Водяной генераторный газ — Справочник химика 21
Полу водяной (генераторный газ) из кускового топлива 24—30 13-15 45—52 5—8 1—3 1200—1550 [c.312]Углекислота синтеза аммиака. В значительном количестве углекислый газ получается на заводах синтетического аммиака (до 2,5 т на I т аммиака) в результате обработки воздушно-водяного генераторного газа водой в присутствии катализатора. [c.287]
Процесс образования углекислоты протекает следующим образом. Воздушно-водяной генераторный газ в присутствии катализатора подвергают обработке водяным паром, в результате чего образуется добавочное количество водорода, а окись углерода генераторного газа окисляется до углекислоты по уравне-кию [c.113]
Существующие на практике установки водяного генераторного газа работают так вначале в газогенератор вдувается воздух для частичного сжигания кокса, при этом выделяется тепло н весь слой топлива сильно разогревается (фаза горячего дутья), после чего подается пар для образования водяного газа (фаза холодного дутья или газования). Вследствие необходимости раздельной подачи в газогенератор воздуха и пара процесс является периодическим, отдельные фазы следуют друг за другом в определенном порядке по циклам.
Водяной генераторный газ образуется при взаимодействии раскаленного слоя топлива с водяным паром по реакции [c.119]
Благодаря подаче вторичного дутья в верхнюю расширенную часть генератора мелкие частицы угля, уносимые газами, подвергаются газификации, происходит также крекинг и конверсия метана и других углеводородов, выделяющихся из каменного угля в процессе его газификации. Поэтому содержание метана в водяном генераторном газе обычно не превышает 0,5%.
Полученная смесь окиси углерода и водорода называется водяным генераторным газом. В табл. 15 приведен средний химический состав различных горючих газов и их теплотворная способность. [c.226]
В случае подачи в генератор водяного пара происходит образование водяного генераторного газа по реакции [c.175]
Водяной генераторный газ из кокса. …. 6,3 — — 0.2 38.0 51,0 0,5 4.0 2 180 0.7 [c.12]
Этим требованиям отвечает водяной генераторный газ, к которому добавляется чистый водород, или какой-либо другой богатый водородом газ.
При газификации топлива воздухом получают воздушный генераторный газ, при газификации парами воды — водяной генераторный газ, при газификации кислородом — газ кислородного дутья, при газификации смесью воздуха и паров воды — смешанный, или полуводяной, генераторный газ. [c.190]
Генераторные газы имеют различный состав и качество. При добавлении к воздушному дутью водяного пара и пропускании водяного пара через раскаленный кокс или антрацит получается смесь окиси углерода и водорода — водяной генераторный газ при этом пар разлагается на водород и кислород. Кислород, соединяясь с углеродом антрацита или кокса, образует окись углерода. Эта смесь водорода и окиси углерода является водяным газом.
Таким образом, про
Как сделать дешевый газогенератор своими руками, дельные советы
Содержание статьи:
Виды газовых установок
Современный рынок силовых установок предлагает оборудование, работающее на газе трех основных типов:
- Прямого способа генерации;
- Обратного;
- Горизонтального.
Первые подходят для сжигания угля и полукокса. В таких агрегатах кислород поступает снизу, а забор газа выполняется сверху агрегата. Но так как в этих моделях влага из топлива не поступает в зону горения, то ее приходится подводить специально. Это позволяет повысить мощность устройства.
Агрегаты обращенного процесса – это идеальный вариант для сжигания отходов из древесины. В них подача воздуха осуществляется непосредственно в зону горения, а газ отбирается снизу.
Устройства поперечного способа отличаются высокоскоростной подачей воздуха черед фурмы в нижней части корпуса. Причем здесь же, только с противоположной стороны производится и отбор газа. Эти агрегаты отличаются минимальным временем пуска и хорошей приспосабливаемостью к смене режимов.
Схема силовой установки – для народных умельцев
Собрать такой агрегат собственноручно не так уж и сложно. Однако, прежде чем приступить к изготовлению газогенератора своими руками нужно ознакомиться с принципом действия агрегата, а также подобрать наиболее подходящую под ваши условия схему.
Конструкция установки и схема подключения
Для простейшего прибора вполне сгодятся предметы, которые несложно найти в каждом доме:
- Бочка;
- Трубы;
- Радиатор;
- Фильтры;
- Вентилятор.
Этот набор может быть дополнен и другими элементами. Что и в какой последовательности собирать можно найти в интернете. Причем это не обязательно чертежи и фото, а чаще всего видео, на котором подробно показано и доступно объяснено, как собрать газогенератор своими силами на навозе, дровах и другом топливе. Если схема выбрана, то можно приступать непосредственно к сборке.
Инструкция по созданию
Любой агрегат состоит из корпуса, внутри которого располагаются основные узлы и механизмы. Не чуждо это и для газогенератора, собранного своими руками. Он также имеет корпус, в который помещены:
- Бункер;
- Отсек сгорания;
- Воздухораспределительная часть;
- Колосниковая решетка;
- Патрубок;
- Фильтры.
