеры, технические хаpaктеристики, производители и цены....
20 05 2021 7:59:54
Описание принципа работы и технических хаpaктеристик автоматических угольных котлов длительного горения....
19 05 2021 5:23:51
Рекомендации, как правильно собрать коллектор для теплого пола. Состав и устройство смесительно-распределительного узла, принцип его действия....
18 05 2021 19:20:37
Рекомендации по изготовлению котлов на твердом топливе длительного горения своими руками. Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки....
17 05 2021 14:44:32
Технология отделки фасада дома камнем и штукатуркой, с подробными фото устройства декоративного камня....
16 05 2021 1:46:18
Как организовать электроотопление частного дома или квартиры. Рекомендации по выбору источника тепла и экономии электроэнергии на обогрев жилья....
15 05 2021 10:49:29
Как можно сделать своими руками теплый пол в теплице. Способы обогрева грунта различными средствами. Схемы систем подогрева....
14 05 2021 1:54:55
Особенности электрическх котлов Navien EQB 8,12, 15, 18, 21, 24 к Вт. Технические хаpaктеристики, модели, устройство, схема подключения. Электрокотлы Навьен: цена, отзывы...
13 05 2021 3:12:27
В данной статье вы познакомитесь с настенным газовым котлом Buderus Logamax u072 24k, узнаете его устройство, технические хаpaктеристики, а также найдете инструкцию по настройке (обслуживанию) и отзывы владельцев о данном приборе....
12 05 2021 4:45:59
Рекомендации, как выбрать циркуляционный насос для системы отопления. Принцип работы агрегатов, выполнение расчетов их производительности и напора....
11 05 2021 3:53:22
В данной статье вы познакомитесь с серией напольных газовых котлов Сиберия, узнаете их устройство, какой мощности они бывают (11, 17 к Вт), а также найдете отзывы и инструкцию по настройке и эксплуатации данного прибора....
10 05 2021 22:26:48
Рекомендации, как подобрать расширительный бак для отопления. Особенности и назначение открытых и закрытых емкостей. Способ расчета вместительности бачка....
09 05 2021 20:49:43
В данной статье Вы сможете ознакомиться с инструкцией по ремонту ленточного фундамента, замене столбчатого основания (свай) на ленточный, а также как своими руками осуществить устранение возникших трещин и восстановление фундамента под существующим домом....
08 05 2021 3:19:28
Виды металлических водостоков для крыши: медные, алюминиевые, цинковые желоба из металлпрофиля, их достоинства и недостатки, а также особенности монтажа....
07 05 2021 4:11:37
Двухконтурные настенные газовые котлы Ariston BS FF, Egis X FF, Cares X FF, HS FF. Инструкция, технические хаpaктеристики, устройство, отзывы покупателей, цены...
06 05 2021 15:33:41
В этой статье вы узнаете, что из себя представляет верхняя и нижняя планка примыкания, а также как произвести монтаж узла примыкания кровли к парапетам, стене здания, односкатной крыше и печной трубе. Рассмотрим устройство примыкания к дымоходу и вентшахте....
05 05 2021 11:45:55
Особенности газовых колонок марки Аристон: Fast Evo 11, 14, Marco Polo. Отзывы покупателей, инструкция по эксплуатации и хаpaктеристики. Основные недостатки и неисправности....
04 05 2021 14:19:47
Подробный обзор печей Бутакова. Принцип работы, внутреннее устройство. Режим тления в печи длительного горения. Технические хаpaктеристики и правила эксплуатации...
03 05 2021 11:14:24
В этой статье мы поговорим о фасадной морозостойкой краске для наружных работ, а именно о видах, плюсах и минусах, особенности эксплуатации в зимнее время и многом другом....
02 05 2021 5:54:29
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
