Двс на дровах: Автомобиль на дровах? в России — CARobka.ru

Содержание

Автомобиль на дровах? в России — CARobka.ru

С момента начала производства автомобилей люди начали задумываться о разных источниках энергии. Первые автомобили, ввиду отсутствия альтернатив, работали на пару, затем появились редкие образцы автомобилей, работающие на основе электроэнергии, и только спустя десятки лет был изобретен двигатель внутреннего сгорания.

Однако поиски новых источников энергии для автомобилей не оканчиваются и по сегодняшний день. Инженеры преследуют разные цели: одних заботят экологические аспекты, другие грезят разрушить нефтяную монополию. Но в большинстве своем изобретатели ищут более экономичный вид энергии.

Многократно в различных источниках проскальзывали новости об умельцах из глубинки, которые дорабатывали свои авто для движения на основе спиртосодержащих продуктов или подсолнечного масла. Сегодня же речь пойдет о газогенераторах, основанных на горении. Хотя уже в 30-х годах люди пользовались этой технологией, сегодня находится масса любителей данной альтернативы ДВС.

Как это работает?

В транспортное средство устанавливается специальный газогенератор, в котором под воздействием высокой температуры происходит сложный термохимический процесс, в результате которого топливо расщепляется на простейшие элементы, делящиеся на полезный газ — этилен (C2h5), метан, угарный газ, водород, и бесполезный — азот, двуокись углерода.

После процесса расщепления в топке происходит охлаждение, фильтрация газа и его поступление в ДВС.

Что может быть использовано как топливо?

В основном используются дрова или древесный уголь, но список не ограничивается ими. Пластик, резина, полиэтилен, тряпичная ветошь, различный мусор, помёт и многие другие виды отходов могут войти в состав топлива (конечно, расход топлива и состав газа меняются в зависимости от продуктов сгорания). Любители утверждают, что благодаря работе их автомобилей придорожная полоса оказывается очищенной от разного рода мусора.

Учитывая стоимость дров и древесного угля, нельзя забывать о различных отходах производств, которые могут быть использованы как топливо, — лузга семечек, скорлупа орехов, стержни кукурузы, отработанный кофе после кофемашин, сено, торф, разновидности угля.

Какова реальная экономия, расход топлива?

Пожалуй, самый волнующий вопрос. В среднем при расходе автомобиля 10 л бензина на 100 км потребление газогенератора составляет 20 кг дров. При этом мощность снижается всего на 4% по сравнению с бензином, а значит двигатель также может выдавать необходимую скорость.

Таким образом, 1 литр бензина = 2–3 килограмма дров. Стоимость килограмма дров примерно в 3 раза меньше, чем стоимость литра бензина, поэтому на этапе расчета экономии разница не ощутима. Однако она имеется.

Каково время запуска газогенератора?

На запуск двигателя на древесном угле требуется от 10 до 30 секунд, на дровах (и мусоре) — от 5 до 15 минут.

А не погубит ли такой газ ДВС?

Октановое число газа, получаемого таким способом, — 110–120, что снижает детонацию и в целом менее разрушительно влияет на двигатель. Газ не смывает масляную плёнку, в результате чего работа двигателя становится более тихой и ровной. Однако при неправильно организованной фильтрации газа (изначально в 1м3 газа около 3 грамм пыли) пыль может действовать деструктивно на поршни. Поэтому важнейшими этапами при разработке газогенератора является продуманная система фильтрации и охлаждения (по результатам экспериментов было выяснено, что при увеличении температуры газа с 20 до 70 градусов Цельсия мощность ДВС падает на 25%).

Вредные выхлопы, вырубка леса и прочие вопросы экологии

При сжигании только органических веществ количество вредных выбросов будет стремиться к нулю — в результате работы двигателя ничего, кроме углекислого газа, на выходе не будет. По результатам исследований, проводимых в Европе, такие автомобили в десятки раз экологичнее транспортных средств, движущихся на бензине или газу. Так происходит из-за того, что процесс генерации газа происходит на очень высоких температурах (до 1 000 градусов Цельсия), ввиду чего топливо расщепляется на простейшие элементы.

Вопрос вырубки леса также беспокоит многих, кто сталкивается с газогенераторами. Хочется заметить, что для обеспечения таких автомобилей топливом не обязательно вырубать лес. Многие приверженцы этой технологии пользуются ветками и дровами от умерших деревьев, которых много и в наших лесополосах. Таким образом, бесплатный сухостой и валежник также могут быть использованы как топливо. Кроме того, производство бензина наносит гораздо больший вред окружающей среде, поэтому даже при вырубке леса уровень полезности последнего метода гораздо выше. Конечно, ни на одной заправке вам не предложат отсыпать дров или угля как топлива, поэтому газогенератор подходит далеко не всем.

Кому подходит газогенератор?

В первую очередь жителям глубинки, где сложно найти/дорого стоит топливо (бензин или газ). Однако у жителей городов также часто есть потребность в газогенераторах (по разным причинам).

Например, житель Англии, Колин Дэвисон, с друзьями проехал всю Англию (а это 2 575 км), заправляя свой автомобиль отходами кофе! Маршрут был проложен между 37 кофейными магазинами, в которых они брали отработанное кофе, в результате чего их путешествие было занесено в книгу рекордов Гиннесса. Максимальная скорость — 105 км/час.

Йохан Линель, житель Швеции, проехал всю Швецию (5 420 км) за 20 дней на дровах. Расход топлива составил 7 куб. метров древесины. При этом максимальная скорость составляла до 150 км/час.

Житель Украины, Андрей Лагунов, пошел ещё дальше — он сделал курс «Авто на дровах своими руками», а также собрал множество информации о газогенераторах и их владельцах. Любой желающий, по словам Андрея, может сделать газогенератор своими руками за несколько дней, потратив на его создание менее 50$.

Вывод

Если верить информации, что запасов нефти хватит человечеству на 30–40 лет, то поиск альтернативных видов энергии можно считать оправданным. Количество древесины, необходимой для повсеместного перехода населения на такой метод, невообразимо велико.

В любом случае, главное — чтобы люди использовали новые технологии по мере необходимости и продолжали поиски, ведь любая новая разработка (или улучшение старой технологии) благотворно воздействует на эффективность процессов нашей жизнедеятельности.

А для тех, кто интересуется электромобилями, у нас тоже есть интересная публикация.

Авто на дровах — Энергознание на портале Энерговектор

Идея газогенераторного автомобиля, двигатель которого работает на газе, получаемом из твёрдого топлива, не нова, она возникла ещё в конце XIX начале XX веков. Первые опыты по газификации дерева проводились ещё в 1870-х, когда полученный газ использовался для освещения улиц и приготовления пищи. Первый классический газогенераторный автомобиль, работающий на дровах и древесном угле, был сконструирован в 1900 г. во Франции. Вскоре патент на такой автомобиль был зарегистрирован и в России.

Принцип прост

Газификация дерева и других материалов — это процесс, в котором исходное сырьё превращается в горючие газы после нагрева. В транспортное средство устанавливается специальный котёл-газогенератор, по виду напоминающий водонагреватель. Он почти доверху набивается древесиной, которая сжигается при ограниченном доступе воздуха. В котле создаётся очень высокая температура (до 1400 °C), под действием которой твёрдое топливо разлагается с выделением газов — горючих (этилен, метан, угарный газ, водород) и негорючих (азот, углекислый газ). Таким образом, автомобильный газогенератор — это простой, по сути, агрегат, притом громоздкий и конструктивно осложнённый дополнительными системами.

Ford Model A выпуска 1929 г.

Помимо собственно производства газа мобильная газогенераторная установка охлаждает его, очищает и смешивает с воздухом. Поэтому классическая схема включает сам газогенератор, фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, электровентилятор для ускорения розжига и трубопроводы. Получаемая смесь газов и подаётся в ДВС в качестве топлива.

Газогенераторный автомобиль (ГГА), быть может, не так элегантно выглядит, как его бензиновые и дизельные собратья, однако экономически эффективнее и экологичнее их. Пробег ГГА от одной заправки примерно такой же, как у электромобилей, но, в отличие от последних, проблем с перезаправкой, по крайней мере, на большей части территории России, нет никаких. После повышения цен на бензин интерес к этой почти забытой технологии возрождается: умельцы переводят свои машины на дровяное топливо.

Немного истории

В 1920-х немецкий инженер Георг Имберт разработал удачный серийный газогенератор. Полученные в нем газы охлаждались, очищались и осушались, после чего подавались в слегка доработанный ДВС транспортного средства. Генератор Имберта массово производился с 1931 г. В конце 1930-х эксплуатировалось около 9 тыс. ГГА, почти исключительно в Европе.

Эта технология стала общеупотребительной в европейских странах и Советском Союзе во время Второй мировой войны, когда потребление нефтепродуктов нормировалось. В одной лишь Германии к концу войны использовалось почти полмиллиона ГГА. Была построена сеть из примерно 3 тыс. «заправочных станций», где водители могли пополнить запас дров. Газификаторами дров оборудовались не только легковые автомобили, но и грузовики, автобусы, тракторы, мотоциклы, суда и железнодорожные локомотивы. На древесном газе ездили даже танки.

ГАЗ-42

В 1942 г., когда эта технология ещё не достигла пика популярности, было около 73 тыс. ГГА — в Швеции, 65 тыс. — во Франции, 10 тыс. — в Дании, 9 тыс. — в Австрии и Норвегии и почти 8 тыс. — в Швейцарии. В Финляндии в 1944 г. эксплуатировались 43 тыс. «дровяных транспортных средств», в том числе 30 тыс. автобусов и грузовиков, 7 тыс. легковых автомобилей, 4 тыс. тракторов и 600 легкомоторных судов. ГГА использовались в США, Азии и Австралии, где их было 72 тыс. В общей сложности во время Второй мировой по миру использовалось более миллиона ГГА.

В СССР с 1935 г. и до самого начала Великой Отечественной войны на предприятиях Министерства лесной промышленности и ГУЛАГа «полуторки» ГАЗ-АА и «трёхтонки» ЗИС-5, а также автобусы на их базе переделывались для работы на дровах. Также отдельными партиями газогенераторные версии грузовиков производились самими автозаводами. Например, советские автоисторики приводят число 33840 — столько было выпущено газогенераторных «полуторок» ГАЗ-42. Газогенераторных ЗИСов моделей ЗИС-13 и ЗИС-21 в Москве было произведено более 16 тыс.

За довоенное время советские инженеры создали более 300 различных вариантов газогенераторных установок, из которых 10 дошли до серийного производства. Во время войны конструкторы серийных заводов подготовили чертежи упрощённых установок, которые могли изготавливаться на местах в автомастерских без применения сложного оборудования. По воспоминаниям жителей северных и северо-восточных регионов СССР, грузовики на дровах можно было встретить в глубинке вплоть до 1970-х.

После войны, когда ограничения на отпуск бензина были сняты, газогенераторные машины начали быстро исчезать. В начале 1950-х в ФРГ осталось всего 20 тыс. ГГА. Единственная на сегодня страна, где массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В условиях изоляции от мировой экономики там ощущается дефицит жидкого топлива.

В 1957 г. шведское правительство инициировало исследовательскую программу подготовки к быстрому переходу на ГГА в случае внезапного дефицита нефтепродуктов. У Швеции нет запасов нефти, зато много лесов. Цель исследования — разработать усовершенствованный стандартизованный газогенератор, который можно было бы устанавливать на транспортные средства любых типов.

Это исследование, оплаченное компанией Volvo, позволило получить большой объём теоретических сведений и практического опыта эксплуатации различных видов газогенераторных автомобилей и тракторов, общий пробег которых превысил 100 тыс. км. Результаты были обобщены в документе, датированном 1986 г., в котором также обсуждаются некоторые эксперименты в других странах. Шведские и особенно финские инженеры-любители использовали эти данные для дальнейшего развития технологии.

Чем топить?

В основном используются древесина в различных видах (дрова, отходы лесозаготовки и мебельной промышленности, пеллеты и т. п.) или древесный уголь, но список этим не ограничивается. Пластик, резина, полиэтилен, тряпичная ветошь, различный мусор, птичий помёт и многие другие виды отходов могут служить топливом для газогенераторного котла (конечно, расход топлива и состав газа меняются в зависимости от сырья). Подсчитывая стоимость дров и древесного угля, нельзя забывать о различных бесплатных отходах, которые могут быть использованы, — лузга семечек, скорлупа орехов, стержни кукурузы, отработанный кофе после кофемашин, сено, торф. Любители ГГА утверждают, что их автомобили очищают придорожную полосу от мусора.

Реальная экономия

Для автомобиля, расходующего 10 л бензина на 100 км, потребление дров после установки современного газогенератора составляет в среднем около 20 кг. При этом мощность двигателя снижается всего на 4%, показатели максимальной и крейсерской скорости почти не меняются.

Таким образом, килограмм дров заменяет пол-литра бензина. Стоимость килограмма дров примерно втрое меньше стоимости литра бензина, так что экономия очевидна.

ЗИС-13

Один из самых серьёзных недостатков ГГА — большое время выхода газогенератора на режим. При работе на древесном угле двигатель можно запустить уже через 10-30 с после розжига котла, на дровах (и мусоре) — через 5-15 мин.

Октановое число газа, получаемого таким способом, доходит до 110-120, так что газ снижает детонацию и в целом щадит двигатель. В отличие от бензина, газ не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров, в результате двигатель работает тише и ровнее. Однако при неправильной фильтрации топлива (изначально в 1 м3 газа содержится около 3 г золы и пыли) твёрдые частицы, попадая в двигатель, будут приводить к его преждевременному износу. Поэтому важнейшие элементы газогенератора — это продуманные системы фильтрации и охлаждения (по результатам экспериментов известно, что при увеличении температуры газа с 20 до 70 °C мощность ДВС падает на 25%).

Вопросы экологии

При сжигании веществ органического происхождения вредных выбросов будет немного — в процессе работы двигателя будут получаться в основном углекислый газ и зола, из которой можно делать удобрения. По результатам исследований, проводимых в Европе, автомобили на дровах намного экологичнее традиционных транспортных средств.

Многих также беспокоит вопрос вырубки лесов. Хочется заметить, что для обеспечения ГГА топливом не обязательно вырубать лес. Приверженцы этой технологии пользуются ветками и дровами от сухих деревьев, которых много в лесополосах вдоль дорог. Кстати, производство нефтепродуктов тоже наносит большой вред окружающей среде.

Кому подходит ГГА?

В первую очередь жителям глубинки, где моторное топливо сложно найти или оно стоит слишком дорого. Однако в последнее время горожане, озабоченные проблемами экологии, нередко переоборудуют свои авто в ГГА.

