itthon Üzleti Gázgenerátor gáz szénből és fából. fa gáz

Gázgenerátor gáz szénből és fából. fa gáz

LPG autó

A második világháború idején Európában szinte minden járművet úgy alakítottak át, hogy fát használjon üzemanyagként.
Futó autók fa gáz(más néven g gázgenerátoros autók), bár közben elvesztik eleganciájukat kinézet, de környezetbarát társaikhoz képest nagyon hatékonyak, és az elektromos járművekkel is egyenrangúak lehetnek.
Az emelkedő üzemanyagárak új érdeklődést váltanak ki e szinte elfeledett technológia iránt: világszerte tucatnyi amatőr száguldozik a város utcáin házi készítésű gázüzemű járműveikkel.

A gázgenerátor-gáz (szintézisgáz) képződési folyamata, amelynél a szerves anyag éghető gázzá alakul, 1400 ° C hőmérsékleten hő hatására elkezd előfordulni.

A fa első felhasználása éghető gáz képzésére 1870-ből származik, amikor utcai világításra és főzésre használták.

Az 1920-as években német mérnök Georges Ember fejlett generátor, fagáz előállítása mobil felhasználásra. A keletkező gázt megtisztították, kissé lehűtötték, majd az autómotor égésterébe vezették, miközben a motort gyakorlatilag nem kellett átdolgozni.

1931-ben kezdődött tömegtermelés Parázs generátorok. Az 1930-as évek végén már körülbelül 9000 jármű használt kizárólag gázgenerátort Európában.

A második világháború

A gáztermelési technológiák a második világháború idején váltak általánossá sok európai országban a fosszilis és folyékony tüzelőanyagok korlátozottsága és szűkössége miatt. Csak Németországban a háború végéig körülbelül 500 000 járművet szereltek fel gázgenerátorral, amelyek fagázzal működtek.

Gázfejlesztő polgári járművek a második világháborúból

Körülbelül 3000 "benzinkút" épült, ahol a sofőrök tűzifát gyűjthettek. Nem csak autók, hanem kamionokat, buszokat, traktorokat, motorkerékpárokat, hajókat és vonatokat is felszereltek gázgenerátorral. Még néhány tartályt is felszereltek gázgenerátorral, bár a németek folyékony szintetikus (fából vagy szénből készült) tüzelőanyagot gyártottak katonai célokra.

500 000 polgári gáztermelő jármű a háború végére Németországban

1942-ben (amikor a technológia még nem érte el népszerűsége csúcsát) Svédországban körülbelül 73 000, Franciaországban 65 000, Dániában 10 000, Ausztriában és Norvégiában 9 000, Svájcban pedig csaknem 8 000 gázüzemű autó volt. Finnországban 1944-ben 43 000 gáztüzelésű jármű volt, ebből 30 000 busz és teherautó, 7 000 személygépkocsi, 4 000 traktor és 600 hajó volt.

Az NGV-k az Egyesült Államokban és Ázsiában is megjelentek. Ausztráliában körülbelül 72 000 NGV volt. A második világháború alatt összesen több mint egymillió fagázüzemű jármű állt szolgálatban.

A háború után, amikor újra elérhetővé vált a benzin, a gáztermelő technológiák szinte azonnal a feledés homályába merültek. Az 1950-es évek elején csak mintegy 20 000 gázgenerátor maradt Nyugat-Németországban.

Kutatási program Svédországban

Az emelkedő üzemanyagárak és a globális felmelegedés hatására megújult az érdeklődés a tűzifa, mint közvetlen tüzelőanyag iránt. Világszerte számos független mérnök alakított át szabványos járműveket fagáz üzemanyagként való felhasználására. Jellemző, hogy a legtöbb modern gázgenerátort Skandináviában fejlesztették ki.

1957-ben a svéd kormány kutatási programot állított fel annak előkészítésére, hogy hirtelen olajhiány esetén gyorsan lehessen fagázra átállítani az autókat. Svédországnak nincsenek olajtartalékai, de vannak hatalmas erdőterületei, amelyek üzemanyagként hasznosíthatók. A tanulmány célja egy továbbfejlesztett, szabványosított beállítás kifejlesztése volt, amely minden típusú járműhöz adaptálható. Ezt a tanulmányt a Volvo autógyártó támogatta. Az autók és traktorok 100 000 km-es távon történő működésének tanulmányozása eredményeként nagy elméleti ismeretek és gyakorlati tapasztalatok születtek.

Néhány finn amatőr mérnök felhasználta ezeket az adatokat további fejlődés technológiák, mint például Juha Sipilä (a bal oldali képen).

A fagázt előállító gáztermelő üzem úgy néz ki, mint egy nagy vízmelegítő. Ez az egység elhelyezhető utánfutón (bár megnehezíti az autó parkolását), az autó csomagtartójában (majdnem a teljes csomagteret elfoglalja), vagy az autó elején vagy hátulján lévő platformra (a legnépszerűbb lehetőség Európában). Az amerikai kisteherautókon a generátor hátul van elhelyezve. A második világháború alatt néhány autót beépített generátorral szereltek fel, teljesen elrejtve a szem elől.

Üzemanyag a gázgenerátorhoz

A földgázüzemű járművek üzemanyaga fából vagy faforgácsból áll (a bal oldali kép). Faszenet is lehet használni, de ez az eredeti biomassza energiatartalmának akár 50 százalékát is elveszíti. Másrészt a szén magasabb fűtőértéke miatt több energiát tartalmaz, így az üzemanyagok köre variálható. Elvileg bármilyen szerves anyag felhasználható. A második világháború idején szenet és tőzeget használtak, de a fa volt a fő tüzelőanyag.

Holland Volvo 240

Az egyik legsikeresebb gázüzemű autót a holland John építette 2008-ban. Sok gázgenerátorral felszerelt autó terjedelmes volt és nem túl vonzó. A holland Volvo 240 modern rozsdamentes acél gázgenerátorral van felszerelve, és modern elegáns megjelenésű.

„Nem olyan nehéz fagázt szerezni” – mondja John, sokkal nehezebb tiszta fagázt szerezni. Johnnak sok panasza van az autógáz generátorokra, mivel az általuk előállított gáz sok szennyeződést tartalmaz.

A holland John szilárdan hisz abban, hogy a fagázt termelő erőművek sokkal ígéretesebbek helyhez kötött használatra, például helyiségfűtésre és háztartási szükségletekre, villamosenergia-termelésre és hasonló iparágakban. A Volvo 240 CNG járművet elsősorban a földgáztechnológia lehetőségeinek bemutatására tervezték.

John kocsija és hasonló gázüzemű autók közelében mindig sok a csodáló és érdeklődő. Mindazonáltal, gázgenerátorok az idealisták és a válság idején - mondja John.

Technikai képességek

A gázüzemű Volvo 240 eléri csúcssebesség 120 kilométer per óra (75 mph), és képes fenntartani a 110 km/h (68 mph) utazósebességet. Egy „üzemanyagtartály” 30 kg (66 font) fát tud tárolni, ami körülbelül 100 kilométerre (62 mérföldre) elegendő, ami egy elektromos autóhoz hasonlítható.

Ha a hátsó ülés fazsákokkal van megrakva, a hatótávolság 400 kilométerre (250 mérföldre) nő. Ez ismét egy elektromos autóhoz hasonlítható, ha az utasteret feláldozzák az extra akkumulátorok elhelyezésére, mint a Tesla Roadster vagy a Mini Cooper elektromos autó esetében. (A gázgenerátorban minden mellett időnként le kell venni a hátsó ülésről egy zacskó fát és bele kell önteni a tartályba).

Utánfutó gázgenerátor

Alapvetően más megközelítést alkalmaznak az autók gáztermelő rendszerekkel való újrafelszereléséhez. Ez egy módja annak, hogy egy utánfutóra helyezzen gázt. Ezt a megközelítést választotta Vesa Mikkonen. Legújabb munkája egy gázüzemű Lincoln Continental 1979 Mark V volt, egy nagy, nehéz amerikai kupé. A Lincoln 100 kilométerenként 50 kg (110 font) fát fogyaszt, és lényegesen kevésbé üzemanyag-hatékony, mint a John's Volvo. Ves Mikkonen egy Toyota Camryt is átalakított, gazdaságosabb autót. Ez az autó mindössze 20 kg (44 font) fát fogyaszt ugyanannyi futásteljesítményhez. Az utánfutó azonban majdnem akkora maradt, mint maga az autó.