Корпус агрегата обычно выполняется из листового металла. Для удобства установки ко дну привариваются ножки. По форме конструкция может быть, как овальной, так и прямоугольной.
Делаем самостоятельно, этапы работ:
Бункер изготавливается из малоуглеродистой стали и крепится внутри агрегата. Он оснащается крышкой с уплотнителем из асбеста или другого материала. Низ устройства занимает камера сгорания. Для ее изготовления выбирают специальные марки стали, наиболее устойчивые к высоким температурам. К камере присоединяется горловина, которую от корпуса также отделяют изоляционным материалом.
Специалисты, которым не один раз приходилось собирать газогенераторы своими руками предлагают камеру сгорания выполнять из газового баллона.
Воздухораспределительная камера обычно располагается вне корпуса прибора. Причем на выходе из нее устанавливается обратный клапан, предназначенный для недопущения выхода газа через это отверстие. Перед коробкой располагают вентилятор.
Газовый генератор такой конструкции рассчитан на работу на дровах и отходах от отработки древесины, причем в качестве топлива могут использоваться даже свежесрубленные ветки.
Колосниковая решетка в газовом генераторе, собранном своими руками выполняется из чугуна, при этом средняя часть должна быть подвижной для упрощения процесса обслуживания. Но недостаточно только собрать генератор, нужно еще и правильно отрегулировать подачу воздуха в него, а также отвод газов.
Устанавливать такое оборудование можно как на улице, так и в цокольном помещении, обеспечив его хорошую вентиляцию.
Преимущества и недостатки
Создавая газогенератор своими руками, который работает, используя принцип пиролиза, преобразовывая в процессе горения древесину и кокс в газ, можно получить следующие преимущества:
- дешевизна топлива – в топку может уйти не только прессованные опилки, дрова, жмых, солому, веточки деревьев, но и навоз;
- увеличение КПД – газ на 90% больше имеет теплоемкость, нежели твердые виды топлива, поэтому при отоплении дома его расход будет минимален, что позволит, опять-таки, экономить;
- длительная продолжительность пиролиза – позволяет не задумываться о постоянном контроле уровня перерабатываемого топлива;
- экологически чистая установка, не требующая создания специальных камер для удерживания отходов – они уничтожаются самопроизвольно, выделяя водяной пар;
- возможность собственноручного сбора конструкции, что в 10-15 раз дешевле покупного аналога.
Несмотря на преимущества, газогенераторы имеют свои недостатки:
- требуется постоянный контроль за температурным режимом, его недостаток приводит к неполному пиролизу (создается циклон), в результате которого выделяемый газ очень плохого качества;
- генератор – штука очень дорогая, а самостоятельная сборка под силу не каждому.
Как видим, газогенератор – очень полезная вещь в хозяйстве, помогающая буквально «из ничего» получать полноценный энергоресурс.
Собрать его и сэкономить можно только в том случае, когда есть определенный навык и все необходимые конструктивные детали.
Выбор газового генератора.
Перед тем, как выбрать газовый генератор для дома, нужно учесть некоторые факторы. Среди них:
Мощность.
Здесь стоит просчитать суммарную мощность электроприборов, которые планируется подключать к агрегату. Номинальная мощность электрогенератора должна превышать эту сумму примерно на треть.
Для частных домовладений можно использовать 3-5 киловаттные агрегаты. Более мощные приборы используются для включения в сеть энергоемких устройств.Тип топлива.
Основное преимущество газогенераторов – удобство эксплуатации. Баллонный или магистральный газ не превращается в кристаллы на морозе и имеет неограниченный срок хранения (в баллоне).
Срок непрерывного функционирования.
Для агрегатов с воздушным охлаждением данный параметр не превышает 6-20 часов. Эти модели используются исключительно в качестве резервных источников. По истечении рекомендованного времени генератор отключается, следующий запуск осуществляется только после остывания. Жидкостные генераторы могут работать несколько дней без перерыва, однако они в среднем в два раза дороже.
Режим запуска.
Агрегаты, предназначенные для дома и дачи, исполь
Газогенераторы водяного газа — Энциклопедия по машиностроению XXL
Нижнюю часть газогенераторов с искусственной подачей дутья герметизируют с помощью гидравлического (фиг. 8—10) или сухого (фиг, 7 и 15) затвора. Сухой затвор применяют при высоком давлении дутья (газогенераторы водяного газа — фиг. 15, 16) и неблагоприятном взаимодействии остатков с водой, а также для упрощения конструкции. [c.400]Продукты воздушного дутья уносят из газогенераторов водяного газа большое количество тепла, используемое в современных установках для перегрева пара и в котлах-утилизаторах. Для переключения клапанов применяют автоматические устройства.
В газогенераторах водяного гаЗа применяется сухое золоудаление. Колосниковая решётка со столом вращается по роликам, установленным на неподвижном поддоне. Поддон крепится на болтах к кожуху шахты газо- [c.413]
В условиях повышенных давлений в газогенераторах водяного газа требуется значи- [c.417]
Шуровочные затворы газогенераторов водяного газа имеют меньший диаметр (25 мм) и не имеют парового отбоя, так как действие его ненадёжно при высоком давлении водяного газа. Шуровку ведут при выключенном дутье.
УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ ВОДЯНОГО ГАЗА [c.422]
В качестве примера рассмотрим составление теплового баланса газогенератора водяного газа производительностью 1000 нм газа в час при газификации антрацита. [c.244]
При испытании газогенератора водяного газа получены следующие данные [c.245]
| Фиг.[24-8. Газогенератор водяного газа диаметром 3,0 м. |
Водяной газ получают при подаче в газогенератор водяного пара. Между паром и углеродом и между получающимися газами в реакционной зоне протекают реакции (5—7) и (3). При высоких температурах количество % [c.398]
Регенеративный газ получается при введении в газогенератор в качестве дутья углекислого газа. Действие углекислого газа аналогично действию водяного пара. При разложении он образует высококалорийный газ. Процесс можно вести аналогично процессу получения водяного газа. Углекислый газ вводят также в виде добавки к кислороду или воздушному дутью с целью обогащения газа. Применение отходящих газов печных установок
Водяной газ из битуминозного топлива с сохранением летучих (двойной водяной газ) получают в газогенераторах (фиг. 18), в которых продукты воздушного дутья не омывают части топливного слоя, где происходит сухая перегонка. [c.406]
В конструкциях газогенераторов для непрерывного получения водяного газа (фиг. 17) необходимое тепло подводится сильно нагретой в регенераторе смесью водяного пара и циркулирующей частью газа. [c.406]
| Фиг. 16. Простейшие установка и газогенератор для получения водяного газа 1 — паропровод к нижней части газогенератора 2 — паропровод к верхней части газопровод водяного газа от верхней части 4 — газопровод водяного газа от нижней части 5—газопровод водяного газа к скрубберу 6 — скруббер для промывки газов 7 — подача воды в скруббер разбрызгивающие воду приспособления 9—отвод воды 10 — газопровод из скруббера II — газогенератор /2 — воздухопровод от вентилятора /,3 — труба для отвода продуктов воздушного дутья в атмосферу / / и W — дверцы для осмотра и чистки 16 — лебедка для управления клапанами /7 — опора решётки и распределитель дутья /в — отверстие для загрузки и отвода продуктов воздушного дутья. |
В установках для получения водяного газа обычно газифицируют кокс и антрацит. В зависимости от мощности в них предусматривают установку индивидуальных или групповых котлов-утилизаторов. В установках малой мощности котлы-утилизаторы отсутствуют. Оборудование установки состоит из газогенератора, регенератора, пароперегревателя, котла, стояка и скруббера.
Газ воздушной продувки, являющийся отходом при процессе водяного газа, выходит из газогенератора с температурой. 500-600 и содержит в себе 16—32 Г/н.Ф пыли и 13 40 водя- [c.192]
Для крупных станций водяного газа, оборудованных газогенераторами с диаметром шахты 3,6 м. » В том числе бензола С,Н, 0,8%.
Для крупных станций водяного газа, оборудованных газогенераторами с диаметром шахты 3.6 м- [c.349]
При производстве водяного газа по периодическому методу с получением основного газа в период парового дутья и газов горячего дутья в период воздушного дутья при разогреве топлива в газогенераторе отдельно подсчитывают [c.241]
В разбираемом подсчете физическое тепло пара, покидающего газогенератор с водяным газом [c.253]
Из рассмотрения тепловых балансов газогенераторов видно, что у генераторов водяного газа значительно более низкий коэффициент полезного действия по сравнению с генераторами, производящими смешанный генераторный газ, вследствие того, что в процессе производства водяного газа на каждый кубометр вырабатываемого газа образуется около двух кубометров низкокалорийных газов воздушного дутья, обладающих значительным запасом потенциального и физического тепла. За счет использования тепла газов воздушного дутья можно произвести значительное количество пара, превосходящее в некоторых случаях потребность в паре генераторной установки. Физическое тепло водяного газа и смешанного с ним пара может быть также использовано для производства пара или перегрева вдуваемого в генератор пара. Применение сухого перегретого пара, в меньшей степени охлаждающего слой газифицируемого топлива, позволяет повысить эффективность производства водяного газа.
