Руководители:
Виктория Зимина
Департамент:
Факультет физико-математических и естественных наук
Из торфа и древесных опилок можно делать топливо! Даже экологически чистое. Чтобы сделать это самостоятельно вам понадобится: герметичная емкость, термометр, счетчик жидкости, фильтр… Но студентка факультета физико-математических и естественных наук РУДН решила изучить научные способы получения чистого топлива, которые применяются в промышленности, и самостоятельно улучшить их технологию.
Основной источник получения дизельного топлива, бензина и углеводородов — нефть. Углеводороды получаются путем крекинга нефти – ее нагревают, а испарившиеся углеводороды конденсируют. Бензин и дизельное топливо получают, смешивая углеводороды с разным содержанием углерода и водорода. Тем не менее, легкодоступные нефтяные месторождения исчерпываются, а цена на нефть высока. По этим причинам производители топлива часто используют низкокачественные материалы, содержащие серу в больших количествах, что делает продукт токсичным и, испаряясь, наносит вред окружающей среде. Эти нефтяные ресурсы не подходят для производства чистого дизельного топлива или углеводородов. Поэтому стало актуальным применение других ресурсов, содержащих углерод и водород, которыми можно заменить нефть, – природный газ, уголь и биомасса.
Из таких ресурсов получают синтетическое топливо с помощью реакции Фишера-Тропша. Например, для этого сквозь слой раскаленного каменного угля продувают перегретый водяной пар. Реакция происходит с использованием катализатора, в результате углерод и водород преобразуются в различные жидкие углеводороды. Углеводороды, получаемые в этом процессе (в отличие от нефтяных топлив) — экологически чистые из-за практически нулевого содержания серы.
Технология получения синтетического топлива зародилась в 20-х годах XX века в Германии в период между двумя мировыми войнами. Дальше она развивалась в ЮАР, которая стремилась поддержать экономику, не имея нефти. А в 1970-х годах этот метод применялся в Западной Европе и США как ответ на нефтяное эмбарго, которое установил арабский мир.
Целью исследования Виктории Зиминой, студентки факультета физико-математических и естественных наук РУДН стал подбор катализатора для реакции, который бы быстро не портился и способствовал получению большого количества топлива. Катализатор – это химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции, без него процесс практически не идет.
Экспериментируя с разными сплавами в лаборатории, Виктория выяснила, что наиболее оптимальный катализатор этих процессов — феррит гадолиния (сплав железа в виде порошка). Но девушка еще продолжает лабораторные исследования.
«Эту тему предложил мой научный руководитель, мне она показалась очень актуальной и интересной – у процесса длинная история, столько ученых занимается этим. Хотелось самой попробовать создать экологически чистое топливо и даже улучшить процесс его получения. Кафедра физической и коллоидной химии РУДН предоставила мне необходимое оборудование для проведения эксперимента».
В перспективе Виктория и ее научный руководитель планируют внедрить эти процессы в промышленность. С результатами работы Виктория выступала на нескольких конференциях.
В РУДН каждый студент может реализовать свой проект в любой сфере — будь то химия, физика или генетика. Для этого есть все — лаборатории, материалы, оборудование и ученые-наставники. Ты тоже можешь стать здесь настоящим ученым!
Газогенератор на дровах является установкой, которая предназначена для получения горючего газа с использованием пиролиза отходов древесины. Пиролизом называется процесс разложения органических и некоторых неорганических веществ под воздействием высокой температуры при пониженном содержании кислорода.
Для нормального протекания процесса должна присутствовать одна треть объема кислорода, необходимого для обычного горения. В таблице 1 показаны продукты пиролиза древесины, выделяющиеся на разных его стадиях.
Выделяемый в результате пиролиза газ может быть использован как топливо для котлов отопления, водонагревателей и даже автомобильных двигателей внутреннего сгорания.
Содержание
Устройство
Основной корпус газогенератора (рис.1) представляет собой вертикальную металлическую колонну, имеющую цилиндрическую или прямоугольную форму. В нижней части, в районе топки, колонна сужается. В этой области генератора расположены патрубки забора наружного воздуха, ниже располагается зольное отделение, оборудованное лючком для удаления золы, либо специальным механизмом золоудаления. Также имеется лючок для осуществления розжига генератора.