Например, житель Англии Колин Дэвисон с друзьями проехал по всей стране (2575 км), заправляя свой автомобиль отходами кофемашин. Маршрут был проложен между 37 кофейнями, в которых группа брала отработанный кофе, в результате чего её путешествие было занесено в Книгу рекордов Гиннесса. Максимальная скорость составила 105 км/ч. Швед Йохан Линель за 20 дней проехал всю Швецию (5420 км) на дровах. Расход древесины составил 7 м

3. При этом скорость доходила до 150 км/ч.

Украинец Андрей Лагунов пошёл еще дальше — он разработал обучающий курс «Авто на дровах своими руками», а также собрал много информации о газогенераторах и их владельцах. Любой желающий, по словам Андрея, может сделать газогенератор своими руками за несколько дней, потратив менее 50 долл.

Источник: Энерговектор

Автомобиль на дровах — Журнал «АВТОТРАК»

Походит на шутку, но если послушать рассказы отца, дяди или знакомого, работавшего на лесоповалах в сибирской тайге, то становится понятно, что в каждой шутке есть только доля шутки. Не стоит думать, что такой вид транспорта – пережиток прошлого, такие транспортные средства используются и по сей день. Можно попробовать разобраться, как они устроены. Оговорка: автомобиль на дровах – это не синоним паровоза, который ездит по дорогам, а не по рельсам. Вот о паровозах можно говорить, что это пережиток – смысла в таком трудоемком, трудозатратном и дорогом виде транспорта в наше время точно нет. Если говорить о сегодняшнем дне, то автомобиль на дровах — это транспорт с двигателем внутреннего сгорания и мотором, которые сжигают топливо внутри. Естественно, идея закинуть дрова вместо бензина или дизеля кажется странной, но это и не требуется. Разговор идет о переработке топлива, т.е. древесины в газ высокой горючести и подачи его вместо этого самого топлива. Обычный двигатель в таких автомобилях на дровах работает на газе, который можно перерабатывать не только из древесины, но и органических брикетов, угля. Плюсы этого транспорта – он может ездить и на классическом бензине.

Механизм установки

Этот газ – генераторный, он является смесью по большей части окиси углерода и водорода, получается он путем сжигания толстого плотного слоя древесины в условиях малого количества кислорода. По аналогичной схеме создан обычный газогенератор в автомобилях, изначально несложный, но громоздкий из-за добавленных систем.

В газогенераторной установке сгенерированный газ также охлаждается, чистится и смешивается с кислородом, так что включает кроме самого механизма генератора еще и фильтры очистки, охладители, вентиляторы и трубопроводы.


Обычный газогенератор выглядит как вытянутый цилиндр, который почти полностью заполняется древесиной, торфом, углем или пеллетами. В нижней его части создаются необходимые условия для выделения компонентов смеси – высокая температура до 1500 градусов, только такие условия подходят для выделения окисей углерода и водорода. После этого выделенные газы проходят через охладитель для уменьшения удельной калорийности топлива. Как правило, эту значительную часть механизма размещают под кузовом автомобиля. Далее по ходу движения газа находится очищающий фильтр, избавляющий смесь от ненужных добавлений. Позже в смесителе газ смешивается с кислородом и уже готовая смесь идет в камеру двигателя. Данная схема «создания» топлива прямо по ходу движения весьма громоздка, тем не менее имела смысл: из-за наличия собственного, часто бесплатного, топлива, такие автомобили позволяли себе иметь даже производства, находящиеся за тысячи километров от баз снабжения. Этот плюс долго не получалось перебить многочисленным минусам газогенераторных установок на транспорте:

·      Маленький пробег за одну заправку

·      Низкая грузоподъемность

·      Уменьшение полезного пространства кузова

·      Неудобный процесс заправки

·      Дополнительный объем сервисных и ремонтных работ

·      Длительный (до 15 минут) запуск

·      Низкая мощность

Варианты топлива

Обычно в качестве «питания» для автомобилей на дровах использовалась древесина. Проще всего ее найти на предприятиях вроде лесозаготовительного, мебельного, строительной сферы. Ранее на отходы в таких сферах уходили до трети всей древесины, так что переработать эти остатки вместо топлива было разумным решением. Несмотря на то что использование «производственной» древесины в таких целях было категорически запрещено правилами эксплуатации таких установок. В таком качестве для газогенераторных машин подходили и твердые, и мягкие породы. Главное, чтобы не было подгнивших частей на чурках. В тридцатые годы XX века ученые СССР проводили множество исследований, благодаря которым сделали вывод, что лучшим топливом будет дубовая, ясеневая, березовая древесина, а также бук. Как правило, на топливо шли чурки прямоугольной или квадратной формы толщиной около пяти сантиметров. Не оставляли без внимания и мелкие отходы: солому, опилки, кору деревьев, шишки – их спрессовывали в брикеты и также использовали.

Святая простота

Что касается минусов так называемых «газгенов», о которых упоминалось выше, то одним из основных был маленький пробег на одной заправке – не больше восьмидесяти километров, а если учесть, что руководство по эксплуатации таких автомобилей рекомендует «подкрепляться», когда остается чуть меньше половины бака, то пробег за заправку сокращается почти вдвое и составляет не более пятидесяти километров. За счет большой тяжести газогенераторной установки – около нескольких сотен килограмм, и меньшей, по сравнению с бензиновыми двигателями, мощности, тяговые характеристики автомобилей на дровах были ниже. Для их улучшения, особенно касаемо грузовых машин, трансмиссию повышали. Скорость снижалась, но эта характеристика для автомобилей, эксплуатируемых в отдаленных пустынных районах, не была первичной. Большим минусом являлось то, что из-за значительного веса газогенераторной установки появилась необходимость дополнительно усилять и модернизировать подвеску. Также в зависимости от веса и местонахождения установки иногда приходилось переоборудовать автомобили: двигать платформу, заменять ее подходящей по размеру и весу, уменьшать кабину, убирать багажник, а иногда даже менять выхлопную систему отработавших газов.

Популярность газогенераторов

В первой половине XX-го века автомобили на дровах были на подъеме, особенно в 30-40-х годах. Для стран, которые нуждались в автомобильном транспорте и не нуждались в топливе для него, началась активная разработка такого транспорта, преимущественно в СССР и Германии. Инженеры больших производств и специалисты научных институтов весьма преуспели в этой задаче, особенно у нас. Начиная с середины 40-х годов и до 50-х на разных производствах, подконтрольных Министерству леспрома и ГУЛАГу, ГАЗы (известные «полуторки») и ЗИСы («трехтонки») массово модернизировались для езды на газогенераторных установках. О популярности их в то время говорит и то, что некоторые версии известных грузовых машин выпускались с газогенераторами самими производителями. Если вспомнить статистику, то историки говорят о почти 35 тысячах таких автомобилей на базе ГАЗ-42, на основе ЗИС-13 и ЗИС-21 только в столице выпущено более 16 тысяч штук.

НПЗ вожу с собой

За это время (до начала войны) инженерами СССР было разработано несколько сотен разных моделей автомобилей с этими установками, десяток из них выпускался массово. Когда началась война, некоторые из моделей были упрощены с целью возможности «местного» выпуска, так как их создавали в мастерских при условии отсутствия сложного спецоборудования. В глубинках сибирской глуши грузовые автомобили, приспособленные к езде на дровах, можно было встретить и во второй половине XX-го века – даже в 70-х годах.

В Германии во время войны практически отсутствовал бензин или дизель. Два мировых автомобильных концерна: Фольксваген и Мерседес получили задачу создать версии своих легковых автомобилей с газогенераторами, обе компании выполнили ее. В серийное производство были пущены Фольксваген Жук и Мерседес-Бенц 230, причем в серийных версиях это громоздкое оборудование не выходило за размеры легковой машины. А в Фольксвагене даже создали опытную версию армейского Фольксвагена на дровах, известного как «кюбельваген».

В тайге заправок нет

Современные газогенераторные установки

Сейчас с активным распространением сетей автозаправочных станций, огромный плюс газогенераторов в автомобилях – автономность, уже неактуален. Но в XXI веке стали особую популярность приобретать «экологические» виды транспорта, например, велосипеды. Они не загрязняют окружающую среду, полезны для физического здоровья, да и совсем недорого стоят. Если говорить об автомобилях с газогенераторными установками, то их преимуществом является возможность работать на перерабатываемом топливе, без необходимости его предварительной химобработки, без растраты средств и на производство этого самого топлива. Если сравнивать вред для окружающей среды от автомобилей, которые ездят на дизеле и бензине, и газогенераторных автомобилей, то преимущество определенно за последними. Загрязнение от таких двигателей можно сравнить с двигателями, работающими на природном газе. Несмотря на очевидные «экологические» преимущества, машины с такими установками уже не вернут свою прошлую востребованность. В основном об их существовании напоминают энтузиасты, которые модернизируют своих личные автомобили для работы на таком газе, удачных вариантов таких автомобилей можно вспомнить немного: «газгены» на основе ГАЗ-24, ГАЗ-52, РАФ-2203. Если верить их создателям, то они могут пробежать на одной подзаправке древесиной более 100 километров, набирая скорость 90 км/ч. «Газгенный» ГАЗ-52, переоборудованный специалистами из Житомира в 2009 году, тратит 50 кг древесины на 100 километров пути. «Дозаправка» желательна каждые 80 километров. Обычно установку размещают посередине между кузовом и кабиной водителя. С момента начала топки до начала движения может пройти 20 минут, ведь в первое время газ, который вырабатывается, не имеет необходимой горючести. По словам инженеров, километр на дровах в несколько раз дешевле километра на бензине или дизеле.


Но не во всех странах мира окончательно забыли об этом виде топлива – Северная Корея активно использует автомобили с газогенераторными установками. Эта страна настолько изолирована от внешнего мира, что недостаток топлива — вполне логичное последствие. В их случае дрова пришлись как нельзя кстати. Возможно, из-за отсутствия связи с внешним миром, бензиновые двигатели внутреннего сгорания будут там в новинку.


«Мне на дачу, подкиньте дубовых, пожалуйста!»

Компания «Дизель-Систем» начала серийное производство газогенераторных установок на древесных отходах

Компания «Дизель-Систем» начала выпуск газогенераторных установок на дровах (газовых генераторов на биотопливе) с электрической мощностью 30-200 кВт и тепловой мощностью 40-250 кВт.

Газогенераторная установка на дровах (газоэлектростанция на щепе) позволяет получать дешевую электроэнергию в тех регионах, где нет возможности провести линии электропередач, выполнить прокладку газопровода или затруднен подвоз газа в баллонах.

Основной вид топлива для газогенератора — древесные чурки размером 100-200 мм, диаметром 60-80 мм (альтернативное топливо: древесная щепа, древесные брикеты, пеллеты), оборудуя склад на проектном объекте, необходимо учитывать хранение запаса, но не более чем на 15-20 дней. Наиболее важным этапом является процесс подготовки сырья для обеспечения производства газа высокого качества в необходимом количестве. Основное требование к биомассе согласно спецификации — содержание влаги не более 30 % перед подачей в газогенераторную установку. Кроме сушки биомасса подвергается еще и сортировке. В качестве альтернативного топлива допускается использовать:

  • древесные брикеты длиной до 100-200 мм;
  • в качестве примеси к основному топливу в пропорции 85 к 15 % можно добавлять древесные отходы с различными качественными параметрами (относительно влажности) и разной грануляции: обрезки, щепки, древесные отходы, образующиеся при деревообработке.
  • в реакторе газогенератора (газоэлектростанции) при контролируемых условиях образуется горючий газ, преимущественно монооксид углерода СО. Чтобы произвести электроэнергию, полученный топочный газ очищается от пыли и смол, охлаждается, затем подвергается процессу сгорания в газовом ДВС с выработкой электроэнергии электрогенератором. Для выработки 1 кВт⋅час электроэнергии необходимо около 1-1,2 кг биотоплива. При использовании газогенератора для выработки газа на технологические нужды не требуется очистка пыли и смол и соответственно не требуется очистительное оборудование (циклоны, скрубберы, шламоотстойник, фильтр тонкой очистки, водоотделитель, градирня и т. д).

Расход — 20 кг поленьев на 100 км. Белорус создал машину, работающую на дровах

…А вы говорите, экономичный режим, гибриды, электромобили… Тут по Бресту катается УАЗ, работающий на дровах! Для лучшего понимания расхода этой машины стоит процитировать Сергея, автовладельца и, можно сказать, конструктора: «Однажды заехал в лес по грибы и обнаружил, что закончились дрова для растопки. Что делать? Граблями накидал в ведро шишек, забросил их в котел и поехал дальше». Одним словом, УАЗ может ехать «за бесплатно» везде, где есть древесина, где есть то, что горит. Проблемы могут возникнуть разве что в пустыне.

Из истории

Сергей всегда увлекался историей, в частности военной. Потому с ходу рассказывает о временах, когда подобные газогенераторы были на пике технологий: «Угольный газ использовался еще пещерными людьми. Известный факт, что в свое время освещение во всем Санкт-Петербурге обеспечивали именно газогенераторные установки. Современная история этого устройства начинается с 1919 года, когда германско-французский инженер Георг Имберт, вернувшись с Первой мировой, собрал газогенератор на древесном угле. Проходит два года, и изобретатель представляет автомобиль, чей мотор работает по этому же принципу, только с усовершенствованием».

«Камера Имберт обращенного типа» работала так, что пиролиз проходил не в цилиндрах (как у Форда или Порше), а в котле, который устанавливался за кабиной водителя. Пиролиз в нашем случае — это горение древесины при недостатке кислорода с выделением газа, который и крутит поршни двигателя (но об этом чуть позже). Так вот, Имберт достиг таких высот, что здание его компании Imbert Generatoren GmbH стояло рядом с заводом Форда в Кельне, как бы напоминая о конкуренции. В 30-х годах газогенераторы инженера ставили на немецкие грузовики, автомобили Opel и Mercedes. К моменту, когда созрел международный конфликт, вылившийся в итоге во Вторую мировую войну, Имберт придумал, как оборудовать своей установкой танки! И усовершенствованные бронированные машины действительно ездили и даже стояли на вооружении — в основном в «учебках» и частях вспомогательной полиции (по-простому — у полицаев).

Технология получила распространение не только в Германии. В конце 20-х — начале 40-х годов в СССР тоже активно использовали грузовики с газогенераторами. Серийно их устанавливали на АМО, ЗиС-21 (выпущено более 15 тыс. моделей), Урал-ЗиС. В те времена Союз испытывал нехватку нефти, а автомобилизацию останавливать было нельзя. Почему бы не «топить» машины дровами? Во время Великой Отечественной войны такие транспортные средства сильно пригодились благодаря нулевым затратам. Есть свидетельства, что именно на газогенераторных автомобилях прорывали блокаду Ленинграда.

