Pirolisi

Prodotti di pirolisi del carbone

Quindi, all'inizio del nostro articolo, abbiamo menzionato che con la pirolisi del carbone è possibile ottenere i seguenti tipi di prodotti:

• Solido
• Liquido
• gassoso

Ora considera ogni tipo di prodotti di pirolisi in modo più dettagliato.

Durante la pirolisi del carbon fossile si ottiene il coke solido, che oggi viene utilizzato principalmente in industrie come la metallurgia ferrosa e non ferrosa. Il coke è un combustibile solido più perfetto del carbone, motivo per cui viene utilizzato per la fusione dei metalli.

Tuttavia, il coke, sebbene sia il prodotto principale della pirolisi del carbone, è tutt'altro che la cosa più preziosa che si possa estrarre da questa risorsa naturale. Un sottoprodotto di questo processo è una miscela gas-vapore, che contiene molti composti chimici. Questa miscela viene separata per condensazione in un componente liquido e uno gassoso, da cui, a sua volta, si possono ottenere più di 250 composti chimici.

Il principale prodotto liquido della pirolisi del carbone è il catrame di carbone, un prodotto liquido nero che è una miscela complessa di composti organici. Dal catrame di carbone, mediante ulteriore lavorazione, sostanze quali:

• Fenoli
• naftalene
• Antracene
• Vari composti eterociclici
• Oli tecnici
• combustibile sintetico

Tuttavia, vale la pena notare il fatto che oli e combustibili liquidi ottenuti dalla pirolisi del carbone non sono adatti all'uso nei motori a combustione interna, poiché contengono molte impurità nella loro composizione. Per questo motivo, questi prodotti di pirolisi richiedono una purificazione aggiuntiva per un ulteriore utilizzo. E questo aumenta notevolmente il costo di questi prodotti di pirolisi, rendendo la loro produzione poco redditizia.

Il prodotto gassoso della pirolisi del carbone è il cosiddetto gas di pirolisi, che è una miscela di gas combustibili e vari composti chimici. In molti paesi del mondo, il gas di pirolisi è oggi utilizzato come fonte di energia alternativa, principalmente termica.

Se questa tecnologia è abbastanza nuova per noi, allora in alcuni paesi europei il gas di pirolisi è diventato da tempo un combustibile familiare. Inoltre, il gas di pirolisi e il catrame di carbone possono essere utilizzati anche per ottenere vari composti chimici. Quindi, benzene, fenolo e altre sostanze sono isolate da questo gas.

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Il contenuto del secondo blocco

Attrezzature per la produzione di

La base del processo di produzione per la produzione di carbone sono i seguenti meccanismi:

1. Spaccalegna idraulico.
2. Motoseghe.
3. Bilancia.
4. Forno a carbone.
5. Generatore di corrente.

Per la costruzione del forno dovrebbe essere attrezzata un'area aperta e livellata, il forno stesso dovrebbe essere di alta qualità, garantendo l'impossibilità di penetrazione dell'ossigeno. In caso contrario, parte della materia prima non verrà lavorata, ma bruciata.

Video: forno a carbone.

Un buon forno è progettato in modo tale che i gas che compaiono durante l'ossidazione vengano immessi nel forno, bruciati lì e inviati per mantenere la temperatura richiesta. Tali risparmi energetici sono rispettosi dell'ambiente ed economici.

C'è anche un'attrezzatura in cui è possibile utilizzare un solo contenitore. In questo caso, la continuità della produzione tecnologica di carbone viene interrotta e compaiono i tempi di fermo. Questa situazione è risolta dalla presenza di contenitori rimovibili in cui è possibile asciugare separatamente, ossidare la legna da ardere e lasciarla bruciare.

Le moderne tecnologie utilizzate per produrre carbone sono senza sprechi, ecologiche ed ergonomiche. L'attrezzatura non necessita di cure aggiuntive e specifiche.In produzione, di norma, 3 persone sono responsabili della continuità del processo e della regolazione automatica delle macchine.

Le apparecchiature differiscono per la loro variabilità, ma possono essere raggruppate in 3 tipi principali:

1. Installazioni mobili;
2. Meccanismi fissi;
3. Equipaggiamento ausiliario.

Il primo e il secondo gruppo di apparecchiature differiscono per la presenza e l'assenza della possibilità del suo trasferimento. Inoltre, alcuni tipi di apparecchiature hanno un'unica funzione per l'essiccazione e la pirolisi.