Водяной газ, отводимый из газогенератора, предложено пропускать через котел-утилизатор. [c.261]
Существующая практика производства газа состоит в том, что периодически прекращают подачу воздуха в газогенератор, предотвращая дальнейшее повыщение температуры в результате горения углерода, и продувают через раскаленный слой угля пар до тех пор, пока температура в газогенераторе не начнет снова падать. Б этом случае может быть эффективно использована тепловая труба. В течение периода горения угля Тепловая труба может быть использована для переноса тепла от газообразных продуктов горения к воде с тем, чтобы генерировать пар. Образовавшийся пар может быть использован не только для подачи в газогенератор с целью его охлаждения и образования водяного газа, но также для других процессов, связанных с работой установки газификации угля. Конструкция тепловых труб для данного случая совершенно не отличается от конструкции теплообменников на тепловых трубах, которые были описаны в предыдущих разделах. Однако при расчете должны быть приняты во внимание свойства продуктов горения. Кроме того, для расчета теплообменника на границе раздела поверхность трубы — вода необходимо использовать теорию теплообмена при кипении, описанную в гл. 4. [c.193]
Смешанный газ по своим свойствам, составу и теплоте сгорания является промежуточным продуктом между воздушным и водяным газами. Этот вид газификации топлива наиболее распространен в промышленности, так как по простоте схемы и конструкции устройств он близок к воздушной газификации, по качеству же получаемого газа превосходит ее. Аппараты, в которых твердое топливо превращается в газообразное, называются газогенераторами . [c.23]
| Фиг. 15. Газогенератор водяного газа 7 — шахта газогенератора — колосниковаа шестисекторная решётка — уплотняющая плита — вращающийся поддон 5—карманы для сбора золы и шлака d— дутьевая коробка |
Питатели газогенераторов, используемые при получении паро-воздушного газа, не пригодны для газогенераторов водяного газа вследствие недостаточной плотности. [c.417]
На фиг. 24-6 показан газогенератор для газификации антрацита и кокса с шахтой диаметром 3 м, на фиг. 24-7 — газогенератор для газификации торфа и бурых углей диа-метро.м 3 ж со швельшахтой, на фиг. 24-8 — газогенератор водяного газа диаметром 3,3 м, на фиг. 24-9 — газогенератор с кипящим слоем и на фиг, 24-10 — газогенератор диаметром 2,525 м для газификации топлив под высоким давлением. [c.287]
Обычно в первый период в газогенератор вдувают воздух (горячее дутьё), и за счёт окисления углерода топлива в Oj и СО температура слоя повышается. В следующий период в газогенератор подают пар (газование) и получают водяной газ. Температура слоя топлива постепенно падает, количество разлагаемого пара и получаемого водяного газа уменьшается. Когда дальнейшее вдувание водяного пара становится невыгодным, его пре- [c.398]
К оборудованию для получения пара относятся котлы-утилизаторы, чаще всего применяемые в установках водяного газа, пароперегреватели и паро-водяные рубашки газогенераторов (с котелками-паросборниками). [c.431]Для газификации топлив, не выделяющих смол, и особенно для содержащих повышенное количество золы, применяют газогенераторы с противоточным движением газа и топлива (прямой процесс). В газогенераторе этого типа влага топлива не попадает в зону газификации, и воду подводят, специально испаряя её и смешивая с поступающим в газогенератор воздухом. Водяные пары реагируют с углеродом топлива и образуют водяной газ В результате повышаются мощность и эконо мичность работы двигателя, а также понижается температура в зоне газификации (фиг. 62). Последнее обстоятельство умень-щает шлакообразование и увеличивает срок службы деталей топлнвника. [c.446]
Генераторный газ получают путем газификации топлива в специальных устройствах, именуемых газогенераторами. Так как генераторный газ, добытый из ниакосортных топлив, обладает невысокой теплотворной способностью, то для ее повышения и возможности рентабельной транспортировки приходится применять искусственные методы. Так, например, двойной торфяной гаэ карбюрируется (обогащается) смолой, пол,ученной в качестве побочного продукта в процессе газификации торфа. Водяной газ из подмосковного угля с той же щелью карбюрируют продуктами разложения нефтяных масел. [c.33]
ПРИМЕЧАНИЯ. 1. В том числе бензола jH,—0,8%. 2. Для крупных станций водяного газа, оборудованных газогенераторами с аиаметром шахты 3,6 м. 3. В том числе jH, — 17,0%, jH,—9,0%, С,Н,—.5,0%, С,Н, — 12 / . 4. Состоит из генераторного газа и газа пиролиза. 5. То же с добавкой саратовского газа. 6. В том числе С,Н,—3,9%, jH,—5,5%, С,Н,-2.9%, С.Н, 7. В том числе СаН.-8,8%, jH.-12,4%, С,Н,-6,6%, С.Н,- ,7%. [c.58]
GE Energy (ранее Chevron Texaco) Газификатор
Газификатор GE Energy (ранее Chevron Texaco)
Ранее известные как газификаторы ChevronTexaco и / или Texaco (GE Energy приобрела технологию в 2004 году), газификаторы GE работают в коммерческих целях более 45 лет, используя широкий спектр сырья, например природный газ, тяжелую нефть, уголь и нефтяной кокс. Процесс газификации угля был разработан на основе накопленного опыта газификации газа и нефти.Большая часть предыдущих разработок проводилась на пилотной установке производительностью 15 тонн в день (т / д) в Монтебелло, Калифорния. С тех пор этот объект был переведен в Китай. GE Energy имеет пилотную установку мощностью 6 т / сутки в Аойо, Япония, которой в настоящее время управляет Ishikawajima-Harima Heavy Industries Corporation, Ltd (IHI). Кроме того, GE Energy продолжает проводить исследования и разработки (НИОКР) в области газификации в своих различных технологических центрах по всему миру. В настоящее время в эксплуатации находится более 60 промышленных предприятий, что делает газификаторы GE одной из наиболее широко используемых технологий газификации.
