Пиролизные печи: разновидности, плюсы и минусы, самостоятельное изготовление

Отопительное устройство длительного горения – пиролизная печь – представляет собой оптимальный вид автономного агрегата в условиях отсутствия возможности подключения к магистральным линиям энергообеспечения. Установку еще называют газогенератором, так как энергия в нем вырабатывается в результате дожигания газов, которые выделяются при тлении твердого топлива в камере. Пиролизный агрегат способен бесперебойно работать на разовой закладке дров или угля в течение продолжительного периода времени – от нескольких часов до нескольких суток подряд – без постоянного контроля.

Устройство пиролизных печей

Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.

Схема пиролизной печи

Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.

Плюсы и минусы газогенераторов

Агрегаты пиролизного горения отличаются высокой эффективностью и располагают массой конкурентных преимуществ:

  • высокая производительность – КПД до 95%,
  • экологичность – минимальный уровень дыма, отсутствие сажи,
  • комфортное обслуживание – загружают топливо 1-2 раза в сутки в зависимости от модели, нет необходимости постоянного контроля подачи горючего,
  • вариативность топлива – пиролизы способны работать на любом твердом горючем ресурсе. Это могут быть различные материалы, включая торф, пеллеты, древесину, уголь. Также в ход идут опилки, шелуха, картон и другие виды производственных отходов.

Еще одним плюсом в копилку отмечают доступность самостоятельной сборки и монтажа заводской модели газогенератора и возможность изготовления пиролизной печи своими руками.

Основным недостатком агрегатов длительного горения считается высокая стоимость изделия. В зависимости от мощности модели реализуются в диапазоне от 30 и до 100 тыс. рублей и более. Поэтому многих привлекает идея самостоятельного изготовления пиролизной печи для дома из недорогих материалов.

Среди минусов эксплуатации пиролизных устройств также отмечают требования к качеству топлива. Дрова необходимо хранить в надлежащих условиях, чтобы обеспечить оптимальный уровень влажность. Иначе снижается эффективность работы агрегата, так как наличие влажных паров негативно отражается на процессе переработки газов.

Классификация пиролизных устройств

Газогенераторные печи классифицируются по нескольким категориям. По материалу изготовления различают установки металлические и кирпичные. Также модели делятся по назначению и способу передачи тепловой энергии. По методу передачи тепла различают варианты пиролизных агрегатов с водяным контуром отопления и теплообменниками воздушной системы.

Металлическая печь пиролизного горения

В эту группу входит ряд конструкций:

  1. Печь-буржуйка. Газогенератор с внутренней конструкцией в виде буржуйки применяется для обогрева жилых и технических помещений. Модель также актуальна для бань и саун, используется для приготовления пищи, есть уличные варианты для барбекю комплексов,
  2. Печь Булерьян. Эта пиролизная конструкция шахтного типа с КПД до 75% предназначена для обогрева как жилых, так и нежилых помещений. Через нижние концы опоясывающих котел труб всасывается холодный воздух, который быстро нагревается и выбрасывается вверх в помещение через верхние элементы.
  3. Печь Бубафоня. Изобретенье принадлежит умельцу из Колымы, в качестве основы для конструкции применяется старый газовый баллон. Установка актуальна для отопления технических помещений. Бубафоня из баллона с объемом 50 л способна работать на одной закладке дров 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью до 70 м².
  4. Печь Лачиняна. Установка сочетает в себе максимально высокий КПД и предельно низкий уровень расхода топлива. Модели активно применяют для обогрева автофургонов и походных палаток. «Лачинянки» используют также для отопления сельхоз строений и охотничьих домиков. Модели с водяной рубашкой применяются для обогрева жилых помещений площадью до 300 м². Примечательно, что 2 ведер угля достаточно для 5-7 суток бесперебойной работы пиролизного агрегата Лачиняна, известного изобретателя из Казахстана.
  5. Пиролизная печь на отработанном масле. Экономичный агрегат длительного горения на отработке предназначен для обогрева нежилых помещений. Конструкция максимально проста, и смастерить такую модель под силу большинству домашних умельцев.

Пиролизная печь Булерьян

Кирпичная печь длительного горения

Газогенератор в виде кирпичной конструкции – печь Кузнецова – применяется для обогрева жилых помещений и банных комплексов. Также устройство используют для приготовления пищи. КПД кузнецовских пиролизных печей – 80% и выше, топливо в них сгорает практически полностью. Весь потенциал горячих газов и дыма используется для нагревания кирпичного корпуса конструкции. Высокую продуктивность кузнецовским газогенераторам обеспечивает особая двухколпаковая конструкция.