I forni a carbone hanno un peso da 6 a 80 tonnellate. Quando scegli l'attrezzatura mobile, dovresti prendere piccoli modelli che ti permetteranno di cambiare la loro posizione. La scelta a loro favore è dovuta alla mancanza della capacità di fornire sistematicamente materiali di consumo in un luogo specifico. Le installazioni mobili sono costituite da moduli, si montano e si smontano rapidamente. Possono essere localizzati senza creare ulteriori capannoni e locali protettivi.

Le installazioni fisse, invece, richiedono l'assegnazione di un locale separato adattato, che può essere utilizzato contemporaneamente come deposito di prodotti finiti.

L'installazione delle apparecchiature deve essere eseguita da specialisti e rispettare le disposizioni di GOST. Tutti gli impianti devono soddisfare i requisiti di sicurezza e rispetto dell'ambiente, poiché nei forni vengono bruciati rifiuti e residui di carbonio.

L'attrezzatura ausiliaria è desiderabile per l'acquisizione, poiché riduce notevolmente i costi, principalmente di natura temporanea. Tali meccanismi includono un dosatore di pesatura e confezionamento, un separatore.

Vantaggi e svantaggi delle caldaie a pirolisi

Nelle caldaie a gas, il combustibile viene utilizzato in modo più efficiente, poiché si esaurisce quasi completamente. Ciò non solo consente di ottenere più calore, ma riduce anche le emissioni nocive nell'atmosfera.

A volte tali caldaie vengono utilizzate per smaltire i rifiuti di produzione con un inquinamento atmosferico minimo. Inoltre, la quantità di cenere si riduce, il che riduce la frequenza della pulizia (quando si usa la legna da ardere - circa una volta alla settimana).

Con la combustione diretta di combustibile solido, è abbastanza difficile regolare il riscaldamento del liquido di raffreddamento. Nelle caldaie a pirolisi a combustione lunga, ciò è possibile grazie al controllo dell'alimentazione dell'aria.

La dimensione della legna da ardere utilizzata può essere piuttosto grande, è possibile utilizzare legna da ardere non tagliata. I modelli moderni sono dotati di apparecchiature elettroniche che rendono più facile e conveniente il controllo del processo di riscaldamento.

Gli svantaggi includono l'alto costo delle attrezzature e requisiti elevati per la qualità delle materie prime. Il risparmio di carburante nel tempo ripagherà il costo delle apparecchiature. Come combustibile si consiglia di utilizzare legna da ardere essiccata per 12 mesi, con un contenuto di umidità del 12-20%.

In caso contrario, la caldaia non funzionerà con la potenza dichiarata e si spegnerà anche quando l'alimentazione d'aria viene ridotta. Se la temperatura del liquido di raffreddamento nel tubo di ritorno è bassa, la temperatura nella camera primaria diminuirà, causando la fuoriuscita del carburante.

Per evitare ciò, a volte viene montato uno speciale tubo di bypass. Allo stesso tempo, la progettazione dell'impianto di riscaldamento diventa più complicata e il costo dell'installazione aumenta.

Utilizzo della trazione forzata

Per garantire il corretto funzionamento della caldaia a pirolisi a combustione lunga, è necessaria una fornitura di aria primaria e secondaria. Il tiraggio forzato è fornito da un ventilatore o aspiratore di fumo, che funziona con alimentazione elettrica.

Questo permette:

• aumentare rapidamente la temperatura nella camera di combustione e nell'impianto di riscaldamento nel suo complesso;
• accelerare l'inizio del processo di pirolisi;
• estendere il funzionamento della caldaia su un carico di combustibile;
• mantenere automaticamente la temperatura del liquido di raffreddamento.

L'unico aspetto negativo è la necessità di una fornitura costante di energia. In sua assenza, il funzionamento dell'impianto di riscaldamento è sospeso.L'uscita dalla situazione può essere l'uso di una caldaia a tiraggio naturale, che non richiede un collegamento elettrico.

Per il suo pieno funzionamento è necessario un camino ben progettato e montato. Queste caldaie dovrebbero essere pulite più frequentemente. A causa dell'assenza di elettronica, la probabilità di guasti è ridotta al minimo. Tuttavia, l'efficienza di tali caldaie è inferiore, il che è compensato da un costo inferiore.