Массовая добыча нефти началась в 50—60-х годах, и в итоге новое топливо понемногу вытеснило разработки ученых образца начала века. Газогенераторы снимали с машин и попросту отправляли в металлолом. Сейчас мы видим обратную тенденцию — отказ от ДВС, использование возобновляемых источников энергии. Например, по данным СМИ, в Швеции владельцев автомобилей, ездящих на дровах, поощряют на государственном уровне субсидиями. Для скептиков стоит пояснить, что газогенератор можно оборудовать на раме прицепа — в таком варианте он наиболее эстетичен.

Проект Сергея

В частном музее, который базируется в Бресте, стоит действующий ЗиС-5. Нескольким любителям автомобильной истории однажды пришла в голову лихая идея: а почему бы не поставить на «дедушку», который выпускался с 1933 года, газогенератор. Должно получиться — ведь в 1939-м подобный эксперимент с 21-й моделью закончился успешно. И Сергей решил повторить. Но почти 90-летний грузовик — раритет, антиквариат, поэтому мужчина не решился переделывать всю топливную систему столь редкого ныне образца советского автомобилестроения. Для пробы, освоения технологии он взялся за преобразование более современной техники — всем известного и довольно простого уазика. Модель была выбрана исходя из увлечений Сергея: трофи, бездорожье, 4×4.

Наверное, большинство читателей, только узнав о способе сборки газогенератора, махнули бы на эту затею рукой. Дело в том, что Сергей не стал покупать готовый образец или собирать его по схемам и чертежам. Он «высчитал» установку по формулам из книг 30-х годов. «В библиотеке, в сети нашел нужную литературу, — вспоминает конструктор. — Пришлось прочесть немало. Среди авторов есть и знаменитые фамилии: Токарев, Панютин. Но готового рецепта по сборке нигде не обнаружил. Есть только формулы. Создать газогенератор по ним — как заново сделать карбюратор. Нужно было высчитать скорость дутья, газификацию, объем нужного газа, материальный баланс — для двигателей разных объемов предусмотрены разные значения. Признаться, до сих пор не помню наизусть таблицу умножения, но эту штуку все же собрал. Ответами на вычисления по формулам стали размеры деталей установки и, собственно, сам чертеж. Ну а сборку производил из того, что было под рукой. На все ушел год».

Как это работает?

Топливом для газогенераторной установки (а в данном случае речь идет о монораторе) служат небольшие деревянные чурки. Причем совсем необязательно, чтобы они были сухими, сгорит и влажная древесина (до 60 процентов влажности) — в этом и отличие моноратора от обычного газогенератора. За задним рядом пассажирских сидений в машине Сергея лежат два мешка таких чурок. Говорит, что одного хватает на 100 километров пути. В пересчете на массу получается, что расход равен 20 кг дров на сотню. Естественно, постоянно подбрасывать дровишки в печь не нужно. Закинул в начале пути — и поехал.

«А это мой заправочный пистолет. Всегда вожу с собой», — шутит мужчина и демонстрирует топор. Судя по его историям, «пистолет» может и не пригодиться — по хвойному лесу можно спокойно ехать на шишках. В любом случае экологичность установки неоспорима. Так как Сергей — человек идейный, экология для него не пустое слово.

Топливо загружается в бак через крышку, расположенную наверху камеры газификации (на фото — черная бочка в центре). Во время работы оттуда непрерывно идет дым. Крышка его не пропускает — таким образом, издалека машина не выглядит как паровоз. Перед запуском двигателя нужно подождать около 5—10 минут, чтобы туда поступил газ.

«Внизу камеры газификации дрова тлеют, — Сергей описывает механику работы установки. — Запуск горения — от спички или факела. Всего в камере протекают три процесса: термическое разложение топлива, окисление, восстановление. При горении топлива с обедненным количеством кислорода (пиролизе) протекают реакции окисления угля и углеводородов: С + О2 = CO2, 2h3 + O2 = 2h3O с выделением тепла. Потом идет реакция восстановления (при прохождении через слой раскаленных углей): С + CO2= 2СО, С + h3O = CO + h3 с потреблением тепла. Топливо в системе обращенного моноратора практически полностью разлагается. Для конденсата предусмотрена отдельная трубка, его можно слить».

Газ попадает в фильтр грубой очистки (на фото — перевернутый конус слева от камеры), который заканчивается банкой, куда оседает сажа, потом проходит через охлаждающую систему труб под днищем УАЗа. Если поджечь газ на этом этапе, пламя будет красным.

Если «грязный» газ запустить в двигатель, его детали быстро покроются налетом, снизится их ресурс. Потому далее топливо поступает в фильтр тонкой очистки (на фото — зеленая бочка справа от камеры). Фильтрующим элементом выступают простые опилки. Их нужно менять через каждые 2 тыс. км пробега. После прохождения через этот фильтр газ горит синим пламенем.

Очищенный газ поступает непосредственно в цилиндры 2,4-литрового мотора, там вспышками сгорает, приводя в движение весь агрегат, а следовательно, и весь автомобиль. Выхлопная система штатная, но выбрасывает она углекислый газ (как и люди при выдохе). То есть никакого тебе токсичного угарного газа, оксидов азота, углеводорода, альдегидов и прочих веществ, против которых выступают экологи. По той же причине масло в двигателе нужно менять только после 30 тыс. км пробега.

В плане комфорта «дровяной» УАЗ не особенно радует — в принципе, как и все машины этой модели (даже те, что работают на бензине). После поездки на одежде остается легкий аромат костра (не раздражающий), «печка» работает жарче обычного. В салоне за подачу газа отвечает рычаг заслонки, спрятавшийся слева от руля.

В УАЗах предусмотрено два топливных бака для бензина: с левой и правой сторон кузова (специально на случай, если один из них будет прострелен). Чтобы развеять сомнения в работоспособности моноратора и показать, что доступ к обоим бакам перекрыт, Сергей демонстрирует рычаг в салоне — он находится в нейтральном положении. При необходимости баки можно заполнить бензином — тогда получится своеобразный гибрид.

Напоследок — о безопасности. В устройстве соседствуют открытый огонь и газ, что настораживает. По словам Сергея, риск пожара или взрыва минимален, потому как газ не находится под большим давлением. «Тот же бензиновый автомобиль легче воспламенить, чем эту машину», — заверяет мужчина.

Проблем с официальной регистрацией транспорта тоже нет — как видно на фото, УАЗ стоит на учете, на нем установлены номера. Техосмотр тоже пройден: по документам газогенератор — навесной груз. Его можно снять и, залив немного бензина, пройти линию ТО.


«Самый волнительный момент был — когда впервые запускали мотор, — вспоминает конструктор-любитель. — Признаться, с первого раза не вышло. Потом сидел и ломал голову, что же не так? В сети нашел несколько таких же российских и украинских фанатов, как и я. К тому моменту уже был создан форум, где ребята обменивались нюансами работы газогенераторов, способами решения проблем. Как видите, в итоге все у меня получилось: УАЗ работает, уверенно едет по болотам и бездорожью, разгоняется на трассе до 70 км/ч. Скажу больше: систему можно спрятать в прицепе и установить на любой автомобиль с ДВС. Это по моим расчетам обойдется примерно в 300 долларов в эквиваленте. Можно сказать, эксперимент удался. Но напомню — это был лишь опытный образец. Основной проект — ЗиС-5 родом из 30-х годов. Сейчас я с командой продолжаю работу над ним. Планируем закончить к 9 мая и выкатить обе машины на парад: проедут по улицам города, как дедушка и внук. Ну а дальше обязательно придумаем что-нибудь этакое к 1000-летию Бреста».

Парковочные радары в каталоге Onliner.by

Читайте также:

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. [email protected]

Газогенератор плюсы и минусы

Газогенератор плюсы и минусы

Еще перед самым началом Первой мировой войны во Франции, Германии, Италии начались работы по использованию твердого топлива для ДВС, как альтернативного топлива для жидкого углеводородного. Ещё в 14 году, несмотря на начало войны, а, возможно именно благодаря ей, во Франции не обладающей запасами нефти был проведен первый в истории 100-километровый пробег газогенераторного грузового маломощного автомобиля.

В промежутке между двумя мировыми войнами разработку и внедрение в транспорт газогенераторных моторов в Западной Европе осуществляли такие фирмы, как «Берлие», «Рено», «Имберт», «Виско».

В 1923 годы такие работы начались и в Советском союзе — была создана газогенераторная установка для автомобиля Фиат. Газогенераторы были альтернативой для бензиновых ДВС. Они работали на так называемом местном топливе — торфе, дровах, топливных брикетах тырсы, обрезках веток и т.д. В довоенные годы в СССР газогенераторные установки получили широкое распространение. На них планировалось перевести все автомобили, тракторы и тягачи, работающие на лесозаготовках, а также значительную часть тракторного и автомобильного парка в сельском хозяйстве страны.

Наибольшее распространение газогенераторы получили в годы Второй мировой войны в гитлеровской Германии, которая, испытывала жестокий дефицит нефти, особенно после потери румынских месторождений.

А в Советском Союзе вопросами перевода двигателей на газ, получаемый из твердого топлива, занимался целый ряд НИИ. Энергетический институт АН СССР и Центральный научно-исследовательский дизельный институт. Такие работы велись и в Украине — в Институте энергетики АН УССР. Был создан целый ряд достаточно надежных и высокопродуктивных газогенераторных установок, некоторые из которых даже были запущены в серийное производство.

Однако вскоре после Второй мировой войны исследования в этом направлении в Западной Европе начали сворачиваться. Именно тогда на энергетический рынок Старого света пали поступать крупные партии нефти, сначала из Соединенных Штатов, а потом и с Ближнего Востока. Стоившая копейки нефть и продукты ее переработки были более экономичными и технологичными, чем твердое топливо. Вслед за Западной Европой программы по производству и использованию газогенераторов свернул и Советский Союз. Это произошло в 1957 году по указанию Никиты Хрущева. Именно в те годы в дополнение к бакинской нефти были открыты и освоены крупные месторождения в Поволжье. И на Востоке, и на Западе ставка была сделана на нефть и газ, которые в то время были очень дешевы, а запасы их казались беспредельными.

Но время показало, что безжалостная эксплуатация природных ресурсов – не может пройти безнаказанно для человечества. Если их добывать в прежних темпах, то использование уже исчисляется не сотнями лет, а десятилетиями…

Именно поэтому, на основе последних достижений мировой науки в соответствующей отрасли, с учетом сегодняшних экологических требований, для применения с современными мощными механизмами, был в Украине создан группой ученых, конструкторов и технологов Института газа НАН Украины совместно с техническими специалистами частной фирмы автономный генератор топлива (далее – «АГТ»).

Генераторный газ образуется в результате неполного сгорания твердого топлива (древесных чурок, торфа, угля и т.п.) при ограниченном доступе воздуха. (28-35% от полного количества для сгорания топлива), таким образом, газогенераторы обеспечивают получение горючего газа (смесь СО, СН4, Н2 и других компонентов из любого твердого топлива влажностью до 50 % (торфа, угля, дров, сельскохозяйственных и бытовых отходов). Проще говоря, газогенераторы могут работать за счет сжигания всего, что горит. Одновременно, он может выполнять функции утилизатора мусора. Его можно устанавливать на различных типах электростанций, насосных станциях, он способен приводить в движение двигатели внутреннего сгорания любых типов: карбюраторные, инжекторные, дизельные.

Газогенератор, охладитель и фильтр-очиститель монтируются непосредственно на автомобиле. Для подключения газогенератора к автомобилю в случае если двигатель бензиновый, необходимо только подключить шланг гибкой подводки от газогенератора к воздухозаборнику двигателя.

При неработающем двигателе газогенератор находится в рабочем состоянии до 6 часов. После запуска двигателя он выходит на полную производительность за несколько минут. После простоя 6 -8 часов неработающий газогенератор необходимо вновь разжечь.

Из-за меньшей теплотворной способности газа, по сравнению с нефтепродуктами, наблюдается значительная потеря мощности двигателя в пределах от 5% до 15%, но эта потеря может компенсироваться включением вентилятора наддува в котёл газогенератора. КПД двигателя внутреннего сгорания использующего генераторный газ выше, чем того же двигателя использующего углеводородное топливо.

Расход твердого топлива в 2-3 раза больший (по весу), чем жидких нефтепродуктов в зависимости от вида топлива. При использовании газогенератора с двигателем внутреннего сгорания ДВС эквивалент 1 литра бензина обходится от 5 до 15 центов.

Также, возможно размещение газогенераторной установки на прицепе совместно с электрогенераторной установкой. при этом получается уже готовая к эксплуатации комбинация газогенератора и электростанции и при необходимости транспортировки электростанции возможность запитать от газогенератора двигатель автомобиля, осуществляющего транспортировку.

Экоток, по материалам: avtogaz.land.ru

Russian portal about alternative energy and eco technology

 

NEWSru.com :: Омский водитель сделал автомобиль, работающий на дровах и угле


Russian Look

Пока мировые концерны давно ломают голову над разработкой авто, которое позволит экономить на топливе, сибиряк с 9 классами образования рассекает на своей ласточке «Ниве», которой не нужен бензин, пишет «Комсомольская правда».

Чудо-аппарат из деталей старенького ЗИЛа 30-летний Кирилл Бузениус вместе с армейским приятелем Дмитрием Власовым собрали за неделю.

«Двигатель здесь самый обычный, но я подсоединил к нему газогенератор. Он преобразует любое твердое топливо в газ, — объясняет Кирилл. — Можно хоть старые носки в печку закинуть — и машина поедет, но я в основном использую дрова. И в отличие от обычного авто моя заведется в любой мороз! Вместо топлива ведь угарный газ. Но для двигателя внутреннего сгорания он не подходит — слишком грязный. Весь смысл газогенератора в очистке».

Авто на дровах работает так: в первый, самый большой цилиндр закладывают поленья или уголь. Их поджигают через специальное отверстие, оттуда же поступает воздух. Образовавшаяся во время горения окись углерода отправляется в фильтр, где освобождается от крупных кусков сажи и искр. Дальше будущее горючее остывает в теплообменнике. Оттуда перегоняется в другой фильтр, тонкой очистки, — для удаления мельчайших частичек. И по трубопроводу, где становится топливом, смешиваясь с воздухом, — в обычный двигатель. Никаких особых манипуляций с ним не делали, просто установили кран. Открыв его, можно заправляться бензином, закрыв — ехать на газе, образовавшемся от дров или угля.

Машина на дровах развивает максимальную скорость — 90 км/ч. Чтобы проехать 120 км пути, хватает 15 кг твердого топлива. Оно дешевле бензина почти в 100 раз.

«Авто на дровах» — не такая уж современная разработка. Во время Великой Отечественной в Сибири ездили на «ГенГазах». На трассе вместо бензоколонок стояли будки с дровами — ими и «заправляли» грузовички-трудяги, напоминает «Комсомолка».