Критерии выбора

При желании будет легко подобрать готовую модель, параметры которой соответствуют требованиям, но зачастую увлеченные идеями изобретателей домашние умельцы делают пиролизные печи своими руками. При выборе варианта газогенераторной установки учитывают ряд моментов:

Источник

Принцип работы пиролизной печи — как пользоваться установкой

Количество бытовых и промышленных отходов на планете неуклонно растет. До 75% из них – органические вещества. Для эффективной утилизации органического сырья используется пиролиз. Этот процесс более безопасный, по сравнению со сжиганием мусора. Пиролизная технология в области переработки ТБО перспективна. В результате образуются вторичные материалы, подлежащие дальнейшему применению в быту или на производстве.

Что такое пиролиз

Пиролиз – процесс высокотемпературного разложения органических материалов и неорганики в условиях отсутствия кислорода. Метод переработки – малоотходный или вовсе безотходный. Позволяет сформировать циклическую технологию утилизации.

Во время пиролиза обрабатываемые материалы не сгорают полностью. Они расщепляются на твердые остатки с выделением пиролизных газов. После полной переработки на выходе будут новые продукты. Их состав, консистенция и характер зависят от использующегося метода и вида сырья.

Принцип работы пиролизной печи

Печь для пиролиза состоит из корпуса. Внутри установлена встроенная топка. В нее закладывается древесина или иное сырье для переработки. Когда отсек топки закрыт, воздух внутрь не поступает. Элементы конструкции герметичны – дверь печи закрывается вплотную. В установке работает вентилирующая система для приточно-вытяжных функций.

В условиях пиролиза топливо сгорает медленно. После закладки сырья в отсек оно поджигается. Понадобится время, чтобы разгорелся материал. Затем доступ кислорода перекрывается. Из-за нехватки воздуха горение замедляется, а дрова обугливаются.

В процессе выделяется мощная тепловая энергия. Эффект обусловлен тем, что при низкой концентрации кислорода материал горит медленно. Результатом процесса становится кокс, зола и газ. Горячий газ внутри котла взаимодействует с воздухом и горит при высокой температуре. Эта реакция сопровождается выделением тепла.

Пиролизная установка работает в два этапа:

  1. Вначале сгорает материал, отправленный в отсек. На этом этапе доступ кислорода заблокирован. Выделяется горючая газовая смесь.
  2. На второй стадии сгорает смесь выделенного газа с воздухом.

Двухэтапный принцип действия применяют в самодельных пиролизных печах с дожигом газов:

  • «Буржуйках»;
  • Дровяных печах;
  • Генераторах твердотопливного типа.

Внимание! Пиролизные установки представлены разнообразными моделями. Они отличаются между собой конструкцией второго блока. Есть модификации с дополнительной вентиляцией. А другие варианты работают на естественной тяге. Механизм отвода дыма оснащен заслонками, герметизирующими печь.

Отработанные материалы выгружает вращающаяся реторта. Это изделие круглой формы, опускающееся на опору печи.

Виды пиролиза

От состава перерабатываемого сырья и планируемого конечного продукта зависит выбор вида пиролиза.

Сухой и окислительный способ

С учетом температуры, при которой протекает процесс, выделяют окислительный и сухой виды пиролиза.

При окислительной реакции в установке термически разлагаются производственные отходы. Они сжигаются частично или напрямую контактируют с продуктами топливного сгорания. Метод оптимален для обезвреживания сырья, непригодного для газификации или горения:

  • Пастообразное сырье;
  • Отходы с высокой вязкостью;
  • Осадки с процентом влажности;
  • Золистые отходы и шламы;
  • Загрязненная земля;
  • Пылящее сырье;
  • Отходы с содержанием металлов и их соединений;
  • Кабели;
  • Старые баллоны;
  • Отработанные покрышки автомобилей.
Кроме этого:  Скачать игру Medieval Dynasty Новая Версия на ПК на Русском

Окислительный пиролизный метод подходит для утилизации твердых отходов производственных процессов и сточных вод.

Сухой пиролиз – способ термообработки сырья с активным его обезвреживанием. Топливом служит химическое вещество. Метод применяется для создания безотходных технологических циклов.