L'uso di caldaie a pirolisi a combustibile solido è uno dei modi più efficaci per organizzare il riscaldamento autonomo. Le moderne apparecchiature elettroniche che controllano il processo di lavoro consentono di automatizzare il processo di riscaldamento.

La mancanza di gas o la potenza insufficiente delle reti elettriche costringe i proprietari di case a risolvere il problema del riscaldamento invernale con l'ausilio di apparecchiature a combustibili solidi. Tra queste unità, le caldaie a pirolisi a combustione lunga spiccano come un gruppo separato (il secondo nome comune, non del tutto accurato, tuttavia, è caldaie a gas). La ragione di ciò è la loro alta efficienza - fino all'85% e un'ampia gamma di potenza del dispositivo - dal 30 al 100%.

Come riscaldare una caldaia con combustione a pirolisi con carbone

• Accensione di una caldaia a pirolisi sul carbone: con una serranda completamente aperta, il carbone viene acceso. È vietato utilizzare cherosene, benzina e altri composti che consentono di accendere rapidamente la fiamma. Per l'accensione viene utilizzata una piccola quantità di legna da ardere secca.
• Commutazione della caldaia in modalità pirolisi: dopo aver acceso per 15-20 minuti, la serranda viene coperta e commutata in modalità pirolisi. Da un segnalibro, la caldaia continua a funzionare per diversi giorni.

Quale carbone è meglio per le caldaie a pirolisi

alta temperatura

Il design prevede un focolare a caricamento dall'alto in acciaio o ghisa a pareti spesse. Nonostante le modifiche alla struttura interna, è necessario riscaldare la caldaia a pirolisi esclusivamente con il carbone, il cui grado è indicato nella documentazione tecnica.

Requisiti separati si applicano alla dimensione della frazione. È meglio riscaldare caldaie automatiche con carbone fine da 0,5-2 cm, ciò è dovuto alla particolarità dell'alimentazione del combustibile della coclea.

• Antracite: sul carbone antracite, i modelli più moderni di apparecchiature di riscaldamento funzionano. Il carbone ha buone caratteristiche caloriche e un piccolo residuo di cenere.
• Carbone: è giustificato anche l'uso del carbone nelle caldaie a pirolisi. Questo tipo di combustibile è lo standard per il calcolo del potere calorifico.
• Carbone marrone - ha un alto contenuto di ceneri, a causa del quale si osserva spesso il burnout della griglia. È possibile utilizzare la lignite in una caldaia a pirolisi solo se è presente un sistema di preriscaldamento dell'aria prima che venga immessa nel forno. È vietato l'uso di varietà ad alto contenuto di ceneri e rocce umide.
• Carbone a fiamma lunga - fornito in lastre e grandi frazioni. Ha preso il nome dalla capacità di bruciare con una fiamma lunga, come il legno. Allo stesso tempo, il tempo di combustione del carbone a fiamma lunga è circa 2-2,5 volte più lungo di quello della legna da ardere.
• I bricchetti di carbone sono ottenuti dai rifiuti di carbone mediante pressatura e aggiunta di composti cementanti. I bricchetti si accendono rapidamente e hanno buone proprietà caloriche. Come vantaggi, si distinguono anche l'assenza quasi totale di residui di cenere e scorie.

tipi ottimali

Consumo di carbone in una caldaia a pirolisi

ambientehard gelido inverno caldo

I calcoli vengono eseguiti come segue:

1. Calcola l'area riscaldata: per questo, la lunghezza della casa viene moltiplicata per la sua larghezza.
2. Calcolare la potenza della caldaia richiesta utilizzando la formula 1 kW = 10 m².
3. Calcola il costo dell'area riscaldata. Il costo medio per la stagione di riscaldamento sarà di 550 kg per ogni 10 kW di caldaia o 100 m².
4. Il valore risultante viene moltiplicato per il numero di mesi della stagione di riscaldamento.

I produttori nella documentazione tecnica indicano per quanto tempo la caldaia funzionerà su una scheda di carbone, elencano tutti i tipi di combustibile consentiti per l'uso, il consumo approssimativo e altre caratteristiche.