Az elektromos járművek méretcsökkentéssel és könnyítéssel optimalizálhatók teljes súly. Az unokatestvérek gázüzemű autóinál ez a módszer nem megfelelő. Bár a második világháború óta a gázüzemű autók sokkal fejlettebbek lettek. A háborús autók egy benzinkúton 20-50 kilométert tudtak megtenni, alacsony dinamikus és sebességi jellemzőkkel rendelkeztek.

Gázfejlesztő faautó, Jost Konin

„Körbejárja a világot fűrésszel és baltával” – ez volt a mottója a holland Joost Conijnnak, aki utánfutós gázgenerátoros autójában két hónapig utazott Európa-szerte, egyáltalán nem törődött a benzinkutak miatt (amit meg is tett). nem látni Romániában).

Bár az autóban lévő pótkocsit más célokra használták, további tűzifa tárolására, ami növelte a távolságot a "benzinkutak" között. Érdekes módon Jost nem csak üzemanyagként használta a fát az autójához, hanem a fát is építőanyag magának az autónak.

Az 1990-es években a hidrogént a jövő alternatív üzemanyagaként tekintették. Aztán nagy reményeket fűztek a bioüzemanyagokhoz. Később nagy figyelmet fordítottak a fejlesztésre elektromos technológia az autóiparban. Ha ez a technológia nem kap további folytatást (ennek megvannak az objektív előfeltételei), akkor ismét áttérhet a figyelmünk a gázüzemű járművekre.

Az ipari technológiák magas fejlettsége ellenére a fagáz autókban való felhasználása környezetvédelmi szempontból érdekes, más alternatív üzemanyagokkal összehasonlítva. A faelgázosítás valamivel hatékonyabb, mint a hagyományos fatüzelés, mivel a hagyományos tüzelés az energiatartalom akár 25 százalékát is elveszíti. Ha egy autóban gázgenerátort használnak, az energiafogyasztás 1,5-szeresére nő a benzinüzemű autóhoz képest (beleértve a rendszer előmelegítéséből származó veszteségeket és magának az autónak a tömegének növekedését). Ha figyelembe vesszük, hogy a szükségletekhez szükséges energiát szállítják, majd olajból állítják elő, akkor a fa elgázosítása hatékony marad a benzinhez képest. Azt is figyelembe kell venni, hogy a fa megújuló energiaforrás, a benzin viszont nem.

Az NGV-k előnyei

Az NGV-k legfontosabb előnye, hogy minden előkezelés nélkül megújuló üzemanyagot használnak. A biomassza folyékony tüzelőanyaggá, például etanollá vagy biodízellé történő átalakítása pedig több energiát fogyaszthat (beleértve a CO2-t is), mint amennyi az eredeti alapanyagban található. A gázgenerátoros autóban nem használnak energiát üzemanyag előállítására, kivéve a favágást és aprítást.

Egy gázüzemű autóhoz nincs szükség erős vegyi akkumulátorokra, és ez előny az elektromos autókkal szemben. A vegyi akkumulátorok hajlamosak önkisülni, ezért használat előtt fel kell tölteni őket. A fagázt előállító eszközök mintegy természetes akkumulátorok. Nincs szükség a kimerült és hibás vegyi akkumulátorok high-tech feldolgozására. A gáztermelő üzem hulladékterméke a hamu, amely műtrágyaként hasznosítható.

Egy megfelelően megtervezett autógáz-generátor lényegesen kevésbé szálló levegőben, mint egy benzines vagy dízelmotoros autóé.

A fa elgázosítása lényegesen tisztább, mint a fa közvetlen égetése: a légkörbe történő kibocsátás összemérhető a földgázégetésből származó kibocsátással. Üzem közben az elektromos autó nem szennyezi a légkört, de később az akkumulátorok töltéséhez energiát kell alkalmazni, amelyet egyelőre a hagyományos módon nyernek ki.

A gázüzemű autók hátrányai

A gázüzemű járművek üzemeltetésének számos előnye ellenére meg kell érteni, hogy ez nem a legtöbb optimális megoldás. A gáztermelő üzem sok helyet foglal el és több száz kilogrammot nyom - és ezt az egész „gyárat” magával és magával kell cipelnie. A gázberendezések nagyok, mivel a fagáz alacsony fajlagos energiájú. A fagáz energiaértéke körülbelül 5,7 MJ/kg, szemben a benziné 44 MJ/kg, a földgázé pedig 56 MJ/kg.

Gázgenerátor-gázzal végzett munka során nem lehet sebességet és gyorsulást elérni, mint a benzinnél. Ennek az az oka, hogy a fagáz körülbelül 50 százaléka nitrogén, 20 százaléka szén-monoxid, 18 százaléka hidrogén, 8 százaléka szén-dioxid és 4 százaléka metán. A nitrogén nem támogatja az égést, a szénvegyületek pedig csökkentik a gáz égését. A magas nitrogéntartalom miatt a motor kevesebb üzemanyagot kap, ami 30-50 százalékos teljesítménycsökkenést eredményez. A gáz lassú égése miatt a nagy sebességeket gyakorlatilag nem használják, és az autó dinamikus jellemzői csökkennek.

Opel Cadet gázgenerátorral felszerelt

A kismotoros autókat is fel lehet szerelni fagáz generátorral (pl. a fenti képen az Opel Kadett), de az erős motorral szerelt nagy autókat mégis érdemesebb gázgenerátorral szerelni. Kis teljesítményű motoroknál bizonyos helyzetekben súlyos teljesítmény- és motordinamika hiányzik.

Magát a gázfejlesztő készletet kisebbre lehet állítani egy kisautóhoz, de ez a csökkenés nem lesz arányos az autó méretével. A gázgenerátorokat motorkerékpárokhoz is tervezték, de méretük egy motorkerékpár oldalkocsijához hasonlítható. Bár ez a méret lényegesen kisebb, mint a busz, teherautó, vonat vagy hajó eszközei.

Gáztermelő jármű könnyű kezelhetősége

Egy másik jól ismert probléma a gázüzemű járművekkel, hogy nem túl felhasználóbarátak (bár nagyot fejlődtek a háború alatt használt technológiához képest). A fejlesztések ellenére azonban körülbelül 10 perc kell ahhoz, hogy egy modern gázgenerátor elérje az üzemi hőmérsékletet, így nem lehet beülni és azonnal elmenni.

Ezenkívül minden további tankolás előtt el kell távolítani a hamut egy spatulával - ledolgozva az előző égést. A kátrányképződés már nem olyan problémás, mint 70 évvel ezelőtt, de most is nagyon döntő pillanat, hiszen a szűrőket rendszeresen és hatékonyan kell tisztítani, ami további gyakori karbantartást igényel. Általánosságban elmondható, hogy egy gázüzemű jármű további gondokat igényel, amelyek teljesen hiányoznak a benzines járművek működéséből.

A halálos szén-monoxid magas koncentrációja további óvintézkedéseket és ellenőrzéseket igényel a csővezeték esetleges szivárgásának megakadályozása érdekében. Ha a telepítés a csomagtartóban van, akkor ne spóroljon az autó CO-érzékelőjén. A gáztermelő rendszert zárt térben (garázsban) nem lehet elindítani, mivel indításkor és üzemmódba lépéskor nyílt lángnak kell lennie (bal oldali ábra).

NGV-k tömeggyártása

A gyárban gyártott Volkswagen Beetle gázgenerátor

Minden járművek A fent leírtakat amatőr mérnökök építették. Feltételezhető, hogy ha a gázüzemű autók professzionális gyári gyártása mellett döntenének, akkor nagy valószínűséggel sok hiányosság megszűnne, és több előnnyel járna. Az ilyen autók vonzóbbnak tűnhetnek.

Például a második világháború alatt a gyárban gyártott Volkswagen autókban a teljes gázgenerátor mechanizmust a motorháztető alatt rejtették el. A motorháztetőben elölről csak egy nyílás volt a tűzifa betöltésére. A telepítés többi része nem volt látható.