Низко-, средне- и высокотемпературный виды

Низкотемпературный процесс протекает при отметке 450-550 градусов. Характеристики способа:

  • Увеличенный выход жидкого продукта и полукокса;
  • Уменьшенный выход горючего газа с повышенной теплотой сгорания;
  • Подходит для получения жидкого горючего (смолы);
  • Используется при обработке каучуковых отходов для получения мономеров;
  • Полукокс служит бытовым горючим материалом.

Среднетемпературный способ коксования протекает при показателе до 800 градусов. Сопровождается выделением повышенного объема газа со сниженной температурой сгорания. Уменьшается и объем остаточных продуктов: кокса и жидкости.

Высокотемпературный вид – коксование в диапазоне температур 900-1050 градусов. Выход твердых и жидких остатков минимизирован. Выработка газа увеличена до предела с уменьшенной теплотой сжигания. Итог: снижение концентрации смолы, получение топлива, пригодного для транспортировок.

Быстрый и медленный пиролиз

Быстрый способ – высокотемпературное разложение материала без участия кислорода со скоростью нагрева тысячи градусов в секунду. Его сравнивают со «взрывным вскипанием». Разрушение веществ происходит на молекулярном уровне.

Медленный пиролиз – длительное разложение материала под действием температуры со скоростью нагрева градусы в минуту (час).

Самостоятельное изготовление печи

Бытовая печь, работающая по принципу пиролиза, подойдет для:

  • Дачи;
  • Дома;
  • Походных условий;
  • Бани;
  • Гаража;
  • Других жилых построек.

Занимаясь изготовлением пиролизной печи своими руками, важно рассчитать пропорцию газа с кислородом, размеры конструкции и требуемую мощность.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для монтажа бытовой пиролизной печи понадобится следующий перечень материалов и инструментов:

  • Аппарат для сваривания деталей;
  • Электродрель;
  • Болгарка;
  • Электроды;
  • Отрезной круг 240 мм;
  • Шлифовальный круг 135 мм;
  • Листы металла толщиной 4 мм;
  • Трубы отличающихся диаметров;
  • Трубы профилированные;
  • Датчик температур;
  • Вентилятор.

После строительства конечный этап отделки – обкладка печи кирпичом или внутренняя футеровка, чтобы создать эффект «термоса». Кирпичная кладка выполняется после монтажа установки.

Пиролизная печь имеет 2 камеры сгорания. Одно отделение перерабатывает твердые материалы, а второе – смешивает продукты обработки с воздухом. Если первое отделение расположено вверху, между отсеками устанавливается колосниковая решетка. В металлической печи роль перегородок играют полые пластины.

Внимание! Вентилятор необходим в печах, где камера для горючих газов находится в нижней части. Принудительная тяга перемещает вещества в отсек, где происходит дожиг. Такие конструкции имеют дымососы.

Чертеж для изготовления

На чертеже будет видна форма корпуса, размеры, способ расположения камер. Затем нужно рассчитать мощность для обогрева помещений. На схеме устройства отражены такие элементы:

  • Металлическая бочка – емкость для сгорания материала (главная камера);
  • Отверстие для подвода кислорода;
  • Трубы для отвода дыма;
  • Трубы для контура, по которому циркулирует вода;
  • Камера дожига;
  • Вентиляционная система;
  • Регуляторы.

Начертить схему будущей печи можно своими руками с учетом конструктивных особенностей. Основой послужит готовый чертеж соответствующего варианта буржуйки.

Рис. 1 Схема монтажа бытовой установки

По чертежам можно собрать печь прямо на месте ее применения. Когда будет готово основание, устанавливаются стенки внутри и отсек для золы. Сварочным аппаратом собираются составные части, затем – теплообменник, колосники и камеры печи. Между стенками засыпают песок, который предупредит перегревание установки во время эксплуатации. В конце устанавливаются дверцы и заслонки, выполняется подключение к контурам водного теплообменника.

Что можно переработать пиролизом

От назначения пиролизной установки зависит выбор сырья. Если это утилизационная печь, она перерабатывает отходы:

  • Пластмассовые и полимерные материалы;
  • Кабели;
  • Скрап автомобилей;
  • Покрышки;
  • Шламы нефтедобывающей промышленности;
  • Побочные продукты бурения;
  • Землю, загрязненную мазутом и смолистыми веществами;
  • Отработанное масло.

При применении пиролиза для получения газа, обогащенного углеводородами, установки перерабатывают:

  • Древесину;
  • Древесный уголь;
  • Нефтепродукты;
  • Другие виды твердого топлива.