Scelta di una marca di un produttore di apparecchiature per carbone da pirolisi

mercato domestico

• Riscaldamento di caldaie a carbone a pirolisi di produzione russa: i prodotti fabbricati sono adattati alle condizioni operative domestiche, senza pretese per la qualità del carburante. I modelli più popolari sono Traiano, Geyser, Divo.
• Varietà di caldaie a pirolisi a carbone importate: i generatori di calore prodotti nei paesi dell'UE sono realizzati in acciaio o ghisa. È consentito un design combinato, quando si utilizzano griglie in ghisa insieme a uno scambiatore di calore in acciaio.I prodotti si distinguono per l'elevata affidabilità, la completa automazione del processo di combustione e una lunga durata. La formazione delle aziende è popolare: Buderus, Atmos, ecc.

Caldaie russe

Come scegliere una caldaia a pirolisi

Il mercato offre un'ampia scelta all'acquirente. La maggior parte delle unità sono la creazione di produttori cechi, ma i rappresentanti tedeschi sono in testa. Quasi tutti i modelli necessitano di elettricità, possono funzionare a carbone, legna o essere combinati.

Nella scelta prestare attenzione a:

• potenza unitaria;
• progettazione esterna;
• il numero di circuiti

Quando si acquista un tale riscaldatore, è necessario sceglierne correttamente la potenza in modo che ci sia abbastanza calore per la stanza. Il parametro di riferimento è il seguente: 1 kW di potenza della caldaia a pirolisi è necessario per riscaldare 10 mq. m di locali. Questo tenendo conto del fatto che la casa è ben isolata, l'altezza delle pareti non supera i 3 metri. Se sono possibili perdite di calore in casa, l'acquirente non è sicuro dell'affidabilità dell'edificio, quindi non viene preso in considerazione 1 kW, ma 1,3 kW. Ad esempio, per una stanza di 30 mq. m ho bisogno di un'unità di pirolisi con una potenza di almeno 3,9 kW (1,3 kW * 30 mq / 10 = 3,9 kW).

Le caldaie a pirolisi sono dispositivi tecnologici, hanno un gran numero di elettronica e una varietà di impostazioni, quelle più costose hanno un pannello di controllo e un forno in ceramica, che consente di riscaldarsi a lungo, buone caratteristiche tecniche. Puoi anche trovare modelli più recenti: una caldaia a pirolisi in una cassa in ghisa (produttore tedesco Dakon).

Ci sono anche modelli che possono ancora funzionare senza elettricità. Queste sono caldaie OROR (ceche). L'essenza del loro lavoro è la seguente: la formazione di gas avviene durante la pirolisi del combustibile, il loro percorso passa attraverso un bruciatore a diffusione, dove vengono diretti alla camera di combustione.

La combustione avviene a causa dell'aria secondaria. L'aria secondaria non viene amplificata dal ventilatore e non viene convogliata nella camera di combustione, a differenza della maggior parte dei modelli, viene aspirata nella camera durante il movimento dei gas. Ciò è facilitato da uno speciale tubo poroso. Aprendo le serrande aria secondaria e primaria si regola la potenza della caldaia. Tali modelli funzionano in modo completamente autonomo, garantiscono un'efficienza dell'89%.

Gli impianti di riscaldamento autonomi sono rilevanti soprattutto laddove non vi sia la possibilità di allacciamento alla fornitura di calore principale. Uno dei tipi moderni di tali sistemi sono le caldaie a pirolisi a combustibile solido con un lungo periodo di combustione.

Una varietà di modelli disponibili per la vendita differiscono per potenza, equipaggiamento e prezzo. Tali caldaie hanno un'elevata efficienza e una quantità minima di emissioni di prodotti della combustione nell'atmosfera. La possibilità di automatizzare il controllo rende il loro utilizzo più conveniente.

L'essenza della caldaia a pirolisi

Tale caldaia a pirolisi è anche chiamata caldaia a gas. L'essenza del lavoro nella combustione della pirolisi del carburante: sotto l'influenza di alte temperature e in condizioni di mancanza di ossigeno, il combustibile solido (lignite, bricchetti di legno di carbone) si decompone in particelle volatili.Si scopre il cosiddetto gas di pirolisi. Indicatori di temperatura delle apparecchiature di riscaldamento 200-800 gradi. Questa reazione chimica contribuisce a un migliore riscaldamento e asciugatura del combustibile nella caldaia, avviene il riscaldamento, che va nella direzione della combustione dell'aria.