Верхняя часть колонны оборудована крышкой, через которую осуществляется загрузка дров или деревянных отходов. Чуть ниже находится патрубок для отвода продукта пиролиза — горючего газа. Проходя через фильтр грубой очистки, где происходит осаждение крупных частиц сажи и дегтя, газ попадает в охладитель, который обычно выполняется в форме змеевика или радиатора.
Фильтр грубой очистки представляет собой стальную емкость, имеющую овальное сечение (показано на рисунке). Внутри емкость оборудована специальными перегородками для более надежного улавливания крупных частиц сажи. Содержащийся в газе водяной пар конденсируется, образовавшаяся при этом влага скапливается на дне фильтра. После охлаждения в радиаторе, газ поступает в фильтр тонкой очистки, где осуществляется отделение мелких механических примесей.
После тонкой очистки установлено устройство для подготовки топливной смеси и ее подачи в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. На этом этапе происходит дозированное смешивание газа с атмосферным воздухом.
На этапе розжига и выхода генератора на рабочий режим, желательно использовать принудительную подачу воздуха. После запуска двигателя внутреннего сгорания, дутье следует отключить, так как разрежение в цилиндрах двигателя обеспечит необходимое движение воздуха.
Принцип работы
Несмотря на сложность химических процессов, сопровождающих пиролиз, принцип работы газового генератора на дровах достаточно прост.
Начинается все с загрузки бункера генератора дровами, опилками, щепой. Верхняя крышка бункера герметически закрывается. Для этого она оборудуется специальным запорным устройством. Это очень важно, потому что через неплотно закрытую крышку будет происходить утечка образовывающегося газа.
После этого производится розжиг через специальный лючок внизу генератора. Таким образом, осуществляется активация зоны горения генератора. В этой зоне идут процессы полного сгорания топлива, сопровождающиеся выделением углекислого газа СО2, а также частичного, образующего оксид углерода СО.
Под воздействием раскаленных газов происходит также газификация части топлива, не находящегося в зоне горения, но располагающаяся в непосредственной близости от очага горения. В реакции участвует также часть влаги, содержащаяся в топливе. В результате образуются углекислый газ СО2, водород Н2, а также оксид углерода СО, являющийся горючим газом.
Зона генератора, непосредственно примыкающая к очагу горения, называется зоной восстановления. Вместе эти участки установки образуют зону активной газификации.
В результате протекания вышеупомянутых процессов, на выходе генераторной колонки образуется многокомпонентный газ, в состав которого входят горючие компоненты – СО, Н2, СН4, CnHm, а также балластная часть – CO2, O2, N2, H2O.
Генераторный газ имеет высокое октановое число, но очень низкую теплоту сгорания, вследствие чего, двигатель внутреннего сгорания, переведенный на такой вид топлива, может потерять до 40% мощности.
Какие газогенераторы применяются для домашних нужд, по каким критериям делать их выбор, и какие популярные модели есть в продаже — .
Экономичными и удобными для использования в домашних нуждах являются генераторы от магистрального газа. Читайте по вышеуказанной ссылке про их преимущества, особенности и критерии выбора.
Процесс изготовления
Как сделать газогенератор своими руками? Ниже описывается один из возможных вариантов. Берем газовый баллон на 40 литров и вырезаем круг в верхней его части, как показано на фото 1.
В этом резервуаре будет располагаться зона загрузки и топка.
Метровый кусок трубы наружным диаметром около 50 мм будет служить для подачи воздуха (фото 2).
Дно и крышку корпуса можно изготовить из листовой стали толщиной 5 мм. Для фильтров грубой и тонкой очистки подойдут корпуса от огнетушителей. Колосниковая решетка может быть сварена из арматуры (фото 3).
Лучше конечно подыскать для колосниковой решетки чугунные прутья или найти готовое изделие подходящих размеров.
Для изготовления запора для крышки генераторной колонки подойдет старая автомобильная рессора (фото 4). При повышении давления внутри генератора такой запор сработает, как клапан в кастрюле – скороварке.
Основой крепления деталей крышки может послужить кусок прямоугольной трубы (фото 5)
Соединение основных деталей корпуса осуществляется электросваркой, при монтаже деталей крышки используется болтовое соединение.
Таким образом, практически все детали, необходимые для того, чтобы сделать газогенератор своими руками, можно найти в металлоломе.