Продукты переработки мусора

Продукты переработки отходов отличаются в зависимости от использованного для пиролиза сырья. Если в печь загрузить древесину при нагреве до 400 градусов, можно получить:

  • Кетоновые вещества,
  • Альдегиды,
  • Деготь в смеси с древесным уксусом.

Если пиролизу подвержен полиэтилен, на выходе будет:

  • Смесь из предельных и непредельных углеводородов;
  • Газы;
  • Жидкая составляющая;
  • Парафин;
  • Этилен.

При переработке пластика результатом пиролиза могут стать:

  • Воск;
  • Масла;
  • Бензин;
  • Твердое горючее;
  • Бензин;
  • Газ.

Результатом обработки отходов органического типа становится одновременно два вида продуктов: жидкая составляющая и кокс. В жидком виде можно получить пиролизный газ (органическое топливо) и смолы. При фильтрации и осаждении газообразной части вырабатываются углеводороды. Дополнительно производители занимаются получением ароматических соединений путем пиролиза.

Источник



Пиролизная установка: виды, устройство и принцип работы

Пиролиз — метод термической переработки отходов, в ходе которой утилизируемое сырье разлагается на другие фракции: полукокс, пиролизную жидкость и пиролизный газ. Горение протекает без доступа кислорода, полученные фракции можно использовать как горючее. Правильно собранная и оснащённая фильтрами пиролизная установка экологически безопасна.

Содержание

Подходящие отходы для переработки

Преимущество пиролизных установок в том, что они пригодны для безопасной утилизации широкого спектра материалов, включая трудноразлагаемые вещества.

  • ТБО: бумага, пластмасса, стекло, кости и т.д;
  • отходы деревообработки: щепки и опилки;
  • пластик и полимерсодержащие отходы (бутылки, полиэтиленовые пакеты);
  • иловые слои, образующиеся в коллекторах и канализациях;
  • сланец и торф;
  • автомобильные покрышки, резиновые отходы;
  • отходы аграрно-промышленного комплекса;
  • сельскохозяйственные отходы (шелуха зёрен, скорлупа орехов и т.п.);
  • отходы медицинских учреждений
  • нефтешламы;
  • растительные отходы, включая водоросли.

Типы установок в зависимости от перерабатываемого материала

Пиролизные установки построены по одному принципу, различия в конструкции и режимах работы обусловлены сферой применения конкретного агрегата. Для утилизации некоторых отходов требуется более высокая температура.

Переработка древесины протекает при низких (400-500°C) температурах. В результате процесса из установки извлекают древесный уголь, смолу, метиловый спирт, уксусную кислоту, ацетон.

Крекинг (процесс термического разложения) предельных углеводородов протекает при средних (700°С) температурах. На выходе получаются бензол, этилен, пропилен.

Пиролиз метана — высокотемпературный (1500°C) процесс, в результате которого образуется ацетилен. Продукты пиролиза быстро охлаждаются, после чего используются для производства синтетического каучука.

Низкотемпературный пиролиз ТБО осложнён необходимостью улавливать вредные летучие продукты горения: серу, фосфор и хлор. Требуется установка фильтров.

Технические характеристики установки

Промышленное пиролизное оборудование позволяет перерабатывать десятки тонн материала в сутки, но его минус — большие размеры.

Основные параметры агрегатов:

  • производительность (кг/час или кубометры в день);
  • масса установки (мобильные агрегаты весят 3-8 тонн, стационарные — больше 10 тонн);
  • габаритные размеры;
  • мощность;
  • тип питания (требуемое топливо/параметры электросети);
  • мобильность (требуется ли разборка для перевозки);
  • этажность установки (количество уровней).

Иногда производитель пиролизных установок указывает дополнительные параметры: окупаемость, объём реактора и т.д.

Конструкция и составные части

Перевозимые агрегаты строят из жаропрочной нержавейки. Устройство состоит из сушильного реактора, пиролизного реактора, камеры охлаждения твёрдых пиролизных продуктов и реактора, в котором охлаждается и конденсируется парогазовая смесь углеводородов.

Модули мобильного агрегата установлены на единую раму. В процессе утилизации отходы непрерывно двигаются сквозь реакторы по шнековым транспортёрам. Система подачи отходов работает от мотор-редуктора, движение передаётся зубчатой или цепной передачей. Сама установка перемещается на автоприцепе или грузовом шасси.