Автотранспортные средства на древесном газе: дрова в топливном баке

————————————————- ————————————————— ——————————————-

————————————————- ————————————————— ——————————————-

Газификация древесины — это процесс, при котором органический материал превращается в горючий газ под воздействием тепла — процесс достигает температуры 1400 ° C (2550 ° F).Первое использование газификации древесины относится к 1870-м годам, когда она использовалась в качестве предшественника природного газа для уличного освещения и приготовления пищи.

В 1920-х годах немецкий инженер Жорж Имбер разработал генератор древесного газа для мобильного использования. Газы очищались и осушались, а затем подавались в двигатель внутреннего сгорания автомобиля, который практически не нуждается в адаптации. Генератор Имберта производился серийно с 1931 года. В конце 1930-х годов эксплуатировалось около 9000 автомобилей на древесном газе, почти исключительно в Европе.

Вторая мировая война

Эта технология стала обычным явлением во многих европейских странах во время Второй мировой войны в результате нормирования ископаемого топлива. Только в Германии к концу войны в эксплуатации находилось около 500 000 автомобилей, работающих на газе.

Создана сеть из примерно 3 000 «АЗС», где водители могли запасаться дровами. Установкой газификации древесины были оснащены не только частные автомобили, но и грузовики, автобусы, тракторы, мотоциклы, корабли и поезда.Некоторые танки также работали на древесном газе, но для использования в военных целях немцы предпочитали производство жидкого синтетического топлива (из дерева или угля).

В 1942 году (когда технология еще не достигла пика своей популярности) в Швеции было около 73 000 автомобилей, работающих на газе, 65 000 во Франции, 10 000 в Дании, 9 000 в Австрии и Норвегии и почти 8 000 в Швейцария. В 1944 году в Финляндии было 43 000 «лесомобилей», из которых 30 000 были автобусами и грузовиками, 7 000 частных автомобилей, 4 000 тракторов и 600 лодок.(источник).

Woodmobiles также появились в США, Азии и, в частности, в Австралии, где 72 000 автомобилей работали на древесном газе (источник). В общей сложности во время Второй мировой войны было использовано более одного миллиона автомобилей производителей газа.

После войны, когда снова появился бензин, технология почти мгновенно ушла в небытие. В начале 1950-х годов в тогдашней Западной Германии оставалось всего около 20 000 лесовозов.

Программа исследований в Швеции

Рост цен на топливо и глобальное потепление привели к возобновлению интереса к дровам как прямому топливу. Десятки инженеров-любителей по всему миру переоборудовали стандартные серийные автомобили в автомобили, работающие на газовом топливе, причем большинство из этих современных лесомобилей производится в Скандинавии.

В 1957 году правительство Швеции разработало исследовательскую программу для подготовки к быстрому переходу на автомобили, работающие на древесном газе, в случае внезапной нехватки нефти.В Швеции нет запасов нефти, но есть обширные лесные массивы, которые можно использовать в качестве топлива. Цели этого исследования заключались в разработке улучшенной стандартизированной установки, которую можно было бы адаптировать для использования на всех типах транспортных средств.

Это исследование, проведенное при поддержке автопроизводителя Volvo, привело к обширным теоретическим знаниям и практическому опыту работы с несколькими дорожными транспортными средствами (один из них показан выше) и тракторами на общем расстоянии более 100 000 километров (62 000 миль). Результаты обобщены в документе ФАО 1986 года, в котором также обсуждаются некоторые эксперименты в других странах.Шведские (обзор) и особенно финские инженеры-любители использовали эти данные для дальнейшего развития технологии (обзор, ниже автомобиль Юха Сипиля).

Дровяной газогенератор, который выглядит как большой водонагреватель, можно разместить на прицепе (хотя это затрудняет парковку), в багажнике (багажнике) автомобиля (хотя на это расходуется почти все багажное отделение), либо на платформе в передней или задней части автомобиля (самый популярный вариант в Европе).В случае американского пикапа генератор размещается в кузове грузовика. Во время Второй мировой войны некоторые автомобили были оснащены встроенным генератором, полностью скрытым от глаз.

Топливо

Топливо для автомобиля, работающего на древесном газе, состоит из древесины или щепы (см. Рисунок слева). Можно также использовать древесный уголь, но это приводит к потере 50 процентов доступной энергии, содержащейся в исходной биомассе. С другой стороны, древесный уголь содержит больше энергии, поэтому запас хода автомобиля может быть увеличен.В принципе, можно использовать любой органический материал. Во время Второй мировой войны также использовались уголь и торф, но основным топливом была древесина.

Один из самых успешных автомобилей на древесном газе был построен в прошлом году голландцем Джоном. В то время как многие последние производители газовых автомобилей, кажется, вышли прямо из Безумного Макса, Volvo 240 голландца оснащен очень современной системой из нержавеющей стали (см. Первое изображение и два изображения ниже, а затем сравните с этим Volvo, этот БМВ, эта Ауди или эта Юго).

«Добывать древесный газ не так уж и сложно», — говорит Джон. «Производство чистого древесного газа — другое дело. У меня есть возражения против некоторых лесомобилей. Часто получаемый газ такой же чистый, как и внешний вид конструкции».

Датч Джон твердо верит в генераторы древесного газа, в основном для стационарного использования, такого как отопление, выработка электроэнергии или даже производство пластмасс. Volvo призван продемонстрировать возможности технологии.«Припаркуйте итальянскую спортивную машину рядом с машиной, работающей на древесном топливе, и толпа соберется вокруг машины на древесном топливе. Тем не менее, машины на древесном газе предназначены только для идеалистов и во времена кризиса».

Диапазон

Volvo развивает максимальную скорость 120 км / ч (75 миль / ч) и может поддерживать крейсерскую скорость 110 км / ч (68 миль / ч). «Топливный бак» может вмещать 30 килограммов (66 фунтов) древесины, что соответствует запасу хода в 100 километров (62 мили), что сравнимо с запасом хода электромобиля.

Если заднее сиденье загружено деревянными мешками, запас хода увеличивается до 400 километров (250 миль).Опять же, это сопоставимо с пробегом электромобиля, если пассажирское пространство приносится в жертву большей батарее, как в случае с Tesla Roadster или электрическим Mini Cooper. Разница, конечно же, в том, что Джону приходится регулярно останавливаться, чтобы схватить деревянный мешок с заднего сиденья и наполнить бак.

Прицеп

Как и в случае с другими автомобилями, запас хода автомобиля на древесном газе также зависит от самого автомобиля. Об этом свидетельствуют разные автомобили, которые переоборудовал Веса Микконен.Плавник размещает все свои генераторы на трейлере. Его последняя переоборудованная машина — Lincoln Continental Mark V 1979 года выпуска, большое тяжелое американское купе. Он потребляет 50 килограммов (110 фунтов) древесины на каждые 100 километров (62 мили) и, таким образом, значительно менее эффективен, чем Volvo Джона. Микконен также переделал Toyota Camry, гораздо более экономичный автомобиль. Этот автомобиль потребляет всего 20 кг (44 фунта) древесины на такое же расстояние. Однако прицеп почти такой же по размеру, как и сам автомобиль.

Ассортимент электромобилей можно значительно расширить, сделав их меньше и легче.Однако это не вариант для их собратьев, работающих на древесном газе, из-за веса и объема оборудования. Меньшие автомобили времен Второй мировой войны имели запас хода всего от 20 до 50 километров (от 12 до 31 мили), несмотря на их гораздо более низкую скорость и ускорение.

Свобода

Увеличение «топливного бака» — единственный вариант дальнейшего увеличения дальности (кроме, конечно, снижения скорости, но это уже другая история). Американец Дэйв Николс (человек, который показывает лес на одной из картинок выше) может загрузить 180 кг древесины в кузов своего пикапа Ford 1989 года выпуска.Это займет у него 965 километров (600 миль), что сопоставимо с пробегом автомобиля, работающего на ископаемом топливе. Достоинства этого, конечно, обсуждаются, поскольку для этого Николс должен регулярно останавливаться, чтобы заправлять бак: если он заправит заднюю часть своего пикапа бензином, то сможет ехать еще дальше.

По словам Николса, одного фунта древесины (полкилограмма) достаточно, чтобы проехать 1 милю (1,6 километра), что соответствует 30 килограммам древесины Volvo на 100 километров. Американец основал компанию (21st Century Motor Works) и планирует продавать свою технологию в более крупных масштабах.Когда он приезжает домой, он использует свой грузовик, чтобы отапливать свой дом и вырабатывать электричество. Его история прижилась в США, и причина может быть обозначена его номерным знаком: «Свобода».

«Вы можете обойти мир с пилой и топором», как выразился Джон Датч. Его соотечественник Йост Конейн воспользовался этой возможностью, чтобы совершить двухмесячное путешествие по Европе, не беспокоясь о близости ближайших заправочных станций (которые не всегда легко найти в такой стране, как Румыния).

Местные жители дали ему дрова для продолжения путешествия — припасы хранились на трейлере. Компания Conijn использовала древесину не только в качестве топлива, но и в качестве строительного материала для самого автомобиля (изображение выше — видео здесь). О другом путешествии на машине на дровяном газе см. «По Швеции с дровами в баке».

Есть ли будущее у лесомобиля?

В 1990-е годы водород рассматривался как альтернативное топливо будущего. Тогда биотопливо и сжатый воздух взяли на себя роль мантии, а сегодня все внимание сосредоточено на электромобилях.Если и эта технология не сработает (а мы неоднократно выражали свои сомнения по этому поводу), можем ли мы вернуться к автомобилю на древесном газе?

Несмотря на свой промышленный вид, автомобиль, работающий на древесном газе, имеет довольно хорошие экологические показатели по сравнению с другими альтернативными видами топлива. Газификация древесины несколько более эффективна, чем сжигание древесины, поскольку теряется только 25 процентов энергии, содержащейся в топливе. Энергопотребление лесомобиля примерно в 1,5 раза выше, чем потребление энергии аналогичным автомобилем, работающим на бензине (включая потерю энергии во время предварительного нагрева системы и дополнительный вес оборудования).Однако если принять во внимание энергию, необходимую для добычи, транспортировки и переработки нефти, то древесный газ по меньшей мере так же эффективен, как бензин. И, конечно же, древесина — возобновляемое топливо. Бензина нет.

Преимущества вагонов на древесном газе

Самым большим преимуществом транспортных средств, работающих на газогенераторе, является то, что доступное и возобновляемое топливо можно использовать напрямую, без какой-либо предварительной обработки. Преобразование биомассы в жидкое топливо, такое как этанол или биодизель, может потреблять больше энергии (и CO2), чем доставляет топливо.В случае автомобиля, работающего на древесном газе, никакая дополнительная энергия не используется для производства или переработки топлива, за исключением рубки и распиловки древесины. Это означает, что лесовоз практически не имеет выбросов углерода, особенно когда валка и распиловка выполняются вручную.

Кроме того, автомобиль на древесном газе не требует химической батареи, и это важное преимущество перед электромобилем. Слишком часто забывают воплощенную энергию огромной батареи последнего.Фактически, в случае автомобиля с газогенератором древесина ведет себя как естественный аккумулятор. Нет необходимости в высокотехнологичной переработке: оставшуюся золу можно использовать в качестве удобрения.

Правильно работающий генератор древесного газа также производит меньше загрязнения воздуха, чем автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем. Газификация древесины значительно чище, чем сжигание древесины: выбросы сопоставимы с выбросами при сжигании природного газа. Электромобиль может стать лучше, но тогда энергия, которую он использует, должна вырабатываться из возобновляемых источников, что нереально.

Недостатки дровяных газовых вагонов

Несмотря на все эти преимущества, достаточно одного взгляда на лесомобиль, чтобы понять, что это далеко не идеальное решение. Мобильный газовый завод занимает много места и легко может весить несколько сотен килограммов — пусто. Размер оборудования обусловлен тем, что древесный газ имеет низкую энергоемкость. Энергетическая ценность древесного газа составляет около 5,7 МДж / кг по сравнению с 44 МДж / кг для бензина и 56 МДж / кг для природного газа (источник).

Кроме того, использование древесного газа ограничивает мощность двигателя внутреннего сгорания, что означает снижение скорости и ускорения переоборудованного автомобиля. Древесный газ состоит примерно из 50 процентов азота, 20 процентов окиси углерода, 18 процентов водорода, 8 процентов диоксида углерода и 4 процентов метана. Азот не способствует горению, а окись угля — медленно горящий газ. Из-за высокого содержания азота в двигатель поступает меньше топлива, что приводит к снижению выходной мощности на 35–50 процентов.Поскольку газ горит медленно, большое количество оборотов невозможно. Автомобиль с газовым двигателем — это не спортивный автомобиль.

Несмотря на то, что некоторые автомобили меньшего размера были оснащены генераторами древесного газа (см., Например, этот Opel Kadett), эта технология лучше подходит для более крупных и тяжелых автомобилей с мощным двигателем. В противном случае мощности двигателя и диапазона может быть недостаточно. Несмотря на то, что установка может быть уменьшена для меньшего транспортного средства, ее размер и вес не уменьшаются пропорционально уменьшению размера и веса автомобиля.Некоторые из них построили мотоциклы, работающие на древесном газе, но их диапазон ограничен (хотя мотоцикл с коляской лучше). Конечно, вес и размер мобильного газового завода не так важны для автобусов, грузовиков, поездов или кораблей.

Удобство использования

Другая проблема машин, работающих на древесном газе, заключается в том, что они не особенно удобны в использовании, хотя это улучшилось по сравнению с технологией, использованной во время Второй мировой войны. Во второй части этого PDF-документа (стр. 17 и далее) вы найдете описание того, как тогда было водить автомобиль, работающий на древесном газе:

«…. опыт работы с органом Wurlitzer может быть явным преимуществом «.

Тем не менее, несмотря на улучшения, даже современному лесомобилю требуется до 10 минут, чтобы прогреться до рабочей температуры, поэтому вы не можете запрыгнуть в машину и сразу уехать. Кроме того, перед каждой заправкой необходимо выкинуть золу после последней газификации. Образование смолы в установке менее проблематично, чем это было 70 лет назад, но фильтры по-прежнему необходимо регулярно чистить.И еще есть ограниченный диапазон автомобиля. В общем, это далеко от привычной простоты использования бензинового автомобиля.

Большое количество (смертельно опасного) окиси углерода также требует некоторых мер предосторожности, поскольку утечка в трубопроводе не исключена. Если техника размещается в багажнике, установка CO-детектора в салоне отнюдь не является роскошью. Кроме того, автомобиль, работающий на древесном газе, нельзя парковать в замкнутом пространстве, если только газ не сжигается первым (рисунок выше).