Дизельные генераторы являются хорошей альтернативой газовым аппаратам, когда нужна повышенная мощность. О дизельных электростанциях читайте в статье по ссылке: https://voltobzor.ru/dizelnye-elektrostancii-princip-raboty-remont-i-obsluzhivanie.
А про мощные дизельные генераторы на 100 кВт, принцип их выбора, использования и обслуживания вы узнаете в этой подробной статье.
Советы мастеров
Тому, кто решил изготовить газогенератор на дровах своими руками, полезно прислушаться к советам специалистов и тех домашних мастеров, кто уже прошел этот путь. Остановимся на некоторых моментах, которые следует учесть при изготовлении газового генератора.
Выбор материала, из которого решено изготовить газовый генератор, должен быть продуманным. Элементы топочной камеры лучше всего изготовить из низкоуглеродистой стали. Это обусловлено жесткими температурными условиями работы этой части конструкции вкупе с воздействием выделяющегося конденсата.
Верхняя крышка генераторной колонки кроме запорного устройства должна быть укомплектована уплотнителем, обеспечивающим герметичность. Уплотнитель можно изготовить из асбестовой полосы или использовать шнур из того же материала. Выполнение этого условия воспрепятствует неконтролируемому проникновению воздуха внутрь генератора и утечке пиролизного газа.
Очень удобно для изготовления корпуса генератора использовать пустой газовый баллон. Следует соблюдать осторожность при резке и сварке баллона, так как даже незначительное количество оставшегося газа может воспламениться. Во избежание этого, многие рекомендуют при выполнении работ, заполнить пустой баллон водой.
Еще один совет касается необходимости установки обратного клапана, чтобы избежать выхода газа.
Колосники камеры сгорания должны быть изготовлены из чугуна. Поскольку эта часть конструкции нуждается в постоянной очистке, лучше сделать ее выдвижной.
Для подачи воздуха можно предусмотреть вентилятор.
Конструкция загрузочного люка должна быть такой, чтобы в случае переизбытка топлива и газа было удобно выбросить часть балласта.
Что касается выбора конструкции, лучше найти схему промышленного или реально изготовленного действующего изделия. Так как, не имея чертеж газогенератора на дровах, своими руками сделать его будет очень трудно.
Относительно применения газогенератора на дровах, многие мастера, испытавшие эти устройства в работе, подчеркивают, что использование их на автомобильном транспорте сегодня вряд ли может иметь перспективы. В этом качестве они чересчур громоздки и неэффективны. Гораздо более интересным является использование таких генераторов для питания стационарных двигателей внутреннего сгорания электрических генераторных агрегатов. В этом варианте можно получить источник дешевой электрической энергии, вырабатываемой из древесных отходов.
Газовые генераторы фирмы Generac пользуются большой популярностью среди покупателей. Почему они пользуются высоким спросом и какие особенности имеют, узнайте в статье https://voltobzor.ru/gazovye-generatory-generac-sfery-primeneniya-osobennosti-i-primery.
Читайте подробную и исчерпывающую статью о том, как выбрать газовый генератор для дома.
В заключение хочется добавить, что сама по себе идея получения газообразного топлива из древесины не нова. Еще в годы Великой Отечественной войны, в условиях дефицита жидкого углеводородного топлива, дровяными газогенераторами комплектовались небольшие грузовики – полуторки.
Сам процесс пиролиза применяется сегодня в распространенных моделях котлов длительного горения, производимых очень известными фирмами. Использование пиролиза в отопительных системах позволяет получить максимальное количество теплоты от сгорания топлива, при этом редко осуществляя его загрузку.
Для тех, кто хочет больше узнать о возможностях генераторов, использующих процесс пиролиза, увидеть, как изготавливают газогенераторы на дровах своими руками, видео ролики, выложенные в сети, окажут в этом помощь.
Древесный газ представляет собой синтетическое топливо, которое может использоваться в качестве топлива для печей, печей и транспортных средств вместо бензина, дизельного топлива или другого топлива. Во время производственного процесса биомасса или другие углеродсодержащие материалы газифицируются в среде, ограниченной кислородом генератора древесного газа, для получения водорода и окиси углерода. Эти газы затем могут сжигаться в качестве топлива в среде, богатой кислородом, для получения углекислого газа, воды и тепла. В некоторых газификатора этому процессу предшествует пиролиз, где биомасса или уголь сначала превращаются в уголь, выделяя метан и смолу, богатые полициклическими ароматическими углеводородами.