Riso. 2

L'elevata temperatura favorisce la miscelazione dell'ossigeno con il gas di pirolisi rilasciato. Di conseguenza, il gas brucia. L'energia termica è generata dal gas che brucia. Va notato che il gas di pirolisi interagisce anche con il carbone attivo durante la sua combustione. Pertanto, uscendo dalla caldaia, i fumi praticamente non presentano componenti nocivi. Piuttosto, sono una miscela di anidride carbonica e vapore acqueo. La CO2 risultante entra nell'ambiente tre volte in meno rispetto al funzionamento delle tradizionali caldaie a carbone o a legna. Queste unità sono considerate ecocompatibili, non inquinano l'ambiente.

Le unità di questo tipo funzionano con carbone e legna da ardere. Se si utilizza combustibile grezzo di bassa qualità, il riscaldatore perderà la sua potenza fino al 50%. Tale combustibile brucia male, fuma, riscalda poco e riduce la vita della caldaia e del camino.

Vantaggi delle unità di pirolisi:

• potenza regolabile dal 30% al 100%;
• il processo di pulizia e manutenzione è semplice;
• piccolo fabbisogno di carburante;
• rifornimento di carburante al giorno una sola volta;
• una grande quantità di carburante brucia insieme;
• l'uso di combustibile grezzo da parte di una caldaia a carbone, il cui contenuto di umidità non è superiore al 20%.

Screpolatura:

• costoso dispositivo di riscaldamento;
• bisogno di elettricità.

Ogni tipo di carburante brucia in modo diverso. Per quanto riguarda il carbone, il marrone brucia in 8 ore e il nero in 10 ore. Con le caldaie a pirolisi è possibile risparmiare, anche tenendo conto di svantaggi come la necessità di energia elettrica, non il basso costo. L'elettricità è necessaria per alimentare la ventola, ma ha bisogno solo di 85 watt per funzionare (come una normale lampadina). Se questo è un problema, un generatore diesel può gestirlo.

Vantaggi delle unità di riscaldamento del tipo a pirolisi

• Oltre all'elevata efficienza e alla capacità di controllare la potenza, i vantaggi di questa apparecchiatura includono un lungo tempo di combustione con una scheda.
• Elevata compatibilità ambientale: il processo di combustione procede fino a quando il carburante non viene quasi completamente decomposto in sostanze neutre: acqua e anidride carbonica, i camini non sono ricoperti di catrame. Sottoprodotti di sostanze gassose nocive si formano trascurabili.
• Escluso il fumo in camera. Nessuna formazione di fuliggine, la quantità di cenere generata è minima. La semplice automazione semplifica il controllo dell'unità.
• Una varietà di combustibili: legno, rifiuti di legno, carbone: questo è il vantaggio delle caldaie.
• Non necessita di frequenti manutenzioni: i prodotti della combustione non inquinano l'unità, ma è necessaria una pulizia periodica. L'automazione high-tech monitora i malfunzionamenti e ne previene il verificarsi.

RECLAMO

1. Impianto per la produzione di carbone, caratterizzato dal fatto di essere realizzato sotto forma di un corpo orientato orizzontalmente con pareti terminali e laterali refrattarie, suddiviso da tramezzi refrattari orientati verticalmente in almeno un blocco forno, almeno un blocco di pirolisi e un bloccare i gas di scarico, nella parte inferiore dell'alloggiamento è presente almeno un collettore di gas di pirolisi e nelle pareti laterali e / o nelle partizioni dell'alloggiamento sono presenti canali per la miscela di vapore-gas, gas di scarico, alimentazione dell'aria secondaria e circolazione del vapore acqueo, mentre l'unità di combustione è realizzata sotto forma di camera di combustione con aperture di alimentazione e serrande che regolano l'erogazione dell'aria primaria, l'unità di pirolisi comprende almeno due celle formate dalle pareti dell'involucro e/o da tramezzi verticali , con almeno una storta posta in ciascuna delle celle, munita di tubo di scarico il canale della miscela vapore-gas è collegato da un lato all'unità di combustione e dall'altro lato all'unità di pirolisi; il canale di circolazione del vapore acqueo è collegato da un lato al collettore del gas di pirolisi e dall'altro lato al unità di uscita dei gas di scarico, mentre il collettore dei gas di pirolisi è collegato da un lato al tubo di uscita della storta e dall'altro lato è collegato al gruppo di combustione.

2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nelle pareti di ciascuna cella dell'unità di pirolisi sono presenti fori per il collegamento della cavità della cella con il canale della miscela vapore-gas e il canale per l'eliminazione dei gas di scarico.

3. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la cella dell'unità di pirolisi è dotata di un coperchio refrattario sigillato.

4. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unità di rimozione dei gas di scarico è realizzata sotto forma di una camera formata dalle pareti e/o tramezzi dell'involucro, con aperture per collegare la camera dell'unità di rimozione dei gas di scarico con canali per la fornitura di aria secondaria, vapore acqueo e gas di scarico.

5. Installazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'ingresso del canale di alimentazione dell'aria secondaria è posto nella parete di fondo dell'involucro, e l'uscita è nella parete dell'unità di rimozione dei gas di scarico.

6. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i canali di circolazione del vapore acqueo sono ubicati nei canali secondari di alimentazione dell'aria.

7. Impianto secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di essere dotato di un rubinetto a due vie, configurato per intercettare il canale di circolazione del vapore acqueo dal collettore del gas di pirolisi.

8. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le celle dell'unità di pirolisi sono a sezione quadrata orizzontale.

9. Installazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuna storta è posta nella parte centrale della cella con una distanza non superiore a 0,4 m dalle sue pareti.

10. Impianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il volume della camera di combustione dell'unità di combustione non è superiore al 37% del volume delle celle dell'unità di pirolisi e non inferiore al 110% del volume della camera di combustione l'unità di rimozione dei gas di scarico.

11. Installazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l'area dei fori di collegamento con il canale della miscela vapore-gas di ciascuna cella non è superiore al 140% dell'area della sezione trasversale del canale di la miscela vapore-gas.

12. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la storta dell'unità di pirolisi è realizzata sotto forma di un corpo con un fondo, un coperchio e una parete laterale cilindrica, dotato di un tubo di uscita del gas collegato al collettore del gas di pirolisi, mentre la parete laterale è realizzata in multistrato e il tubo di uscita del gas è montato nella parte superiore della parete laterale.

13. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete laterale della storta è formata da almeno una lamiera arrotolata in rotolo, oppure da due cilindri metallici posti coassialmente con uno spazio tecnologico.

14. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di contenere un gruppo filtrante, un aspiratore fumi ed un camino, collegati in serie attraverso il tubo di scarico al gruppo di rimozione dei gas di scarico.

Avvio caldaia

Durante il lancio dell'unità di pirolisi, vale la pena tenere conto delle caratteristiche in cui si differenzia dalle caldaie classiche. Il funzionamento del dispositivo nella modalità generatore di gas viene effettuato grazie a due camere dotate di porte (alette)

Ma non tutti ricordano che una tale unità di riscaldamento dovrebbe essere prima riscaldata.

Riso. 3

Dopo aver raggiunto la temperatura nell'intervallo + 500- + 800 gradi, è possibile iniziare a immergere il combustibile solido e solo allora portare la serranda nella modalità di funzionamento della pirolisi e avviare l'aspiratore di fumo. Una pura fiamma giallo-bianca (Fig.3) conferma le corrette impostazioni del generatore di gas, che non sono presenti prodotti di combustione tossici nelle miscele di fumo.

Questa sequenza di azioni durante l'avviamento garantisce la combustione del combustibile lenta e priva di ossigeno, l'efficace rilascio e combustione del gas di pirolisi (puro), una temperatura ambiente confortevole costante per 24 ore.

Il principio di funzionamento della caldaia a pirolisi per una combustione prolungata

Le caldaie a pirolisi a lunga combustione stanno guadagnando una notevole popolarità, specialmente in quelle aree in cui non c'è accesso al gas

Il funzionamento dell'apparecchiatura si basa sulla decomposizione del combustibile organico (legna da ardere) in condizioni di alta temperatura e mancanza di ossigeno, seguita dalla combustione dei gas di pirolisi rilasciati. Poiché il processo può essere suddiviso condizionatamente in due fasi, per il suo flusso viene utilizzato un focolare con due scomparti. Il carburante viene posto nella camera di carico, che inizia a bruciare. Il processo di combustione si trasforma senza problemi in decomposizione termica a causa del limitato accesso di ossigeno necessario per la combustione. L'alta temperatura e la bassa concentrazione di ossigeno portano alla formazione di prodotti di decomposizione: coke e gas di pirolisi. Quest'ultimo, entrando nella seconda camera, subisce la combustione già in presenza di aria secondaria. Spesso è forzato con l'aiuto di un ventilatore o di un aspiratore di fumo. Il processo di combustione avviene a temperature superiori a 1000°C. Dai prodotti della combustione, il calore viene trasferito al liquido che riempie lo scambiatore di calore. I prodotti gassosi finali del processo vengono rimossi attraverso il camino.
Ad oggi, le caldaie a pirolisi a combustione lunga sono considerate le apparecchiature di riscaldamento più efficienti ed economiche. Il complesso dispositivo a due camere della caldaia spiega il suo costo elevato. L'efficienza, la più alta tra le unità di riscaldamento, consente di ottenere un rapido ritorno sull'investimento della caldaia.