Серийные лесомобили

Конечно, все описанные выше автомобили построены инженерами-любителями. Если мы будем строить автомобили, специально предназначенные для работы на древесине, и производить их на заводах, есть вероятность, что недостатки станут несколько менее значительными, а преимущества станут еще больше. Такие лесомобили тоже смотрелись бы наряднее.

В Volkswagen Beetles, сошедшие с конвейера во время Второй мировой войны, был встроенный механизм газификации древесины (источники: 1/2/3).Снаружи генератор древесного газа и остальная часть установки были незаметны. Заправка производилась через отверстие в капоте (капоте).

То же самое и для этого Mercedes-Benz, у которого установка полностью скрыта в багажнике (источник).

Вырубка леса

К сожалению, древесный газ имеет один важный недостаток по сравнению с другими видами биотоплива.Массовое производство лесомобилей не решило бы этой проблемы. На самом деле, как раз наоборот: если бы мы перевели все машины или даже значительную их часть на древесный газ, все деревья в мире исчезли бы, и мы умерли бы от голода, потому что все сельскохозяйственные земли были бы принесены в жертву ради энергии. посевы. Действительно, лесомобиль вызвал серьезную вырубку леса во Франции во время Второй мировой войны (источник). Как и в случае со многими другими видами биотоплива, технология не масштабируется.

Тем не менее, хотя автомобиль, работающий на биотопливе, столь же удобен в использовании, как и конкурент бензина, древесный газ должен быть наиболее неблагоприятным для потребителя альтернативным топливом.Это может быть преимуществом: переход на автомобили, работающие на древесном газе, может означать только то, что мы будем меньше ездить, и это, конечно, было бы хорошо с экологической точки зрения. Если вам нужно разогреть машину в течение 10 минут, скорее всего, вы решите не использовать ее, чтобы проехать несколько миль, чтобы купить продукты. Велосипед справился бы быстрее. Если бы вам пришлось три часа рубить дрова, чтобы съездить на пляж, вы, вероятно, решили бы сесть на поезд.

В любом случае, лесомобиль демонстрирует (снова), что современный автомобиль является продуктом ископаемого топлива.В какое бы альтернативное топливо вы ни верите, ни одно из них не сравнится по удобству с бензином или дизельным топливом. Если однажды доступность (дешевого) масла прекратится, вездесущность автомобиля станет историей. Но индивидуальный автомобиль никогда не умрет.

© Крис Де Декер (Спасибо, Р.О.)


Low-tech Magazine делает прыжок с Интернета на бумагу. Первый результат — это 710-страничная мягкая обложка с идеальным переплетом, которая печатается по запросу и содержит 37 последних статей с веб-сайта (с 2012 по 2018 год).Второй том, в котором собраны статьи, опубликованные в период с 2007 по 2011 год, выйдет в конце этого года.

Подробнее: Журнал Low-tech: Печатный сайт .


«Машины, которые бегают по деревьям» Джона Гудмана (журнал Works That Work)

автор: Джона Гудман (3044 слова)

Машины, работающие на дровах, могут показаться фантазией в стиле стимпанк или одержимостью на заднем дворе какого-то сумасшедшего мастерицы, но в какой-то момент они были обычным явлением во многих частях Европы, и технология, на которой они построены, все еще находит практическое применение сегодня.

Фотография на обложке: Иоганн Линелл на Volvo, который он и двое друзей установили газогенератором. За 20 дней 2007 года они проехали 5420 километров по Швеции на энергии, вырабатываемой семью кубометрами древесины. (Фотография любезно предоставлена ​​Иоганном Линеллом.)

В глубине лесов континентальной Швеции Йохан Линелл останавливается, его двигатель не работает. Он и двое друзей выходят из машины и идут веером через деревья, возвращаясь с руками, полными еловых шишек и мертвого дерева. В задней части машины Линелл снимает с петель верх высокого стального ящика, который возвышается над отверстием в багажнике.Дымные клубы, и пламя следует, когда он сбрасывает вырубленную древесину внутрь. Из нижней части заляпанной смолой стопки толстые сварные трубы карабкаются по кузову автомобиля и змейкой уходят в передний бампер, где они входят в двигатель, как трубки для кормления пациента. В считанные минуты машина оживает, плавно движется по массивной древесине.

На короткое время, 70 лет назад, почти все гражданские автомобили в Европе работали таким образом. По мере того как Вторая мировая война затягивалась, а бензина становилось все меньше, древесина стала основным альтернативным топливом для транспортных средств.К 1945 году около миллиона европейских автомобилей работали на газификации древесины с использованием модификаций, аналогичных модификациям Volvo Линелла. Принцип работы удивительно прост: сжигая бочку из дерева или угля до тех пор, пока она не разовьется до внутренней температуры от 900 ° до 1200 ° C (от 1650 ° до 2200 ° F), а затем ограничивая подачу воздуха в огонь, газификаторы производят горючий углерод. монооксид, который можно охлаждать, фильтровать и направлять непосредственно в двигатель обычного автомобиля.

Автомобиль с приводом от дерева был изобретен в 1905 году английской автомобильной компанией Thornycroft, но прошло еще 20 лет до того, как французский химик Жорж Имбер сделал практическую возможность путешествовать на древесном газе.Благодаря переработанной камере сгорания, в которой использовалось всасывание от двигателя для втягивания газа вниз через горячую сердцевину горящих поленьев, его модель могла создавать намного больше окиси углерода, чем предыдущие итерации. Это также обеспечивало устойчивое горение, так как гравитация и вибрация транспортного средства вытряхивали пепел из кучи, оседая на месте новое топливо. К 1930-м годам четыре европейских правительства активно исследовали газификаторы Имберта с целью их использования в общественном транспорте: политически нейтральные Швеция и Финляндия стремились достичь топливной автономии в нестабильном регионе; Италия Муссолини, находящаяся под торговым эмбарго Лиги Наций после вторжения в Эфиопию, искала источник топлива, альтернативный нефти; а нацистская Германия готовилась к войне.

Даже автомобили, работающие на древесном газе, нуждаются в инфраструктуре снабжения: в 1945 году в Финляндии было 70 деревообрабатывающих заводов, а в Германии были тысячи складов древесины, специально предназначенных для автомобильного топлива. Из 17 мест, где Линелл и его друзья останавливались за дровами во время поездки, только в четырех были готовые к употреблению, предварительно порубленные дрова.

Падение Германии в пропасть сюрреалистично задокументировано в сохранившихся экземплярах спонсируемого государством автомобильного журнала Motor Schau . И пронацистское пропагандистское, и банальное автомобильное издание, в его выпусках 1939 года рассказывается о гонщиках с символикой СС, о тестировании мотоциклов Вермахтом и о митингах со свастикой, посвященных автомобилю Kraft durch Freude или Volkswagen Beetle.В 1940 году, когда каждый ежемесячный выпуск объявляет о падении еще одной европейской столицы, начинают появляться статьи о транспортных средствах на древесном газе, рекламируя технологию как топливо национальной гордости, которое освободит Германию от зависимости от иностранных поставщиков. В период с 1941 по 1942 год, когда потребности военных привели к сокращению поставок нефти для гражданского населения Германии более чем на 50%, страницы Motor Schau заполнены растущей рекламой газификаторов, а также крепких алкогольных напитков.

«Древесный газ дешев, экономичен и избавляет вас от зависимости от бензина, сырой нефти и нефти.Так читает объявление Motor Schau , автомобильного журнала нацистской эпохи. Транспорт, работающий на древесном газе, особенно привлекает тоталитарных режимов, стремящихся к независимости от мировой торговли, и до сих пор используется в Северной Корее. (Из журнала Motor Schau , 1941 г.)

К 1943 году характерные высокие цилиндрические печи были обязательными на большинстве транспортных средств в странах, оккупированных нацистами, поскольку ресурсы жидкого топлива направлялись прямо в вооруженные силы, особенно в Люфтваффе.В 2013 году греческий механик Александрос Топалоглоу сказал исследователю Алексии Папазафейропулу, что, несмотря на ограничения военного времени, греки поддерживали активный рынок бензина на черном рынке, обманывая чиновников, зажигая газификаторы на своих автомобилях непосредственно перед приближением к немецким контрольно-пропускным пунктам. Когда Германия начала терять территорию в 1944 году, по крайней мере, пятьдесят танков Tiger были дооснащены древесно-газовыми установками, и наказания за езду на бензине без письменного разрешения регионального генерала — даже для военных — стали жесткими.

Адольф Гитлер осматривает автомобиль, работающий на древесном газе. Изначально опубликованное в выпуске 1941 года в журнале Motor Schau за 1941 год, изображение располагалось над цитатой из нацистского лидера: «Эти автомобили по-прежнему будут иметь особое значение после войны, потому что рост автомобилизации будет означать, что у нас никогда не будет достаточно масла, что оставляет нас. зависит от импорта. Это родное топливо полезно для экономики страны ». (Из журнала Motor Schau , 1941)

Личные взгляды Гитлера на автомобили, работающие на древесном газе, можно прочесть в выпуске журнала Motor Schau за 1941 год вместе с веселыми фотографиями Дер Фюрера на демонстрации газификаторов Mercedes-Benz.«Это автомобили, которые будут иметь особое значение после войны», — сказал он. «Нефть поступает из-за границы, но это топливо нашей родины». Четыре катастрофических года спустя автомобили-газификаторы Берлина действительно приобрели мрачный символизм. Жестокой зимой 1946 года они бесполезно ржавели на улицах, когда берлинцы крушили мебель и выкорчевывали деревья, отчаянно ища дрова в развалинах немецкой столицы.

Кажется, вам нравятся хорошие истории

Подпишитесь на нашу нечастую рассылку, чтобы получать больше историй прямо на свой почтовый ящик.

В начале 2000-х, когда Линелл решил сделать свой собственный автомобиль, работающий на древесном газе, он видел только один раз. Транспортные средства, работающие на древесном газе, в Европе являются исключительной прерогативой любителей, и его единственным источником запчастей и информации было местное радио-шоу под названием Serk I Fin , или «Найди и найди». В эфире Линелл изложил свой план, и его сравнили с Инге Найман, пожилой слушательницей, которая пережила Вторую мировую войну и все еще имела элементы газогенератора, оставшиеся с того периода. Это был прорыв, поскольку, как это ни удивительно, в наличии было немного другого, хотя в 1945 году в Швеции было более 60 000 транспортных средств на дровах, включая лодки, автобусы, тракторы и четверть мотоциклов страны.

(Фото любезно предоставлено Иоганном Линеллом)

Сегодня любители делятся советами в Интернете, а современные технологии позволяют «лесорубам» во всем мире извлекать выгоду из опыта таких авторитетов, как финский Веса Микконен и голландский псевдоним «Голландец Джон» из Нидерландов. Однако создаваемые ими газификаторы по-прежнему имеют много общего со своими предшественниками времен Второй мировой войны и отличаются особой привередливостью, требующей глубокого знания их конструкции, причуд и темпераментов.По словам Датча Джона, «единственный человек, который может водить машину, работающую на древесном газе, — это человек, который ее сделал».

Даже серийно выпускаемые версии 1940-х годов, такие как немецкий 3TO Opel Blitz Lastwagen 1943 года, поставлялись с толстыми иллюстрированными руководствами по эксплуатации, в которых подробно описывается, как каждую неделю Lastwagen необходимо очищать и тщательно промывать, а также каждый месяц его неплотный пробковый газовый фильтр. необходимо удалить, почистить и переустановить. Запуск двигателя, хотя и занимает 20 минут, в основном включает в себя поднесение спички к дровам, но контроль потоков газа и воздуха вокруг двигателя, что имеет решающее значение для таких задач, как движение в гору, пересечение долины или остановка более чем на три часа. , требует освоения сочетания четырех рычагов и ручки.Газификация производит значительные количества азота, инертного газа, который разбавляет топливную смесь, в результате чего автомобили, работающие на древесном газе, имеют малую мощность, и выжимать из них лучшее — путем разумной регулировки клапанов и вентиляционных отверстий — такое же искусство как наука.

«Когда вы едете медленно, вы видите больше», — говорит Линелл. «Это похоже на то, как будто страна преображается в зависимости от вашей машины. Я почувствовал то же самое годом ранее, когда проехал 500 км (311 миль) на мопеде, который я переоборудовал для работы на этаноле.Вы видите совершенно новый мир ».

Однако нет причин, по которым технология газификации должна оставаться в прошлом веке. Именно поэтому финский энтузиаст работы с древесным газом Юха Сипиля построил самый передовой в мире автомобиль, работающий на древесном газе, El Kamina, модифицированный грузовик с полностью автоматизированным двигателем. система газификации, управляемая компьютером, встроенным в ее приборную панель. Хотя это всего лишь прототип, это автомобиль на древесном газе, которым может управлять кто угодно. Сипиля — больше, чем просто любитель; он твердо верит в возобновляемые источники энергии и в то, что люди могут жить «вне сети».Он также является основателем Volter Oy, энергетической компании, занимающейся исследованиями газификации древесины, а также создателем десятиэтажного экологического поселка Кемпеле, а с мая 2015 года — премьер-министром Финляндии.

В 2010 году финское общество провело бурную общественную дискуссию о возможном возвращении к заменителям топлива военного времени, особенно к газификации древесины. В 1945 году 80% автомобилей в Финляндии — 46 000 — работали на газогенераторах, и только в 1944 году было потреблено более 2 000 000 м 3 (70 630 000 футов 3) древесины.Полный переход к системе транспортировки древесины произошел всего за два года. Теперь такие инновации, как El Kamina, показывают, что многие недостатки процесса можно преодолеть с помощью новых технологий. Что самое убедительное, Финляндия — одна из немногих стран в мире, где деревья могут быть действительно устойчивым источником топлива, с 23 миллионами гектаров (88 800 квадратных метров) бореальных круглых лесов и населением всего 5,5 миллиона человек.

Йохан Линелл чистит охладитель своего Вольво, работающего на древесном газе, который он сделал из старого стального дизельного бака.Охлаждение газа делает его более плотным и конденсирует воду из топливной смеси, так что на двигатель передается больше мощности. После использования Йохан обнаружил, что внутренняя часть холодильника будет покрыта загадочным кремообразным веществом. «Это напомнило мне вазелин». (Фото любезно предоставлено Иоганном Линеллом)

Ярно Хаапакоски, генеральный директор Volter Oy с 2011 года, объясняет, что семье из шести человек, живущей в образцовой деревне Кемпеле, которая снабжается энергией и обогревом от большой установки газификации древесины, требуется всего 20 м³ (706 футов³) древесины в год. .По данным Metla, Финского института лесных исследований, в финских лесах ежегодно производится 104,5 миллиона кубометров новой древесины, чего почти достаточно для удовлетворения энергетических потребностей всех жителей Финляндии. Более того, сжигание деревьев — это «замкнутый углеродный цикл»: углекислый газ, выделяемый деревьями при сжигании, примерно равен углекислому газу, который они вытягивают из воздуха в процессе роста.