история
Первый деревянный газификатор, по-видимому, был построен Густавом Бишофом в 1839 году. Первый автомобиль, работающий на древесном топливе, был построен Томасом Хью Паркером в 1901 году. Примерно в 1900 году во многих городах был поставлен сингаз (в основном произведенный, как правило, из угля) в резиденции. Природный газ начал использоваться только в 1930 году.
Во время Второй мировой войны использовались транспортные средства с древесным газом в результате нормирования ископаемого топлива. Только в Германии в конце войны использовалось около 500 000 автомобилей-производителей газа. Грузовые автомобили, автобусы, тракторы, мотоциклы, корабли и поезда были оснащены блоком газификации древесины. В 1942 году, когда древесный газ еще не достиг высоты своей популярности, в Швеции было около 73 000 древесных газов, 65 000 во Франции, 10 000 в Дании и почти 8 000 в Швейцарии. В 1944 году в Финляндии было 43 000 «дровосеков», из которых 30 000 были автобусами и грузовиками, 7 000 частных транспортных средств, 4 000 тракторов и 600 лодок.
Древесный газ использовался, среди прочего, для привода двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Генераторы были построены вне тела или вывезены в качестве трейлера.Техническая система, древесный газификатор, была заполнена дровами и работала в качестве газификатора с неподвижным слоем. При нагревании из древесины удалялась горючая газовая смесь (древесный газ). До начала 1950-х годов в Германии использовалось несколько небольших грузовиков со специальными водительскими правами, для которых использовались только сертифицированные и утвержденные буковые журналы. Примерно один литр бензина можно заменить количеством газа, полученного из 3 кг древесины.Древесина, которая была специально высушена для газификации древесины и измельчена до нужного размера, называлась танковой древесиной и производилась и хранилась на так называемых фабриках танкистов.
В конце Второй мировой войны в Германии было около 500 000 автомобилей с генераторным газом или дровяных вагонов. Его поставка была предоставлена Министерством энергетики для топливной древесины и других топлив-генераторов с соответствующими заправочными станциями.
В Советском Союзе каркасно-карбюраторные грузовики были серийно произведены. Особо следует отметить модели ZIS-21 (на базе ZIS-5) и ГАЗ-42, из которых почти 35 000 экземпляров были выпущены в период с 1939 по 1946 год. Причина в том, что, особенно на крайнем севере Советского Союза, поставка топлива в 1930-х и 1940-х годах еще не была обеспечена.
В Шэнавальде в Лихтенштейне есть частный музей с около 70 деревянными газовыми транспортными средствами от мотоцикла до трактора. Старинные автомобили пригодны для эксплуатации и время от времени перемещаются, что работает с отходами мебельной фабрики.
Древесные газификаторы по-прежнему производятся в Китае и России для автомобилей и как генераторы для промышленного применения. Грузовые автомобили, модернизированные с использованием древесных газификаторов, используются в Северной Корее в сельских районах, особенно на дорогах восточного побережья.
В рамках обсуждения вопроса об увеличении использования возобновляемого сырья в конце 20-го и начале 21-го столетий газификация древесины и газификация других органических веществ, особенно органических остатков, для извлечения газообразного топлива для нагрева и производство энергии было вновь рассмотрено и реализовано на отдельных демонстрационных заводах. Основываясь на этом исключительно энергетическом использовании, использование газообразного продукта в качестве сырья для химического синтеза биотоплива и продуктов химической промышленности также было целевым и будет реализовано в ближайшем будущем, особенно для топлива BtL, диметилового эфира и метанола , При последующем метанации и обработке его можно подавать в сетку природного газа в качестве заменителя природного газа (SNG). Высококачественные газообразные продукты, содержащие более 50% водорода, также называются так называемым биоводородом.
свойства
Древесный газ состоит из горящих компонентов, в основном из моноксида углерода 34% и метана 13%, а также незначительных пропорций этилена 2% и водорода 2%, а также негорючих компонентов, таких как азот 1%, диоксид углерода 49% и водяной пар. Древесный газ составляет около 1,5 кг / м 3 тяжелее воздуха в нормальных условиях. Теплотворная способность древесного газа составляет около 8,5 МДж / м 3 при обычной автотермической газификации и более 12 МДж / м 3 при аллотермической газификации.