Компоненты простейших стационарных установок немного другие, но принцип работы тот же:

  • реторта — ёмкость для отходов, устойчивая к нагреву;
  • топочная камера — отсек, в котором проходит нагрев ТБО и сам пиролиз;
  • теплообменник — устройство для охлаждения и конденсации газа до состояния жидкости.
Кроме этого:  FTP соединение и редактирование через Total Commander

Продвинутое оборудование оснащено сушильными камерами, измельчителями, датчиками температуры, концентрации веществ в выбросах и т.п.

Технология переработки отходов

Мусор автоматически измельчают на куски менее 1 см. После измельчителя материал попадает в сушильную камеру, которая нагревает его до температуры 180 °C. Чтобы установка работала с максимальным КПД, содержание влаги в материале должно быть меньше 15%. Если сушильной камеры нет, эффективность пиролиза снижается.

ТБО, прошедшие сушку, попадают в пиролизный реактор.

Процесс протекает при температуре от 400 до 1500°C в зависимости от типа отходов и температурного режима.

Отходы разлагаются под действием высокой температуры, но кислород в этом не участвует.

Конденсат и газы поступают в теплообменник и разделяются на горючий газ и жидкое топливо.

Пиролизный завод

На крупных заводах установлены пиролизные линии, суточная производительность которых достигает десятков тонн материала.

Пиролизный завод может совмещать переработку ТБО с утилизацией медицинских или других отходов.

На нефтехимических предприятиях пиролизные цеха специализируются на работе с метаном. Для предотвращения возгораний продуктов пиролиза на предприятиях расположены цистерны для хранения ГСМ.

Из крупных предприятий, производящих пиролизное оборудование в России, можно выделить:

  • Тюменский пиролизный завод;
  • Уральский пиролизный завод;
  • Ангарский завод полимеров;
  • ОАО «Газпром нефтехим Салават».

Процесс производства останавливают только для чистки реторт.

Продукты, получаемые на выходе

После термической обработки полимерных материалов остаются зола полукокса, пиролизная жидкость и газ.

Часть газов конденсируется и переходит в жидкое состояние. Жидкость очищают, чтобы превратить её в синтетическую нефть. Она используется как замена природному топливу.

Газ, не прошедший конденсацию, отправляют на дожиг или продают сторонним потребителям. Его можно применять в качестве топлива при выработке электроэнергии на ТЭС.

После переработки покрышек остаётся несгораемый металлокорд, его отправляют на склад для дальнейшей переработки в металлические изделия. Обуглероженный (превратившийся в кокс) остаток используется в промышленности:

  • в производстве новых шин и резиновых изделий;
  • в качестве красителя при изготовлении лакокрасочных покрытий;
  • применяется в качестве сорбента вместо активированного угля;
  • служит компонентом жидкого топлива или сам используётся как твёрдое горючее.

Популярные производители в России

В связи с актуальностью проблемы переработки мусора и хорошей окупаемостью пиролизных установок открытие своего перерабатывающего завода — популярный бизнес. Компании предлагают закупать оборудование оптом или в розницу, возможно строительство цехов под ключ.

Среди отечественных производителей пиролизных установок — «Эковторресурс», «Экопромсервис», «НПО Отечественные технологии», «Росэко».

Например, «Эковторресурс» предлагает модульную установку «Константа 6». В зависимости от модификации, она перерабатывает от 6 до 24 тонн сырья в сутки. Стоимость «Константы 6» в максимальной комплектации составляет 40 000 000 рублей, в базовой — 11 300 000 рублей. Установка модульная, возможно постепенное наращивание производственной мощности.

«Росэко» предлагает бюджетную модель агрегата для низкотемпературной переработки шин за 9 000 000 рублей. Производительность составляет от 100 кг/ч, масса установки — 6 тонн.

Пиролизные котлы для отопления

Работающие по принципу пиролиза котлы отопления слишком мощные для обогрева дач, поэтому их применяют в коттеджах и больших хозяйственных помещениях.

Дровяные печи проигрывают котлам в экологичности (у них больше выброс угарного газа), мощности и удобстве эксплуатации (постоянно нужно загружать новое топливо).

Загруженные в котёл дрова медленно тлеют под действием высокой температуры и ограниченного доступа кислорода. Выделяемый пиролизный газ поступает в камеру сжигания и смешивается с воздухом. Происходит одновременное сжигание в разных камерах древесного угля и газа. Преимущество такой схемы — продолжительное горение каждой закладки топлива и повышенный КПД установки.

В котле топливо сгораёт не сразу в полном объёме, а постепенно, тем самым увеличивается время от одной закладки от другой. Продвинутые модели требуют вмешательства человека не чаще 1-2 раз в день.