Есть и обратная сторона. Древесный газ — это в первую очередь окись углерода, а окись углерода не имеет запаха, легче воздуха и исключительно ядовита.При атмосферной концентрации всего 0,5% он может убить, а всего 0,03% достаточно, чтобы вызвать потерю сознания. В одном из инцидентов в Хельсинки во время войны были замечены пассажиры, садившиеся в ожидающее такси холодным днем. Через десять минут такси не двинулось с места, прохожие открыли двери и обнаружили пассажиров без сознания, отравленных утечкой газа в закрытый отсек автомобиля. Треть из примерно 25 000 жертв отравления угарным газом в военное время в Финляндии пострадали во время вождения своих автомобилей, что часто приводило к катастрофическим последствиям, а подходы к обнаружению угарного газа во время войны зачастую были грубыми.Дания, например, установила мышей или канареек в клетках возле газогенераторов для проверки на наличие смертельных газов. Но сегодня Хаапакоски это не беспокоит. По его словам, детекторы намного сложнее, а горелки могут быть построены с устройствами аварийной защиты и сигнализации.

И это не первое возрождение древесного газа. В период между возрождением в Финляндии 21-го века и расцветом в Европе военного времени интерес к технологиям расцвел в 1970-е годы после глобального нефтяного кризиса. Некоторые интересы были оборонными, например, Швеция, которая разработала три типа аварийных газогенераторов, готовых к серийному производству во время кризиса.Но большая часть интереса возникла в развивающихся странах с наиболее острой потребностью: в сельских районах Азии, Африки и Латинской Америки.

Потенциал оказался огромным. Любые углеродные отходы могут быть газифицированы, будь то рисовая шелуха, пшеничная мякина, скорлупа грецких орехов, семена фруктов, опилки, солома, торф или кукурузные початки. Фильтры могут быть сделаны из масла, угля, пробки, воды, ткани, фарфоровой крошки или сизаля. А при наличии необходимого опыта можно построить эффективные газификаторы для автомобилей или электрогенераторов из бочек с нефтью и ржавых труб.Крупные газифицирующие электростанции были эффективны в определенных местах, таких как лесопилки в Сапире, Парагвае и Восточном мысе Южной Африки, сушилка для кокосовых орехов в Шри-Ланке, работающая на газифицированной кокосовой скорлупе, или несколько сотен небольших электростанций, работающих на газификации рисовой шелухи. заводы в Китае. Аварийные установки, такие как Power Pallet, генератор газификатора, разработанный в Калифорнии, недавно показали себя многообещающими в качестве средства оказания помощи при бедствиях в Либерии. Но в наши дни производство метана из сточных вод оказалось гораздо более успешным в качестве автономного альтернативного источника энергии.В бедных странах горючие твердые вещества, такие как скорлупа орехов и солома, по-прежнему могут быть товаром, даже если они дешевы, в то время как метан создается из отходов.

Йохан Линелл и его друзья Микаэль Андерберг и Мартин Йоханссон приступили к созданию своего Volvo, работающего на древесном газе, в начале 2007 года. К июлю он был готов, и они отправились в путешествие на дровах протяженностью 5420 км. Швеция. Поездка заняла 20 дней, несмотря на максимальную скорость автомобиля 90 км / ч (56 миль / ч), потому что остановки каждые 50 км (31 миль) для дозаправки их оригинального бака газификатора 1942 года замедляли прогресс.

Отчасти их маршрут был продиктован необходимостью найти лес. Собирать еловые шишки и поваленные ветром деревья можно только в экстренных случаях. Для эффективной газификации древесина должна состоять менее чем на 20% из воды, а это значит, что древесину необходимо тщательно высушить, прежде чем ее можно будет использовать. Влажная древесина не только снижает мощность двигателя за счет добавления пара в смесь и использования тепла для испарения; он также может вызвать «зависание древесины» из-за того, что горение будет настолько медленным, что древесина не сможет попасть в горелку. «Это похоже на мосты и не упадет туда, где огонь», — объясняет Линелл.«Центр становится холодным, процесс образования газа останавливается». Он также может распространять сильное тепло в неправильные части системы. «Если вам не повезло, — говорит Линелл, — это их плавит». А если вы вынуждены собирать корм, вы не можете просто использовать что-либо. «Если вы найдете сухое дерево, которое немного подсохло, вы можете использовать его, но это не может быть сосна, — говорит он, — это должна быть ель. Большая мертвая рождественская елка. Не то, что у тебя дома. Большой ». Газификаторы также не могут сжигать топливо всех форм и размеров.Куски дерева одинакового размера обеспечивают постоянную скорость горения, необходимую для предотвращения «падения давления», внезапной потери мощности. Во время своего путешествия по Швеции Линелл и его друзья буксировали трейлер с импровизированной машиной для рубки древесины, состоящей из бензопилы, поршня и двигателя старого автомобиля.

(Фото любезно предоставлено Иоганном Линеллом)

Поездка покинула Линелла с вопросами: «Я подумал:« Могу ли я что-нибудь сделать с этими знаниями? » Могу ли я получить прибыль? Начать бизнес? » Я мог видеть, что газификация не подходит для автомобилей.Он функционирует, но требует больших затрат. В современном стиле жизни слишком много работы, слишком много времени и слишком грязно. Даже если бы у вас была инфраструктура, я не думаю, что люди стали бы ею пользоваться ». Однако сельскохозяйственные приложения выглядели многообещающими, главным образом потому, что« вы более стационарны — у вас может быть своя куча дров ». Линелл применил свои навыки для 68-летний трактор и переделали его для работы по деревьям, поваленным ветром. Он решил провести весь 2008 год, проживая самодостаточную, углеродно-нейтральную жизнь на своей семейной ферме в Даларне, Швеция, выращивая картофель, морковь, свеклу, репу и салат на своей новой машине.В конце концов, бизнес-плана не было, и он не получил прибыли. «Я просто взял старый трактор и немного дров в лесу и принялся за работу».

Глава 2 — Малые газификаторы древесины и угля для работы двигателей внутреннего сгорания

Глава 2 — Небольшие газификаторы древесины и угля для работы двигателей внутреннего сгорания



2.1 Заправка двигателей по газу-генератору
2.2 Теория газификации
2.3 Типы газификаторов
2.4 Топливо для газификации
2.5 Конструкция газификаторов с нисходящим потоком
2.6 Газоочистка и охлаждение
2,7 Применение газификации биомассы
2,8 Опасности для здоровья и окружающей среды, связанные с использованием генераторного газа


Газификация угля и углеродсодержащего топлива и использование газа в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания — это технология, которая применяется уже более века.

В последнее время возобновился интерес к этой технологии, главным образом как к средству использования топлива из биомассы вместо импортного нефтяного топлива в развивающихся странах. Этот интерес проистекает из документальных свидетельств того, что во время Второй мировой войны более миллиона транспортных средств, автобусов, грузовиков, легковых автомобилей, лодок и поездов работали на газогенераторах, работающих на древесном, древесном угле, торфе или угле. Тем не менее после войны произошел полный возврат к жидкому топливу, как только оно снова стало доступным, очевидно из-за их удобства, надежности и экономических преимуществ.

Таким образом, влияние газификации биомассы на системы энергоснабжения развивающихся стран, по-видимому, зависит от ответа на один центральный вопрос: привели ли современные технологии и разработка газификаторов к усовершенствованным конструкциям газификаторов и системам газификации, которые могут работать надежно и эффективно? экономически и на подходящем техническом уровне, где может не хватать специальных навыков?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть ряд аспектов технологии газификации.Рассматриваемый тип системы схематично проиллюстрирован на рисунке 2.1.

В двигателе внутреннего сгорания в качестве топлива используется газ, образующийся при газификации растительного вещества воздухом. Перед подачей в двигатель газ очищается и охлаждается. На рис. 2.1 показан двигатель, приводящий в движение электрический генератор, но он, конечно, может быть использован для любых других целей, где используются такие двигатели.

Возможности использования различных типов двигателей с генераторным газом и необходимое качество газа будут сначала рассмотрены, чтобы обеспечить необходимую основу для понимания воздействия на конструкцию системы газогенератора.

Затем будут обсуждены теория газификации, различные типы газификаторов и газифицированное топливо, и будут представлены рекомендации по проектированию газификаторов с нисходящей тягой. Затем будут рассмотрены методы очистки и охлаждения газа. Глава завершается обсуждением возможных применений, а также опасностей и последствий для окружающей среды, связанных с этой технологией.

Рисунок 2.1 Схема генераторной газовой электростанции

Из рассмотрения этих вопросов станет ясно, что все еще существуют серьезные ограничения на внедрение систем газификации.Однако будет показано, что при современном уровне развития технологий газификации существует несколько технически и экономически обоснованных возможностей.

Чтобы помочь пользователям и разработчикам газификационного оборудования, в Приложении I приведены примеры выходной мощности двигателя внутреннего сгорания, работающего на генераторном газе; а конструкция простой газификационной установки с нисходящим потоком, работающей на деревянных блоках, представлена ​​в Приложении II.


Строительство упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации (Технический отчет)

Лафонтен, Х., и Циммерман, Г. П. Конструкция упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации . США: Н. П., 1989. Интернет. DOI: 10,2172 / 6054362.

Лафонтен, Х., и Циммерман, Г. П. Строительство упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6054362

Лафонтен, Х., Циммерман, Г. П. Ср. «Строительство упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6054362. https://www.osti.gov/servlets/purl/6054362.

@article {osti_6054362,
title = {Строительство упрощенного генератора древесного газа для заправки двигателей внутреннего сгорания в нефтяной аварийной ситуации},
author = {Лафонтен, Х.and Zimmerman, G.P.},
. abstractNote = {Этот отчет является одним из серии оценок технологий в чрезвычайных ситуациях, спонсируемых Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA). Целью данного отчета является разработка подробных иллюстрированных инструкций по изготовлению, установке и эксплуатации газификатора биомассы (т. Е. Генератора «генераторного газа», также называемого генератором «древесного газа»), который способен обеспечить аварийное топливо для транспортных средств, таких как тракторы и грузовики, в случае, если нормальные источники нефти были серьезно нарушены в течение длительного периода времени.Эти инструкции были подготовлены как руководство для использования любым механиком, имеющим достаточный опыт в производстве металла или ремонте двигателей. В этом отчете делается попытка сохранить знания о газификации древесины, которые были применены на практике во время Второй мировой войны. Подробные, пошаговые процедуры изготовления представлены для упрощенной версии времен Второй мировой войны, древесного газогенератора Imbert. Этот простой многослойный газификатор с нисходящим потоком может быть сконструирован из материалов, которые будут широко доступны в Соединенных Штатах в условиях длительного нефтяного кризиса.Например, корпус агрегата состоит из металлического оцинкованного мусорного бака, установленного на небольшой металлический барабан; общая сантехника; и большая миска из нержавеющей стали для решетки. Вся компактная установка была установлена ​​на переднюю часть сельскохозяйственного трактора и успешно прошла полевые испытания с использованием древесной щепы в качестве единственного топлива. Фотографическая документация фактической сборки устройства, а также его работы прилагается. 19 исх., 39 фиг., 6 таб.},
doi = {10.2172 / 6054362},
url = {https: // www.osti.gov/biblio/6054362}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {1989},
месяц = ​​{3}
}

Древесный газ — HiSoUR — Hi So You Are

🔊 Аудиочтение

Древесный газ — это синтетический газ, который может использоваться в качестве топлива для печей, печей и транспортных средств вместо бензина, дизельного или другого топлива.Во время производственного процесса биомасса или другие углеродсодержащие материалы газифицируются в среде с ограниченным содержанием кислорода в древесном газогенераторе с образованием водорода и монооксида углерода. Затем эти газы можно сжигать в качестве топлива в среде, богатой кислородом, для получения углекислого газа, воды и тепла. В некоторых газификаторах этому процессу предшествует пиролиз, когда биомасса или уголь сначала превращается в полукокс, высвобождая метан и гудрон, богатые полициклическими ароматическими углеводородами.

История
Первый газогенератор для древесины был построен Густавом Бишофом в 1839 году.Первое транспортное средство, работающее на древесном газе, было построено Томасом Хью Паркером в 1901 году. Примерно в 1900 году многие города доставляли синтез-газ (производимый централизованно, обычно из угля) в дома. Природный газ начали использовать только в 1930 году.

Транспортные средства, работающие на древесном газе, использовались во время Второй мировой войны в результате нормирования использования ископаемого топлива. В одной только Германии в конце войны эксплуатировалось около 500 000 автомобилей для производства газа. Грузовые автомобили, автобусы, тракторы, мотоциклы, корабли и поезда были оснащены установкой газификации древесины.В 1942 году, когда древесный газ еще не достиг пика своей популярности, в Швеции было около 73 000 автомобилей, работающих на древесном газе, во Франции — 65 000, в Дании — 10 000, а в Швейцарии — почти 8 000. В 1944 году в Финляндии было 43 000 «лесомобилей», из которых 30 000 были автобусами и грузовиками, 7 000 частных автомобилей, 4 000 тракторов и 600 лодок.

Древесный газ использовался, среди прочего, для привода двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Генераторы были построены вне кузова или перевозились на прицепе.Техническая система — дровяной газификатор — заправлялась дровами и работала как газификатор с неподвижным слоем. При нагревании из древесины улетучилась горючая газовая смесь (древесный газ). До начала 1950-х годов в Германии использовалось несколько небольших грузовиков со специальными водительскими правами, для которых можно было использовать только сертифицированные и утвержденные буковые бревна. Было примерно один литр бензина, который можно заменить количеством газа, полученным из 3 кг древесины. Древесина, которая была специально высушена для газификации древесины и измельчена до нужного размера, называлась древесиной цистерны и производилась и хранилась на так называемых заводах по производству древесных отходов.

В конце Второй мировой войны в Германии насчитывалось около 500 000 автомобилей, работающих на генераторном газе или древесном газе. Его поставка была предоставлена ​​Министерством электроэнергетической компании для топливной древесины и другого топлива для генераторов с соответствующими заправочными станциями.

В Советском Союзе грузовики с карбюраторами производились серийно. Особого внимания заслуживают модели ЗИС-21 (на базе ЗИС-5) и ГАЗ-42, которых в период с 1939 по 1946 год было выпущено почти 35000 экземпляров. Причина заключалась в том, что особенно на крайнем севере Советского Союза поставка топлива в 30-40-е годы еще не была обеспечена.

В Шаанвальде в Лихтенштейне есть частный музей, где представлено около 70 деревянных газовых автомобилей, от мотоциклов до тракторов. Старинные автомобили годны к эксплуатации и время от времени перемещаются, что является отходом мебельной фабрики.