Согласно производству, состав древесного газа может сильно различаться. При использовании воздуха (21 об.% Кислорода, 78 об.% Азота) газообразный продукт содержит очень высокую долю азота, что не способствует калорийности газа и снижает выход водорода. Напротив, газы продукта не содержат азота при использовании кислорода и водяного пара и, соответственно, имеют более высокую теплотворную способность и высокий выход водорода.
использование
Двигатель внутреннего сгорания
Древесные газификаторы могут приводить в действие двигатели с искровым зажиганием, где все нормальное топливо может быть заменено небольшим изменением на карбюрацию или дизельным двигателем, подавая газ в воздухозаборник, который модифицирован, чтобы иметь дроссельный клапан, если он У меня это уже есть. На дизельных двигателях дизельное топливо по-прежнему необходимо для зажигания газовой смеси, поэтому необходимо отрегулировать механически регулируемую «стоп-связь» дизельного двигателя и, возможно, «дроссельную» тягу, чтобы всегда давать двигателю немного впрыскиваемого топлива, часто под стандартным холостой ход для инъекций. Древесина может использоваться для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания, если используется древесный газификатор. Это было довольно популярно во время Второй мировой войны в нескольких европейских, африканских и азиатских странах, потому что война предотвратила легкий и экономически эффективный доступ к нефти. В последнее время древесный газ был предложен как чистый и эффективный метод нагрева и приготовления пищи в развивающихся странах или даже для производства электроэнергии в сочетании с двигателем внутреннего сгорания. По сравнению с технологиями Второй мировой войны газификаторы стали менее зависимыми от постоянного внимания благодаря использованию сложных электронных систем управления, но из-за них трудно получить чистый газ. Очистка газа и подача его в трубопроводы природного газа – это один из вариантов привязки его к существующей инфраструктуре дозаправки. Еще одна возможность – сжижение процесса Фишера-Тропша.
Эффективность системы газификатора относительно высока. Стадия газификации преобразует около 75% содержания топливной энергии в горючий газ, который может использоваться в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Основываясь на долгосрочных практических экспериментах и более чем 100 000 километров (62 000 миль), приводимых в движение с помощью дерева с газовым двигателем, потребление энергии было в 1,54 раза выше по сравнению с потреблением энергии того же автомобиля на бензине, за исключением энергии, необходимой для извлечения , транспортировать и совершенствовать нефть, из которой получен бензин, и исключать энергию для сбора, обработки и транспортировки древесины для подачи газификатора. Это означает, что 1000 килограммов (2200 фунтов) древесного горючего вещества, как было установлено, эквивалентно 365 литрам (96 галлонов США) бензина во время реальной перевозки в аналогичных условиях движения и с тем же, в противном случае немодифицированным транспортным средством.Это можно считать хорошим результатом, потому что другого рафинирования топлива не требуется. В этом исследовании также рассматриваются все возможные потери системы древесного газа, такие как предварительный нагрев системы и перенос дополнительного веса газогенерирующей системы. При выработке электроэнергии заявленная потребность в топливе составляет 1,1 килограмма (2,4 фунта) древесного топлива на киловатт-час электроэнергии.
Газификаторы были построены для удаленных азиатских общин, используя рисовые корпуса, которые во многих случаях не имеют другого применения. Одна установка в Бирме использует модифицированный дизельный генератор мощностью 80 кВт для примерно 500 человек, которые в противном случае не имеют силы. Золу можно использовать в качестве биочипового удобрения, поэтому это можно считать возобновляемым топливом.
Выбросы отработавших газов из двигателя внутреннего сгорания значительно ниже на древесном топливе, чем на бензине. В частности, выбросы углеводородов низки на древесном топливе. Нормальный каталитический нейтрализатор хорошо работает с древесным газом, но даже без него уровни выбросов менее 20 ppm HC и 0,2% CO могут быть легко достигнуты большинством автомобильных двигателей. Сжигание древесного газа не образует частиц, а газ делает таким образом очень мало сажи среди моторного масла.