GE Energy Операция
GE газификация использует одноступенчатый, вниз кормить, захваченный потоком с огнеупорной футеровкой реактора для получения синтез-газа (синтез-газа) из суспензии угля / воды (~ 65% по массе) и кислорода (> 95%). Суспензионное сырье перекачивается в инжектор специальной конструкции, установленный в верхней части газификатора. Уголь экзотермически реагирует с кислородом при высокой температуре (от ~ 2200 до 2700 ° F) и давлении (> 300 фунтов на квадратный дюйм) с образованием синтез-газа и шлака. В этих условиях высоких температур углеводородные жидкости не образуются.Полученный синтез-газ содержит в основном водород (H 2 ) и оксид углерода (CO).
Неочищенный синтез-газ, выходящий из газификатора, может быть охлажден с помощью лучистого и / или конвективного теплообменника и / или с помощью системы прямого охлаждения, где вода или холодный рециркулирующий газ вводят в горячий сырой синтез-газ. В конструкции лучистого охлаждения используется устойчивый к образованию сажи лучистый охладитель синтез-газа, который генерирует пар высокого давления. Шлак охлаждается в водном бассейне, расположенном на дне корпуса реактора, и удаляется через затворную воронку.Такая конструкция максимизирует рекуперацию тепла, а также производство CO. Синтез-газ дополнительно охлаждается после выхода из газификатора с помощью водяного скруббера для извлечения мелкодисперсных частиц и полукокса для рециркуляции в газификатор, прежде чем газ будет направлен на последующую переработку.
В системе прямого охлаждения используется водяное охлаждение на выходе газа. Горячий газ, выходящий из газогенератора, контактирует непосредственно с водой через охлаждающее кольцо; затем его погружают в воду в нижней части емкости газификатора. Затем охлажденный насыщенный синтез-газ направляется в скруббер для удаления сажи и твердых частиц.Конструкция гашения менее эффективна, но также менее затратна и обычно используется, когда требуется более высокое отношение водорода к СО в синтез-газе.
Рабочий режим радиантного охлаждения — следующий блок и упрощенные технологические схемы демонстрируют работу газификатора GE в режиме радиационного охлаждения.
Рисунок 1: Блок-схема режима радиантного охлаждения GE Рисунок 2: Схема процесса радиантного охлаждения GEРежим быстрого охлаждения — следующий блок и упрощенная блок-схема процесса демонстрируют работу газификатора GE в режиме резкого охлаждения.
Рисунок 3: Блок-схема режима гашения GE Рисунок 4: Схема процесса гашения GE Демонстрация и ранняя коммерциализация
GE Energy имеет более 65 объектов газификации, еще 20 находятся на стадии проектирования или строительства. Примеры включают:
- Демонстрационная установка Cool Water IGCC (1984-1992), Калифорния, США
- Завод Tampa Electric Polk River IGCC (250 МВт), Флорида, США
- Завод по переработке угля Eastman Chemicals, Теннесси, США.С.
- Завод Sarlux IGCC, Сардиния, Италия
- Завод Api Energia IGCC, Фальконара, Италия
- Многие заводы в Китае производят аммиак, метанол, топливо и химикаты; см. Базу данных по газификации Китая для получения дополнительной информации.
- CVR Energy
Газификатор
Газификаторы с водяным охлаждением — Большая химическая энциклопедия
Hitachi.Эта технология газификации угля основана на газогенераторе с продувкой кислородом с увлеченным потоком, где большая часть опыта была получена на установке мощностью 150 тонн угля в сутки. Газификатор представляет собой трубу с водяным охлаждением, футерованную жаропрочным литьем. Пылевидный уголь подается пневматически … [Стр.41]| Рисунок 4.22. Стенка водяного охлаждения в газификаторе GSP plus. |
Нанокомпозит Si-SiO ядро-оболочка получают золь-гель методом в сочетании с последующей термообработкой. Сначала расплавленный Si высокой чистоты облучали лазером и газифицировали в атмосфере Ar, а конденсированные наночастицы Si собирались на водоохлаждаемой стенке. Затем полученные наночастицы Si погружали в перемешиваемый золь тетраэтилортосилана (TEOS), после чего следовали процессы регулирования pH, старения, сушки и термообработки. Наконец, был синтезирован нанокомпозит Si-SiO со структурой ядро-оболочка.Поскольку Si-гидроксильные группы в золе TEOS обладают высокой активностью, силикагель может легко адсорбироваться на поверхности наночастиц Si. Композиты Si-SiO в исходном состоянии имеют структуру ядро-оболочка. Кроме того, кристаллическая структура полученной оболочки SiO … [Pg.137]
Горячий неочищенный газ, выходящий из газогенератора, охлаждается за счет генерации пара высокого давления. Затем летучая зола удаляется горячим / сухим способом керамическими фильтрами. Затем газ очищается водой для удаления аммиака и оставшихся следов твердых частиц.Чтобы обеспечить высокое общее удаление серы, следовые количества COS в газе превращаются в h3S путем каталитического гидролиза. H3S удаляется и превращается в ценный побочный продукт — серу путем обычного удаления кислого газа с помощью процесса Клауса и очистки хвостового газа. [Pg.110]
Сделай сам — Сделай газификатор TLUD
Дэн Хеттингер, менеджер предприятия Biochar
В прошлом месяце я немного написал о влиянии производства биоугля на углерод и в заключение сделал предположение, что переход на «углеродно-отрицательный» весьма вероятен с помощью простых масштабных технологий производства биоугля «на заднем дворе».Чрезвычайно популярная презентация Боба Уэллса, посвященная Железному Человеку, демонстрирует эффективный метод DIY с использованием одной стальной бочки на 55 и 30 галлонов. В последнее время здесь, в Living Web Farms, мы использовали TLUD (Top-Lit / Up-Draft) Газификатор в качестве альтернативного средства производства биоугля своими руками. На самом деле, если вы внимательно следили за нами, то знаете, что мы уже немного говорили о газификаторах TLUD раньше.