A gyárilag gyártott gázgenerátoros autó másik lehetősége a Mercedes-Benz. Amint az alábbi képen látható, a teljes gázgenerátor mechanizmus a csomagtartó motorháztetője alatt van elrejtve.

Erdőirtás

Sajnos a fagáz és a bioüzemanyagok használatának növekedése vezethet a kialakuláshoz új probléma. A gázüzemű járművek tömeggyártása pedig súlyosbíthatja ezt a problémát. Ha elkezdi jelentősen növelni a fagázt vagy bioüzemanyagot használó autók számát, akkor a faállomány ugyanennyivel csökkenni kezd, és a mezőgazdasági területeket feláldozzák a bioüzemanyag hasznosítására feldolgozott növények termesztésére, és ez éhínséghez vezethet. A gáztermelő berendezések használata Franciaországban a második világháború idején az erdőtartalékok meredek csökkenését okozta. Hasonlóképpen, más bioüzemanyag-előállítási technológiák az ember számára hasznos növények termesztésének csökkenéséhez vezetnek.

Bár egy gázüzemű autóval mérsékeltebb használat is lehet:
melegítse fel a gázgenerátort 10 percig, vagy kerékpárral menjen az élelmiszerboltba - valószínűleg az utóbbi mellett döntenek;
3 órás fát vágni egy tengerparti kiránduláshoz vagy vonatozáshoz - valószínűleg az utóbbi mellett lesz a választás.

A gázgenerátor beindítása és felmelegítése legalább 10 percet vesz igénybe

Bárhogy is legyen, az NGV-ket nem lehet összehasonlítani a benzines és dízelmotoros járművekkel. Csak a globális olajhiány vagy annak árának igen nagymértékű emelkedése kényszeríthet bennünket arra, hogy gázüzemű autóra váltsunk.

Forrás: sintezgaz.org.ua

gázgenerátor, csináld magad gázgenerátor, gázgenerátor, háztartási gázgenerátor, generátor, gázgenerátor autó

A földgáz a legolcsóbb fűtési rendszer energiaforrása. De manapság nem olyan olcsó a benzin. Ezért sok lakástulajdonos inkább alternatív gázgenerátorokat használ, amelyek fával vagy fűrészporral működnek fűtési rendszerében.

És ebben a cikkben megvizsgáljuk egy ilyen gázgenerátor létrehozásának folyamatát. Az anyag tanulmányozása után saját kezűleg összeállíthat egy fatüzelésű gázgenerátort, és kihasználhatja az összes előnyt alternatív módon fűtés.

Éghető gáz nem csak kútból nyerhető ki. Például, ha a tűzifát 1100 Celsius fokra melegíti, korlátozva az oxigén hozzáférését az üzemanyag oxidációs zónájához, az égési folyamat a termikus bomlás - pirolízis - szakaszába kerül. A pirolízis eredményeként a cellulóz kis molekulatömegű olefinekké - éghető etilén és propilén gázokká - alakul.

Ezenkívül a "pirolízis" kazán hatásfoka 1,5-2-szer magasabb, mint a hagyományos szilárd tüzelésű "fűtőké". Hiszen a pirolízis során felszabaduló kis molekulatömegű olefinek sokkal több energiát szabadítanak fel az égés során, mint a cellulóz elégetése.

Ennek eredményeként a fűrészpor, tűzifa, sütemény vagy bármely más cellulózforrás generátora a következő séma szerint működik:

Az elsődleges égéstérben a klasszikus pirolízis eredményeként a cellulóz kis molekulatömegű olefinekké alakul.
A következő szakaszban a pirolízis eredményeként kapott olefinek egy sor szűrőn haladnak át, amelyek megtisztítják az éghető gázokat a szennyeződésektől - ecetsavtól és hangyasavtól, koromtól, hamutól és így tovább.
Szűrés után a gázokat le kell hűteni, mivel a felmelegített tüzelőanyag kevesebb energiát ad le az oxidáció utolsó szakaszában.
Továbbá a lehűtött gázok a másodlagos égéstérbe jutnak, ahol a végső oxidáció (égés) megtörténik, a kazán falai (burkolata) által elnyelt energia felszabadulásával együtt. Ezenkívül a szekunder gázégetőkamrába egy külön levegőrészletet pumpálnak, mivel az elsődleges kamra korlátozott oxigénellátás mellett működik.

A kazán fűtött falai vízköpenyre csatlakoztathatók, a gázgenerátort hagyományos vízmelegítő kazánná alakítva, vagy légkonvektor fűtőelemeként használhatók.

Miért előnyös?

A fagáz generátor saját kezű megépítésével a következő előnyökkel számolhat:

Csökkentett üzemanyag-fogyasztás. Hiszen a gázgenerátoros kazán hatásfoka 90-95 százalék, míg a szilárd tüzelésű kazáné csak 50-60 százalék. Vagyis ugyanazon helyiség fűtésére a gázgenerátor a hagyományos szilárd tüzelésű kazán által fogyasztott tüzelőanyag legfeljebb 60 százalékát költi el.
hosszú égési folyamat. A tűzifa pirolízise 20-25 óra alatt megy végbe, a faszén hőbomlási folyamata 5-8 nap alatt ér véget. Ezért a tűzifát a kazánba csak naponta egyszer lehet betölteni.. És ha szenet használ, akkor a kazán „töltése” hetente egyszer történik!
Bármilyen cellulózforrás tüzelőanyagként való felhasználásának lehetősége - a süteménytől és a szalmától az élő faig, amelynek nedvességtartalma körülbelül 50 százalék. Vagyis a tűzifa "szárazsága" miatt már nem lehet aggódni. Sőt, egyes gázüzemű kazánmodellek kemencéjébe akár mérőrönköket is be lehet szállítani előzetes köszörülés (aprítás) nélkül.
Nincs szükség a kémény és a ventilátor tisztítására. A pirolízis szinte maradék nélkül hasznosítja a tüzelőanyagot, az olefin oxidáció terméke pedig közönséges vízgőz.

Ezenkívül meg kell jegyezni a kazán folyamatának teljes automatizálásának képességét.

Természetesen nem hozhat létre teljesen automatikus gázgenerátort saját kezűleg, de az ipari modellek hetekig működhetnek, üzemanyagot fogyasztva a bunkerből és vezérelve a hűtőfolyadék fűtési folyamatát a kezelő részvétele nélkül.

A fatüzelésű gázgenerátorok használatának negatív oldala a következő tényeket tartalmazza:

Egy ilyen kazán nagyon drága. A "pirolízis" kazán legolcsóbb változatának ára kétszer magasabb, mint a szilárd tüzelésű kazán költsége. Ezért a legbuzgóbb tulajdonosok inkább saját kezűleg építenek fára gázgenerátort.
Egy ilyen kazán elektromos energiával működik, amely a levegőt az égésterekbe fújó rendszerek táplálására szolgál. Vagyis ha nincs áram, nincs hő. A hagyományos sütő bárhol "működik".
A kazán folyamatosan nagy teljesítményt termel. Ezenkívül a fűtés intenzitásának csökkenése a teljes rendszer meghibásodását okozza - az éghető olefinek helyett a közönséges kátrány kerül a másodlagos kamrába.

De az összes hiányosság "kifizetődik" a rengeteg pozitív jellemzővel és a fűtőberendezés gazdaságos működésével. Ezért egy gázgenerátor vásárlása, és még több önálló konstrukció egy ilyen "fűtő" nagyon jövedelmező üzlet. Az alábbiakban a szövegben leírjuk a fagáz-generátor létrehozásának folyamatát.

Hogyan készítsünk gázgenerátort saját kezűleg?

A gázgenerátor összeszerelése és a készülék fűtőkazánná történő átalakítása előtt el kell készítenünk azokat az alkatrészeket és alkatrészeket, amelyekből ez az egység össze lesz állítva.