Печи, плиты и печи
Определенные конструкции печей – это, в сущности, газификаторы, работающие по принципу восходящего потока: воздух проходит через топливо, которое может быть колонкой рисовых корпусов, и сжигается, а затем восстанавливается до окиси углерода остаточным углем на поверхности. Полученный газ затем сжигается нагретым вторичным воздухом, поднимающимся вверх по концентрической трубке. Такое устройство ведет себя очень похоже на газовую плиту. Это устройство также известно как китайская горелка.
Альтернативная печь, основанная на принципе «вниз» и обычно построенная с вложенными цилиндрами, также обеспечивает высокую эффективность. Сгорание сверху создает зону газификации, при этом газ выходит вниз через отверстия, расположенные в основании камеры горелки. Газ смешивается с дополнительным входящим воздухом для обеспечения вторичного ожога. Большая часть СО, образующегося при газификации, окисляется до СО2 во вторичном цикле сгорания; поэтому газификационные печи несут более низкие риски для здоровья, чем обычные курящие пожары.
Другая заявка – использование газа-производителя для вытеснения масел малой плотности (LDO) в промышленных печах.
Использование газа
Газ, добываемый в газификации биомассы, может использоваться как энергетически, так и материально.
Энергетическое использование при сжигании
В настоящее время общее использование для газовой смеси газификации биомассы – это использование двигателя (в соответствии с принципом бензина или дизельного топлива) или сжигание в соответствующих мусоросжигательных установках для производства тепла (пара) и электроэнергии с использованием силового теплосоединения a Достигнута высокая эффективность преобразования энергии. Конденсат древесного газа, образующийся при охлаждении газа, должен быть должным образом обработан на этих установках, прежде чем он может быть отправлен в принимающую воду, поскольку для этого требуется высокий уровень биохимического кислорода. Альтернативно, газовая смесь газификации биомассы в твердооксидных топливных элементах может быть преобразована непосредственно в электричество. Активный принцип уже был доказан в экспериментах в 2004 году.
Использовать в качестве синтез-газа
Кроме того, в качестве синтез-газа можно использовать газообразный продукт моноксида углерода и водорода для химического синтеза различных продуктов. Материальное использование синтез-газа из газификации биомассы все еще находится в разработке, такие установки в настоящее время находятся только в лабораторных и демонстрационных масштабах. Крупномасштабное производство и использование CO / H 2 -Synthesegas соответственно происходит исключительно на основе природного газа и других ископаемых видов топлива, таких как уголь и нафта.
Варианты химико-технического использования – это в первую очередь производство водорода и получаемое в результате производство аммиака с использованием процесса Хабера-Боша, синтез метанола, различные виды оксосинтеза и производство биотоплива (топливо BtL) и другие продукты через синтез рыбаков-Тропша:
в синтезе аммиака в соответствии с процессом Хабера-Боша
в синтезе метанола
в синтезе оксо
в синтезе Фишера-Тропша
В дополнение к этим химико-техническим применениям синтез-газ также может быть использован биотехнологически путем ферментации синтез-газа. Продуктами этого варианта могут быть, например, спирты, такие как этанол, бутанол, ацетон, органические кислоты и биополимеры. Это использование в настоящее время все еще находится на стадии разработки и не используется соответственно в больших масштабах.
Во всех этих типах использования следует отметить, что вода конденсируется как часть технологической цепочки с охлаждением газа и в той или иной степени, поскольку конденсат древесного газа по-разному загрязнен органическим веществом; надлежащая утилизация этой сточной воды (около 0,5 литра на кг древесины) приведена здесь в схеме BtL как «побочные продукты», но она является неотъемлемой частью таких систем.
производство
Древесный газификатор берет древесную щепу, опилки, уголь, уголь, каучук или аналогичные материалы, такие как топливо, и сжигает их не полностью в огневом ящике, производя древесный газ, твердую золу и сажу, последние из которых необходимо периодически удалять из газификатора. Затем древесный газ может быть отфильтрован на наличие смол и частиц сажи / золы, охлажден и направлен к двигателю или топливному элементу. Большинство из этих двигателей имеют строгие требования к чистоте древесного газа, поэтому газ часто должен проходить через обширную очистку газа для удаления или преобразования, т. Е. «Трещины», смолы и частицы. Удаление смолы часто осуществляется с помощью скруббера для воды. Запуск древесного газа в немодифицированном бензиновом двигателе внутреннего сгорания может привести к проблемному накоплению несгоревших соединений.