Я буду первым, кто признает, что многим людям это может быть непросто.То есть до тех пор, пока вы не разберетесь, что возможно с этой технологией.
Что такое газификатор?
Скорее всего, вы слышали о газификации угля как об одной из технологий «чистого угля», которой в последнее время уделяется много внимания. Достоинства этой практики спорны и вообще не входят в сферу нашей работы. Хотя принципы этой технологии очень похожи, когда мы говорим о газификаторах, мы обычно говорим о гораздо меньших устройствах, которые преобразуют биомассу в газы за счет применения тепла с контролируемым количеством кислорода.Наши газификаторы — это низкотехнологичные устройства: представьте их как сосуды, наполненные биомассой и освещенные фонариком, в которые подается ровно столько кислорода, чтобы поддерживать их горение. В результате происходит пиролиз, биомасса восстанавливается до углерода и выделяется несметное количество газов. Получающаяся в результате смесь оксида углерода, водорода и диоксида углерода (часто называемая производственным газом или Syngas ) является топливным газом, который затем может смешиваться с кислородом и гореть при более высоких температурах, чем обычный дым. Более высокие температуры приводят к более полному ожогу, что, в конечном счете, по сравнению с открытым ожогом, является более чистым и эффективным процессом.
В начале 20 века «городской газ» производился как побочный продукт процесса коксования и распространялся среди близлежащих населенных пунктов в качестве топлива для приготовления пищи и освещения. Однако открытие дешевых ископаемых видов топлива сделало это и раннюю химическую промышленность, которую оно поддерживало, неуместным. Газификация биомассы привлекла к себе внимание во время мировых войн, когда нефть стала настолько дефицитной, что многие европейские страны были вынуждены переключить до миллиона автомобилей, работающих на нефтяном топливе, на работу на синтез-газе.
В 1989 году FEMA опубликовало руководство по созданию простых газификаторов с нисходящей тягой для питания автомобилей во время нехватки нефти. С тех пор гуру древесного газа, такие как Уэйн Кейт (driveonwood.com), расширили эти планы по созданию надежных грузовиков для перевозки биомассы, которые могут путешествовать по континенту на удивительно небольшом количестве топлива. Сегодня существует множество торговых точек для домашних и коммерческих электрогенераторов на древесном газе.
Команда LWF biochar создала этот пассивный угольный газогенератор для работы газонокосилки, которую мы нашли на обочине дороги! Древесный уголь в качестве топлива для газификации — чистый выбор, так как большая часть смол уже вытеснена, но он горит горячим и может привести к различным проблемам.Присмотритесь, и вы увидите, как выхлоп двигателя служит воздухозаборником, чтобы сделать его немного прохладнее.
Почти одновременно в другой части мира инженеры-гуманисты разрабатывали небольшие газифицирующие кухонные плиты для повышения эффективности использования топлива и более чистого сгорания. Всемирная организация здравоохранения сообщила, что от до ½ населения мира по-прежнему готовят еду на открытом огне, и что ежегодно до 4 миллионов человек преждевременно умирают от загрязняющих веществ в помещении в результате приготовления пищи в помещении.Существует огромный потенциал для положительного глобального воздействия за счет разработки более чистой технологии сжигания биомассы.
Газификаторы с верхней тягой
Газификационная плита TLUD возникла в результате многолетних разработок. Эти устройства используют кусковую биомассу (обычно древесную щепу или пеллеты) в качестве топлива для получения как чистого пламени для приготовления пищи или обогрева, так и древесного угля, который будет использоваться в качестве биоугля или продаваться как товар с добавленной стоимостью. Наряду с поварами в развивающихся странах сознательные садоводы и поселенцы использовали технологию TLUD для производства биоугля из ландшафтных отходов, обеспечивая при этом теплицы, воду для домашних хозяйств, консервирование или даже обработку цыплят.