Ezenkívül a fatüzelésű gázgenerátor klasszikus eszköze a következő alkatrészek használatát foglalja magában az összeszerelési folyamatban:

Először is, a testek a leendő egység alapjai, a kazán összes alkotóeleme ennek az egységnek a belsejébe kerül beépítésre. A testet sarkokból és acéllemezből állítják össze, előre vágják és vágják a sablonok és rajzok szerint.
Másodszor, a bunkerek tüzelőanyag (tűzifa, faszén, raklapok stb.) tárolására szolgáló tartályok. A bunker fémlemezből van összeállítva és a testben rögzítve van. Ezen túlmenően ezen csomópont alatt a ház belső terének egy része lefoglalható, alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélból készült fémlemezek segítségével lehatárolva.
Harmadszor, az égésterek - a bunker alján van elhelyezve. Végül is ennek a csomópontnak a fő feladata a magas hőmérséklet előállítása, ezért a kamra hőálló acélból készül. És a bunker fedele le van zárva, megakadályozva az égéstér oxigénnel való jogosulatlan telítését.
Negyedszer, az égéstér nyaka egy speciális terület, ahol gyantarepedést végeznek. A kamra ezen részét azbeszttömítésekkel választják el a testtől.
Ötödször, a levegőelosztó dobozok - a tokon kívül található speciális egység. Ezenkívül a légelosztó bekötése a házba egy visszacsapó szelep segítségével történik. Ez a szerelvény oxigén beáramlást biztosít az olefin égéskamrába, megakadályozva az éghető gázok kibocsátását az égéstérből.
Hatodszor, egy szűrőkészlet és egy cső, amely összeköti a tűzifa égéskamra nyakát az olefin égéstérrel.

Ezenkívül szükségünk van egy rácsra - az égéstérben, a gerendákban és az ajtókban lévő szenek szétválasztásához szükséges - ezek hozzáférést biztosítanak a test üregéhez, beleértve a bunkert vagy az égésteret.

Mindezen elemek előkészítése után folytathatjuk a gázgenerátor összeszerelését, a következő terv szerint:

Először a testet össze kell szerelni.
Ezután egy égéskamrával ellátott bunker van felszerelve a testben, kiegészítve a kialakítást rácsokkal és bemeneti csatornával (fúvó).
A tűzifa égetőkamra nyakát elágazó cső köti össze az olefin égéstérrel. Sőt, bevezethető a házon kívülre szerelt gázhűtőrendszer leágazó csőjébe.
A ház felső részében egy levegőelosztó doboz van felszerelve, amely előzetesen előkészítette az olefinek bejutását az égéstérbe egy visszacsapó szelep segítségével.
Ezután a bunker ajtaja és az égésterek nyílásai (tűzifa és olefinek egyaránt) a zsanérokra vannak szerelve.

Az így összeállított kazán légkompresszorokkal (levegőelosztó és bevezető csatorna a tűzifa égésterébe) és kipufogócsővel (kémény) van felszerelve. Nos, a legvégén egy bemeneti és kimeneti csatlakozóval ellátott vízköpeny van felszerelve a kazántestre, lehetőleg a másodlagos égéskamra zónájában, amelyben a hűtőfolyadék kering. Ezenkívül a köpeny elhelyezhető a ház kettős falaiban vagy az olefinek égésterében.

A gáz mennyisége és összetétele elsősorban a hőmérséklettől és a desztilláció sebességétől függ. Normál körülmények között a gáz szénsavból, szén-monoxidból és kis mennyiségű metánból, telítetlen alifás szénhidrogénekből és hidrogénből áll. A Klason által beszerzett fagáz-összetevők hozamait az 51. oldalon soroltuk fel " OM fenyő, lucfenyő, nyír és buk száraz desztillációja során, a száraz fa tömegéhez viszonyított %-ban számolva. A fenti kőzetekből származó gáz átlagos százalékos összetétele térfogatban a következő lesz:

COz. . . ... . -57,1*

CO...................... - 32,7 hüvelyk

С4Н4 ■ ... . . -

Bergstrom és Weslen a következő ábrákat adják a levegőn szárított puhafa belső fűtésű svéd kemencékben* végzett száraz desztillációjából nyert gáz összetételére.

COj...................... 50-56N

CO................. 28-"he

Sn "................. 18 N

Nehéz szénhidrogének 2-3 Hén...... . 0,5-14

Ennek a gáznak a hozama a száraz fa tömegének körülbelül 18%-a. 18%-os metántartalma túl magasnak tűnik, mivel a VK szinte az összes metoxicsoportnak felel meg a fában, míg más száraz párlatok is jelentős mennyiségű metoxilt tartalmaznak.

F. Fischer kutatásai szerint „a vasretortákban a fa száraz desztillációja során keletkező gázok átlagos térfogat-összetételűek, nagyszámú elemzés alapján:

TOC o "1-3" h z С02 ...... 59,0*

ÍGY ....... .33 ő

CH< ....... . 3,5*

Hidrogén........................ 3,0*

A fagáz összetétele általában nem állandó a desztillálóberendezésből való kibocsátásának teljes ideje alatt, és a fejlődési szakasztól függően változik. A készülékből először csak levegő szabadul fel, amit a fa és a készülék tartalmaz, majd megjelenik egy gáz, amely szinte kizárólag CO2-ból és CO-ból áll, és kevéssé éghető. Csak miután az összes víz elpárolgott a fából, akkor kezdődik meg az erőteljes gázfejlődés jelentős szénhidrogén- és hidrogéntartalommal, amelyek könnyen égnek. A folyamat következő szakaszában a gázok felszabadulása csökken, de éghetőségük nem gyengül.

Bár a fa száraz desztillációjának kezdetén kis mennyiségű levegő a gáz teljesen normális részét képezi, de bizonyos esetekben, például az olyan üzemekben, amelyek ventilátoros fagáz elszívásával dolgoznak, ez a levegőkeverék jelentősen megnő. Klar példát ad, amikor az oxigén mennyisége a gázban elérte a 6%-ot. Személyesen kellett megfigyelnem az A rendszer szénkemencéjében Ésés új oxigéntartalom 2-5, sőt 4 °/o, amelyet gyakran pukkanás kísért, különösen a gázok egyik regenerátorból a másikba való átvitelekor.

A hűtőből kilépő gázok a levegőn kívül bizonyos mennyiségű faecetet és gyantát is tartalmaznak, amellyel a gázok a hűtővíz hőmérsékletétől és a hűtőcsövekben uralkodó nyomástól függően többé-kevésbé telítettek. Minél több gáz keletkezik a fa száraz desztillációja során, és minél melegebben hagyják el a hűtőszekrényt, annál nagyobb a veszteség ecetsavés különösen a gázok telítéséből származó faszesz alkotórészei fa ecet. Ezért ennek a veszteségnek a elkerülése érdekében egyrészt szükséges, hogy a képződő gázok mennyisége minimális legyen, és ezt a desztillációs hőmérséklet csökkentésével érjük el, másrészt, hogy a gázok hőmérséklete, amikor elhagyják a hűtőszekrényt, ne csökkenjen. 20 °C fölé emelkedik, és a 3. a levegő hozzáférése a desztillálóberendezéshez üt Minimálisra csökkentve, mivel a levegő beáramlása miatt megnő a gázok mennyisége, az oxidáció következtében pedig a termékek, különösen a metil-alkohol vesztesége,

A gázokban lévő szénhidrogének mennyiségének növekedésével a fűtőértékük nő. Yuon táblázatában már láthattuk, hogy a gáz fejlesztésének kezdeti szakaszában csak 1100-at ad cal, 1-re kocka m, a lepárlás végén kalóriatartalma eléri a 4780-at cal. tovább kocka, m.

Ha az F. Fischer által jelzett összetételű fagázt vesszük "oM", akkor a fűtőértéke 1312,8 kal., Azok. 1 kocka, m gáz 1b ° C-on és prn atmoszférikus nyomáson az égés során a meghatározott mennyiségű hőt bocsátja ki; súly 1 kocka, m egy ilyen gáz 1,479 kg. A gáz hasznos fűtőértéke a gyakorlatban az elkerülhetetlen hőveszteség miatt jelentősen csökken, és a számítás szerint 864 hal. A gyakorlatban feltételezhető, hogy 100 kg fa adok * száraz desztilláció során maximum 20 - 26 kg gázt, i.e. kb 15 kocka m , amelyek hasznos fűtőértéke 864 "pi. mindent megad 12 960cal, Összehasonlítva ennek a gáznak az értékét a jó szén elméleti fűtőértékével, 7000 al. gyakorlatival pedig 50-nél 00 cal, azt tapasztaljuk, hogy ez a gáz üzemanyag-kapacitását tekintve 2,5 kg követ tud helyettesíteni

5000 I. Ha a fagázt a kéményből kilépő füstgázok melegítik, a tüzelőanyag értéke 3,3 fűtőértékre emelkedhet kg szén.

A fa száraz desztilláló üzemeiben a fa*gáz jelentős fűtőértéke miatt nem kerül haszontalanul a levegőbe, hanem retorták alatt elégetik, amivel mintegy 10%-ot takarítanak meg a szenet, vagy tüzelőanyagként használják gázmotorok, *az vagy 100 kg fa megfelelője 3 hg szén, óránként 3,75 lóerőnek megfelelő energiát fejleszt ki.