Качество газа от разных газификаторов сильно варьируется. Стационарные газификаторы, где пиролиз и газификация происходят отдельно, а не в той же реакционной зоне, что и в случае, например, газификаторов Второй мировой войны, могут быть сконструированы для получения газа, не содержащего газы (менее 1 мг / м³) в то время как одножильные газификаторы с псевдоожиженным слоем могут превышать 50 000 мг / м3 смолы. Реакторы с псевдоожиженным слоем имеют преимущество в том, что они намного компактнее, с большей мощностью на единицу объема и ценой. В зависимости от предполагаемого использования газа, смола может быть полезной, а также путем увеличения теплотворной способности газа.
Теплота сгорания «газообразного производителя» – термин, используемый в Соединенных Штатах, означающий древесный газ, предназначенный для использования в двигателе внутреннего сгорания, – относительно невысокий по сравнению с другими видами топлива.Тейлор сообщает, что у добывающего газа более низкая теплота сгорания составляет 5,7 МДж / кг против 55,9 МДж / кг для природного газа и 44,1 МДж / кг для бензина. Теплота сгорания древесины обычно составляет 15-18 МДж / кг. Предположительно, эти значения могут несколько отличаться от образца к образцу. Тот же источник сообщает следующий химический состав по объему, который, скорее всего, также является переменным:
Производитель угля на альтернативном фестивале Nambassa в Новой Зеландии в 1981 году
Во время производства древесного угля для черного порошка выделяется летучий древесный газ. Исключительно высокие по площади поверхности углеродные результаты, пригодные для использования в качестве топлива в черном порошке.
Азот N2: 50,9%
Окись углерода CO: 27,0%
Водород H2: 14,0%
Двуокись углерода CO2: 4,5%
Метан CH4: 3,0%
Oxygen O2: 0,6%.
Отмечено, что состав газа сильно зависит от процесса газификации, среды газификации (воздух, кислород или пар) и влажности топлива. Процессы парогазификации, как правило, приводят к высокому содержанию водорода, газификаторы с неподвижным слоем нисходящего потока дают высокие концентрации азота и низкие нагрузки на смолу, в то время как газификаторы с неподвижным слоем восходящего потока дают высокие нагрузки на смолу.
Биотопливо
Также в производстве биотоплива газ, полученный в газификационном продукте, используется в качестве синтез-газа в уже описанных процессах синтеза. Основное внимание уделяется газообразному топливу, например, биоводороду, заменителям природного газа (метан, SNG) и диметиловому эфиру, а также жидким топливам, таким как метанол и топливо BtL.
Биогидроген извлекают из синтез-газа путем парового риформинга, метан может быть получен путем метанирования газа. Для получения метанола и диметилового эфира используют синтез метанола. Топливо BtL производится с помощью синтеза Фишера-Тропша, в результате которого как бензиновые, так и дизельные фракции могут быть получены на основе параметров процесса.
ГАЗОГЕНЕРАТОР — это технологичное устройство способное перерабатывать топливо твердого и жидкого состояния в газообразное. «АГТ» — это газогенераторы для выработки электроэнергии из твердого топлива используя опилки, ископаемый уголь, различные виды торфа, шламы нефтепродуктов, мазут. Суть газогенераторов, получить газ и подать его на электростанцию.
Газогенераторы для выработки электроэнергии
Газогенераторы для выработки электроэнергии работаю на разных видах газа. Газ может быть обычный от центрального газопровода (метан) или полученный сжиганием твердого или жидкого топлива методом глубокого пиролиза.
Газогенератор для выработки электроэнергии на твердом или жидком топливе представляет собой целый технологический процесс. Топливо подается в газификатор, в котором при высоких температурах происходи его разложение на газовые составляющие. Полученный газ проходит дополнительную очистку от вредных примесей и влаги. Только после этого его можно подать на газопоршневую электростанцию для выработки электроэнергии. Выработанная электроэнергия используется для различных объектов промышленного назначения.
Газогенераторы для выработки газа
Газогенераторы для выработки газа из различных видов жидкого и твердого топлива используются в различных сферах и промышленностях. Так же где постоянные перебои с электроэнергией и в местах, где есть возможность обеспечивать станцию постоянным топливом.
