Пиролизный котел своими руками — пошаговая инструкция


Подходящие отходы для переработки

Преимущество пиролизных установок в том, что они пригодны для безопасной утилизации широкого спектра материалов, включая трудноразлагаемые вещества.

  • ТБО: бумага, пластмасса, стекло, кости и т.д;
  • отходы деревообработки: щепки и опилки;
  • пластик и полимерсодержащие отходы (бутылки, полиэтиленовые пакеты);
  • иловые слои, образующиеся в коллекторах и канализациях;
  • сланец и торф;
  • автомобильные покрышки, резиновые отходы;
  • отходы аграрно-промышленного комплекса;
  • сельскохозяйственные отходы (шелуха зёрен, скорлупа орехов и т.п.);
  • отходы медицинских учреждений
  • нефтешламы;
  • растительные отходы, включая водоросли.

Что такое пиролизный котёл?

Пиролизный котёл – это экологически чистый аппарат, который служит для отопления помещений.

Вы будете довольны выбором пиролизного котла, если ваши требования при изготовки простого отопительного прибора:

  • демократичность ценовой категории;
  • неприхотливость в использовании (не нужно засыпать сырьё каждые 3 часа);
  • незамысловатая изготовка;
  • лёгкость в управлении;

Пиролизный котёл (заводского изготовления) являет высокотехнологичная конструкция, которая состоит из:

  • вентилятора;
  • насосы;
  • отсеки для воды;
  • отверстий и заслонок для твердого топлива;
  • автоматизированного электрического пульта управления;
  • отсека для дров;
  • проёма для сбора шлака и т. д.

Другое дело, котёл, сделанный своими руками. Это всего – то стальной короб с дымоотводом и вентилятором. В нём находятся камеры для топлива и воздуха.

В пиролизном котле применяется вода и электрика. Но электрика всего лишь для подключения вентилятора, а воды не надо много и менять часто её не требуется. Жидкость то испаряется. Вы можете засыпать в него что попало: мусор, хворост, дрова, железные банки и т. п.

И хотя, вентилятор делает устройство энергозависимым – он является важным фактором для обеспечения максимального эффекта горения. Устройство регулирует подачу воздуха в отсеки котла.

Составляющие самодельного пиролизного котла:

  • короб с отсеками из стали;
  • дымоотводная труба;
  • температурные датчики;
  • вентилятор;
  • трубы для воды;
  • шлаковый отсек и т. д.

Подробные элементы оборудования и как соорудить пиролизный котёл самому – описаны ниже.

Типы установок в зависимости от перерабатываемого материала

Пиролизные установки построены по одному принципу, различия в конструкции и режимах работы обусловлены сферой применения конкретного агрегата. Для утилизации некоторых отходов требуется более высокая температура.

Пиролизная установка

Переработка древесины протекает при низких (400-500°C) температурах. В результате процесса из установки извлекают древесный уголь, смолу, метиловый спирт, уксусную кислоту, ацетон.

Крекинг (процесс термического разложения) предельных углеводородов протекает при средних (700°С) температурах. На выходе получаются бензол, этилен, пропилен.

Пиролиз метана — высокотемпературный (1500°C) процесс, в результате которого образуется ацетилен. Продукты пиролиза быстро охлаждаются, после чего используются для производства синтетического каучука.

Низкотемпературный пиролиз ТБО осложнён необходимостью улавливать вредные летучие продукты горения: серу, фосфор и хлор. Требуется установка фильтров.

Что такое пиролиз? ↑

Суть пиролиза (в переводе с древнегреческого πῦρ — огонь, жар; λύσις — распад, разложение) — есть процесс термического разложения органических и ряда неорганических соединений. В узком понимании это распад органических природных соединений в условиях недостатка кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего). В расширенном широком смысле — это процесс разложения любых соединений на более легкие молекулы, составляющие вещество, либо элементы под воздействием увеличения температуры. К примеру, такой теллуроводород разлагается уже при температуре около нуля град.по Цельсию.
Многие интересуются тем, как с помощью газов можно запустить процесс дожига в печах, чтобы использовать оборудование эффективнее

Технические характеристики установки

Промышленное пиролизное оборудование позволяет перерабатывать десятки тонн материала в сутки, но его минус — большие размеры.

Основные параметры агрегатов:

  • производительность (кг/час или кубометры в день);
  • масса установки (мобильные агрегаты весят 3-8 тонн, стационарные — больше 10 тонн);
  • габаритные размеры;
  • мощность;
  • тип питания (требуемое топливо/параметры электросети);
  • мобильность (требуется ли разборка для перевозки);
  • этажность установки (количество уровней).

