Pyrolyse ketel

In dit artikel: hoe generatiegas wordt gevormd in pyrolyseketels; hoe de pyrolyse-ketel werkt en werkt; zijn positieve en negatieve kenmerken; fabrikanten, prijzen en selectiecriteria; installatie en werking van pyrolyse-ketels

Een indicator van de volledige verbranding van brandstof in de oven en, dienovereenkomstig, de volledige omzetting ervan in thermische energie voor het verwarmen van woonruimten is … de rook die uit de schoorsteen komt. Als deze rook zichtbaar is, zoals ze zeggen, met het blote oog, ontsnappen ovengassen door de buis, die kunnen worden omgezet in energie. Tegenwoordig is er slechts één type ketel dat de vaste brandstof die erin zit volledig kan verbranden, inclusief het genereren en verbranden van de gasfase, en dit zijn pyrolyse-ketels..

Waar komt de gasfase vandaan bij het verbranden van vaste brandstof?

Om de gasfase met eigen ogen te zien, steekt u een gewone lucifer aan en dooft u deze nadat de vlam is ontstoken. Heb je de witte rook opgemerkt die uit de lucifer komt zodra deze gedoofd is? Dit is de gasfase die optreedt wanneer het hout sterk wordt verwarmd. Pyrolyse (generator) gas bestaat uit kooldioxide, koolmonoxide, methaan en andere koolwaterstoffen. Het is trouwens op de pyrolyse van hout dat het werk van rokers en het roken zelf is gebaseerd.

Hoe werken gewone huishoudelijke kachels, die traditioneel zijn uitgerust in privéwoningen op het platteland? De eerste brandstofvulling is een houtverbranding, deze verwarmt de kachel tot de vereiste temperatuur en vervolgens wordt er steenkool gelegd. Vanuit de schoorsteen, wanneer de eerste bladwijzer wordt ontstoken, stroomt rook in clubs, omdat de oventemperatuur is te laag voor hoogwaardige verbranding van brandstof, dan neemt de intensiteit van de rookafgifte af (kolen worden gestookt), maar volledige verbranding van de gasfase van kolen vindt niet plaats en deze gassen verlaten de oven in de schoorsteen en vervolgens in de atmosfeer.

Voor het verkrijgen en ontsteken van de gasfase is een temperatuur van 450 tot 1100 ° C nodig, hierdoor wordt extra warmte-energie opgewekt, wat het mogelijk maakt om het rendement van de verwarmingsketel te verhogen. Maar alleen een hoge temperatuur is niet voldoende, er is een geforceerde toevoer van zorgvuldig berekende porties lucht nodig (een kleine hoeveelheid ervan zal de brandstof niet volledig laten verbranden, maar als er veel lucht is, zal het gewoon opwarmen en samen met de warmte in de buis verdampen) en een gasverbrandingskamer die geen lengte heeft minder dan een halve meter. Instelbare luchttoevoer in handmatige modus is niet mogelijk, hier heeft u een automatisering nodig die de temperatuur in de ketel kan bewaken en, volgens deze gegevens, de luchttoevoer kan verminderen of verhogen. Bij afwezigheid van een verbrandingskamer zullen pyrolysegassen afkoelen, nadat ze slechts 400 mm langs de koude wanden van de ketel zijn gepasseerd, stopt hun verbranding en zullen ze nog steeds in de buis verdampen.

Pyrolyse-ketel – apparaat en werkingsprincipe

Het ontwerp bevat twee kamers – de bovenste is ontworpen voor het opbergen en verbranden van vaste brandstof, de onderste wordt gebruikt voor het verbranden van generatiegassen. De houtbrandstof die in de bovenste kamer wordt geplaatst, wordt bovendien gedroogd tijdens het verbrandingsproces en de vorming van de gasfase (het proces van houtpyrolyse is exotherm), in dezelfde kamer wordt de door de ventilator gedwongen lucht verwarmd. Tussen de bovenste en onderste kamers van de pyrolyse-ketel bevindt zich een keramisch roostermondstuk dat bestand is tegen hoge temperaturen – door de gaten erin dringen de gassen die worden gevormd tijdens de pyrolyse van hout onder omstandigheden van zuurstofgebrek de onderste kamer binnen. As die achterblijft na volledige verbranding van de brandstof hoopt zich ook op in de onderste kamer van de ketel.

1 – brandstof, 2 – primaire lucht, 3 – secundaire lucht, 4 – uitlaatgassen, 5, 6 – waterinlaat en -uitlaat
A – vergassingskamer, B – rooster, C – naverbrander, D – gaskanaal, E – rookafzuiging

Geforceerde luchttoevoer met regeling van het volume wordt geproduceerd door een ventilator die lucht toevoert door het luchtkanaal in de bovenste kamer van de pyrolyse-ketel, of met behulp van een rookafvoerventilator die in de uitlaatpijp is geïnstalleerd.