Történelmileg a fakémia jóval a petrolkémia megjelenése előtt keletkezett. A szénégetés például ezer éves múltra tekint vissza, és a fűtőszál (angolul charcoal-burner vagy collier, németül Köhler) sokak szereplője. népmesék. Régen a szenes csávázást kupacokban vagy gödrökben végezték, most erre speciális berendezéseket használnak. Európa még most is nagy mennyiségű szenet fogyaszt. Oroszországban a fa-vegyipar a Petrine-korszakban kezdett intenzíven fejlődni.

Az ismert hazai vegyészek, D.I. Mengyelejev, V. E. Tiscsenko, E. I. Orlov és mások.

A szovjet időszakban a Szovjetunió szinte minden régiójában és köztársaságában számos fakémiai (biokémiai) gyár működött. A petrolkémia fejlődésével a fa-vegyipari vállalkozások valamelyest veszítettek jelentőségükből, és egy részüket átprofilozták más termékek előállítására. Például a híres moszkvai gyár kárpitozott bútor A "Kuzminki" a múlt század 50-es éveiben fakémiai üzem volt. A „peresztrojka” időszakában számos hazai biokémiai üzem ment csődbe számos objektív és szubjektív ok miatt, valamint sok más rendkívül technológiai vállalkozások. Ezért hazánk jelenleg ecetsavat és egyéb fakémiai termékeket importál.

Külföldön minden más. Folyamatosan nő az érdeklődés a biológiai megújuló erőforrások (biomassza) felhasználása iránt. Biomassza (bioanyag, biota) - a bolygó biogeocenózisában jelenlévő növényi és állati szervezetek össztömege körülbelül 2,4 ∙ 10 12 tonna, ennek a mennyiségnek 97%-át növények, 3%-át állati szervezetek foglalják el. A bioerőforrások műszaki feldolgozása (biorafinéria) a tudomány, a technológia és az üzleti élet egyik leggyorsabban fejlődő ága.

Biomassza források elgázosításhoz

Hazánkban nagyon sok a gazdaságosan elérhető biológiai nyersanyag - tűzifa, fakéreg, ágak, tuskók stb. fakitermelési hulladék, fafeldolgozó és bútoripari hulladék, lignin, gabonatisztító hulladék, különféle típusú szalma és növényi szár (búza) , rizs, len, kukorica, napraforgó, gyapot stb.), nád, gyümölcsmag és dióhéj, különféle ipari és háztartási hulladék. Sok helyen szó szerint láb alatt hevernek az elgázosításhoz szükséges alapanyagok. Különféle becslések szerint Oroszországban évente akár 300 millió tonna különféle szerves hulladék halmozódik fel, beleértve akár 50 millió tonna háztartási hulladékot.

A különféle lignotartalmú hulladékok néhány tulajdonsága a szénhez képest:

Nyersanyag	Fűtőérték mJ/kg	páratartalom %	Hamu %
szén	25-32	1-10	0,5-6
faipari	10-20	10-60	0,2-1,7
szalma	14-16	4-5	4-5
rizs héj	13-14	9-15	15-20
pamut	14	9	12
kukorica	13-15	10-20	2-7

A biológiai nyersanyagok és hulladékok energiapotenciáljának felhasználásának hat fő iránya van:

A biomassza elgázosítása az egyik legolcsóbb és leginkább környezetbarát módszer az elektromos és hőenergia előállítására. Két közvetlen módszer létezik a biomasszából történő gáz előállítására - mikrobiológiai és termikus (pirolitikus). A fa kevés vizet tartalmaz, és viszonylag lassan bomlik le. Ezért számára és a legtöbb cellulóz- és lignintartalmú hulladék számára a legegyszerűbb és a legtöbb hatékony mód Az elgázosítás termikus (pirolitikus) gázosítás.

Mi a pirolízis?

A pirolízis (a görög pyr - tűz és lízis - bomlás) - szerves vegyületek hőbomlási folyamata magas hőmérséklet hatására. A pirolízis legegyszerűbb fajtája az anyagok (fa, szén, tőzeg stb.) szokásos elégetése tűzben, tűzön vagy kemencében, a főzés során fontos szerepet kapnak a szerves pirolízis folyamatai. A pirolízist néha száraz desztillációnak is nevezik.

A pirolízis az egyik legfontosabb kémiai folyamat, amelyet az energetikában és a különféle területeken használnak ipari termelések- kohászat, petrolkémia stb. Például a pirolízis eljárás olyan gazdaságilag és műszakilag fontos anyagokat állít elő, mint pl. faszén, koksz, divinil, etilén, propilén, benzol stb. Az iparban az olajat, szenet, tőzeget, fát, mezőgazdasági hulladékot, ipari hulladékot, háztartási hulladékot stb. pirolizálják.

A pirolízis a fakémia egyik fontos területe, és szén, terpentin, kátrány, ecetsav, metil-alkohol, aceton és más anyagok előállítására használják.

A fa és más típusú biomassza ipari pirolízise összetett kémiai folyamat, amely különféle reakciók és átalakulások formájában megy végbe, és a légköri oxigén korlátozott (ellenőrzött) jelenlétében megy végbe. A biomassza pirolízis során lezajló folyamatokról nincs univerzális leírás, mert ezek a folyamatok többkomponensűek és többtényezősek.

A pirolízis a folyamat körülményeitől (a nyersanyag típusától, őrlésének fokától, hőmérséklettől, nyomástól, oxigén-, víz-koncentrációtól, katalizátorok jelenlététől) és a reaktor kialakításától (kemence, oszlop, retorta stb.) függően eltérően megy végbe. különféle szilárd, folyékony és gáznemű anyagok felszabadulásával. Több tucatféle pirolitikus reaktor létezik (kemencék, retorták, oszlopok stb.). Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a különböző típusú cellulóztartalmú nyersanyagok eltérő kémiai összetételűek, ami bizonyos mértékig befolyásolja a kapott pirolízistermékek hozamát.

A biológiai eredetű összetett szerves vegyületek hőbomlása 100 ° C-hoz közeli hőmérsékleten kezdődik. A fa fő anyagainak bomlása a pirolízis során körülbelül 200 ° C hőmérsékleten kezdődik, azonban a fő folyamatok 400-800 ° C hőmérsékleten mennek végbe. ° C. Bizonyos esetekben a szerves anyagok pirolízisét még magasabb hőmérsékleten, 1300-1800 ° C-on hajtják végre, beleértve a 1300-1800 °C-ot is. elektromos plazmagenerátorok segítségével.

A fa összetétele 45-60% cellulózt, 15-35% lignint és 15-25% hemicellulózt, valamint kalcium- és magnézium-pektátot, gyantát, gumit, zsírokat, tanninokat, pigmenteket és ásványi anyagokat tartalmaz. A fa szárazanyaga körülbelül 50% szenet, 6% hidrogént, 44% oxigént, körülbelül 0,2% nitrogént és legfeljebb 1% ként tartalmaz. A fa ásványianyag-tartalma (hamutartalma) 0,2-1%. A fás ágakban a hamu akár 2%, a gyökerekben akár 5% is lehet. A fahamu (Na2CO3 és K2CO3) 10-25%-a vízben oldódik, a hamu oldhatatlan anyagai közül a legfontosabbak a mész-, szén-, kova- és magnézium-, vas- és mangán-foszfátsók. A fahamu olvadáspontja 1400°C.

