Поскольку топливо в пиролизных агрегатах сгорает практически полностью, нет необходимости часто чистить зольник и дымоход. Если, например, дверца деформировалась, ее следует своевременно отремонтировать или заменить. Если в швах появились трещины или другие дефекты, необходимо вывести плиту из эксплуатации и отремонтировать.
Пиролизная плита: принцип работы, схема, изготовление своими руками
Жители отдаленных жилых массивов или дачных участков, где цивилизованные блага газопровода еще недоступны, задаются вопросом эффективного и экономически выгодного отопления.
Длительный процесс горения, воспроизводимый пиролизным котлом, позволяет значительно экономить при низком расходе топлива. Сравнивая его с другими представителями отопительного сегмента, можно отметить более длительную работу на основе одной заправки. Именно эта особенность делает эти приборы столь популярными.
Принцип пиролиза
Пиролиз – это термическое разложение органических или неорганических соединений (углерода, древесины и т.д.) в бескислородной среде. Это означает, что топливные материалы не сгорают до золы, а начинают разлагаться на твердые отложения, выделяя пиролитические газы. Затем газообразное вещество смешивается с кислородом, что приводит к полному сгоранию как остатков топлива, так и газа.
Фото 1 Пиролизная плита растительного типа выглядит компактной и универсальной.
Стоит знать! В данной технологии существует две стадии продуктов сгорания. На первом этапе (пиролиз древесины) происходит расщепление топлива на твердые остатки, что повторяет процесс производства кокса. Однако эта стадия не является самой важной. Наибольшая теплоотдача оправдывается сочетанием газа и воздуха, которое происходит на втором этапе.
Характеристики и применение
Установку описанной категории также называют плитой с длинным очагом. Вещество или древесина помещается внутрь камеры, которая горит без притока воздуха. В результате летучие газы насыщаются мелкими частицами древесины и затем сгорают при температуре от 450 градусов, смешиваясь с кислородом. При такой системе древесина и топливо сгорают полностью, практически не оставляя продуктов сгорания. Эта технология ценится за высокий КПД, достигающий 95%.
Ее можно установить в летнем доме, сарае, флигеле или гараже. Она обеспечивает отличный уровень отопления. Покупатели ценят простоту эксплуатации и обслуживания. Это идеальный вариант для владельца дачи, нуждающегося в постоянном отоплении. Если владелец жилого или офисного здания хочет избавиться от загрязнения продуктами сгорания, выбор очевиден. Он уничтожает все – от газа до угля.
Преимущества и недостатки
Система отопления характеризуется высокой эффективностью и низким потреблением дров или другого топлива. Перед покупкой важно отметить ее положительные и отрицательные особенности. Почему пиролизная плита пользуется популярностью? Начнем с преимуществ:
- Теплоотдача, которая выражается в отличной производительности.
- Малое количество отходов после установки.
- Оборудование характеризуется экологичностью.
- Ценится за простоту использования и то, что нет необходимости постоянно добавлять топливо – в большинстве моделей достаточно заполнять камеру один раз в день.
- Может быть собрана и установлена без специальных знаний или привлечения сторонних компаний.
Недостатком является необходимость правильно хранить дрова и контролировать содержание влаги. При несоблюдении этих условий эффективность конструкции значительно снизится.
Принцип работы пиролизной плиты
Пиролизная плита состоит из корпуса. Внутри нее находится встроенная печь. В нее помещается древесина или другое сырье для дальнейшей обработки. Когда камера сгорания закрыта, воздух не попадает в печную камеру. Конструктивные элементы герметичны – дверца печи плотно закрывается. Для обеспечения поступления и выхода воздуха предусмотрена система вентиляции.
В процессе пиролиза топливо сгорает медленно. Как только сырье помещается в камеру, оно поджигается. Для воспламенения материала требуется некоторое время. Затем подача кислорода прекращается. Из-за недостатка воздуха горение замедляется, и древесина обугливается.
При этом выделяется мощная тепловая энергия. Этот эффект обусловлен тем, что при низкой концентрации кислорода материал горит медленно. В результате этого процесса образуются кокс, зола и газ. Горячий газ внутри котла взаимодействует с воздухом и сгорает при высокой температуре. Эта реакция сопровождается выделением тепла.
Пиролизная установка работает в два этапа:
- Сначала сжигается материал, отправленный в камеру. На этом этапе перекрывается доступ кислорода. Выделяется смесь горючих газов.
- На втором этапе сжигается смесь отделенного газа и воздуха.
Двухступенчатый принцип используется в бытовых пиролизных печах с дожиганием газа:
- "Буржуйка";
- Дровяных плитах;
- Твердотопливных генераторах.
Примечание. Пиролизные установки представлены разными моделями. Они отличаются друг от друга конструкцией второго блока. Существуют модификации с дополнительной вентиляцией. Другие варианты работают на естественной тяге. Механизм отвода дыма оснащен жалюзи, которые герметизируют плиту.
Отходы выгружаются через вращающуюся реторту. Это круглое изделие, которое опускается на опору плиты.
Виды пиролиза
Состав перерабатываемого сырья и предполагаемый конечный продукт определяют выбор процесса пиролиза.
Сухие и окислительные процессы
В зависимости от температуры, при которой происходит процесс, различают окислительные и сухие процессы пиролиза.
При окислительной реакции отходы производства термически разлагаются на заводе. Они частично сжигаются или вступают в прямой контакт с продуктами сгорания топлива. Этот метод оптимален для обезвреживания сырья, которое не подходит для газификации или сжигания:
- Сырье с пастообразной консистенцией;
- Отходы с высокой вязкостью;
- Шлам с процентным содержанием влаги;
- Зольные отходы и шламы;
- Загрязненная почва;
- Пылевидное сырье;
- Отходы, содержащие металлы и соединения металлов;
- Кабели;
- Старые бутылки;
- Использованные автомобильные покрышки.
Метод окислительного пиролиза подходит для утилизации твердых отходов производственных процессов и сточных вод.
Сухой пиролиз – это метод термической обработки сырья с активным обезвреживанием. Топливом является химическое вещество. Этот метод используется для создания безотходных технологических циклов.
Низко-, средне- и высокотемпературные типы
Низкотемпературный процесс работает при температуре 450-550 градусов Цельсия. Характеристики процесса:
- Повышенный выход жидкого продукта и полукокса;
- Сниженный выход горючего газа с более высокой теплотворной способностью;
- Подходит для получения жидкого пропеллента (смолы);
- Используется для переработки отработанного каучука с получением мономеров;
- Полукокс служит в качестве бытового горючего.
Среднетемпературное коксование происходит при температуре до 800 градусов Цельсия. Оно сопровождается увеличением объема газа при более низкой температуре горения. Количество остаточных продуктов – кокса и жидкости – также уменьшается.
Пиролизная кирпичная печь
Пиролизная кирпичная печь имеет еще более высокий КПД, чем металлическая печь. Это объясняется превосходными свойствами кирпича. Эти устройства способны хорошо удерживать тепло, а затем отдавать его в окружающий воздух. Таким образом, обогрев помещения происходит мягче и дольше.
Недостатком такой плиты является сложность ее изготовления. Как уже говорилось выше, она требует больше времени и усилий, чем металлическая конструкция. Кроме того, хорошо иметь некоторый опыт в кладке. Всегда есть чему учиться, и изготовление вашей первой плиты может дать вам ценные навыки, которые пригодятся в дальнейшем.
Будьте очень внимательны при выборе материалов. Вы не можете просто выбрать первый попавшийся кирпич, ведь вы будете долгое время подвергаться воздействию высоких температур. Например, очаг, который находится в непосредственном контакте с открытым пламенем, должен быть выполнен только из шамотного кирпича. Это огнеупорные блоки, которые очень устойчивы к высоким температурам и хорошо проводят тепло.
Для остальной части конструкции используйте обычный красный глиняный кирпич. Этот материал обладает хорошими теплопоглощающими свойствами, поэтому он подходит для строительства корпуса как нельзя лучше.
Пиролитическая кирпичная печь строится так же, как и металлическая, с камерой сгорания и несколькими дымовыми каналами. Затем устанавливаются дверца, крышки и дымоход. Готовая конструкция имеет довольно большие размеры. Это необходимо учитывать при планировании ее размещения.
Кроме того, имейте в виду, что кирпичи весят довольно много. Лучше всего подложить под конструкцию массивную доску или что-то подобное.
Критерии выбора
При желании легко найти готовую модель с параметрами, соответствующими вашим требованиям, но часто домашние умельцы, увлеченные идеями изобретателей, делают пиролизные плиты своими руками. При выборе варианта газогенератора необходимо учитывать несколько моментов:
- Назначение пиролизной установки. Для отопления сарая, курятника, гаража или других технических помещений выбирайте относительно компактную металлическую или кирпичную конструкцию. При отоплении дома приоритетным является строительство кирпичной печи длительного горения. Для походных целей выбирайте портативную пиролитическую плиту,
- мощность прибора. В зависимости от параметров отапливаемого объекта определяется необходимая мощность газогенератора,
- мобильность конструкции. Кирпичная пиролизная плита является стационарной, прибор устанавливается на стационарном рабочем месте. Почти все типы металлических газогенераторов мобильны.
Портативная пиролитическая плита – хороший выбор для кемпинга
Для эффективной работы пиролитической плиты необходимо наличие твердого топлива с определенным содержанием влаги, которое должно храниться в отдельном помещении.
Установка пиролитических плит
Решив сделать пиролизную плиту своими руками, необходимо учесть площадь и тип обслуживаемого помещения. Работа выполняется на основании чертежей, в которых определяются размеры и форма корпуса, указывается тип расположения камеры для хранения твердого топлива и камеры дожигания газа.
Материалы и инструменты
Для строительства металлической пиролитической установки сжигания топлива необходимо укомплектовать следующий набор вспомогательных материалов и инструментов
- стальные листы толщиной 3-4 мм, марка Ст20,
- стальные уголки 50 мм – 4 шт,
- труба d50,
- армирующие элементы,
- труба дымохода d120,
- кирпичи – 15 шт,
- электросварщик плюс электроды,
- электродрель, шлифовальная машина,
- молоток, строительный уровень, рулетка, маркер.
Для строительства пиролизного агрегата для сжигания металла не забудьте шлифовальную машинку.
При выборе материалов для автономного газового генератора стоит отдавать предпочтение качественным и надежным ресурсам, так как от этого зависит эффективность работы агрегата и безопасность эксплуатации.
Чертежи и расчеты
Чертеж изделия можно сделать самостоятельно, взяв за основу изображение выбранного агрегата. Следующий шаг – расчет необходимой мощности с учетом особенностей агрегата. Для этого сначала определите требуемую мощность прибора в режиме горения пламени, а затем рассчитайте параметры в режиме газогенерации.
Затем рассчитайте количество топлива, необходимого для обеспечения требуемой мощности. Для этого рассчитайте вес топлива с учетом того, что ресурс сгорает только на 80%. Стоит помнить, что КПД бытового пиролизного камина составляет в среднем 50%.
Наконец, рассчитайте объем плиты, учитывая, что коэффициент загрузки не должен превышать стандартное значение 0,63.