De pyrolyse-ketel werkt als volgt: brandstof (hout) wordt in de bovenste kamer gedaan, aangestoken, de kamerdeur sluit en de ketelventilator gaat aan. Zodra de temperatuur in de bovenste kamer boven de 250 ° C stijgt, begint het hout te verkolen en komt er generatiegas vrij dat door het mondstuk naar de onderste kamer stroomt. Hier wordt secundaire lucht toegevoegd aan de gassen die worden verkregen als resultaat van pyrolyse door onder druk te zetten en ze verbranden, waardoor een deel van de warmte wordt teruggevoerd naar het lagere niveau van de brandstofvulling. Secundaire lucht – luchtstroom die rond de brandstof in de bovenste kamer aan de zijkanten buigt of via speciale sleuven in de deur van de onderste kamer van de pyrolyse-ketel komt.

De opname van warmte uit de pyrolyse-ketel en de overdracht ervan naar het koelmiddel (water of lucht) wordt uitgevoerd door het contact van de pijpleiding met het koelmiddel binnenin met de bodem van de onderste kamer van de ketel.

Met een volledige lading van de brandstof (bovenste) kamer, genereert de pyrolyse-ketel warmte van 6 tot 12 uur, afhankelijk van de brandstofkwaliteit en warmtebehoefte.

Als we de processen die plaatsvinden in de pyrolyse-ketel in fasen verdelen, gebeurt het volgende:

1. Temperatuur 450 ° С – houtbrandstof wordt gedroogd en ontgast;
2. Temperatuur 560 ° С – generatiegas aangesloten op secundaire lucht wordt verbrand;
3. Temperatuur 1100 ° С – de overblijfselen van pyrolysegas worden uitgebrand, warmte wordt teruggevoerd naar de onderste brandstoflaag in de bovenste kamer;
4. Temperatuur 160 ° С – uitlaat van naverbrandingsproducten in de schoorsteen.

Voors en tegens van pyrolyse-ketels

Allereerst zijn alleen pyrolyse-ketels in staat generatiegas te verbranden, d.w.z. vergelijkbare mogelijkheden als naverbranding van pyrolysegassen die worden geadverteerd door de fabrikanten van convectieketels van het type Buleryan komen niet overeen met de werkelijkheid.

Positieve eigenschappen:

• hoog rendement, bereikt door twee fasen van brandstofverbranding, hoog rendement – tot 90%;
• warmteontwikkeling van één brandstoftabblad duurt ongeveer 12 uur (een conventionele houtkachel werkt niet langer dan 4 uur op één tabblad);
• weinig afval door bijna volledige verbranding van houtbrandstof, het reinigen van de aslade in de onderste kamer en schoorsteenkanalen is zelden vereist;
• het verbrandingsproces maakt automatisering mogelijk, is gemakkelijk te regelen en te controleren;
• integreert in bijna elk verwarmingssysteem zonder dat er grote veranderingen nodig zijn;
• het leggen van niet-gehakte stammen is toegestaan;
• milieuvriendelijkheid bereikt door meer schadelijke stoffen in de onderste kamer te verbranden, waardoor ze niet in de atmosfeer worden uitgestoten.

Negatieve kenmerken:

• de behoefte aan elektriciteit die nodig is voor de werking van de ventilator (rookafzuiging);
• hoge kosten, in vergelijking met conventionele verwarmingsketels – ongeveer 2 keer;
• de behoefte aan laag brandstofvochtigheid, d.w.z. brandhout moet droog zijn, een vochtgehalte hebben van niet meer dan 20%;
• vereist een hoge belasting tijdens bedrijf, wanneer deze onder de 50% zakt, wordt de verbrandingsstabiliteit verstoord, hoopt teer zich op in het rookkanaal.

Prijs en fabrikanten, criteria voor het kiezen van een pyrolyse-ketel

Pyrolyse-ketels van de Tsjechische bedrijven “Dakon”, “OPOP” en “Atmos”, Sloveens “Attack”, Duits “Viessmann”, Oostenrijks “Wirbel” worden op de Russische markt gepresenteerd. De kosten van een pyrolyse-ketel met een vermogen van 20 kW bedragen gemiddeld 45.000 roebel.

Bij het kiezen van een ketel van dit type is het beter om te stoppen bij Europese fabrikanten, omdat huishoudelijke pyrolyse-ketels hebben vaak kenmerken van lage kwaliteit. Kijk goed naar de ketel, met name de onderste kamerbekleding en het mondstuk – de ketel gaat langer mee als de bovengenoemde elementen zijn gemaakt van keramiek dat bestand is tegen hoge temperaturen. Zorg ervoor dat er twee verbrandingskamers in de ketel zijn, dat er een regelbare luchttoevoer naar beide kamers is. Het kanaal waarin het koelmiddel circuleert, mag alleen in contact komen met de onderste kamer van de pyrolyse-ketel en het schoorsteenkanaal, anders zullen de hoge temperaturen die nodig zijn voor pyrolyse en naverbranding van gassen in de ovenkamers niet worden gevormd – het koelmiddel zal actief warmte afvoeren.

