Пиролизные котлы

Создавая котлы, люди хотят получить необходимое количество теплоты и при этом сделать их работу более эффективной, уменьшить выбросы вредных веществ в окружающую среду. В настоящее время все чаще проектируются котельные установки, работающие на биотопливе. Однако сжигание твердого топлива в котлах не всегда оправдывает ожидаемые результаты. Например, сжигание древесины будет более эффективно, если вместо прямого сжигания получать биогаз из древесной массы. Средняя теплотворность древесины (береза) составляет 2522 ккал/кг, а теплотворность газа, полученная из этой же древесины, уже достигает значения от 8700 до 9500 ккал/кг.

Получать биогаз можно как в специальных агрегатах – газогенераторах, так и в котлах, имеющих конструкцию, которая позволяет генерировать газ из заложенного в них сырья. Процесс пиролиза (а именно так называется процесс выделения горючих веществ под действием высокой температуры и при недостатке кислорода) проходит в температурном режиме от 400С до 900С. При осуществлении экзотермических химических реакций происходит выделение теплоты, которая после идет на подсушку топлива и осуществление взаимодействия между продуктами пиролиза и диоксидом углерода и водяным паром.

Результатом этих химических реакций является образование горючих веществ – водорода и монооксида углерода.
КПД газификации твердого топлива может достигать от 60 до 90%. При соблюдении правильных пропорций газифицирующего агента, распределении топлива, правильно организованном теплообмене достигается максимальный процент газификации твердого топлива с минимальным количеством зольного остатка.

В промышленных масштабах также используют пиролизные котлы. Топливом для таких котлов могут быть: отходы древесного производства (щепа, опилки, бревна), старые автомобильные покрышки, различные виды углей и многое другое. Использование пиролизных котлов в промышленных масштабах возможно при условии поставки большого количества топлива для котла. Удобство пиролизного типа котлов заключается в том, что загрузки топлива хватает на продолжительное время. Пиролизный способ сжигания топлива позволяет сократить количество вредных веществ в дымовых газах и уменьшить количество зольного остатка.

Сжигание топлива в пиролизных котлах происходит в несколько этапов:
подсушка топлива и его газификация;
горение горючего газа, полученного из топлива.

Теплота сгорания топлива зависит от низшей теплоты сгорания и физической теплоты топлива. Теплота сгорания топлива напрямую зависит от его влажности. Следовательно, чем меньше влажность топлива – тем больше его теплота сгорания, и наоборот.

Вот почему в пиролизных котлах лучше использовать топливо с влажностью менее 20%. При сжигании топлива с влажностью от 20% до 50% часть тепловой энергии будет уходить на удаление лишней влаги из топлива, что может значительно снизить эффективность работы котла.

Чаще всего пиролизные котлы выполняются с двумя камерами. В первой происходит процесс пиролиза, а во второй – сжигание полученного пиролизного газа с добавлением дополнительного воздуха. Полученное в результате сжигания пиролизного газа тепло отдается теплоносителю.

В бытовых условиях также часто используют пиролизные котлы. Основными достоинством таких бытовых котлов считают:

• Загрузку топлива на длительное время. В зависимости от вида твердого топлива время загрузки топлива может варьироваться от 5 до 12 часов.
• Высокую эффективность работы котла.
• Фактически полное выгорание топлива.
• Минимальные выбросы вредных веществ. Содержание их как в уходящих газах, так и в зольном остатке в разы меньше, чем у котла прямого сжигания топлива.

Кроме достоинств есть и недостатки:

• высокая стоимость установки;
• ручная очистка котла;
• для получения высокого КПД котла необходимо использовать топливо с влажностью до 20%.

Пиролизные котлы можно приобрести у фирм, занимающихся производством котельного оборудования. Также их можно сделать самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенными знаниями о процессах горения и навыками в изготовлении такого рода оборудования. Не забывайте соблюдать технику безопасности!