Используя TLUD, в день обработки цыплят на фермах Living Web Farms команда biochar поддерживала 8 галлонов воды для макания при оптимальной температуре для облегчения выщипывания перьев.
TLUD работает на естественной тяге первичного воздуха через столб тлеющей биомассы. Процесс начинается, когда наверху колонны начинается небольшой костер. Затем первичный воздух втягивается через отверстия внизу — достаточно, чтобы поддерживать его горячим, но недостаточно, чтобы вызвать ожог. Образуется густой дым (синтез-газ), и, как только создается сильная тяга, вторичный воздух втягивается через отверстия к верхней части емкости.Этот вторичный воздух смешивается с синтез-газом в зоне горения, где он горит намного чище, чем при обычном костре. Ограниченный кислород прямо под пламенем способствует сохранению древесного угля. Эту границу между пламенем и углем иногда называют фронтом пиролиза .
Есть много способов построить газогенератор с разной степенью сложности для различных применений, и я рекомендую вам продолжить исследования самостоятельно. Серьезным мелким производителям, которые делают все своими руками, я бы рекомендовал начать с TLUD чемпиона.С предварительно нагретым вторичным воздухом он немного сложнее, чем то, что я продемонстрировал ниже, но стоит усилий для достижения более чистого и удобного для соседей горения.
Бригада LWF biochar прошлой осенью построила несколько TLUD чемпионского стиля (фотографии см. Ниже, в конце слайд-шоу). Следует отметить большую из двух, где мы расширили дизайн чемпиона и сместили дымоход, чтобы мы могли использовать эту большую плоскую пластину в качестве поверхности нагрева для нагрева больших горшков с водой для консервирования. Нам действительно нужна была прочная печь с более длительным временем работы, которая также помогала бы переносить работу по консервированию (и всю эту жару и влажность) на улицу в летнее время.Это устройство нагревает 3 галлона воды из колодца до кипения примерно за 45 минут, оно работает на полную мощность около 2 часов и дает 2–3 галлона измельченного биоугля.
Сложно построить прочный газификатор без сварки, хотя мы понимаем, что сварка может быть устрашающей (это проще, чем вы думаете) и доступна не всем. Ниже приведено слайд-шоу, которое мы собрали, чтобы продемонстрировать очень простую и надежную, большую конструкцию TLUD из утилизированного 100-галлонного пропанового бака и 2 секций 6-дюймовой дымовой трубы.Для этого вам не понадобится сварщик, но вам понадобится угловая шлифовальная машина с несколькими дополнительными отрезными кругами, хорошей защитой глаз и ушей, перчатками, дрелью и парой саморезов. Если вы не хотите покупать угловую шлифовальную машину только для этого проекта, местные жители могут попробовать библиотеку инструментов Asheville.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/01-e1504631118762-450×250.jpg
Для нашего простого TLUD мы купили старый стальной пропановый бак емкостью 100 галлонов со свалки.Баки водонагревателя тоже подходят для этого. Прежде чем переходить к старым топливным бакам, рекомендуется сначала полностью заполнить их водой, чтобы удалить любые остаточные горючие газы. Опустошите резервуар, и вы готовы к работе.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/02-450×250.jpg
Вырежьте в верхней части отверстие диаметром 4 дюйма. Придерживайтесь этих размеров, но не волнуйтесь, если вы немного оторвались.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/03-e1504629165694-450×250.jpg
Проведите линию по окружности резервуара в том месте, где он начинает загибаться внутрь от внешнего края. Измерение от земли обеспечивает самую прямую линию.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 2017/09/04-e150462
52-450×250.jpg
Используйте угловую шлифовальную машину и разрежьте по этой линии.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/05-450×250.jpg
Снимите верхнюю часть. Вот как это должно выглядеть. Отложите в сторону, доделаем позже.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 09/2017 / 06-450×250.jpg
Здесь я проявил изобретательность, когда вырезал воздухозаборные отверстия в основании. Важно помнить, что воздух должен проходить через дно, но при этом он должен быть достаточно сильным, чтобы поддерживать себя.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/07-450×250.jpg
Отметьте сетку, если хотите, просверлите отверстия диаметром 1/4 дюйма, расстояние между которыми составляет примерно 1 дюйм.Здесь более 50 отверстий для первичного воздуха. Здесь ограниченное количество воздуха поступает для производства древесного газа из тлеющей биомассы.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/08-e1504629453338-450×250.jpg
Переверните резервуар и отметьте еще одну линию примерно на 4 дюйма от верха.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 2017/09/09-e1504629499676-450×250.jpg
Сделайте разрез по этой линии, чтобы удалить полосу шириной 4 дюйма сверху. Прорежьте еще одну линию, чтобы получилось кольцо, которое может скользить по резервуару, как это. На данный момент вы можете отложить это в сторону.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/10-e1504629536646-450×250.jpg