Пиролизный котёл для коттеджа стоит около 350 000 рублей. Пример такой установки — ATMOS D 15.

Самодельная пиролизная установка

Полноценную установку для переработки отходов своими руками сделать не получится, но можно собрать отопительный котёл по схеме конструктора В.А. Беляева.

Потребуется слесарный инструмент, включая болгарку и сварочный аппарат. Требуемые материалы:

  • труба металлическая (диаметром 34, 57 и 159 мм);
  • стальная полоса (20х4; 30х4; 80х5 мм);
  • труба профильная (сечением 60х30, 80х40 и 20х20 мм);
  • металлические листы;
  • датчик температуры;
  • шамотные кирпичи;
  • воздушный насос.

Нарежьте листы на заготовки в соответствии с выбранным чертежом.

Из заготовок методом сварки соберите двухкамерный топливный бункер. К нему подведите изготовленные из труб воздуховоды.

Врежьте металлическую трубу на расположенной поперёк воздуховодам стенке (ниже топочной камеры). Это вторичный подвод воздуха.

Теплообменник собирайте из 57 мм труб следующим образом:

  1. Разметьте два металлических листа в соответствии с чертежом.
  2. Вырежьте в них 60 мм отверстия под трубы.
  3. Нарежьте 57 мм трубы на куски нужной длины.
  4. Концы труб вставьте в отверстия на листе, закрепите сваркой.
  5. Приварите к противоположным концам второй лист.

Прикрепите теплообменник к корпусу. По верхнему уровню теплообменника установите заслонку дросселя. Торец дроссельной заслонки закрывается куском металлического листа. В листе должен быть патрубок под установку дымохода.

Изнутри усильте камеры сгорания кирпичом. Обточите кирпичи, чтобы они лежали плотно. Кирпичи не должны блокировать заслонки воздухоотводов.

Установите на устройство фронтальную панель. Почистите корпус котла от сварочной окалины и прочего налёта, выровняйте неровности.

Проверьте герметичность конструкции: временно заблокируйте все отверстия и патрубки, налейте в теплообменник горячую воду. Если вода вытекает, необходимо герметизировать щели сваркой.

Обшейте корпус металлическими панелями и навесьте дверцу. Её лучше делать из чугуна и усиливать шамотным кирпичом.

Установите агрегат на бетонный фундамент высотой минимум 10 см. Присоедините дымоход, воздушный насос и линии подачи/выхода теплоносителя.

Источник

Эффективность увеличена в разы! Пиролизный котел: что это такое, принципы его работы

Работа пиролизного котла основывается на особой химической реакции — пиролизе.

Под данным термином подразумевается процесс разложения органического топлива на газ и уголь. При этом в большом объёме выделяется тепловая энергия.

Процесс возможен только при определённых условиях: нехватка кислорода в пространстве. Высокая температура: 200–800 °C.

Принципы пиролиза для отопления

Пиролиз широко применяют в разных отраслях промышленности. Востребован этот химический процесс и для обогрева жилых площадей.

Пиролиз происходит при любом виде твёрдого сырья:

  • Дрова.
  • Мелкие ветви или древесные опилки.
  • Брикеты.
  • Торф.
  • Бурый уголь.
  • Пеллеты.
  • Кокс.

Однако наиболее эффективно пиролизный агрегат работает на топливе с повышенным уровнем выхода летучих веществ — на древесине толщиной 80—100 мм. Вместе с ними используют пеллеты или древесные отходы.

Внимание! Использовать только опилки или пеллеты нецелесообразно — с ними котел не вырабатывает тепло или же его КПД снижается до минимума.

Пиролизный котел: что это значит, его устройство

Конструкция пиролизного котла выглядит следующим образом:

  1. Дымоход.
  2. Блок управления.
  3. Загрузочный бункер.
  4. Форсунка.
  5. Камера сгорания.
  6. Теплообменник.

Отопительный котёл на основе пиролиза представляет собой двухкамерный агрегат — в этом его особенность. Главная химическая реакция в этих камерах:

  1. Камера загрузки или газифицирующая камера. Здесь происходит предварительное термическое разложение сырья. Органика под воздействием высоких температур превращается в горючий газ. Для поддержания тления в камеру направляется первичный воздух. Горение при температуре 300—800 °C.

Фото 1. Камера загрузки топлива в пиролизном котле. Внутренняя отделка выполнена шамотным кирпичом.

  1. Камера сгорания. После тления выделенный воздух и газ попадают сюда. Здесь образовавшийся газ горит, как обычный природный. Температура в среднем 1200 °C. Именно на этом этапе выделяется очень много тепла, необходимого для отопления. В то же время происходит сильное аэродинамическое сопротивление, поэтому необходима принудительная тяга, роль которой выполняет дымосос.
Кроме этого:  В чем преимущества установки в официальном салоне

Два пространства между камерами разделяет колосник, в который загружается топливо. Там оно поджигается и запускается дымосос. Колосник препятствует выходу тепла из верхней камеры загрузки и обеспечивает лёгкий поток первичного воздуха.

Пиролизные топки оснащены переключателями тяги, которые разжигают топливо. Таким образом, в начале розжига котёл функционирует как устройство прямого горения, а после закрытия задвижки переключается на пиролиз.

Виды пиролизных устройств, характеристики

Котлы на основе пиролиза различаются по своему строению. Так, существуют:

  • Камера дожига сверху. Встречается редко. Преимущества конструкции в том, что дымовой газ беспрепятственно проходит в камеру дожига, а после догорания сразу попадает в дымоход для дальнейшего охлаждения. Среди минусов — расположение дымовой системы неэкономичное, так как изначально требуется больше расходного материала для изготовления подобной конструкции.

Фото 2. Пиролизный котел с нижней камерой дожига. Стрелками указаны составные части устройства.

  • Камера дожига снизу. Самый распространённый и наиболее комфортный тип конструкции. Пользователю удобно закладывать дрова, так как камера находится не на полу. А также камера имеет прямой выход в нижний дымоотвод, а оттуда — в дымоход. Однако подобная конструкция имеет также свои недостатки. Так, из загрузочного отсека зола засоряет вторую камеру, поэтому её чаще чистят. Кроме того, нужно обеспечивать усиленную тягу, чтобы дым продвигался вниз.

А также пиролизные котлы различаются по типу используемой тяги:

  1. Естественная тяга. Нет необходимости в электрике. Однако для эксплуатации нужен довольно высокий дымоход с мощной естественной тягой, что будет стоить дорого.
  2. Принудительный наддув и тяга. Котёл становится энергозависимым, впрочем, повышается скорость выхода на режим. Такой агрегат оснащается вентиляторами и дымососами, которыми управляет автоматика — полностью пропадает зависимость от погодных условий и повышается эффективность горения. Этот тип топки может работать с максимальным уровнем КПД на протяжении 4—5 часов, а это на 20% больше, чем у котла с естественной тягой.

По способу отопления выделяют два типа пиролизных устройств:

  • Для водяного отопления. В качестве теплоносителя выступает вода, которая нагревается в теплообменнике, затем разливается по трубам в радиаторы. Температура поддерживается за счёт постоянной циркуляции.
  • Для воздушного отопления. В бытовых условиях используется значительно реже. Зачастую применяют для обогрева хозяйственных построек или на производствах. Тепловая энергия распределяется в помещении с помощью тёплых воздушных масс. Они прогреваются в результате сгорания сырья. Тепло распределяется посредством алюминиевых труб и нагнетателей. Такая система управляется автоматикой, поэтому владелец с лёгкостью может настроить её в соответствии со своими потребностями.

Как выбрать такой прибор

При выборе агрегата на основе пиролиза обращают внимание на его ключевые характеристики:

Качество корпуса. Раньше корпус топки изготавливали преимущественно из чугуна.

Теперь производители выпускают цельносварной корпус из листового материала.

Главное здесь — его толщина.

Она зависит от мощности котла:

  • 15—65 кВт: внутренние конструкции 5 мм, наружные — 4 мм;
  • 75—110 кВт: внутренние — 6 мм, внешние — 5 мм;
  • 135—195 кВт: внутри — 8 мм, снаружи — 6 мм;
  • 200 кВт и более: внутренние составляющие — 10 мм, наружные — 8 мм.

Мощность. Этот показатель зависит от отапливаемой площади. Существует множество методик определения мощности. Самый простой и оптимальный среди них — брать за основу 1 кВт на 10 квадратных метров отапливаемой площади.

Специалисты рекомендуют агрегат с 10% запасом мощности. Так, для помещения на 120 метров квадратных подойдёт котёл на 16 кВт. Если площадь территории 160 метров квадратных, мощность устройства должна составлять не менее 18 кВт, и далее по такому же принципу.

Справка. Если высота потолков в отапливаемом помещении превышает 3 м, для каждого дополнительного метра добавляется мощность котла на 1—3%.