Létezik különböző fajták pirolízis rendszerek, amelyek különféle szilárd, folyékony és gáznemű termékek előállítására összpontosítanak - faszén, alkohol, sav, folyékony szintetikus üzemanyag és generátorgáz stb.

Faszénre pirolizálva a hasznos hozam 8-12 sűrű köbméter tűzifából körülbelül 1 tonna szén. A folyamat során felszabaduló energiát főként annak biztosítására használják fel. Ezzel szemben a biomassza elgázosítása esetén a nyersanyag túlnyomó többsége éghető, magas kalóriatartalmú gázzá alakul, amely villamosenergia-termelést biztosít (1,4-1,8 tonna alapanyagból kb. 1000 kWh).

Az utóbbi időben a szénhidrogén üzemanyagok megtakarításának szükségessége miatt megnőtt az érdeklődés a szilárd tüzelőanyagok elgázosítása iránt. A fa és más típusú biomassza elgázosításának előnyei a hagyományos kemencében történő égetéssel szemben kis mennyiségű környezetszennyező anyagot tartalmaznak, pl. kedvező környezeti teljesítmény a többi energiatechnológiához képest.

Generátor gáz beszerzése és villamos energia előállítása

Ma az ipari vállalkozásoknál a fahulladékot és egyéb biotermékeket legjobb esetben kemencékben és kazánkemencékben égetik el, amelyeket zúzott faaprítékkal vagy tüzelőanyag-pellettel töltenek meg. A szabványos kemencék azonban alacsony hatásfokkal rendelkeznek, rendszeres tisztítást és javítást igényelnek, és az el nem égett összetett és káros szénhidrogén vegyületek és pernye füst formájában kerül ki a légkörbe.

A generátorgáznak, mint tüzelőanyagnak kétségtelen előnyei vannak a fa és más típusú biomassza közvetlen elégetésével szemben. A termelőgáz a földgázhoz hasonlóan nagy távolságokra szállítható csővezetékeken és palackokon keresztül; kényelmesen használható a mindennapi életben főzéshez, vízmelegítéshez és melegítéshez, valamint technológiai és erőművekben. A gázfáklyázás könnyen automatizálható; Az égéstermékek kevésbé mérgezőek, mint a fa és más típusú biomassza közvetlen égetésének termékei.

A generátorgázt további vegyi feldolgozás nyersanyagaként, valamint kényelmes és hatékony üzemanyagként használják szárítók, kemencék, kazánok égőiben, gázturbinák, de gyakrabban - gázdugattyús berendezések. Így tulajdonságaiban hasonló a földgázhoz, és ez utóbbi helyett is használható.

A szilárd tüzelőanyagok gázosításának technológiája éghető gáz előállítására nem új keletű. A gázosítás úttörői a britek, a németek és a franciák voltak (kb. 1805-1815). A gázt eleinte csak utcák és lakóházak megvilágítására használták lámpások és lámpák segítségével, majd üzemanyagként. Moszkvában fél évszázaddal később (1865) jelentek meg a mesterséges gáz előállítására szolgáló berendezések. Ezután a brit vállalkozók monopóliumot kaptak a város világítására, valamint vámmentesen importálták a mesterséges gázgyár építéséhez szükséges berendezéseket, gázvezetékeket, lámpákat, égőket, mérőórákat stb. 1905-re Moszkvának 215 vertnyi gázhálózata, 8735 gázlámpája és 3720 magángázfogyasztója volt (a Mosgaz történelmi háttere). A földgáz csak 1946-ban jelent meg Moszkvában (a Szaratov-Moszkva fő gázvezeték). A kezdet előtt A 60-as években a Szovjetunióban a szilárd tüzelőanyagok elgázosítása meglehetősen elterjedt: több mint 350 gázgenerátort gyártottak lebontásból. szilárd tüzelőanyag típusok kb. 35 milliárd m3/év generátorgázok különböző célokra.

Vagyis eredetileg gázipar generátorgáz gyártásával és forgalmazásával foglalkozott, és csak a 20. század közepén kezdett áttérni a földgázra.

20-50 év múlva. A múlt században fagáz-generátorokat szereltek fel autókra, buszokra, traktorokra és egyéb sorozatgyártású berendezésekre (például GAZ-42, ZIS-21 háztartási autókra). A faiparban a fakitermelő gépeket és vonszolókat gázgenerátorral szerelték fel. A képen egy német motorkerékpár látható, amely nagyon kompakt gázgenerátorral van felszerelve. A háború után a szállítógáz generátorokat sokáig a mozgósítási tartalékban tartották.

A petrolkémia fejlődésével összefüggő alacsony villamosenergia- és üzemanyagköltség nem ösztönözte a kisüzemi és alternatív energiatermelés fejlesztését. Jelenleg a helyzet hazánkban gyorsan változik az alternatív energiaforrások használata javára. Egy vállalkozás vagy háztartás egyszerű elektromos vagy gázhálózatra történő csatlakoztatása is gyakran komoly problémát jelent.

Számos külföldi és hazai intézet és cég fejleszt jelenleg fa és egyéb szilárd tüzelőanyagok elgázosítását. Tovább Háztartási bolt már vannak javaslatok kis gázosító üzemekre gazdálkodóknak stb., de ipari vállalkozások az erdei falvaknak pedig erősebbre van szükségük erőművek. A gáztermelő üzemek teljesítménye különbözik: kicsi - 100 kW-ig; közepes - 100-1000 kW; nagy teljesítmény - több mint 1000 kW. A fahulladék és más típusú biomassza elgázosítására sokféle és több tucat kivitelű gázgenerátor létezik. Ezek közül a legnépszerűbbek a közvetlen és fordított égésű generátorok, valamint a fluidágyas generátorok.

A gáztermelő üzemekben nem csak pirolízis megy végbe; pontosabban ezt a folyamatot részlegesnek nevezzük
(azaz nem teljes) szénoxidáció (részleges oxidáció). A gázgenerátorban a nyersanyagok a gázzá alakítás négy szakaszán mennek keresztül:

Az első szakasz az anyag gyors szárítása magas hőmérsékleten; a második - a biomassza hőbomlása (pirolízise) szén és kátrány képződésével, majd párolgása és kátránygázzá történő átalakulása; a harmadik a kátránygáz és a szén egy részének szerves vegyületeinek elégetése; és negyedszer a forró szén felületén a szén-dioxid CO 2 redukciója CO-monoxiddá és a víz H 2 O hidrogénné H 2 .

A gázgenerátorokban végbemenő reakciók többsége exoterm, azaz. energia felszabadulásával történik. Fő kémiai elemek A biomassza gázzá alakításának folyamatában a szén, a levegő oxigénje és a víz vesz részt. Az oxidálószerek az oxigén, a szén-dioxid és a vízgőz (1-3. reakciók). A fa elgázosítása során fellépő fő kémiai reakciók a következők:

C + 0,5 O 2 → CO 2 - 109,4 kJ / mol (1)
C + CO 2 → 2CO + 172,5 kJ / mol (2)
C + H 2 O → CO + H 2 + 131,2 kJ / mol (3)

C + O 2 → 2CO 2 - 284,3 kJ / mol (4)

CO + H 2 O ↔CO 2 + H 2 ± 131,4 kJ / mol (5)

C + 2H 2 → CH 4 + 74,8 kJ/mol (6)
CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O - 206,2 kJ/mol (7)
CO + H 2 → 0,5 CH 4 + 0,5 CO 2 - 123,8 kJ/mol (8)

A szilárd tüzelőanyagok elgázosításának közvetlen terméke (az ún. nyersgáz) mindig tartalmaz valamilyen mennyiséget szén-dioxid CO2, víz H2O, metán CH4 és ezen kívül néha magasabb szénhidrogének, levegő használata esetén NO2 is. A biomasszában való jelenléte miatt egy kis mennyiséget a ként a H2S képezi. A szilárd tüzelőanyagok elgázosítási sebessége jelentősen függ a hőmérséklettől. A nyomás növekedésével a CH4 koncentrációja nő. A keletkező gáz összetétele a gázgenerátor sémájától és a folyamatmódtól függ.

A gázgenerátorból kilépő gáz magas hőmérsékletű és nagy mennyiségű szennyeződést (hamut és kátrányt) tartalmaz, ezért a gázfejlesztő egységeket speciális gázhűtő és -tisztító rendszerekkel látják el.