Газогенераторы для выработки газа используют термический процесс разложения топлива.
При получении газа его теплотворная способность составляет около 5 МДж/кг. При разложении газ разделяется на водород и угарный газ. Образование угарного газа обусловлено неполным сгоранием углеродной составляющей топлива, так как в процессе пиролиза в камеру сгорания поступает малое количество кислорода при высоких температурах. Образование водорода получается при разложении паров, в которых содержится вода в высокотемпературной углеродной среде. Наличие паров положительно влияет на качество газа, но заметно ухудшает его теплоту сгорания.
Пиролизный газ полученный из газогенератора имеет меньшую теплоту сгорания в сравнении с газом который проходит в газопроводе (метане). Это обусловлено наличием азотной составляющей в воздухе. Главная проблема пиролизного газа – это наличие вредных примесей таких как: смола, сажа, деготь и водяной пар. Поэту газ должен проходить многоступенчатую систему очистки и фильтрации перед его применением.
Газогенератор – это устройство, принцип работы которого заключается в выработке горючего газа (пиролизный газ) из твердого топлива. Газогенератор способен работать и вырабатывать газ из следующих материалов:
Газогенераторы могут быть востребованы, где отсутствует природный газ, а так же локально на угольных карьерах, птицефабриках, деревообрабатывающих производствах, торфяных карьерах и т.д.
Преимущества газогенератора
Газогенератор работающий на дровах, угле, различных отходах – это самый эффективный способ получить пиролизный газ, и в дальнейшем электрическую и тепловую энергию. Вот некоторые преимущества использования газогенераторов:
- Хорошо подходят для потребителей, у которых есть постоянный отход или запас угля, дров, опилок, торфа, нефтяных шламов и т.д.;
- Высокий уровень КПД 85-95%;
- Максимально автоматизированный процесс;
- Минимальный выброс вредных веществ в атмосферу;
- Полная автономность (нет зависимости от газа или электричества).
Чтобы не было проблем с эксплуатацией, газогенератор стоить выбрать совместно с нашими техническими специалистами, в дальнейшем они помогут запустить его и обучить Вас работе на этом оборудовании.
Схема газогенератора
- Загрузочный бункер – это часть корпуса, она же камера, в которую происходит загрузка топлива;
- Основная камера пиролиза, где происходит сгорание топлива под воздействием высоких температур; • Верхняя часть основной камеры, в которой происходит крекинг смол;
- Устройство для выхода воздуха с обратным клапаном;
- Нижняя часть камеры, сделана с отверстиями, для поддержания углей;
- Технологические отверстия в верху, и сбоку для загрузки топлива, и внизу для удаления золы;
- Трубки для выхода газа;
- охладителя, проходя по которому, газ остывает до необходимой температуры;
- Фильтры для удаления вредных примесей и частиц;
Газогенератор для дома
Газогенератор для дома – это устройство, предназначенное для получения электрической и тепловой энергии, в качестве топлива используется не только газ метан, а так же газ, полученный методом пиролиза. Сегодня в России широко распространены газогенераторы для дома Энергия (Россия), они производятся на двигателях ВАЗ, и имеют мощность от 10 до 35 кВт.
В базовой комплектации газогенератор на природном газе на 10 кВт стоит 370 000 рублей, за эти деньги вы получаете полностью автоматизированную станцию, оснащенную АВР и системой автоматической доливки масла. Этот газогенератор способен работать 24 часа в сутки и снизить себестоимость одного кВт до 2 рублей. В основном все клиенты в качестве дополнительной опции приобретают всепогодный шумопоглащающий кожух, его цена составит всего 35 000 рублей, ведь с ним газогенератор становится малошумный и хорошо защищен от дождя, снега, ветра или пыли.
Самодельный газогенератор способен работать на опилках, угле, курином помете, торфе, любое топливо сгорает при высоких температурах. Поэтому корпус обычно варят из листового металла. Бункер изготавливается малоуглеродистой стали, он устанавливается внутри корпуса, где и закрепляется болтами. Внизу бункера делают камеру сгорания из стали, которая является жаропрочной. Все прокладки между элементами должны быть так же жаропрочные.
- 10 кВт 15 кВт 20 кВт
- 25 кВт 30 кВт 35 кВт
- 60 кВт80 кВт100 кВт