Газификаторы древесины по-прежнему производятся в Китае и России для автомобилей и в качестве генераторов энергии для промышленного применения. Грузовики, оснащенные дровяными газификаторами, используются в Северной Корее в сельской местности, особенно на дорогах восточного побережья.

В рамках дискуссии о расширении использования возобновляемого сырья в конце 20-го и начале 21-го века, газификация древесины и газификация других органических веществ, особенно органических остатков, для извлечения газообразного топлива для Производство тепла и электроэнергии было возобновлено и реализовано на отдельных демонстрационных установках. Исходя из этого чисто энергетического использования, использование получаемого газа в качестве сырья для химического синтеза биотоплива и продуктов химической промышленности также было намечено и будет реализовано в ближайшем будущем, особенно для топлива BtL, диметилового эфира и метанола. .Посредством последующего метанирования и обработки он может подаваться в сеть природного газа в качестве замещающего природного газа (SNG). Высококачественные газообразные продукты, содержащие более 50 процентов водорода, также называют так называемым биоводородом.

Свойства
Древесный газ состоит из горючих компонентов, в основном из оксида углерода 34% и метана 13%, а также незначительных долей этилена 2% и водорода 2%, а также негорючих компонентов, таких как азот 1%, диоксид углерода. 49% и водяной пар.Древесный газ примерно на 1,5 кг / м 3 тяжелее воздуха при нормальных условиях. Теплотворная способность древесного газа составляет около 8,5 МДж / м 3 при традиционной автотермической газификации и более 12 МДж / м 3 при аллотермической газификации.

В зависимости от производства состав древесного газа может широко варьироваться. При использовании воздуха (21 об.% Кислорода, 78 об.% Азота) получаемый газ содержит очень высокую долю азота, который не влияет на теплотворную способность газа и снижает выход водорода.Напротив, получаемые газы не содержат азота при использовании кислорода и водяного пара и, соответственно, имеют более высокую теплотворную способность и высокий выход водорода.

Использование

Двигатель внутреннего сгорания
Газификаторы древесины могут приводить в действие либо двигатели с искровым зажиганием, где все обычное топливо можно заменить с небольшим изменением карбюрации, либо в дизельном двигателе, подавая газ во впускное отверстие для воздуха, которое модифицировано для дроссельной заслонки. клапан, если его еще не было. На дизельных двигателях дизельное топливо все еще необходимо для воспламенения газовой смеси, поэтому механически регулируемая тяга «стоп» дизельного двигателя и, возможно, «дроссельная» тяга должны быть изменены, чтобы всегда давать двигателю немного впрыскиваемого топлива, часто ниже стандартного. объем холостого хода на впрыск.Древесина может использоваться для питания автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания, если присоединен газогенератор древесины. Это было довольно популярно во время Второй мировой войны в нескольких странах Европы, Африки и Азии, потому что война помешала легкому и рентабельному доступу к нефти. В последнее время древесный газ был предложен в качестве чистого и эффективного метода нагрева и приготовления пищи в развивающихся странах или даже для производства электроэнергии в сочетании с двигателем внутреннего сгорания. По сравнению с технологиями времен Второй мировой войны газификаторы стали менее зависимыми от постоянного внимания из-за использования сложных электронных систем управления, но получить из них чистый газ по-прежнему сложно.Очистка газа и подача его в трубопроводы природного газа является одним из вариантов подключения его к существующей заправочной инфраструктуре. Еще одна возможность — сжижение по процессу Фишера – Тропша.

КПД системы газификатора относительно высок. На стадии газификации около 75% топливной энергии преобразуется в горючий газ, который можно использовать в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Основываясь на длительных практических экспериментах и ​​пробеге более 100000 километров (62000 миль) на автомобиле, работающем на древесном газе, потребление энергии составило 1.В 54 раза выше, чем потребность в энергии того же автомобиля на бензине, без учета энергии, необходимой для добычи, транспортировки и очистки нефти, из которой производится бензин, и без учета энергии для сбора, обработки и транспортировки древесины для подачи в газификатор. . Это означает, что 1000 килограммов (2200 фунтов) древесного горючего вещества оказались эквивалентными 365 литрам (96 галлонам США) бензина при реальной транспортировке в аналогичных условиях вождения и с тем же автомобилем, не подвергшимся никаким изменениям.Это можно считать хорошим результатом, поскольку никакой другой очистки топлива не требуется. В этом исследовании также рассматриваются все возможные потери системы древесного газа, такие как предварительный нагрев системы и перенос лишнего веса газогенераторной системы. При производстве электроэнергии заявленная потребность в топливе составляет 1,1 кг (2,4 фунта) древесного горючего вещества на киловатт-час электроэнергии.

Газификаторы были построены для отдаленных азиатских общин с использованием рисовой шелухи, которая во многих случаях не имеет другого применения.Одна установка в Бирме использует модифицированный дизельный электрогенератор мощностью 80 кВт для примерно 500 человек, которые в остальном остались без электричества. Зола может использоваться в качестве удобрения biochar, поэтому ее можно рассматривать как возобновляемое топливо.

Выбросы выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания значительно ниже при использовании древесного газа, чем при использовании бензина. Особенно низкие выбросы углеводородов при использовании древесного газа. Обычный каталитический нейтрализатор хорошо работает с древесным газом, но даже без него уровень выбросов составляет менее 20 ppm HC и 0.2% CO легко достигается в большинстве автомобильных двигателей. При сжигании древесного газа не образуются твердые частицы, поэтому газ выделяет очень мало сажи среди моторного масла.

Плиты, кухонные плиты и печи
Некоторые конструкции печей, по сути, являются газификаторами, работающими по принципу восходящего потока: воздух проходит вверх через топливо, которое может представлять собой столб рисовой шелухи, и сжигается, а затем восстанавливается до окиси углерода остаточный уголь на поверхности. Образующийся газ затем сжигается нагретым вторичным воздухом, поднимающимся по концентрической трубе.Такое устройство ведет себя очень похоже на газовую плиту. Это устройство также известно как китайская горелка.

Альтернативная печь, основанная на принципе нисходящей тяги и обычно построенная с вложенными цилиндрами, также обеспечивает высокую эффективность. Горение сверху создает зону газификации, при которой газ выходит вниз через отверстия, расположенные в основании камеры горелки. Газ смешивается с дополнительным входящим воздухом, чтобы обеспечить вторичное горение. Большая часть СО, образующегося при газификации, окисляется до СО2 во вторичном цикле сгорания; Следовательно, печи с газификацией несут меньший риск для здоровья, чем традиционные камины.

Еще одно применение — использование генераторного газа для замещения легкого жидкого топлива (LDO) в промышленных печах.

Использование газа
Газ, полученный при газификации биомассы, можно использовать как в энергетическом, так и в материальном отношении.

Энергетическое использование путем сжигания
В настоящее время обычным использованием газовой смеси для газификации биомассы является использование двигателя (по принципу бензина или дизельного топлива) или сжигание в соответствующих инсинераторах для производства тепла (пара) и электроэнергии с использованием Благодаря силовому теплообменнику достигается очень высокая эффективность преобразования энергии.Конденсат древесного газа, образующийся при охлаждении газа, должен быть должным образом обработан на этих установках, прежде чем его можно будет отправить в водоприемник, так как он требует высокого уровня биохимического кислородаHas. Альтернативно, газовая смесь газификации биомассы в твердооксидных топливных элементах может быть преобразована непосредственно в электричество. Активный принцип уже был подтвержден экспериментами в 2004 году.

Использование в качестве синтез-газа
Кроме того, в качестве синтез-газа можно использовать газообразный продукт, состоящий из окиси углерода и водорода для химического синтеза различных продуктов.Материальное использование синтез-газа из газификации биомассы все еще находится в стадии разработки, такие установки в настоящее время находятся только в лабораторных и демонстрационных масштабах. Соответственно, крупномасштабное производство и использование CO / H 2 -синтезгаза происходит исключительно на основе природного газа и других ископаемых видов топлива, таких как уголь и нафта.

Химико-технические варианты использования включают, в первую очередь, производство водорода и получаемое в результате производство аммиака с использованием процесса Габера-Боша, синтез метанола, различные оксосинтеза и производство биотоплива (топлива BTL) и других продуктов с помощью синтеза рыбаков-Тропша. :

в синтезе аммиака по процессу Габера-Боша

в синтезе метанола

в оксосинтезе

в синтезе Фишера-Тропша

В дополнение к этим химико-техническим применениям синтез-газ также может использоваться биотехнологически посредством 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, соответственно, не используется в больших масштабах.

При всех этих типах использования следует отметить, что вода конденсируется как часть технологической цепочки с охлаждением газа и в различной степени, поскольку конденсат древесного газа по-разному загрязнен органическими веществами; правильная утилизация этой сточной воды (около 0.5 литров на кг древесины) указан здесь в схеме BtL как «побочные продукты», но он является неотъемлемой частью таких систем.

Производство
Газификатор древесины принимает древесную щепу, опилки, древесный уголь, уголь, резину или аналогичные материалы в качестве топлива и не полностью сжигает их в топке, образуя древесный газ, твердую золу и сажу, последние из которых необходимо периодически удалять из печи. газификатор. Затем древесный газ можно отфильтровать от смол и частиц сажи / золы, охладить и направить в двигатель или топливный элемент.Большинство этих двигателей предъявляют строгие требования к чистоте древесного газа, поэтому газ часто должен проходить тщательную очистку, чтобы удалить или преобразовать, то есть «трещины», смолы и частицы. Удаление смолы часто осуществляется с помощью водного скруббера. Использование древесного газа в немодифицированном двигателе внутреннего сгорания, работающем на бензине, может привести к проблемному накоплению несгоревших соединений.

Качество газа из разных газификаторов сильно различается. Ступенчатые газификаторы, в которых пиролиз и газификация происходят отдельно, а не в одной реакционной зоне, как это было в случае, например,g., газификаторы времен Второй мировой войны, могут быть спроектированы для производства газа, практически не содержащего смол (менее 1 мг / м3), в то время как газификаторы с псевдоожиженным слоем с одним реактором могут превышать 50 000 мг / м3 смолы. Реакторы с псевдоожиженным слоем имеют то преимущество, что они намного компактнее, имеют большую производительность на единицу объема и цену. В зависимости от предполагаемого использования газа смола может быть полезной, а также за счет увеличения теплотворной способности газа.

Теплота сгорания «генераторного газа» — термин, используемый в Соединенных Штатах, означающий древесный газ, производимый для использования в двигателе внутреннего сгорания, — довольно низка по сравнению с другими видами топлива.Тейлор сообщает, что генераторный газ имеет более низкую теплоту сгорания — 5,7 МДж / кг по сравнению с 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 о следующем химическом составе по объему, который, скорее всего, также варьируется:

Производитель древесного угля на альтернативном фестивале Nambassa в Новой Зеландии в 1981 году.
Во время производства древесного угля для черного пороха летучий древесный газ удаляется.Углерод с очень большой площадью поверхности, пригодный для использования в качестве топлива в виде черного пороха.

Азот N2: 50,9%
Окись углерода CO: 27,0%
Водород h3: 14,0%
Двуокись углерода CO2: 4,5%
Метан Ch5: 3,0%
Кислород O2: 0,6%.

Указывается, что состав газа сильно зависит от процесса газификации, среды газификации (воздух, кислород или пар) и влажности топлива. Процессы паровой газификации обычно дают высокое содержание водорода, газификаторы с нисходящим потоком с неподвижным слоем дают высокие концентрации азота и низкие содержания смол, тогда как газификаторы с восходящим потоком с неподвижным слоем дают высокие содержания смол.

Биотопливо
Также при производстве биотоплива газ, образующийся в газе продукта газификации, используется в качестве синтез-газа в уже описанных процессах синтеза. Основное внимание уделяется газообразным видам топлива, таким как биоводород, заменители природного газа (метан, SNG) и диметиловый эфир, а также жидкое топливо, такое как метанол и топливо BtL. [8-е]

Биоводород извлекается из синтез-газа путем парового риформинга, метан может быть получен путем метанирования газа. Для получения метанола и диметилового эфира используется синтез метанола.Топливо BtL производится путем синтеза Фишера-Тропша, при котором как бензиновые, так и дизельные фракции могут быть получены в зависимости от параметров процесса.

Источник из Википедии

Обещания и недостатки использования древесины для производства электроэнергии

Обещания и недостатки использования древесины для производства электроэнергии

Джеймс «Скотт» Гренир, руководитель проекта
Гэри Киз, инженер-механик
Тед Эттер, инженер-электронщик
Саманта Лидстром, ассистент проекта
Чарльз Шоуерс, руководитель программы

Основные моменты…

  • Древесный газ, полученный из биомассы, является возобновляемые источники энергии.
  • Древесный газ широко использовался в качестве топлива автомобильные двигатели и электрические генераторы во время Второй мировой войны.
  • Демонстрационная газификация биомассы система в Missoula Technology и Центр развития мог производят почти 25 киловатт электричество, но для этого нужен оператор пока он работает.
  • Для системы газификации биомассы к работать наиболее эффективно, тепло сгенерированный системой должен использоваться а также электричество.

Лесная служба изучает способы использования деревьев небольшого диаметра или малоценных деревьев для производства древесного газа для отопление и охлаждение и выработка электроэнергии. Дерево газ может снизить потребление ископаемого топлива, сократить потребление энергии затрат, снизить производство парниковых газов и обеспечить рынок избыточной биомассы.

Газификация биомассы — нагрев биомассы для производства газов, а не просто сжигать биомассу — это не новость технологии.Когда не хватало нефти повсюду Европа, Азия и Австралия во время Второй мировой войны, древесный газ использовался для заправки автомобильных двигателей и электрогенераторов. Технология начала терять популярность, когда природный газ и запасы нефти стали доступны после войны. В качестве спрос на возобновляемые источники энергии увеличился, поэтому интересуется газификацией биомассы.

Несмотря на потенциальные преимущества газификации биомассы, проблемы должны быть решены до газификации биомассы достаточно надежен и экономичен для небольшого приложения, обсуждаемые в этом техническом совете.

Типы оборудования

Газификация — это частичное сжигание материал для производства синтез-газа (синтез-газа), смесь окись углерода, водород, двуокись углерода, метан, вода пар и азот. Древесный газ — это один из видов синтез-газа. А богатая углеродом биомасса и контролируемое количество кислорода объединяются при высоких температурах в газификаторе. Газификаторы Updraft ввести кислород через основание газификатора и собрать газ наверху. Газификаторы с нисходящим потоком вводят кислород через сверху или сбоку газификатора и собирать газ снизу.