A legfeljebb több megawatt hőterhelésű távoli fogyasztók autonóm áramellátásának és az üzemi biomassza hulladék újrahasznosításának problémájának megoldására a leghatékonyabb a termokémiai elgázosítási technológia alkalmazása a légfúvással ellátott réteges berendezésekben. Ezek a telepítések a legegyszerűbbek tervezési és működési szempontból. A keletkező gáz fűtőértéke 3,5-5,0 mJ/m3, és alkalmas belső égésű motorokban és tüzelőberendezésekben történő felhasználásra.

Az USA-ban és az EU országaiban nagy figyelmet fordítanak a biomassza hasznosításának és elgázosításának kérdéseire, de Kína és India vezető szerepet tölt be ebben az irányban.

Oroszországban sok terület megközelíthetetlen ezek biztosítására földgáz, és a folyékony tüzelőanyag vagy a szén odaszállítása magas költségekkel jár. Az optimális megoldás a bioüzemanyagból villamos energiát előállító berendezések használata.

Fluidágyas gázgenerátorokon alapuló, soros kulcsrakész ipari elektromos elgázosítási rendszereket gyártanak mezőgazdasági, gabonafeldolgozó, erdészeti és fafeldolgozó vállalkozások számára, pl. kínai cég Chongqing Fengyu elektromos berendezések.

A cég által javasolt technológia szerint zúzott és szárított fahulladék, hidrolitikus lignin, szalma, rizs- és napraforgóhéj, gyapotszár stb. a bunkerből az elgázosító oszlopba táplálják. A keletkező szintetikus gáz lehűl, portól és kátránytól megtisztul, és belép az akkumulátorba. A gáz tisztítása és hűtése a rendszerben keringő újrahasznosított víz segítségével történik. Az elgázosító berendezés alapvetően egyszerű kialakítású és viszonylag kompakt. A víz hűtését tóban vagy medencében végzik - hűtőben. A keletkező éghető szintetikus gázt gázdugattyús egységbe (gázgenerátorba) küldik, vagy más célokra használják fel.

Az elgázosító üzemek energiahatékonysága magas. Tehát 1 kW villamos energia előállításához körülbelül 1,3-1,8 kg rizshéj (szalma) vagy 1,1-1,6 kg fűrészpor vagy lignin szükséges. A komplett berendezés költsége kevesebb, mint 1000 USD 1 kW átvett elektromos teljesítményenként.

Termelői gáz összetétele

A fából és egyéb hulladékokból nyert generátorgáz összetételét ezekben az üzemekben a táblázat tartalmazza:

A generátorgáz éghető összetevői a szén-monoxid (CO), a hidrogén (H2), a metán (CH4) és egyéb szénhidrogének (CmHn). A keletkező szintetikus gáz fűtőértéke a felhasznált nyersanyag típusától függ, és 1100-1500 kcal/m 3 (4,6~6,3 mJ). Például a rizshéj feldolgozása során nyert gáz fűtőértéke 1393 kcal / m 3 (5,83 mJ / m 3 );

A gáztermelő erőművek különböző egységteljesítményűek, 200 és 1200 kW között, és számos országban tesztelték őket. Kínában ezeknek az erőműveknek a megtérülési ideje kevesebb, mint 2 év.

Az elgázosító berendezések sikeresen alkalmazhatók mind új erdészeti és fafeldolgozó vállalkozások szervezésében, mind a meglévők korszerűsítésében, beleértve az elektromos és gázhálózatoktól távoli területeket is. Az önkormányzatok, a gabonatisztító és a mezőgazdasági vállalkozások érdeklődésére is számot tarthatnak.

A fa és a biomassza elgázosításáról szóló irodalom

Számos könyv és cikk született a fa és a bioforrások elgázosításáról, beleértve a elérhető az orosz és a világhálózaton. Az alábbiakban egy rövid lista a kezdőknek: szerző Abushenko A.V., 2010. május

Azonnal foglaljunk: ha egy kocsi fán fut, az nem jelenti azt, hogy sínek nélküli gőzmozdonyról van szó. A gőzgép alacsony hatásfoka, külön tűzterével, kazánjával, dupla-hármas expanziós hengereivel az elfeledett egzotikumok között hagyta a gőzkocsikat. Ma pedig a „fatüzelésű” közlekedésről fogunk beszélni a szokásos belső égésű motorokkal, olyan motorokkal, amelyek magukban égetik az üzemanyagot.

Persze még senkinek sem sikerült benzin helyett tűzifát (vagy valami hasonlót) nyomni a karburátorba, de meghonosodott az ötlet, hogy fából közvetlenül az autó fedélzetén vegyék be az éghető gázt és a hengerekbe töltsék üzemanyagként. sok év. Ez körülbelül földgázüzemű autókról, olyan autókról, amelyek klasszikus belsőégésű motorja generátorgázzal működik, amelyet fából, szerves brikettből vagy szénből nyernek. Mellesleg, az ilyen gépek nem tagadják meg a szokásos folyékony üzemanyagot - képesek benzinnel működni.

Szent egyszerűség

A generátorgáz gázok keveréke, amely főként szén-monoxid CO-ból és hidrogén H2-ből áll. Ezt a gázt vastag rétegben elhelyezett fa korlátozott levegőmennyiségben történő elégetésével lehet előállítani. Ezen az egyszerű elven működik egy autógáz-generátor is, amely lényegében egy egyszerű egység, de nehézkes és szerkezetileg bonyolult a további rendszerek miatt.

Ezenkívül a generátorgáz tényleges termelése mellett egy autógáz-generátor egység hűti, tisztítja és levegővel keveri. Ennek megfelelően egy szerkezetileg klasszikus telepítés magában foglalja magát a gázgenerátort, durva és finom szűrőket, hűtőket, a gyújtási folyamatot felgyorsító elektromos ventilátort és a csővezetékeket.

Magammal viszem a finomítót

A legegyszerűbb gázgenerátor függőleges henger alakú, amelybe az üzemanyagot szinte a tetejéig töltik - tűzifa, szén, tőzeg, préselt pellet stb. Az égési zóna alatta található, itt, az égő tüzelőanyag alsó rétegében hőség(1500 Celsius fokig), amely szükséges az üzemanyag-keverék jövőbeli összetevőinek - szén-monoxid CO és hidrogén H2 - felszabadulásához. Ezután ezeknek a gázoknak a forró keveréke belép a hűtőbe, ami csökkenti a hőmérsékletet, ezáltal növeli a gáz fajlagos fűtőértékét. Ezt a meglehetősen nagy szerelvényt általában az autó karosszériája alá kellett helyezni. A gázáram mellett elhelyezett szűrő-tisztító megszabadítja a leendő üzemanyag-keveréket a szennyeződésektől és hamutól. Ezután a gázt a keverőbe küldik, ahol levegővel kombinálják, és a végül elkészített keveréket az autómotor égésterébe küldik.

A ZIS-21 autó vázlata gázgenerátorral

Amint látja, az üzemanyag-előállító rendszer közvetlenül egy teherautó vagy személygépkocsi fedélzetén meglehetősen sok helyet foglalt el, és nagyon sokat nyomott. De a játék megérte a gyertyát. Az üzemanyag-ellátó bázisoktól több száz és több ezer kilométerre található vállalkozások a saját - és ráadásul ingyenes - üzemanyaguknak köszönhetően engedhették meg maguknak autonóm járműveiket. Ez az előny sokáig nem tudta beárnyékolni a gázüzemű autók hiányosságait, és sok volt belőlük:

- a futásteljesítmény jelentős csökkenése egy benzinkútnál;
— a jármű teherbírásának csökkentése 150-400 kg-mal;
— A test hasznos térfogatának csökkentése;
- a gázgenerátor „tankolásának” problémás folyamata;
— egy további szabályozás szervizmunka;
- a generátor indítása 10-15 percet vesz igénybe;
- a motor teljesítményének jelentős csökkenése.