Иногда ]пиролизных[/anchor] установок указывает дополнительные параметры: окупаемость, объём реактора и т.д.

Конструкция и составные части

Перевозимые агрегаты строят из жаропрочной нержавейки. Устройство состоит из сушильного реактора, пиролизного реактора, камеры охлаждения твёрдых пиролизных продуктов и реактора, в котором охлаждается и конденсируется парогазовая смесь углеводородов.

Модули мобильного агрегата установлены на единую раму. В процессе утилизации отходы непрерывно двигаются сквозь реакторы по шнековым транспортёрам. Система подачи отходов работает от мотор-редуктора, движение передаётся зубчатой или цепной передачей. Сама установка перемещается на автоприцепе или грузовом шасси.

Компоненты простейших стационарных установок немного другие, но принцип работы тот же:

  • реторта — ёмкость для отходов, устойчивая к нагреву;
  • топочная камера — отсек, в котором проходит нагрев ТБО и сам пиролиз;
  • теплообменник — устройство для охлаждения и конденсации газа до состояния жидкости.

Продвинутое оборудование оснащено сушильными камерами, измельчителями, датчиками температуры, концентрации веществ в выбросах и т.п.

Технология переработки отходов

Мусор автоматически измельчают на куски менее 1 см. После измельчителя материал попадает в сушильную камеру, которая нагревает его до температуры 180 °C. Чтобы установка работала с максимальным КПД, содержание влаги в материале должно быть меньше 15%. Если сушильной камеры нет, эффективность пиролиза снижается.

ТБО, прошедшие сушку, попадают в пиролизный реактор.

Процесс протекает при температуре от 400 до 1500°C в зависимости от типа отходов и температурного режима.

Отходы разлагаются под действием высокой температуры, но кислород в этом не участвует.

Конденсат и газы поступают в теплообменник и разделяются на горючий газ и жидкое топливо.

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Из-за особенностей процесса горения (выделения большого количества газов) такие установки называют еще газогенераторными котлами.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

Пиролизный котел с нижней камерой дожига

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в дровнике не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

Пиролизный завод

На крупных заводах установлены пиролизные линии, суточная производительность которых достигает десятков тонн материала.

Пиролизный завод может совмещать переработку ТБО с утилизацией медицинских или других отходов.

На нефтехимических предприятиях пиролизные цеха специализируются на работе с метаном. Для предотвращения возгораний продуктов пиролиза на предприятиях расположены цистерны для хранения ГСМ.

Из крупных предприятий, производящих пиролизное оборудование в России, можно выделить:

  • Тюменский пиролизный завод;
  • Уральский пиролизный завод;
  • Ангарский завод полимеров;
  • ОАО «Газпром нефтехим Салават».

Процесс производства останавливают только для чистки реторт.

Пиролизный котел своими руками

Рост популярности пиролизных котлов обусловлен рядом преимуществ этого отопительного прибора, одним из которых, помимо всего прочего, является независимость от снабжения жилища газом. Высокая стоимость заводских экземпляров техники дало толчок к изготовлению пиролизных котлов своими силами.

Выбираем инструменты и материалы

Перед сборкой пиролизного котла необходимо определиться с типом устройства, его конструктивными особенностями и подобрать подходящий типовой проект конструкции.

Для создания пиролизного котла потребуются:

  • стальная толстостенная труба;
  • листовая сталь толщиной 4 мм;
  • профильные трубы;
  • круглый прокат диаметром 20 мм;
  • вентилятор центробежного типа;
  • шамотный кирпич;
  • терморегулирующая автоматика;
  • гайки, болты, шайбы.

Минимальный набор инструментов для сборочных работ состоит из:

  • сварочный аппарат для дуговой электросварки;
  • болгарка;
  • электродрель;
  • комплект слесарных инструментов.

Схема сборки

Для определения точного количества материалов для пиролизного котла необходимо воспользоваться чертежами, которые можно найти в справочной литературе. Не имеет смысла самостоятельно создавать конструкцию устройства, достаточно подобрать наиболее подходящую из уже имеющихся. В схеме пиролизного котла должны быть обозначены: топка, теплообменник и организация подачи воды.

Продукты, получаемые на выходе

После термической обработки полимерных материалов остаются зола полукокса, пиролизная жидкость и газ.