De fabrieksgarantie voor de werking van de pyrolyse-ketel moet meer dan een jaar zijn, voor mogelijke doorbranden van de kamerwanden – minimaal 10 jaar.

Besteed aandacht aan de garanties voor de ketelautomatisering en het mondstuk – hun kosten in geval van reparatie kunnen oplopen tot 50% van de kosten van de ketel zelf.

Bij het selecteren van het vermogen van de ketel, moet men uitgaan van het te verwarmen gebied. De keuze voor een pyrolyse-ketel met laag vermogen of een te krachtige pyrolyse-ketel zal leiden tot vroegtijdig falen: in het eerste geval door extreme belastingen; in de tweede – vanwege de opeenhoping van condensaat in het schoorsteenkanaal.

Evalueer nauwkeurig het uiterlijk van de ketel, inspecteer de lassen, ontdek de dikte en kwaliteit van het metaal dat in de constructie is gebruikt. De binnenwanden van de ketel moeten gemaakt zijn van hooggelegeerd ketelstaal met een dikte van 4 mm of meer – als de verkoper het staal waaruit de kamers van de pyrolyse ketel zijn gevormd ‘structureel’ heeft genoemd, weiger dan te kopen en verlaat deze uitlaat (constructiestaal is niet bestand tegen hoge temperaturen in ovens ketel en brandt binnen twee tot drie jaar uit).

Het ontwerp van de pyrolyse-ketel die in dit artikel wordt beschreven, is getest door Europese en huishoudelijke gebruikers en is het meest effectief – geïmproviseerde modellen van sommige binnenlandse en Europese fabrikanten, waarvan het ontwerp verschilt van de ‘klassieke’, meestal niet in staat zijn om pyrolysegassen te genereren of te verbranden.

Hoe een pyrolyse-ketel te installeren en te bedienen

Deze ketels moeten buiten woongebieden worden geplaatst. Volgens de brandveiligheidsnormen moet de basis voor de pyrolyse-ketel van baksteen of steen zijn, het vloeroppervlak voor de ovenkamers moet worden bedekt met een plaat van 1,5-2 mm dik metaal. De minimale afstand tussen wanden of objecten in de stookruimte en de keteltrommel is 200 mm. Fabrikanten van pyrolyse-ketels raden aan om de schoorsteen te isoleren met minerale wol van folie – het koelen van de rookgassen veroorzaakt de ophoping van condensaat en teer.

Pyrolyse-ketels hebben echter, net als alle andere verwarmingsketels die op brandbare brandstof werken, een constante toevoer van verse lucht nodig – een ventilatieopening in de stookruimte met een minimumoppervlak van 100 cm² absoluut nodig.

Houd het vochtgehalte van houtblokken in de bovenste oven van de ketel in de gaten – bij de werking van pyrolyse-ketels is dit een belangrijke factor voor hun succesvolle en lange levensduur.

Belangrijk: fabrikanten verbieden categorisch het verbranden van synthetische materialen in pyrolyse-ketels. de resulterende verbrandingsproducten zullen het interne ketellichaam actief aantasten, waardoor de levensduur drastisch wordt verkort.

Tijdens bedrijf is het vereist om as van de bodem van de ovenkamers te verwijderen (ongeveer een keer per week, de frequentie hangt af van de intensiteit van het werk en het vermogen van deze ketel), zorg ervoor dat de gaten in het mondstuk tussen de bovenste en onderste kamers niet verstopt zijn met as. Een keer per maand is het nodig om de ovenkamers volledig te reinigen, een keer per week – de deuren van de ovens met een schraper.

Vergelijkbare inzendingen:

1. DIY pyrolyse-ketel voor lang branden Technisch wordt gekeken naar de meest geavanceerde ketels, waarbij volledige verbranding van brandstof plaatsvindt met de maximaal mogelijke opname van de vrijkomende warmte. Aangezien dit soort schema’s voor een breed scala...
2. Brazier met een ketel: foto’s en voorbeelden Een heel simpele optie. Het is gemakkelijker om gewoon een vuurpot te maken met een ketel van een pijp of een ijzeren vat, zoals we al hebben besproken. Ondertussen begint de...
3. Hoe een ketel te kiezen voor thuisverwarming. Ketels op vaste brandstoffen Als het gas u niet snel zal bereiken, en onder andere als er in de winter met tussenpozen elektriciteit wordt geleverd, dan zal een verwarmingsketel op vaste brandstof het verwarmingsprobleem helpen...
4. Hoe maak je met je eigen handen een kachel voor een ketel van metaal of baksteen: tekeningen en bestellen Een picknick in de natuur, of het nu in het bos of op het platteland is, gaat gepaard met de bereiding van interessante gerechten. Als je graag in een ketel kookt,...

Meer lezen  Vakantiedecoratie: Kersthuisverlichting