Газификатор с восходящим потоком выдерживает более высокое содержание влаги в биомассы, чем газификатор с нисходящим потоком, что устраняет большую часть необходимость осушения топлива. Однако синтез-газ, производимый версия с восходящим потоком содержит больше дегтярного масла, чем идеально для внутреннего двигатели внутреннего сгорания. Топливо для восходящих газификаторов обычно ограничивается углем и нелетучими материалами, такими как древесный уголь.

В газификаторах с нисходящим потоком гудрон расходуется в процесс горения.Газификаторы с нисходящим потоком — идеальный выбор для лесной службы, потому что производимый ими газ может быть используется в двигателях внутреннего сгорания с небольшим отложением смолы.

Биомасса Топливо

Выбор правильного топлива из биомассы имеет решающее значение. Дерево чипы должны быть относительно небольшими и примерно одинакового размера, чтобы обеспечить равномерный прогрев топлива и не допустить проблемы. Материалы неправильной формы могут застрять в оборудование (рисунок 1).


Рисунок 1 — Древесная щепа (слева) является желательным топливом для газификации, поскольку
их форма и размер одинаковы.Измельчение (справа) может привести к неровностям
нагревание и может заклинить оборудование.

Хотя древесные гранулы могут быть желательным топливом из биомассы, они не могут быть произведены на месте. Компьютер BioMax необходимо отрегулировать при использовании древесных гранул. Иначе, гудрон накапливается, исходя из опыта исследователей в Обернском университете (Кристиан Бродбек, личный сообщение 2010).

Топливо из биомассы должно иметь влажность 15 процентов или меньше, хотя большинство газификаторов будут работать с топливо с влажностью до 25 процентов.Обычно перед подачей в газогенератор топливо следует высушить. (фигура 2).

По данным Community Power Corporation, производит системы газификации BioMax, характеристики к хорошему топливу из биомассы относятся:

  • В наличии в больших количествах на длительный срок
  • Низкое содержание влаги
  • плотный
  • Малая, хорошо течет
  • Низкая зольность
  • Низкая стоимость, не подвержена большим колебаниям цен
  • Доступно на месте
  • Нетоксичен, легко обрабатывается

Доступна дополнительная информация о топливе из биомассы. в часто задаваемых Интернет-страница вопросов (http: // www.gocpc.com/faq.html).


Рисунок 2 — Эта решетка отсеивает слишком маленькую или слишком большую стружку для использования в качестве топлива
подается в систему BioMax.

Эксплуатация и обслуживание

Для производства чистого, пригодного для использования синтез-газа, обычно операции следуют этим рекомендациям:

  • Регулировать температуру биомассы при газификации камера — Обугливание и деготь производятся, если слишком мало вводится кислород. Если присутствует слишком много кислорода, добытый газ будет гореть.Температура камера газификации (рисунок 3) должна быть выше 800 градусов Цельсия для эффективного преобразования углерода и относительно низкое образование смол. Правильная работа температура поддерживается за счет контроля кислорода соотношение в камере газификации.
  • Убедитесь, что биомасса, подаваемая в газификатор, является постоянной размер — материал неправильной формы, например крошки, может вызвать перемычку или ченнелинг. Уменьшенное топливо поток увеличивает соотношение кислорода к топливу и может вызвать проблемы, если синтез-газ начинает гореть.
  • Используйте биомассу с низким содержанием золы и загрязнителей (например, как диоксид кремния) для предотвращения образования «клинкеров» при высоких температуры. Эти клинкеры могут мешать воздуху и топливу. поток в газификатор.

По оценке Community Power Corporation, системе BioMax требуется в среднем полчаса обслуживание в день. Система BioMax мощностью 50 киловатт имеет поставил электроэнергию за 732,6 часа (30,5 суток) из 745,4 часов (31.1 день) для 98,3% доступности.


Рисунок 3 — Воздушные клапаны регулируют температуру внутри BioMax
. камера газификации.

Мобильная работа BioMax в MTDC

С 2008 года компания Missoula Technology and Development Центр (MTDC) работал с программой энергетических технологий Университета Монтаны, чтобы продемонстрировать потенциал возобновляемой энергии, производимой мобильная система BioMax (рисунок 4).


Рисунок 4 — Мобильная система BioMax в MTDC.

Грант Центра исследований и развития биомассы Инициатива, совместная работа Министерства сельского хозяйства США. и Министерство энергетики США предоставили финансирование приобрести систему BioMax. 25-киловаттная система — это полностью мобильный, но остается в MTDC, когда он не включен отображать в другом месте. Электрогенератор системы BioMax (рисунок 5) подает питание на MTDC, когда система работает, компенсация электроэнергии, купленной у NorthWestern Energy.


Рисунок 5 — Электрогенератор BioMax приводится в действие стандартным двигателем V-6
. двигатель модифицирован для работы на древесном газе.

Стационарный режим BioMax на Южная научная станция

Южная исследовательская станция установила 25-киловаттная система BioMax в Национальном лесу Кисатчи Офис Winn Ranger District в Виннфилде, штат Луизиана. Биомакс система может обеспечить всю мощность, необходимую для Winn Район рейнджеров.Избыточная мощность возвращается в электросеть.

Томас Элдер, химик-исследователь Южного Исследовательская станция в Пайнвилле, штат Луизиана, сообщает, что BioMax система используется для обеспечения электричеством и изучения осуществимость технологии газификации. Система BioMax был привлекателен тем, что его можно было купить под ключ система, и Community Power Corporation была доступны для поддержки при возникновении проблем.

Дополнительная информация о Южных исследованиях Система BioMax станции доступна по телефону:

. Мобильная операция BioMax в Оберне Университет

Кристиан Бродбек, инженер-исследователь компании Auburn Университета, эксплуатирует передвижную 25-киловаттную систему BioMax и в по его мнению, системе BioMax необходимо следующее, чтобы имеет смысл с экономической точки зрения:

  • Тепло должно использоваться системой отопления.
  • Электроэнергия должна быть необходима на месте или продаваться электрическая компания.
  • Биомасса, используемая в качестве топлива для установки, должна быть свободной или иметь свой стоимость субсидируется.

Мобильные системы BioMax требуют дополнительных мер предосторожности по сравнению со стационарными системами, сказал Бродбек. После мобильная система BioMax была перемещена, система должна Убедитесь, что детали не расшатались.

Какая информация доступна?

В 1989 году Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям выпустил отчет «Строительство упрощенного древесного газа. Генератор для заправки двигателей внутреннего сгорания в Нефтяная авария »(http: // www.woodgas.net/files/FEMA%20emergency%20gassifer.pdf). Отчет включает инструкция по изготовлению и реализации устройства по образцу газогенератора Имберта, использовавшегося во время World Вторая война за производство топлива для транспорта. Это устройство может быть произведены с использованием легкодоступных материалов кем-либо умеренные навыки обработки.

Исследователи Лесной службы смоделировали экономическую возможность газификации электрогенераторов и вернуть электроэнергию в сеть на юге Орегона («Топливо для сжигания: Экономика преобразования рубок ухода за лесом в энергию BioMax в Южном Орегоне «http: // www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fpl_gtr157.pdf). Хотя самый большой BioMax коммерчески доступная система вырабатывает всего 75 киловатт электричество, исследователи подумали, могут ли системы быть экономичен, если они генерируют 100 или 1000 киловатт. Отчет пришел к выводу, что установка газификации биомассы, производящая 1000 киловатт или более электричества стоит учесть:

  • Если бы растение могло быть расположено на лесопосадке рядом с существующая линия электропередачи.
  • Если завод получал операционные субсидии в размере не менее 1,8 цента за киловатт-час.

Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии (EERE) офис Министерства энергетики США опубликовал отчет за 2006 г. отчет (http://www.nrel.gov/docs/fy06osti/39945.pdf) с изложением улучшенные методы очистки газа, производимого небольшими системы газификации биомассы. В августе 2006 г. EERE начал сотрудничество с муниципальным колледжем Маунт Вачусетт в Гарднере, MA, чтобы определить преимущества модульной газификации биомассы система, используемая для подачи электричества, отопления и охлаждения для детский сад на территории кампуса.Проект продолжается.

Исследователи из Государственного университета Миссисипи и Техаса Компания A&M изучила качество газа, производимого 18-киловаттной станцией. система газификации производства Community Power Corporation в Литтлтоне, штат Колорадо. Авторы заявили, что «В целом, система, которая имеет обширное электронное управление на основе температуры и давления во многих местах, произведенные удивительно стабильный высококачественный синтез-газ [синтез-газ] независимо от входных параметров.»(» Оценка качества синтетического газа для газификации биомассы с газификатором с нисходящим потоком «2009 г., http://asae.frymulti.com/newresults.asp, поиск по запросу» качество синтез-газа «).

Куда мы идем отсюда?

25-киловаттная система BioMax (рис. 6) продемонстрированная на MTDC, работа еще не завершена. Одна из самых больших проблем — это полное использование отходящего тепла, производимого системой. Теперь отработанное тепло сушит древесную щепу, используемую в качестве топлива. Около 50 процентов энергии биомассы преобразуется в тепло — всего 20-30 процентов преобразуется в электричество.


Рисунок 6 — Система BioMax включает модуль нагрева древесины
(или другой биомасса) для производства древесного газа.

Система BioMax требует оператора, когда она работа, затраты, которые производимая энергия не может крышка. Если бы системой можно было управлять дистанционно, а тепло его можно было бы использовать, система, вероятно, могла бы сэкономить деньги на MTDC при одновременном использовании возобновляемых источников энергии.

Об авторах

Джеймс «Скотт» Гренье начал работать в MTDC. в течение 2003 г. инженером-строителем.Гронье получил степень бакалавра степень Висконсинского университета в Мэдисоне и степень магистра государственного университета Монтаны. Он работал в государственных департаментах Висконсин и Иллинойс транспорта до того, как начать карьеру в Forest Служба. Он работал инженером-строителем восточной зоны в Восточный регион и в качестве инженера-строителя в компании Ashley and Национальные леса Тонгасс.

Гэри Кис присоединился к MTDC в 2002 году в качестве руководителя проекта.Kees работает в лесовосстановлении и питомниках, здоровье леса и Программы GPS. Его текущие проекты включают лазерное наведение. системы, опрыскиватели квадроциклов и ранцевых, сеялки, и удаленные метеостанции. Киз, имеющий ученую степень машиностроение из Университета Айдахо, 10 лет проработал инженером-механиком и инженером-строителем, менеджер проекта и руководитель инженерной группы Monsanto Co., в Сода Спрингс, штат Иллинойс.

Тед Эттер присоединился к MTDC в 2002 году в качестве инженера-электронщика. и руководитель проекта.Он имеет 20-летний опыт проектирования испытательного оборудования, устройств отображения и медицинского оборудования. для частного сектора. За 6 лет до прихода в MTDC Эттер преподавал курсы электроники в Университете Монтаны Технологический колледж, Миссула. Его работа в MTDC включает проекты в области беспроводной связи, альтернативные источники энергии, контрольно-измерительные приборы и управление технологическими процессами. Эттер получила степень бакалавра математики в Университет штата Орегон и степень магистра педагогики образование — Государственный университет Восточного Орегона.

Саманта Лидстром изучает гражданское строительство в Государственный университет Монтаны в Бозмане, штат Монтана. Лидстрем имеет работал неполный рабочий день в MTDC в качестве исследований и публикаций помощник с 2008 года.

Чарльз Шоуерс, профессиональный инженер, стал руководитель инженерной программы в MTDC в 2002 году, проработав 2 лет в качестве руководителя операционной программы. Души пришли в МТДК после 9 лет работы помощником лесного инженера на Пайетте Национальный лес.Свою карьеру в лесной службе он начал на Национальный лес Бойсе после 8 лет строительства инженер Транспортного департамента Айдахо.

За дополнительной информацией о газификации обращайтесь к Скотту Грениру по телефону MTDC:
Лесная служба Министерства сельского хозяйства США
Центр технологий и развития Миссулы
5785 Hwy. 10 Запад
Миссула, MT 59808-9361
Телефон: 406–329–4719
Факс: 406–329–3719
Электронная почта: jgroenier @ fs.fed.us

Электронные копии документов MTDC доступны в Интернете по адресу:
http://www.fs.fed.us/eng/t-d.php

Лесная служба и бюро землеустройства сотрудники могут искать более полную коллекцию Документы MTDC, компакт-диски, DVD-диски и видео на их внутренние компьютерные сети по адресу:
http://fsweb.mtdc.wo.fs.fed.us/search/

(PDF) Влияние состава древесного газа на рабочие характеристики и характеристики выбросов выхлопных газов большого двигателя с искровым зажиганием

21

Duret, A., Фридли К. и Марешаль Ф. (2005). «Технологический проект производства синтетического природного газа 630

(SNG) с использованием газификации древесины». J. Чистое производство, 13, 1434-1446. 631

Д’Андреа Т., Хеншоу П. Ф. и Тинг С. К. (2004). «Добавление водорода в бензиновый двигатель SI 632

». Int. J. Hydrogen Energy, 29 (14), 1541-1552. 633

Фергюсон, К. Р. (1986). Двигатели внутреннего сгорания, Вили, Нью-Йорк. 634

Гаджендра Бабу, М. К., Пракаш, Г.Т., и Субраманьям, Дж. П. (2001) «Экспериментальные 635

исследования рабочих характеристик газового искрового двигателя 636

с зажиганием». Документ SAE № 2001-01-1189. 637

Гарнье, К., Билкан, А., Ле Корре, О., и Рахмуни, К. (2005). «Характеристика двигателя ХИ, работающего на синтез-газе и дизельном топливе 638

». Документ SAE № 2005-01-1731. 639

GE Jenbacher — Технический отчет, (2005). «Скорость ламинарного пламени в зависимости от соотношения воздух-топливо — 640

Опыт работы на древесных газовых установках».641

Джакумис, Э. Г., Ракопулос, К. Д., Димаратос, А. М., и Ракопулос, Д. К. (2012). 642

«Выбросы выхлопных газов дизельных двигателей, работающих в переходных условиях с использованием смесей биодизельного топлива 643

». Прог. Энергия сгорания. Sci., 38 (5), 691-715. 644

Джакумис, Э. Г., Ракопулос, К. Д., Димаратос, А. М., и Ракопулос, Д. К. (2013a). 645

«Выбросы выхлопных газов при использовании смесей дизельного топлива на основе этанола или н-бутанола во время переходных режимов работы 646

: обзор.»Renew. Sust. Energy Rev., 17 (1), 170-190. 647

Джакумис, Э., Дж., Ракопулос, CD, и Ракопулос, округ Колумбия (2013b).» Оценка 648

выбросов NOx во время переходной работы дизельного двигателя со смесями биодизеля ». J. 649

Energy Eng., http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000136. 650

Gopal, G., Srinivasa Rao , П., Гопалакришнан, К.В., и Мурти, Б.С. (1982). «Использование водорода 651

в двухтопливных двигателях».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.