Энергоэффективность. Обозначает соотношение полезной теплоты, которая была израсходована, с объёмом затраченного сырья. Этот показатель зависит в основном от топлива. Так, для эффективного прогревания необходимы исключительно сухие расходные материалы.

Впрочем, учитывают также объем загрузочной камеры, которая вмещает дрова до 60—65 см. Кроме этого, обе камеры покрывают специальным слоем керамобетона — он поддерживает подходящую температуру внутри. В результате топливо сжигается более качественно и эффективно.

Важно! Оптимальным считается котёл, который обеспечивает не менее 10 непрерывных часов горения сырья и служит бесперебойно на протяжении 20 лет.

Стоимость. Пиролизные котлы стоят дороже других типов отопительных котлов. Однако и здесь есть варианты. Так, отечественные в 2—3 раза дешевле импортных, а по характеристикам не уступают заграничным аналогам.

Плюсы использования

  • Длительность горения.

После одной закладки такое устройство работает бесперебойно до 12 часов, то есть догружать его приходится в 2 раза реже, чем другие твердотопливные котлы.

Однако все зависит от типа: обычная топка с дровами работает порядка 4 часов, а с верхним горением — в среднем 30 часов на дровах и 5—7 дней на угле.

Такой эффект обеспечивается за счёт регулируемого процесса горения. Во многих современных моделях автоматическое регулирование работы. Длительность горения также зависит от объёма жилой площади, температуры воздуха в помещении и на улице, конструкции агрегата и его мощности.

  • КПД 85—90%.
  • Полное сгорание сырья.

Меньший расход сырья, реже нужно прочищать газоходы и зольник.

  • Экологичность.

В результате тления древесины или подобных видов топлива выделяется в 3 раза меньше вредоносных веществ, чем в иных твердотопливных котлах. К тому же вредоносные выбросы в атмосферу минимизируются под воздействием горячей температуры в верхней камере.

  • Экономичность.

Для сжигания подходят даже крупные неколотые дрова. Кроме этого, двухкамерное сжигание снижает избыток воздуха в уходящем газе, что тоже повышает экономию. По сравнению с другими типами твердотопливных котлов экономичность пиролизных агрегатов выше на 5—8%.

Минусы

  1. Энергозависимость. Чаще всего такие котлы не могут работать без дымососа. Для принудительной тяги необходима система с генератором. Вентилятор использует электроэнергию в размере не менее 80—100 Вт.
  2. Высокая цена. В среднем в 1,5—2 раза дороже других типов.
  3. Чувствительность к влажности топлива. Необходима максимальная сухость. Так, при сжигании 1 кг дров с 20% влажностью, сила работы оборудования составит 4 кВт. Если взять 1 кг дров с 50% влажностью, мощность уменьшается в 2 раза и достигает всего 2 кВт.
  4. Нестабильная работа агрегата при малых загрузках (ниже 50%), нарастание дёгтя в газоотводе.
  5. Большие габариты пиролизного оборудования.
  6. Пиролизные котлы исключительно одноконтурные. Чтобы нагреть воду для бытовых потребностей, потребуется отдельный агрегат.
  7. Невозможно автоматизировать процесс загрузки топлива — загружается исключительно вручную.

Безопасное использование

Функционирование пиролизного котла подразумевает работу на максимально высоких температурах. Поэтому каждый производитель предъявляет высокие требования к монтажу и эксплуатации оборудования.

Установку проводит специалист, имеющий необходимую компетенцию. Котёл размещается в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, на агрегат устанавливается дымоход.

Учитывают также следующие правила эксплуатации:

  • При отсутствии достаточной тяги или необходимого теплоносителя котёл нельзя эксплуатировать.
  • Загрузку и розжиг оборудования запрещено доверять детям или каким-либо посторонним лицам.
  • Температура воды в системе труб, идущих через котёл, не должна превышать 95 °C. Если показатель превышен, пламя в камере агрегата на время ослабляют с помощью песка. Параллельно с этим открывают все возможные заслонки дымохода.
  • Котёл сильно нагревается во время работы, поэтому возле него не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы и предметы.
  • Модифицировать конструкцию котла и использовать не по назначению категорически запрещено.

Фото пиролизных котлов

Фото 3. Пиролизный котёл, установленный дома. Рядом с ним хранятся дрова для растопки.

Фото 4. Пиролизный котел от производителя Viessmann. Устройство оснащено электронным управлением.

Фото 5. Пиролизный котел с нижним типом загрузки топлива довольно больших размеров.

Источник