Produzione di carbone

Il vantaggio di un'attività basata sull'utilizzo di materie prime molto economiche o gratuite è l'elevata redditività e un rapido ritorno sulla produzione.

La natura "produce" legno in quantità sufficienti, quindi un impianto di produzione di carbone può funzionare tutto l'anno ea pieno regime.

Inoltre, a differenza dell'industria della lavorazione del legno, ha poca importanza la qualità delle materie prime, che consente l'utilizzo di legna secca e alberi secchi e verticali.

Questo articolo prenderà in considerazione un piano dettagliato per l'organizzazione di un'attività per la lavorazione delle materie prime del legno in carbone di alta qualità per barbecue o per un ulteriore utilizzo per scopi medici.

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Principio di funzionamento

A differenza delle tradizionali caldaie a combustibile solido, le caldaie a pirolisi utilizzano un doppio ciclo di combustione. Nel processo di decomposizione termica delle sostanze organiche vengono rilasciati gas di pirolisi, la cui combustione porta a un grande rilascio di energia termica.

L'uso della pirolisi consente di ottenere più calore dalla combustione del carburante. Le caldaie a pirolisi (generazione di gas) hanno due camere: per la combustione di combustibili solidi e gas rilasciato.

Nella prima camera la combustione avviene a basso livello di ossigeno e ad alta temperatura (200-800°C), questo avvia il processo di pirolisi. La quantità di gas emessi dipende dalla materia prima utilizzata. Il legno è più adatto, una volta bruciato, rilascia la maggior quantità di gas di pirolisi.

Lo spessore ottimale della legna da ardere è di 70 mm, inoltre è possibile utilizzare pellet o segatura in una quantità non superiore al 25%, poiché non forniscono una potenza di combustione sufficiente.
Il funzionamento di una caldaia a gas a combustione lunga avviene secondo il seguente schema:

1. Il carburante viene posizionato sulla griglia (griglia refrattaria) attraverso la finestra di carico.
2. Fornire ad esso alimentazione d'aria primaria.
3. Accendere il carburante e portarlo in modalità, raggiungendo la temperatura richiesta.
4. L'alimentazione dell'aria primaria viene limitata chiudendo la valvola, a causa della quale inizia il processo di pirolisi.
5. Il gas di pirolisi con l'aiuto di una ventola entra nella camera secondaria, dove viene fornita l'aria secondaria.
6. Il gas caldo a contatto con l'ossigeno brucia, rilasciando una grande quantità di calore, che riscalda il liquido di raffreddamento nello scambiatore di calore.
7. I prodotti della combustione vengono scaricati attraverso il camino.

A seconda della quantità di aria secondaria in entrata, la reazione avviene a velocità diverse. Ciò consente di controllare la temperatura del liquido di raffreddamento utilizzando una valvola automatica, limitando l'alimentazione d'aria al postbruciatore.

Con la qualità ottimale del legno bruciato, l'efficienza delle caldaie a pirolisi a combustione lunga è dell'85-90%. Questo indicatore diminuisce drasticamente con l'aumento dell'umidità della legna da ardere, poiché il vapore acqueo riduce la concentrazione di gas combustibili.

Produzione di carbone

La tecnologia per la produzione del carbone è relativamente semplice, ma richiede comunque una certa cultura della produzione e conoscenza delle caratteristiche dei processi tecnologici. L'inosservanza dei processi tecnologici porta ad una diminuzione della resa del carbone, il carbone si ottiene con crepe, piccole, odorose di catrame, incombuste.

Per ottenere il carbone dal legno, deve subire un processo di pirolisi, decomposizione senza ossigeno. Il legno si decompone, sotto l'influenza del calore, in una storta - un contenitore d'acciaio con aperture di carico ben chiuse, il riscaldamento avviene posizionando la storta in un forno speciale.