ZiS 150UM, kísérleti modell NAMI 015UM gázgenerátorral

Tajgában nincs benzinkút

A fa mindig is a földgázüzemű járművek fő tüzelőanyaga volt. Mindenekelőtt persze ott, ahol bőséges tűzifa van - fakitermelésben, bútorokban ill építőipar. Hagyományos technológiák A fa ipari felhasználása során a „gasgens” virágkorában az erdő tömegének mintegy 30%-a hulladékba került. Autóüzemanyagként is használták őket. Érdekes módon a hazai "gázüzemek" működési szabályai szigorúan tiltották az ipari fa felhasználását, mivel rengeteg volt az erdőipar hulladéka. A puha és kemény fa egyaránt alkalmas volt gázgenerátornak.

Az egyetlen követelmény az, hogy az ékeken ne legyen rothadás. Amint azt a 30-as években a Szovjetunió Autóipari és Traktortudományi Intézetében végzett számos tanulmány kimutatta, a tölgy, a bükk, a kőris és a nyír a legalkalmasabb üzemanyagként. A gázgenerátorok kazánjainak feltöltésére használt ékek leggyakrabban téglalap alakúak voltak, oldala 5-6 centiméter. A mezőgazdasági hulladékot (szalma, pelyva, fűrészpor, kéreg, tobozok stb.) speciális brikettté préselték, és gázgenerátorral is "töltötték".

A "gasgens" fő hátránya, mint már említettük, egy benzinkút alacsony futásteljesítménye tekinthető. Tehát egy rakomány faékek szovjet teherautókba (lásd alább) nem volt több, mint 80-85 km-es futásra. Tekintettel arra, hogy a kezelési utasítás 50-60%-kal üres tanknál javasolja az „tankolást”, akkor a tankolások közötti futásteljesítmény 40-50 km-re csökken. Másodszor, maga az üzem, amely generátorgázt állít elő, több száz kilogrammot nyom. Ráadásul az ilyen gázzal működő motorok 30-35%-kal kevesebb teljesítményt adnak, mint benzines társaik.

Autók finomítása tűzifára

Az autókat hozzá kellett igazítani a gázgenerátorhoz, de a változtatások nem voltak komolyak, és néha a gyáron kívül is elérhetőek voltak. Először is megnövelték a kompressziós arányt a motorokban, hogy a teljesítményveszteség ne legyen olyan jelentős. Egyes esetekben még turbófeltöltést is alkalmaztak a motorhengerek feltöltésének javítására. Sok „elgázosított” autót megnövelt teljesítményű elektromos berendezés-generátorral szereltek fel, mivel egy meglehetősen erős elektromos ventilátort használtak a levegő befújására a kemencébe.

ZIS-13

A vontatási jellemzők megőrzése érdekében, különösen a csökkentett motorteljesítményű teherautók esetében, az áttételi arányokat megnövelték. A mozgás sebessége csökkent, de a vadonban és más sivatagokban és távoli területeken használt autóknál ez nem volt meghatározó. A nehéz gázgenerátor miatt megváltozott súlyeloszlás kompenzálására egyes autókban megerősítették a felfüggesztést.

Ezenkívül a "gáz" berendezés terjedelme miatt részben át kellett konfigurálni az autót: cserélni, mozgatni a rakodóplatformot vagy levágni a teherautó vezetőfülkéjét, elhagyni a csomagtartót, áthelyezni a kipufogórendszert.

Gasgen aranykorszaka a Szovjetunióban és külföldön

A gázüzemű autók virágkora a múlt század 30-40-es éveire esett. Ugyanakkor számos országban, ahol nagy az autóigény és a kis feltárt olajtartalékok (Szovjetunió, Németország, Svédország), a mérnökök nagyvállalatokés tudományos intézetek fogták fel a fatüzelésű járművek fejlesztését. A szovjet szakemberek sikeresebbek voltak a teherautók létrehozásában.

GAZ-42

1935-től a Nagy kezdet kezdetéig Honvédő Háború az Erdészeti Minisztérium és a Gulag (tábori főigazgatóság, sajnos az akkori valóságok) különböző vállalkozásainál a GAZ-AA teherautó és a ZIS-5 háromtonnás, valamint az ezekre épülő buszok. , átalakították fa munkára. Emellett külön tételekben maguk a gépgyártók gyártották a teherautók gázgeneráló változatait. Például a szovjet autótörténészek 33 840-et adnak meg - ennyi GAZ-42 gázt termelő "teherautót" gyártottak. A ZIS-13 és ZIS-21 modellekből több mint 16 ezer darab ZIS gázgenerátort gyártottak Moszkvában.

ZIS-21

A háború előtt a szovjet mérnökök több mint 300 különféle gázgenerátor-változatot készítettek, amelyek közül 10 jutott el a sorozatgyártásig. A háború alatt a sorozatgyárak rajzokat készítettek az egyszerűsített beépítésekről, amelyeket helyben, autójavító műhelyekben, kifinomult berendezések használata nélkül lehetett gyártani. A Szovjetunió északi és északkeleti régióiban élők visszaemlékezései szerint fatüzelésű teherautók a XX. század 70-es éveiig voltak megtalálhatók a külterületen.

Németországban a második világháború alatt akut benzinhiány volt. Két cég (a Volkswagen és a Mercedes-Benz) tervezőirodáját bízták meg népszerű kompakt autóik gázüzemű változatainak kifejlesztésével. Mindkét cég meglehetősen rövid idő alatt megbirkózott a feladattal. A Volkswagen Beetle és a Mercedes-Benz 230 került a szállítószalagra.. Érdekesség, hogy a szériaautóknál a kiegészítő felszereltség még az „autók” standard méreteinél sem tűnt ki. A Volkswagen még tovább ment, és megalkotta a „fával égető” katonai Volkswagen Tour 82 („Kubelvagen”) prototípusát.

Volkswagen Tour 82

Faégető gépek ma

Szerencsére a gázüzemű autók fő előnye - a benzinkút-hálózattól való függetlenség - ma már csekély jelentőségűvé vált. A modern környezetvédelmi trendek tükrében azonban a fatüzelésű autók egy másik előnye is előtérbe került - a megújuló tüzelőanyaggal való munkavégzés vegyi előkészítés nélkül, az üzemanyag-előállítás többletenergia-ráfordítása nélkül. Amint azt az elméleti számítások és a gyakorlati tesztek mutatják, egy fatüzelésű motor kevésbé károsítja a légkört károsanyag-kibocsátásával, mint egy hasonló, de már benzinnel vagy dízel üzemanyaggal működő motor. A kipufogógázok tartalma nagyon hasonló a földgázzal működő belső égésű motorok kibocsátásához.

Ennek ellenére a fatüzelésű autók témája elvesztette korábbi népszerűségét. A gázgenerátorokról főként a lelkes mérnökök nem feledkeznek meg, akik üzemanyag-takarékosság vagy kísérlet céljából személygépkocsijukat átalakítják generátorgázzal üzemelőre. A posztszovjet térben vannak sikeres példák AZLK-2141 és GAZ-24 személygépkocsikra épülő „gazgének”, GAZ-52 teherautó, RAF-2203 mikrobusz stb. A tervezők szerint alkotásaik akár 120 km-t is megtehetnek egy benzinkútnál 80-as sebességgel. 90 km/h.

GAZ-52

Például a GAZ-52, amelyet 2009-ben zsitomiri mérnökök tűzifára helyeztek át, 100 kilométerenként körülbelül 50 kg faéket fogyaszt. A tervezők szerint 75-80 km-enként kell tűzifát dobni. A gázgenerátor egység hagyományosan teherautók számára a fülke és a karosszéria között helyezkedik el. A kemence begyújtása után körülbelül 20 percnek kell eltelnie, mielőtt a GAZ-52 elindulhat (a generátor működésének első perceiben az általa termelt gáz nem rendelkezik a szükséges éghető tulajdonságokkal). A fejlesztők számításai szerint 1 km tűzifán 3-4-szer olcsóbb, mint azon gázolaj vagy benzin.

GAZ-52 gázfejlesztő egység

Jelenleg az egyetlen ország, ahol tömegesen használják a fatüzelésű autókat Észak Kórea. A világ teljes elszigeteltségével összefüggésben bizonyos folyékony tüzelőanyag-hiány tapasztalható. És a tűzifa ismét megmenti azokat, akik nehéz helyzetbe kerültek.