Отметьте и вырежьте несколько отверстий примерно на 1 дюйм вниз от верха.Если сверлить проще, будьте готовы просверлить много отверстий. Здесь я выделил 8 равномерно расположенных отверстий размером 1 x 4 дюйма.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/11-e1504629608562-450×250.jpg
Вырезать отверстия угловой шлифовальной машиной — дело сложное и немного опасное. Я предпочитаю экономить свои маленькие колеса, чтобы вырезать такие узкие круги и короткие отрезки.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/12-e1504629700634-450×250.jpg
Отверстия для вторичного воздуха сделаны. Здесь кислород вступает в реакцию с древесным газом в зоне горения.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/13-450×250.jpg
Я обнаружил, что кольцо, которое мы вырезали ранее, слишком свободно прилегает к резервуару, чтобы оставаться на месте, поэтому я просверлил несколько отверстий, отогнул несколько выступов и пропустил несколько болтов через отверстия. Эта полоса может скользить вверх и вниз по нашим отверстиям, чтобы регулировать количество поступающего вторичного воздуха.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/14-450×250.jpg
Возьмите стандартную 6-дюймовую дымовую трубу длиной 3 фута и вырежьте несколько таких выступов.Используйте угловую шлифовальную машину, если у вас нет пары консервных банок.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/15-450×250.jpg
Отогните язычки и закрепите их на крышке по центру 4-дюймового отверстия. Мы использовали саморезы № 10 после предварительного сверления, но подойдет любая комбинация болтов и гаек. 4-дюймовые отверстия должны быть меньше, это ограничение помогает облегчить смешивание древесного газа и воздуха для горения для более полного сгорания.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/16-e1504629842269-450×250.jpg
Хорошо! Теперь вы готовы! Наполните емкость очень сухой древесной стружкой и осветите верх. Используйте горелку или спичку с небольшим количеством ускорителя, например денатурированного спирта. Очевидно, будьте осторожны.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 2017/09/17-e1504629904699-450×250.jpg
Дайте ему минуту, чтобы по-настоящему разогнаться, иначе вы можете погасить пламя, когда наденете верх.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/18-e1504629942261-450×250.jpg
С частично закрытыми отверстиями для вторичного воздуха можно надеть верх. Через секунду должна установиться сильная тяга, и вы почувствуете, как воздух всасывается через отверстия вторичного воздуха.Чистый ожог выглядит так … как будто он даже не горит. Отрегулируйте количество вторичного воздуха, чтобы поддерживать температуру для наиболее чистого ожога. Обычно избыток дыма означает, что топлива слишком много, и вам нужно добавить больше вторичного воздуха.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/19-450×250.jpg
Если внимательно присмотреться через отверстия для вторичного воздуха, можно увидеть, как древесный газ смешивается и воспламеняется с вторичным воздухом при втягивании в дымоход.
- https://livingwebfarms.org/wp-content/uploads/2017/09/20-e1504630039321-450×250.jpg
Это будет гореть несколько часов, относительно чисто. Это очень простой дизайн, который еще предстоит улучшить. Прежде всего, убедитесь, что щепа очень сухая.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 2017/09 / boutique-TLUD-e1504641592606-450×250.jpg
Наш бутик TLUD. Основываясь на дизайне чемпиона, я немного лукавил с этим. Мы используем его все время, чтобы разогреть обед или вскипятить немного воды для супа или кофе. Обратите внимание на простую дроссельную заслонку на входе первичного воздуха. При дросселировании этот блок все еще может обеспечивать устойчивое пламя до 30 минут.
- https: // livingwebfarms.org / wp-content / uploads / 2017/09 / big-TLUD-e1504641952561-450×250.jpg
Наш большой TLUD в чемпионском стиле. Обратите внимание на смещение дымохода. открытие. Стандартная 6-дюймовая печная труба подойдет прямо, поэтому при правильной вентиляции ее можно будет эксплуатировать под крышей зимой.
Предыдущее изображение
Следующее изображение
информационная рубрика
информационное содержание
Вы узнаете, что замес готов, когда температура упадет, он немного дымится и почувствуете знакомый запах древесного угля.Будьте готовы, вам нужно будет быть поблизости, чтобы вовремя утолить уголь. Если вы его пропустите, ваш драгоценный биочар будет израсходован в присутствии воздуха. Закалка дает возможность создать микроскопические трещины в полукоксе, что еще больше повышает его ценность как микробного субстрата. Некоторые гуру biochar даже добавляют минеральные добавки, такие как SEA-90 или азомит, в воду для тушения, чтобы стимулировать проникновение микробов. Тестирование pH на нашем предприятии показывает, что biochar, сделанный в TLUD, может быть более щелочным, чем biochar, сделанный в реторте метод.Вероятно, это связано с тем, что технология использует открытую атмосферу, что способствует повышенному содержанию золы, особенно если вовремя не тушить ее. Соблюдайте осторожность при применении сырого угля TLUD, лучше всего позволить нейтрализовать pH, смешав его с густым компостом и оставив его на несколько недель до внесения в сад.
Зима — прекрасное время для приготовления биоугля у себя на ферме.