I gas che vengono rilasciati durante il processo di pirolisi vengono scaricati attraverso un apposito tubo dalla storta alla camera di combustione e lì bruciati. A causa del flusso costante del gas emesso nel forno, c'è un consumo minimo di legna da ardere per mantenere la combustione. La pirolisi può essere suddivisa in tre fasi principali, che differiscono tra loro per misurazioni di controllo e segni visibili.

L'essiccazione del legno è il primo passo. Si verifica a una temperatura inferiore a 150 ° C, l'umidità esce dalla materia prima. Il processo tecnico inizia appena con il fatto che la legna da ardere di betulla tagliata alla dimensione desiderata viene collocata in una storta, l'apertura di alimentazione viene chiusa e posta in una camera di essiccazione Le materie prime devono essere conformi a GOST 24260-80.

Per macinare i pezzi grezzi alla dimensione ottimale, la lunghezza non è superiore a 0,5 me il diametro non è superiore a 0,1-0,15 m, viene utilizzata una macchina speciale: uno spaccalegna elettrico. Dopo che il legno è stato asciugato, la storta viene trasferita nella camera di pirolisi mediante un meccanismo di sollevamento (ad esempio una trave di gru). Lì si svolge la seconda fase: la pirolisi vera e propria, la distillazione a secco.

A causa del fatto che il legno è costituito da un intero complesso di composti organici, il processo di decomposizione del legno è molto complicato. I composti organici hanno pesi molecolari diversi, quindi anche le reazioni chimiche che avvengono tra di loro sono diverse. Nell'ambito di questo sito, ha senso descrivere solo in termini generali queste reazioni, poiché sarà difficile calcolare o descrivere in dettaglio tutte queste reazioni.

		In generale, nel processo di pirolisi si verificano reazioni chimiche sequenziali e parallele, che portano alla comparsa di nuovi legami e alla rottura di quelli vecchi che esistevano prima del trattamento termico. Le nuove sostanze risultanti iniziano reazioni reciproche. Xylan inizia a decomporsi per primo, a una temperatura di 150°C, il processo continua a 250°C o più. Questo processo porta alla formazione di sostanze come acido acetico, furfulolo e gas.
Inoltre, sulla superficie del legno ad una temperatura di 170-200°C, le emicellulose iniziano a spaccarsi.
Lagnin inizia a decomporsi successivamente, a una temperatura di 200 ° C, il che porta al rilascio di composti volatili a basso peso molecolare. La cellulosa si decompone a 300°C. In questa fase si può distinguere un periodo chiamato esotermico, molto importante per l'intero processo di combustione del carbone nel suo insieme. Durante questo periodo, la pirolisi procede vigorosamente, viene rilasciato calore di reazione, questo avviene a una temperatura di circa 280 ° C. La temperatura del legno comincerà ad aumentare spontaneamente fino a quando tutto il calore dell'esoterma non sarà rilasciato. Per la fase successiva, la calcinazione del carbone, sarà nuovamente necessaria una fornitura di calore esterna.

La terza fase è la calcinazione del carbone. Se il carbone si è formato nella fase precedente, in questa fase si forma una piccola quantità di resina e molti gas non condensabili vengono separati dal carbone formato. Ciò si verifica a temperature comprese tra 350°C e 550°C. La calcinazione avviene nella stessa camera di pirolisi.

La fase finale è il raffreddamento, il confezionamento, lo stoccaggio. Dopo che il processo di pirolisi è terminato, le storte con carbone pronto vengono rimosse dalla camera di pirolisi una per una o in coppia utilizzando un raggio di gru e installate in una cassetta per il raffreddamento. Il tempo di raffreddamento varia in funzione di fattori esterni (stagione, presenza o assenza di vento, precipitazioni).

Le storte raffreddate vengono nuovamente sollevate e appese sopra la riempitrice, dopo aver aperto le aperture di scarico inferiori vengono svuotate. Successivamente, il carbone viene filtrato dalle frazioni fini e dalla polvere, confezionato, pesato e vengono cuciti sacchi di carbone.

I prodotti imballati vengono immagazzinati in un magazzino fino all'ulteriore spedizione ai consumatori.

Le storte liberate dal carbone vengono nuovamente riempite di legna da ardere e poste in una camera di essiccazione.