Часть газов конденсируется и переходит в жидкое состояние. Жидкость очищают, чтобы превратить её в синтетическую нефть. Она используется как замена природному топливу.

Сухой метод пиролиза

Газ, не прошедший конденсацию, отправляют на дожиг или продают сторонним потребителям. Его можно применять в качестве топлива при выработке электроэнергии на ТЭС.

После переработки покрышек остаётся несгораемый металлокорд, его отправляют на склад для дальнейшей переработки в металлические изделия. Обуглероженный (превратившийся в кокс) остаток используется в промышленности:

  • в производстве новых шин и резиновых изделий;
  • в качестве красителя при изготовлении лакокрасочных покрытий;
  • применяется в качестве сорбента вместо активированного угля;
  • служит компонентом жидкого топлива или сам используётся как твёрдое горючее.

Популярные производители в России

В связи с актуальностью проблемы переработки мусора и хорошей окупаемостью пиролизных установок открытие своего перерабатывающего завода — популярный бизнес. Компании предлагают закупать оборудование оптом или в розницу, возможно строительство цехов под ключ.

Среди отечественных производителей пиролизных установок — «Эковторресурс», «Экопромсервис», «НПО Отечественные технологии», «Росэко».

Например, «Эковторресурс» предлагает модульную установку «Константа 6». В зависимости от модификации, она перерабатывает от 6 до 24 тонн сырья в сутки. Стоимость «Константы 6» в максимальной комплектации составляет 40 000 000 рублей, в базовой — 11 300 000 рублей. Установка модульная, возможно постепенное наращивание производственной мощности.

«Росэко» предлагает бюджетную модель агрегата для низкотемпературной переработки шин за 9 000 000 рублей. Производительность составляет от 100 кг/ч, масса установки — 6 тонн.

Пиролизные котлы для отопления

Пиролизный котел

Работающие по принципу пиролиза котлы отопления слишком мощные для обогрева дач, поэтому их применяют в коттеджах и больших хозяйственных помещениях.

Дровяные печи проигрывают котлам в экологичности (у них больше выброс угарного газа), мощности и удобстве эксплуатации (постоянно нужно загружать новое топливо).

Загруженные в котёл дрова медленно тлеют под действием высокой температуры и ограниченного доступа кислорода. Выделяемый пиролизный газ поступает в камеру сжигания и смешивается с воздухом. Происходит одновременное сжигание в разных камерах древесного угля и газа. Преимущество такой схемы — продолжительное горение каждой закладки топлива и повышенный КПД установки.

В котле топливо сгораёт не сразу в полном объёме, а постепенно, тем самым увеличивается время от одной закладки от другой. Продвинутые модели требуют вмешательства человека не чаще 1-2 раз в день.

Пиролизный котёл для коттеджа стоит около 350 000 рублей. Пример такой установки — ATMOS D 15.

Принцип работы, плюсы и минусы пиролизного котла

Разобраться в принципе действия можно исходя из схем и чертежей. Но для самостоятельно изготовления понадобится больше углубиться в принцип работы устройства. Горелка работает благодаря сухой перегонке. При достижении температуры 500-600 градусов начинается разложение дерева. В итоге появляется горючий газ и натуральный кокс.

Пиролзный котел характеризуется вместительным загрузочным баком и высоким КПД

Горючий газ смешивается с воздухом. Именно это становится спусковым крючком для начала горения. Но для правильного процесса в камере должна поддерживаться оптимальная температура.

В результате пиролизного горения получается дым, который абсолютно безвредный для окружающей среды.

Устройство длительного горения позволяет максимально использовать твердое топливо. В итоге остается совсем мало отходов. Потенциал древесины раскрывается лучше, выделяется больше тепла и можно отопить большие площади.

Пиролиз относится к экзотермическим процессам. Это общее название класса, в результате деятельности которого образуется тепло. Но данное тепло используется для обогрева и сушки топлива.

Преимущества пиролизных котлов:

  1. Длительное время поддерживается стабильная температура;
  2. Вместительность загрузочного бункера;
  3. Высокий КПД;
  4. Можно использовать для утилизации продуктов древесной переработки.

Но самодельный пиролизник имеет свои недостатки. Среди минусов выделяют большие размеры конструкции, зависимость от электричества и выборочность топлива. При покупке готовой системы отмечают высокую стоимость оборудования. Для отопления дома нельзя использовать влажную древесину. Из-за высокой влажности пиролиз будет затрудненным.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: