Пиролизный котел своими руками пошаговая инструкция: Пиролизный котел своими руками: чертежи + пошаговая инструкция

Содержание

Пиролизный котел своими руками: чертежи + пошаговая инструкция

Говорят, что все новинки – это хорошо забытое старое. Не является исключением и создание отопительный систем на базе пиролизного горения. Первые заводы, использующие технологию пиролиза были построены еще в 70-е годы позапрошлого 19-го века.

Самодельный пиролизный котел

До сих пор эта технология широко применяется и у нас и за рубежом для переработки нефти. Собственно «пиролиз» — это процесс химического разложения органики под действием высокой температуры. В устройствах, использующих твердое органическое топливо (как правило, дрова) твердая часть и выделяющиеся из него при температурном разложении газы сгорают отдельно, что существенно повышает эффективность таких котлов.

Несмотря на сложное название и мудреное описание процесса вы вполне можете построить пиролизный котел своими руками, для этого вам потребуется листовая сталь, сварочный аппарат и чертежи, которые вы можете взять на нашем сайте.

Суть процесса пиролиза

В пиролизных котлах на твердом топливе используются такие типы органики, которые при температурном разложении дают большой выход летучих горючих веществ. Такие котлы работают не только на дровах (и всех видах топлива из древесины, таких как пеллеты или топливные брикеты), но и на угле, вплоть до коксующихся марок, температура горения которых достигает очень больших значений!

тление топлива

Топливо в пиролизных котлах размещается на колоснике. После поджига загруженной партии топлива, закрывается плотная дверка и начинает работать дымосос. Вследствие этого в камере сгорания поднимается высокая, до 800 градусов температура, однако в ней отсутствует кислород из воздуха для обычного интенсивного горения. Вместо этого органическое топливо тлеет и обугливается, при этом выделяются летучие газы, преимущественно углеводороды.

Под действием конвекции летучие горючие газ поступают в подколосниковое пространство. Вместе с ними мигрирует и азот, находящийся в первично имеющемся воздухе в топке. Под решеткой колосника к смеси газов подмешивается кислород из вторичного контура подачи воздуха. Получившая смесь уже имеет способность к сгоранию. Она сгорает, выполняя полезную функцию (например, нагревая воду в теплообменнике), а кроме того выделившееся тепло поступает обратно к органическому топливу и поддерживает процесс тления.

Основные характеристики пиролизных котлов

Основными чертами котлов, работающих на технологии пиролиза являются следующие:

  1. Возможность изготовления из недорогих конструкционных материалов.
  2. Длительное время одного цикла пиролиза, достигающего около 30 часов,
  3. Полная взрыво и пожаро-безопасность.
  4. Простота конструкции, доступная для самостоятельного изготовления.
  5. Широкий спектр используемого древесного топлива (от классических дров до пеллет).
  6. Высокая экологичность котлов, низкое количество продуктов сгорания.

Как часть нужно подкидывать дровишки?

В обычную печь вам придется загружать топливо минимум через каждые два часа. Причиной этому является большая интенсивность горения топлива в печах такой конструкции. Большая часть тепла при этом в прямом смысле «вылетает в трубу». КПД таких котлов минимален, кроме того, в нем остается много остатков, которые приходится регулярно выгребать.

А вот если ограничить приток кислорода, то период горения значительно увеличивается. При этом тепло выделяется не только при самом процессе тления-пиролиза, но и от сгорания выделившихся газов. Вследствие этого время работы от одной загрузки может увеличиваться до суток и более.

Процесс изготовления пиролизного котла своими руками

Сразу отметим, что пиролизные котлы можно использовать не только для отопления. Но и для прямого обогрева небольших помещений, например сарая с живностью или гаража.

Нюансы с топливом

Приятная новость для владельцев автомобилей: ваш котел можно будет «кормить» не только дровами, но и отработанным машинным маслом. Цена такого топлива просто смехотворная, а в пиролизном котле он будет гореть не хуже, чем обычные дрова. Но есть нюанс: котел, «питающийся» отработкой должен иметь специальную конструкцию.

Схема пиролизного котла на отработке

Создать такой котел очень просто. В нем имеется две емкости: нижняя, в которую загружается топливо и где собственно и проходит процесс пиролиза и верхнюю воздушную камеру.

Простейшая пиролизная печь на отработке

В нижнюю часть вваривается труба с толстыми стенками, в которой проделываются отверстия. Собственно в этой трубе и происходит дожигание паров из «отработки».

Схема пиролизной печи

В верхней воздушной камере монтируются перегородки, которые направляют горячий воздух по извилистому маршруту, этим достигается повышенная отдача тепла от верхней камеры в помещение.

Подробное описание конструкции пиролизного котла

Через приваренный к верхней камере дымоход продукты сгорания удаляются в атмосферу.

Такую печь можно несколько усовершенствовать. Для этого рядом с нижней емкостью монтируется дозаправочный бак, соединенные с ней трубой. Дозаправка происходит по принципу сообщающихся сосудов.

Но, обратите внимание, в такую печку категорически не допускается попадание воды. Ее нельзя размещать в месте, где возможно выпадение атмосферных осадков. При попадании воды тлеющее масло вспенивается и резко расширяется в объеме. Это может привести даже к разрывк окнструкции.

Также при создании такой печи обратите внимание, что высота дымохода должна составлять не менее двух метров.

Если вы оснастите верхнюю камеру такой печи водяной рубашкой, то она вполне может нагревать проходящий через нее поток воды. Также верхний бак может нагревать и проходящий воздух.

промышленные пиролизные котлы

Пиролизный котел для древесных отходов

Возможно, у вас на участке накопилось много древесных отходов: щепок, опилок, стружки. Для того, чтобы эффективно сжигать такой «мусор» можно построить специальный котел. Такое устройство также станет незаменимым помощником в деревообрабатывающих цехах.

самодельный пиролизный котел из бочки

Для создания такой печи тратится минимум материалов и а ее конструкция чрезвычайно проста.

Запасемся следующими материалами:

  1. Металлическая бочка емкостью в 200 литров, у которой нужно вырезать верхнюю крышку.
  2. Крышка с бортиком, точно подходящая к горловине бочки.
  3. Круглый поршень с сечением, чуть меньшим внутреннего сечения бочки. Его нужно изготовить из массивной заготовки или искусственно утяжелить.
  4. Труба с сечением 10 сантиметров и длиной, сантиметров на 20 больше, чем высота бочки.
  5. Дымоходная труба с сечением около 10 сантиметров и длиной не менее 40 сантиметров.

В плотно подогнанной по размеру наружной крышке вырезается отверстие с сечением, чуть большим, чем у трубы, обозначенной в п «4», она же – «воздуховодная труба». Дымоходная труба вваривается в верхнюю часть боковой поверхности бочки.

Схема пиролизного котла из бочки

Воздуховодная труба плотно приваривается к поршню. На верхнем торце воздуховодной трубы размещают подвижную заслонку, регулирующую объем подаваемого воздуха. К нижней части поршня привариваем ребра, которые будут утрамбовывать топливную массу.

подгонка верхней крышки

Закладываем в бочку любое сухое древесное топливо. Грузить можно все, что угодно, вплоть до бумаги и шишек. Стоит отметить, что сухость исходного топлива очень критична для пиролизных котлов. Наполняем бочку на 2\3 ее высоты. Сверху на дрова укладываем щепки или бумагу и поджигаем их. Не возбраняется плеснуть несколько капель бензина. После того, как топливо загорелось – вставляем поршень с воздуховодной трубой, закрываем бочку верхней крышкой. Топливо будет постепенно прогорать и под собственным весом поршень будет опускаться.

По тяжестью поршня и без достаточного доступа кислорода топливо в бочке будет медленно тлеть. Выделяемый при пиролизе газ будет проникать в верхнюю часть бочки, где также будет сгорать. Наиболее будет нагреваться как раз верхняя часть бочки, в этой части температура воздуха может достигать 900 градусов. Такая температура полностью выжигает даже сажу.

внешний вид поршня и воздуховода

При хорошей регулировке и сухом топливе такая пиролизная печка может непрерывно работать на одной закладке до 30 часов.

Горизонтальная версия пиролизного котла

200-литровую металлическую бочку можно превратить и в горизонтальный котел. Как и вертикальном варианте – в такой печи будут присутствовать камера тления и камера дожига выделяющихся газов.

горизонтальная пиролизная печь

В принципе, такой котел можно приобрести и в уже готовом виде. Современная промышленность предлагает массу вариантов таких устройств на любой вкус и кошелек.

промышленная пиролизная печь

Дополнительное оснащение пиролизных котлов

Помимо нагрева окружающего воздуха пиролизные котлы могут выполнять и много другой полезной работы. Прежде всего, конечно, они могут подключаться к системам отопления с воздушным или жидким теплоносителем.

пиролизный котел с конвекцией

Так, большой популярностью пользуются конвекционные печи. В них применяется принцип конвекции воздуха. Для этого на котле размещаются специальные изогнутые воздуховоды. Их нижние патрубки забирают холодный воздух, а через верхние патрубки выходит уже горячий.

самодельный пиролизный котел с конвекцией

Ну и конечно же, никто вам не мешает оборудовать любой котел трубопроводом-теплообменником, который будет нагревать воду для системы теплоснабжения или для система горячего бытового водоснабжения.

И в заключении можете посмотреть краткий видеоурок, описывающий изготовление и эксплуатацию пиролизного котла.

Видео: Пиролизный котел своими руками

пошаговая инструкция создания самодельного устройства с верхней загрузкой с чертежами

За красивым пламенем горящих дров прячется сложный химический процесс.

На самом деле, горят не твёрдые дрова, а газы, которые выделяются из них при высокой температуре. Этот процесс получил название пиролиза.

Из чего состоит пиролизный котёл

Принцип разложения топлива и дожиг получившихся газов используется в пиролизных котлах. Сгорание происходит при высокой температуре и полностью.

Конструкция таких котлов сложнее обычных колосниковых, они дороже, но гораздо эффективнее.

Пиролизный котёл состоит:

  1. Из первичной камеры. Она напоминает топку обычного котла, в которую загружается топливо. В зависимости от конструкции горение может происходить как внизу топливной камеры, так и сверху вниз.
  2. Вторичной камеры. В ней происходит смешивание пиролизных газов с вторичным нагретым воздухом и жаркое горение получившейся смеси. Благодаря высокой температуре происходит полное окисление углерода до углекислого газа.
  3. Системы поступления, разделения и подогрева воздуха. Бывают котлы на естественной тяге или с принудительной подачей воздуха.
  4. Системы теплообмена и дымоудаления.
  5. Автоматики управления.

Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?

Дрова в пиролизном котле с верхней загрузкой сгорают так:

  • Загруженная топка поджигается, пламя на естественной тяге нагревает топку до температуры в первичной камере 60 °C.
  • Закрывается дверца, включается подача первичного воздуха. За несколько минут температура в очаге горения достигает 600 °C — оптимальный режим для разложения газов. Дрова тлеют при недостатке кислорода.

Фото 1. Загруженная дровами топка пиролизного котла, пламя нагревает ее при естественной тяге до 60 °C.

  • Во вторичную камеру подаётся предварительно пропущенный через пламя первичной камеры воздух. Горячие газы смешиваются, получается смесь со стехиометрическим числом – оптимальным соотношением воздуха и горючего газа.
  • Проходя через форсунку, смесь воспламеняется и горит с выделением большого количества тепла. Часть тепла расходуется на поддержание горения в первичной камере.
  • Тепло улавливается системой теплообменников, выделяемый углекислый газ удаляется через дымоход.

Делаем устройство своими руками: пошаговая инструкция

Высокая стоимость заводского пиролизного котла побуждает народных умельцев к сооружению копий заводских котлов своими руками или самостоятельному поиску инновационных технических решений. Процесс постройки такого оборудования сложный, но интересный.

Выбираем схему и чертеж

Перед началом работ самый ответственный этап — выбор проекта. По возможности стоит приобрести уже испытанный готовый проект, чтобы не набивать шишки на своём опыте.

Фото 2. Схема самостоятельной сборки пиролизного котла с дымоходным каналом и верхней загрузочной дверцей.

Что следует учесть при проектировании и создании чертежа:

  • Мощность горелки. Она зависит от площади первичной камеры сгорания и размера топки, а также от интенсивности нагнетания кислорода.
  • Размер топки. От неё зависит, сколько топлива будет заправлено, а значит – сколько времени котёл будет работать без подзарядки.
  • Вид наддува. Бывают котлы на естественной тяге, но они не обеспечивают стабильного горения газов. На котёл можно установить как вентилятор наддува, так и дымосос.
  • Вид теплообменника. Выходящее тепло должно эффективно улавливаться. Водяная рубашка или пластинчатый теплообменник на выхлопе хорошо справятся с задачей.
  • Футеровка первичной и вторичной камеры, а также способ регулирования первичного и вторичного воздуха.

Фото 3. Пример чертежа пиролизного котла длительного горения с указанными размерами. Вид сбоку и спереди.

Вам также будет интересно:

Материалы и инструменты

Для постройки пиролизного котла своими руками нам понадобятся:

  • Листы высоколегированной стали толщиной 4 мм. Их легче сваривать, они не прогорят от высокой температуры.
  • Вентилятор принудительного наддува и автоматика.

Справка! Вариант дороже — заводской вентилятор и контроллер плавной регулировки, вариант дешевле – вентилятор отопителя автомобиля, ступенчатый регулятор и простейший шибер для точной регулировки.

  • Материал для футеровки. Вторичная камера сгорания обязательно отделывается огнеупорной прослойкой, так как температура горения пиролизных газов — 1200 °C. Это может быть каолиновая вата, или шамотный кирпич.

  • Датчик давления и температуры.
  • Трубы, фитинги, пруты, завесы, шарик для клапана, термоустойчивая краска.

Чтобы построить котёл, нужна оборудованная слесарная мастерская. Мастеру понадобятся навыки разметки и подгонки деталей, умение читать чертежи и кроить металл.

Нам понадобятся:

  • Инструменты для обработки и соединения металла. Углошлифовальная машинка, сварочный аппарат, электроды. Идеально, если детали будут раскроены по заказу на лазерном станке с ЧПУ — это добавит красоты и облегчит задачу.

Внимание! Соблюдайте правила безопасной эксплуатации инструментов. Следите за целостью изоляции проводов, следите за направлением искр при резке металла.

  • Измерительные приборы: циркуль, линейка, уголок, рулетка.
  • Инструменты для обработки шамотного кирпича: диск для УШМ с твердосплавными напайками.

Ход работ

Пошаговая инструкция постройки:

  1. Разметка деталей первичной и вторичной камеры. Размер вторичной камеры подбираем, чтобы шамотный кирпич укладывался без подрезок. Дно первичной камеры сужается и завершается щелевой форсункой для горения газов.
  2. Разметка и устройство доступа воздуха. С одной стороны на воздуховод из квадратной трубы надевается вентилятор, с другой — воздух разделяется на первичный и вторичный.

Регулирование количества подаваемого воздуха осуществляется клапаном — шарик от подшипника большого диаметра, приваренный к болту или шаровый кран. Он перекрывает подачу воздуха.

  1. Монтаж воздуховодов первичного и вторичного воздуха. Следует учесть, что форсунка пиролизных газов сильно нагревается, эта энергия должна эффективно сниматься воздуховодами. Вторичный воздух должен быть горячим, иначе сжигание получится неровным. Сопла воздуха должны быть параллельны движению пиролизных газов.
  2. Пиролизный котёл имеет два выхода на дымоход — из первичной и вторичной камеры. После розжига и подачи воздуха дымоход первичной камеры перекрывается — необходимо запланировать герметичную заслонку с прижимным механизмом.
  3. Футеруем вторичную камеру.
  4. Обшиваем конструкцию водяной рубашкой толщиной 3 см. Для повышения прочности можно предусмотреть связи, все швы должны быть герметичны.
  5. В корне дымохода устанавливается дополнительный пластинчатый или трубчатый теплообменник. Можно использовать готовые радиаторы, но из-за возможного засорения сажей чистить их будет сложнее.
  6. В корпусе выполняются технологические гнёзда для датчиков температуры — в водяную рубашку, термопару можно установить в зоне тления и вторичной камере.
  7. Навешиваются дверцы загрузки и вторичной камеры. Напротив теплообменника на болтах крепится лючок прочистки.
  8. Для эстетичного вида котёл нужно покрасить, лучше использовать термостойкую краску с молотковым эффектом.

Фото 4. Напольный пиролизный котел в помещении, окрашенный в синий цвет термостойкой краской.

Правильное подключение

Пиролизный котёл имеет несколько особенностей при подключении. Разложению топлива мешает низкая температура теплоносителя, поэтому на обвязку устанавливается трехходовой клапан.

Внимание! При растопке жидкость циркулирует по малому кругу, при достижении 60 °C теплоноситель начинает греть систему отопления. Выходная труба и малый круг обязательно монтируется из металла.

Оборудование котельной

Для работы самодельного пиролизного котла потребуется оборудованное отдельное помещение — котельная.

Обязательно в котельной должен быть выход дымохода и естественная вентиляция.

Место для установки котла выбирается так, чтобы был доступ ко всем поверхностям и прочистке.

Перед топкой оборудуется площадка из несгораемых материалов, для установки котла потребуется фундамент. Подключение дымохода должно быть максимально коротким.

Сложности при сборке котла

При постройке пиролизного котла основная сложность — выбор правильного проекта и материалов. Без понимания процессов, которые протекают в топках, правильно построить котёл невозможно.

Основные ошибки, которые допускают при самостоятельном проектировании:

  • Недостаточная футеровка зон сгорания. Шамотный кирпич важен, так как поддерживает постоянную температуру в зоне горения и предохраняет колосник и стенки топки от прогорания.
  • Излишний теплосъем. Теплообменник должен улавливать то тепло, которое не нужно для поддержания внутренних процессов в котле. Расположение водяной рубашки рядом с зоной горения недопустимо.
  • Несоответствие размеров загрузочной камеры и камеры газификации. Слишком малая камера газификации может привести к зависанию крупных поленьев.
  • Неправильный размер или направление воздушных сопел. Смешивание воздуха и пиролизных газов должно быть максимально равномерным.
  • Некачественно сделанная регулировка потоков первичного и вторичного воздуха, отсутствие принудительной подачи кислорода. Обязательно ставить либо дымосос или дутьевой вентилятор с регулировкой мощности.

Как проверить работу самодельного оборудования?

Итогом длительной работы по выбору проекта котла и воплощению этого проекта в жизнь будет экономичный и надёжный источник тепла. Хорошо работающий котёл обладает следующими качествами:

  • Правильно подобранная мощность. Пиролиз обладает малым диапазоном регулировок. Котёл невозможно «придушить» или сильно «разогнать». Горение в этом случае либо прекращается вовсе, либо начинается в камере газификации. Поэтому мощность котла должна соответствовать теплопотерям дома.
  • Возможность длительной работы в форсированном режиме. Одной закладки должно хватать на длительное время.
  • Лёгкий выход на газификацию, пиролизный факел в камере дожига должен наблюдаться уже через 15–20 минут после розжига.
  • Температура газов в дымоходе не должна быть выше 40–60 °C. Если температура выше — увеличиваем площадь теплообменника.
  • При тестировании котла после выхода на пиролиз из дымохода должен выходить только углекислый газ и пар. Наличие тёмного дыма и запаха свидетельствует о неполном сжигании топлива.

Полезное видео

В видео демонстрируется изготовление пиролизного котла самостоятельно из заранее подготовленных материалов.

Заключение

При выборе системы отопления стоит обратить внимание на различные виды котлов и дополнительных элементов. Пиролизный котёл отлично подойдёт для получения постоянной температуры теплоносителя в отопительный сезон, не требует частого подбрасывания дров. Однако стоит знать, что для его работы понадобится электричество, котёл требователен к качеству дров.

Делаем пиролизный котел своими руками – советы и рекомендации


Газогенераторные или пиролизные котлы, стоят в 2-3 раза дороже, чем классические модели отопительного оборудования. Изготовление пиролизного котла своими руками, дает возможность сэкономить на расходах до 60%, по сравнению с приобретением заводской продукции.

Для производства требуется подобрать необходимые материалы, чертежи и выполнить грамотные теплотехнические расчеты.

Ниже находятся пошаговую инструкция изготовления пиролизного котла своими руками, рекомендации относительно подбора необходимых строительных материалов и комплектующих.

Можно ли получить пиролиз самому

Конструкция самодельного пиролизного котла будет эффективной, только при условии, что будут созданы необходимые условия для его работы. Горение топлива внутри топки, должно осуществляться с соблюдением следующих особенностей:

  • Пиролиз или газогенерация – это процесс продуцирования и последующего дожига газа, появляющегося при сжигании любого твердого топлива. Котел должен иметь топочную камеру, соединяющуюся каналом с топкой, для дожига газов.
  • В процессе горения требуется, чтобы поддерживалась температура свыше 600°С. В самодельных котлах, камеру дожига газов, обычно располагают под топочной камерой. Для уменьшения теплопотерь.
  • Подача воздуха и отвод газов, должны точно регулироваться. Пиролиз происходит только при ограниченном объеме кислорода в топке.


Во время горения твердого топлива, сначала происходит окисление поверхности, после чего появляется пламя. Газогенерация или пиролиз, является естественным физическим явлением.

Главная задача при изготовлении котла своими руками, это необходимость добиться максимального продуцирования CO и дожига его в специально отведенной камере.

Какой самодельный пиролизный котел лучший

В точности определить, какой самодельный пиролизный котел лучше, можно, только рассмотрев наиболее распространенные конструкции. Схемы для производства, в основном позаимствованы и являются копией уже существующих, реальных моделей оборудования. Наибольшей популярностью пользуются копии пиролизных котлов Стропува, благодаря простой и одновременно эффективной конструкции.

По своему устройству, все модели, которые изготавливают самостоятельно, внутренним устройством теплообменника и загрузочной камеры, делятся на две группы:

  1. К первой группе можно отнести котлы, в которых используется вертикальная конструкция. Внешним видом модели напоминают бочку.
  2. Вторая группа, использует горизонтальную загрузку и имеет такой же внешний вид, как и у классических котлов (форма «ящика»).

Вертикальная конструкция

Конструкция котла с вертикальной загрузкой, отличается простотой и эффективностью. Устройство используется в отечественных и зарубежных агрегатах, отличающихся длительной работой от одной закладки топлива. В конструкции присутствуют следующие особенности:

  • Отсутствует отдельная топочная камера для дожига газов. Сверху топки устанавливается специальный металлический «блин» с отверстиями, соединенный с телескопической трубой.
    По мере прогорания топлива, кожух опускается. Через отверстия, выполняющие функцию форсунок, проходит и дожигается продуцируемый газ.
  • Котлы используют принцип верхнего горения – приток воздуха идет в двух направлениях. Чтобы не допустить прогорания топлива, более чем на 10-15 см. Воздушные массы поступают снизу, через зольную заслонку. Одновременно, приток выполняется через телескопическую трубу, опускающуюся по мере прогорания топлива.
  • Теплообменник имеет вертикальную конструкцию, обеспечивающую максимальную теплоотдачу.


Вертикальная конструкция считается максимально простой, поэтому, именно ее выбирают для самостоятельного изготовления котлов пиролизного типа. Одними из первых, устройство использовал латвийский производитель Стропува. Поэтому, схемы моделей данного типа зачастую так и называют.

Горизонтальная конструкция

Горизонтальные пиролизные котлы имеют конструкцию схожую с классическими агрегатами. Разница заключается в присутствии в устройстве отдельной топочной камеры для дожига газов и ломаного канала дымоотведения. В конструкции предусмотрены следующие особенности:

  • Модели в основном используют принцип нижнего горения. Подача воздуха осуществляется сразу в трех направлениях. Поток воздушных масс не даёт, чтобы огонь разгорелся по всей топке и принудительно поддерживается внизу уложенного топлива.
    Второй поток воздуха, подается под колосниками и обеспечивает равномерное горение. Третий поток направлен на удаление продуктов сгорания и подачу газа в камеру дожига.
  • Камера дожига – располагается непосредственно внизу под колосниками или сверху, в зависимости от выбранной конструкции. Топка обкладывается шамотным кирпичом, для поддержания высокой температуры.

Горизонтальная конструкция требует точных теплотехнических расчетов. Выполнить необходимые работы сможет только грамотный специалист.

Пиролизный котёл из газового баллона

Устройство пиролизного котла из газового баллона, напоминает классическую Стропува. Принцип работы идентичен, более известному латвийскому бренду. Для производства понадобятся следующие материалы:

  1. Газовый баллон вместимостью 50 или 100л.
  2. Лист металла для изготовления двух кругов – поршня или «блина», а также, двух дверок: загрузочной и топочной.
  3. Металлическая полоска шириной 4 см и толщиной не менее 3 мм.
  4. Арматура для изготовления колосников.

Сделать самому самодельный пиролизный котел из газового баллона, возможно, даже при минимальных технических навыках и умении работать со сварочным аппаратом. Конструкция требует небольших материальных вложений, на приобретение металлического листа, абразивного круга для болгарки и расходных материалов для сварочных работ.

Тип теплообменника – встроенная рубашка или змеевик

В пиролизных котлах заводского производства, используется два типа теплообменника. Такое же устройство, используется и в самодельном оборудовании. Выбор теплообменника зависит от выбранной схемы сборки и влияет на производительность, и теплотехнические характеристики котла.

Прежде чем начать собирать пиролизный котел своими руками, надо определиться с типом устройства, аккумулирующего тепло:

  • Змеевик – нагрев теплоносителя осуществляется по типу проточного нагревателя. Змеевик изготавливают из меди или стали. Выглядит как обычная трубка, скрученная по спирали. Устанавливается сверху котла. Преимущество выбора змеевика для котлов, это простота установки. Недостаток – снижение теплоэффективности, в зависимости от интенсивности горения пламени.
  • Водяная рубашка – представляет собой полость, полностью окружающую топку и камеру дожига, заполненную водой. В котлах заводской сборки, теплообменник данного типа, дополнительно окружает дымовой канал, что увеличивает количество аккумулированного тепла.
    Преимущество «водяной рубашки» – более равномерный прогрев теплоносителя и лучшая теплоотдача. Недостаток – сложная конструкция и высокие требования к сборке.

На теплообменник, выполненный в виде водяной рубашки, оказывается сильное термическое давление. Поэтому, к качеству швов предъявляются высокие требования. Лучше, чтобы работы выполнял сварщик, имеющий опыт в проведении данных работ.

Как рассчитать мощность самодельного пиролизного котла

Расчеты производительности котла, выполняют двумя способами. Первый заключается в том, что сначала выбирают модель подходящей мощности, заводской сборки, а после, копируют габариты: объем загрузочной камеры, вместительность теплообменника и т.д. Чертёж практически любого котла, сейчас можно найти бесплатно или купить в интернете.

Второй метод, требует наличия минимальных инженерных навыков. Расчеты проводятся по специальным формулам, в несколько этапов:

  • Определяется мощность котла, в зависимости от отапливаемой площади. Для вычислений используют формулу 1 кВт = 10 м².
  • Рассчитывается размер топочной камеры – при вычислениях используют следующие значения. Для получения 10 кВт тепла в течение одного часа, потребуется сжечь 3,6 кг дров. Для 10 часов работы, потребуется топка размерами 0,6*0,6*0,5 м (глубина/высота /ширина).
  • Для самодельного пиролизного котла нужен вентилятор, с пропускной способностью 98,5 м³ в час.


После проведения всех расчетов и подбора подходящей модели по принципу горения и конструкции, останется только приобрести подходящие расходные материалы.
{banner_downtext}

Выбор марки стали и электродов

Сделать самостоятельно пиролизный котел длительного горения с водяным контуром или рубашкой своими руками, при наличии технических навыков, вполне возможно. Потребуется определить и составить список всех расходных материалов.

Для производства котла потребуется:

  • Топочная камера – сталь, толщиной 5 мм. Для производства не рекомендуется применять обычный металл, с низким содержанием углерода. Лучше использовать жаропрочную легированную сталь, с содержанием хрома или молибдена.
    Варят топку с помощью электродов ТМЛ-1У, ТМЛ-3У и ТМЛ-5. Топочную камеру обкладывают шамотным кирпичом, в месте наибольшего нагрева.
  • Теплообменник – изготавливают из обычной углеродистой стали, толщиной 3 мм. Через каждые 15-20 см, требуется приварить ребра жесткости, чтобы предотвратить деформацию в процессе нагрева.


При наличии минимальных технических навыков и самостоятельного изготовления пиролизного котла, можно добиться существенной экономии. Затраты на расходные материалы и оплату сварочных работ, составят не более чем 30% от стоимости котла, выпущенного в заводских условиях.

Пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы

Несмотря на то, что газификация в городах России официально была закончена еще в прошлом веке, все-таки остались обделенные вниманием небольшие населенные пункты, в которых данные коммуникации не проведены и их проведение не планируется властями. Именно поэтому, высокий спрос на печи из кирпича не в далеком прошлом, как это может показаться на первый взгляд. Многие люди ошибочно считают, что это всего лишь простая конструкция, с помощью которой можно без труда отопить любое помещение при необходимости. Но если вы планируете регулярно эксплуатировать данное приспособление в качестве основного источника тепла, вы можете столкнуться с неожиданными для себя трудностями и проблемами. Именно поэтому, в момент создания печи своими руками, важно соблюдать огромное количество нюансов, о которых мы и поговорим в этой статье. Чертеж котла

Пиролизная печь в качестве доступного аналога кирпичной конструкции

Первое, что нужно знать тем, кто решил создать данный источник тепла, это обязательное наличие прочного и надежного фундамента. Его создание лучше всего доверить профессионалам своего дела, которые имеют необходимый опыт и навыки. Данные услуги специалистов, разумеется, стоит не мало, ведь это весьма кропотливая и непростая задача. Но, в том случае, если вы не располагаете крупной суммой, обратите свое внимание на неплохой аналог – пиролизные печи. За их создание вы можете взяться самостоятельно, для этого понадобятся только расходные материалы, а также соответствующие чертежи и схемы. Сегодня конструкции из кирпича своими руками достаточно востребованы в загородном и дачном домостроении, особенно в тех регионах, где не были проведены центральные газовые магистрали и не введены в эксплуатацию отопительные системы. Стоит отметить, что существует возможность создать печь из кирпича, которая будет функционировать, реализуя принцип пиролиза, но при этом не будет нуждаться в надежном фундаменте. Такое оборудование пригодно для ежедневной эксплуатации и при этом сможет прослужить вам достаточно долго. Все что будет требоваться от вас – подбрасывать топливо по мере необходимости.

Почему стоит отдать предпочтение такой печке?

Основными достоинствами такой конструкции стоит назвать следующие характеристики: Принцип работы пиролизной печи

Возможность поддерживания установленного температурного режима на протяжении длительного времени. Для этого потребуется только увеличить вместительности топливной камеры.

Минимальный уровень выделения токсических веществ в процессе переработки топлива. Именно поэтому, такая печь обеспечит комфортную для проживания температуру, а также безопасный для здоровья микроклимат в помещениях.

Данная печь способна сжигать всевозможные строительные и бытовые отходы, в том числе и автомобильную резину, пластик, а также части ДВП. Перечисленные материалы, будут хорошим топливом, но категорически не рекомендуется использовать отходы в качестве постоянного топлива. Кроме того, их сжигание будет безопасным, только в том случае, если при загрузке он будет составлять третью часть от всего количества топлива.

Несмотря на все перечисленные достоинства, пиролизная конструкция имеет и свои минусы. Самыми существенными являются:

  1. Высокие требования к качеству топлива. Оно должно быть, в первую очередь, сухим. Влажный материал не допустим к использованию, так как эксплуатация пиролиза в таком случае не даст необходимого результата, так как выделяемое тепло попросту растворится паром в процессе горения.
  2. Крупные габариты. Данную особенность можно считать недостатком, если пиролизный котел своими руками вы планируете расположить в небольшом помещении.
  3. Зависимость от вспомогательного оборудования. Обеспечивающий хорошую тягу вентилятор, к сожалению, не будет работать в круглосуточном режиме.
  4. Постоянный уход за печью. Для того, чтобы поддерживать микроклимат в доме, нужно постоянно следить за наличием дров в камере, а также перед каждой новой закладкой убирать перегоревшие угли.
Работа кирпичной пиролизной печи

До начала монтажных работ, чрезвычайно важно провести все необходимые расчеты, учитывая особенности помещения, после чего составить схему будущего оборудования. Сегодня существует возможность воспользоваться уже готовым чертежом из интернета, который создавался профессионалом. Принцип работы

Вместо основания, для устойчивости конструкции, проводится укладка периметр печи керамическим кирпичом. Создание перегородок внутри печи происходит с использованием шамотного кирпича. Полноценно эксплуатировать конструкцию можно будет лишь после окончательной сборки и обустройства системы вентиляции. Чрезвычайно важно брать в учет время, которое будет необходимо для полного сгорания топлива. Специалисты в области строительства рекомендуют использовать прессованные дрова для обогрева помещения. Когда пиролизная печь будет запущена, следует определить КПД (коэффициент полезного действия). Для этого не требуется закупать никакое измерительное оборудование, нужно только хорошенько принюхаться к запаху дыма. Если вы не ощущаете угарный газ, то КПД достаточно высок. Внешний вид готового котла для пиролизной печи

Создавая пиролизный котел своими руками пошаговая инструкция необходима в первую очередь для того, чтобы должным образом соблюсти все правила пожарной безопасности. Пренебрегая данным требованиям, вы можете спровоцировать пожар в своем доме или же нанести непоправимый урон здоровью всех жильцов. Кроме того, настоятельно рекомендуется проводить монтаж печи в отдельном нежилом помещении. Для того, чтобы камера прослужила долго, следует позаботиться о ее защите с помощью плотного металлической обшивки. Сравнение конструкции котлов

Теперь важно поговорить о материалах, которых понадобятся для проведения работ.

  • Чугунные колосники;
  • Керамический и шамотный кирпич.
  • Стальной лист для защиты камеры. Его толщина должна быть не менее 2 миллиметров, но не более 4 миллиметров.
  • Мощный вентилятор для циркуляции воздуха.
  • Регуляторы температурных показателей.
  • Дверцы для печи.
  • Дверцы для котла.
  • Сварочный электрический аппарат, болгарка, дрель.
  • Несколько труб разного диаметра.
  • Электроды для сварочных работ.

Нюансы, которые нужно знать

Как мы уже сказали, создание такой печи – процесс достаточно простой, но, требующий определенных познаний. Так как данная конструкция относится к обогревательному оборудованию, то будьте готовы к тому, что во время выполнения работ вам придется работать с повышенными температурами и учитывать многие особенности герметизации, что выполнить самостоятельно практически невозможно. Но учитывая советы, которые были упомянуты в данной статье, вам непременно удастся сделать действительно долговечные пиролизные печи.

Если вы желаете усилить тепловой эффект, то обустройте уже завершенную конструкцию дополнительной стенкой из шамотного и огнеупорного кирпича. Создание котла возможно даже с минимальными умениями в работе по свариванию металла. Учитывайте тот факт, что создание пиролизной печки – это не только процесс кирпичной кладки, но и монтаж камеры котла, которую по праву можно назвать основным конструкционным элементом. Самым правильным решением будет покупка уже собранного котла, который будет необходимо лишь обложить кирпичом

Особенности установки котла

Котел в готовом виде можно приобрести в специализированных магазинах. Производители выпускают оборудование, к которому обязательно идет руководство по монтажу и эксплуатации. Но как показывает практика, поданных данных, зачастую, не хватает для того, чтобы беспрепятственно провести установку. Помните, что котел представляет собой достаточно крупное сооружение, имеющее немалый вес. Основание под конструкцию традиционно выкладывается из кирпича. Оно является прочным и надежным, потому что без труда выдержит нагрузку. Конструкционные особенности камеры сгорания

Даже после нескольких лет эксплуатации печи, будьте уверены, что фундамент не даст трещину и уж тем более не начнет деформироваться. Для выполнения процесса кладки, применяйте предварительно замешенный песочно-глиняный раствор из песка и глины. Мы подробно рассмотрели все нюансы и особенности создания пиролизной печи, уточнили все, что нужно знать о котлах, а также раскрыли секреты для облегчения строительных работ. Надеемся, что данная информация будет полезной и пригодится вам.

Пиролизный котел своими руками

В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.

Внимание! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.

Что собой представляет пиролизный котёл

Как работает

Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.

Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.

Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.

Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.

Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.

Преимущества и недостатки

Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.

К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:

  • Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
  • Большой объём загрузочной камеры.
  • Высокий КПД.
  • Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.

Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

  • большие габариты,
  • зависимость от наличия сети,
  • требовательность к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

  • регуляторы,
  • дымовые каналы,
  • отверстия для воздуха,
  • трубы для подачи воды,
  • трубы для отвода воды,
  • камера сгорания,
  • вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • болгарка,
  • сварочный аппарат,
  • шлифовальные круги,
  • электрическая дрель,
  • электроды,
  • трубы различного диаметра,
  • полосы стали,
  • термодатчик,
  • вентилятор,
  • металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
  2. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
  3. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
  4. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
  5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
  6. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Итоги

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

чертеж, изготовление, сборка, фото, видео

В последнее время пиролизные котлы становятся все более популярными у владельцев частных домов, магазинов и предприятий малой промышленности.

Процесс пиролиза

Отличительным признаком данного типа отопительных приборов является использование в процессе их работы пиролиза, то есть тления топлива при условии недостаточного количества кислорода. Продуктами подобного тления являются древесный уголь, тепловая энергия, дым и пиролизный газ, который, при смешивании его с воздухом, воспламеняется и производит значительное количество тепла.

Преимущества отопительных приборов данного типа

  • Этот вид котла поддерживает высокие значения температуры в течение длительного периода времени. Это особенно заметно при сравнении данного устройства с обычными дровяными печами – если для нормальной работы последних приходится вставать ночью и подбрасывать дрова в топку, то медленный характер тления при пиролизе позволяет забыть о дополнительном топливе на период в 12 часов и более.
  • Продукты горения при данном процессе содержат очень небольшое количество вредных веществ.
  • В качестве топлива можно применять ДСП и некоторые полимеры.
  • Объем топлива для подобного типа твердотопливных котлов значительно меньше, чем у остальных отопительных приборов, работающих на древесине.

Минусы пиролизных котлов

  • Для эффективной работы данного устройства необходимо наличие высушенного топлива. Влажность дерева не должна превышать 20%, иначе КПД прибора значительно упадет.
  • Также для поддержания процесса тления и работы аппарата нужно увеличение скорости потока воздуха посредством использования вентилятора, работа которого зависит от наличия электросети.
  • Оборудование, необходимое для сборки прибора, имеет достаточно высокую цену.

Принципы работы кирпичной пиролизной печи

Принцип, по которому она работает, заключается в основном её процессе – пиролизе. Это процесс выделения газов из топлива под воздействием температуры и недостатка кислородной смеси. Обычно, кирпичные пиролизные печи выполнены в «перевёрнутом» виде – сверху в первичную камеру загружается топливо – дрова, уголь, брикеты или кокс. Внизу, под колосниковой решёткой располагается вторичная камера «дожигания» пиролизных газов под высокой температурой.

Тяга создаётся принудительным вентилированием дымохода – дымососом. Как следствие, создается недостаток кислородной смеси, количество которой регулируется заслонкой. Топливо начинает выделять газы, которые дожигаются во вторичной камере с более горячим воздухом, нагретым в первичной камере. Там же могут располагаться теплоносители – трубы водяного отопления. Всё это повышает коэффициент полезного действия печи.

Как изготовить пиролизные котлы своими руками, сделать чертежи и продумать схему, инструкции на фото и видео Как изготовить пиролизные котлы своими руками, сделать чертежи и продумать схему, инструкции на фото и видео Как изготовить пиролизные котлы своими руками, сделать чертежи и продумать схему, инструкции на фото и видео Как изготовить пиролизные котлы своими руками, сделать чертежи и продумать схему, инструкции на фото и видео Как изготовить пиролизные котлы своими руками, сделать чертежи и продумать схему, инструкции на фото и видео Пиролизная печь из кирпича своими … Пиролизная печь своими руками: чертежи … Пиролизная печь своими руками: чертежи … Пиролизная печь из кирпича своими …

Для более подробного освещения принципа работы, в интернете содержится много видео, где подробно описываются процессы, происходящие внутри инструкции, а также рассказывается, как изготовить простые печи своими руками.

Особенности устройства и принцип работы

Пиролизный котел оптимизирует процесс горения, увеличивает его продолжительность, максимально повышает эффективность. Он имеет две камеры – газификации и дожига. Существуют основные типы установок: с принудительным поддувом и естественным, от этого зависит расположение топок.

В аппаратах с природной тягой дрова загружают сверху, с механической – снизу. В загрузочной топке тлеют дрова и твердые остатки. Во второй камере сгорают образующиеся газы. Сравнить плюсы и минусы обеих конструкций поможет таблица:

Расположение камеры с топливом Преимущества Недостатки
ВерхнееУдобно загружать дроваТребуется чистка обеих топок от золы
Естественный отвод дыма и продуктов сгоранияСложно регулировать тягу, которая зависит от погоды
Энергонезависимый котел
НижнееЕстественная циркуляция древесного газаПотребляет электроэнергию
Топки чистятся гораздо режеТребуется дополнительное оборудование: вентилятор, источник бесперебойного питания

Агрегаты с принудительным поддувом имеют свои преимущества. У них гораздо быстрее начинается пиролиз и прогревание системы отопления. Продукты сгорания сразу выводятся, не задерживаясь внутри. Есть возможность автоматического регулирования процесса. Существенный недостаток – постоянная зависимость от электроэнергии. Котел с естественной тягой неприхотлив и надежен, редко ломается.

Различия в устройстве не влияют на принцип работы, он у них общий. В топку подается кислород в таком объеме, чтобы дрова только тлели. Происходит длительное горение, в результате образуется древесный газ. По сравнению с природным он обладает низкой теплотворностью, но способен гореть и выделять достаточное количество дополнительного тепла.

Топливо разлагается на составные части при минимальном объеме поступающего кислорода. Дрова в обычном котле сгорают при средней температуре 1000° за 3–4 часа, выделяя около 5 килокалорий тепла. В пиролизном это происходит при 300–800° на протяжении половины суток. Коэффициент полезного действия вырастает до 90% по сравнению с обычными 70%.

Агрегат запускается и работает в такой последовательности:

  • в топку загружают дрова, поджигают и закрывают дверцу;
  • отворяют заслонку дымохода – возникает перепад давления, начинается приток кислорода в верхнюю камеру;
  • выделяющийся при тлении топлива газ CO тяжелее воздуха, поэтому опускается и воспламеняется;
  • происходит постоянная циркуляция смеси – она горит в обеих камерах, процесс стабилизируется.

Работа котла состоит из трех стадий:

  1. Розжиг. Заслонка прямого хода в открытом положении, дым удаляется беспрепятственно.
  2. Рабочий режим. Шибер перекрывают, начинается пиролиз. Тяга обеспечивается вентилятором или процесс естественный.
  3. Догрузка топлива. Открывают дроссель и быстро заполняют топку дровами.

В пирокотле постоянно циркулирует большое количество тепловой энергии. Значительная ее часть используется на самоподдержку рабочего цикла. Для отбора доступна только та, что не требуется для этих целей. Если установить теплообменник в любой камере, это резко ухудшит эффективность агрегата, возможно образование вредного угара, который не успевает сгореть. Водогрейный регистр располагают на пути дымовых газов.

Устройство

Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.

С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.

Пиролизный котел: преимущества и недостатки

Очевидные плюсы:

  • Увеличенная камера загрузки для топлива;
  • Высокий КПД, позволяющий дольше поддерживать заданный температурный режим;
  • На одной загрузке топлива способны работать до 24 часов;
  • Возможность регулировки мощности от 40 до 100%;
  • При сжигании не образуется сажа, только зола да и то в минимальном количестве.

Недостатки:

  • Классический недостаток — высокая стоимость котла. Изготовить пиролизный котел своими руками решает эту проблему;
  • Требуется принудительная тяга, вследствие чего возникает необходимость в постоянном подключении к электроэнергии;
  • Внушительные габариты конструкции;
  • Обязательное использование сухой древесины. Добиться эффективного процесса пиролиза с топливом с повышенной влажностью невозможно. Содержание влаги, существенно снижает КПД.

Пиролиз и газогенерация

Принцип работы пирокотла основан на явлении пиролиза – термического (при повышенной или высокой температуре) разложения веществ сложного химического состава без участия дополнительных реагентов. Попросту говоря, молекулы вещества от нагрева расщепляются на более простые и легкие части. Применительно к органике в топке это значит, что продукты пиролиза гореть будут легче, сгорать полнее и тепла дадут больше.

КПД чистого пиролиза не очень высок, т.к. при остывании пиролизных газов часть горючих компонент осаждается. Гореть они могут, но через карбюратор их не протолкнешь. Кроме того, перед выездом нужно было довольно долго греть реторту от постороннего источника, а в поездке не забывать поддавать газку, чтобы давление в ресивере не упало, иначе не заведешься после остановки.

У нас твердого топлива и сейчас в избытке, а тогда было вообще хоть завались, поэтому наши топливные автоагрегаты строились газогенераторными: в реактор загружались деревянные чурки, разжигались чем попало и тлели еле-еле. Тепло для пиролиза давала часть самого топлива, пиролизные газы поступали прямо в карбюратор, а при длительной стоянке просто стравливались в атмосферу.

Важным достоинством газогенераторных установок было то, что их можно было подтапливать на ходу и они работали на любом виде твердого топлива. Автору известен случай, когда водитель полуторки с едва уже дышащим газогенератором (его родной дядя) на прифронтовой дороге попал под обстрел «мессера». В реактор тут же полетели валенки, ватник, ватные штаны, ушанка. Взбодрившийся движок опять потянул как следует, и водила с машиной спаслись. На хохот однополчан водила отвечал по-солдатски философски: «Жить захочешь – и … туда сунешь!»

Современные бытовые твердотопливные пиролизные котлы все без исключения газогенераторные. Иначе получить КПД выше 65-70% не получается. Но название «пиролизные» отнюдь не ошибочно: более 90% вырабатываемого тепла дает сгорание пиролизных газов. Поэтому далее в тексте выражения «пиролизный» и «газогенераторный» употребляются как синонимы, кроме случаев, когда иное специально оговорено.

Примечание: по умолчанию пиролизным считается также любой котел длительного горения на твердом топливе; там большую часть тепла дает также пиролиз. В масляных приборах длительного горения (печи на отработке или темном печном топливе, к примеру) более половины тепла дает сгорание испарившихся легких фракций, а самые тяжелые, тоже пригодные для пиролиза, оседают в шлам на дне резервуара. Поэтому считать масляные печки пиролизными можно только с большой натяжкой.

Как функционирует котёл на практике?

Практическое применение оборудования удобно рассмотреть пошаговым процессом:

Далее полученное в нижней области топливной камеры тепло используется для нагрева теплоносителя. Теплоносителем может быть как водная среда, так и воздушная.

1 – активная камера; 2 – вход воды; 3 – вторичный воздух; 4 – дымоход; 5 – патрубок выхода; 6 – дроссельная заслонка; 7 – выход воды; 8, 9 – датчики; 10 – терморегулятор; 11 – дверь пассивной камеры; 12 – первичный воздух; 13 – пассивная камера; 14 – воздушный насос; 15 – контур теплообменника; 16 – форсунка; 17 – дверь активной камеры

Если обратить внимание на все существующие конструкции домашних котлов, действующих на твёрдом топливе, главной альтернативой пиролизному котлу выступает конструкция традиционного исполнения.

Это похожий вариант котла на дровах, где действует одна неразделённая топка и работает принцип нижней подачи воздуха в камеру сгорания. Но такая система считается менее эффективной и неэкономичной по причине быстрого сгорания топлива.

Пиролизный котёл способен выдавать коэффициент полезного действия на уровне 85-95% при условии 100% нагрузки. Однако КПД резко падает, если нагрузка составляет менее 50%. Именно поэтому изготовители пиролизной техники рекомендуют пользователям эксплуатировать оборудование с максимальной нагрузкой.

Аналогичный подход справедлив и для самодельных конструкций, при условии их полного соответствия классической пиролизной схеме и требованиям эксплуатации.

Для «пиролиза» требования эксплуатации, надо заметить, достаточно жёсткие:

Также следует отметить дороговизну пиролизных систем промышленного изготовления. Наверное, поэтому пользуется высокой популярностью вариант “сделай сам”.

Принцип работы

Котел на дровах функционирует на основе принципа термического разложения древесины, который означает, что под влиянием внешних факторов сухая древесина разлагается при горении на твердый остаток в виде угля и летучую часть в виде газа.

Схема и принцип работы пиролизного котла

В результате процесса, протекающего в камере загрузки при высокой температуре и недостатке кислорода, выделяется генераторный газ. Проходя через сопло, древесный газ смешивается с воздухом вторичным и сгорает при температуре около 1200?. Выделяющиеся газы проходят по конвективной части теплообменника, передавая рабочему телу свою теплоэнергию и далее выводятся через дымоход.

И камера загрузки, и камера сгорания пиролизного котла облицованы огнеупорной футеровкой, а это значительно повышает температуру внутри котла, создавая идеальные условия для качественного и эффективного горения дров.

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

  1. Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
  2. Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

Оригинальная схема котла, взятая с сайта

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

  1. Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
  2. При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
  3. Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

  • труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
  • то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
  • то же, DN 100 – для дымохода;
  • заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
  • полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
  • арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
  • базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
  • тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

  1. Схема №1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
  2. Схема №2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
  3. Схема №2 в другом исполнении. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
  4. Схема №3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Схему №2 можно реализовать двумя способами – сварить из 2 согнутых половинок или 6 плоских листов

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

  1. В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
  2. К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
  3. Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
  4. Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
  5. Приварить патрубок дымохода.
  6. Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
  7. Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
  8. Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
  9. Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Для распределения воздуха достаточно шести полос-распределителей

Установить автоматику и наддув на котел длительного верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается вниз.

Проводить испытания котла лучше, конечно, на улице

Необходимые инструменты

  • Электрический сварочный препарат.
  • Электродрель.
  • Большая шлифовальная машинка.
  • Металлический лист толщиной 4 мм и площадью примерно 7,5 кв.м. Чтобы сэкономить, можно соорудить внутренние элементы из четырехмиллиметрового металлического листа, а каркас – из 3 мм.
  • Трубы: одна диаметром 50 – 60 мм и толщиной стенки от 3 до 8 мм, другая – диаметром 160 мм и толщиной стенки — 5 мм.
  • Огнеупорные кирпичи в количестве 10-15 штук.
  • Профтрубки 60×30 и 80×40.
  • Полосы из стали шириной 2 см и толщиной 4 мм, шириной 30мм и толщиной 4 мм, шириной 80 мм.
  • 5 упаковок электродов.
  • 10 отрезных кругов диаметром 23 см.
  • 5 шлифовальных кругов диаметром 12,5 см.
  • Вентилятор.
  • Показатель температуры.

В процессе выполнения работы может возникнуть необходимость в еще каких-либо мелочах, но на затратную стоимость это не особенно повлияет.

Сооружение основания

Основание под печку Бубафоня закладывается таким образом:

  1. Первым делом выкапывается квадратная яма. Ее примерные размеры – 150х150 см, при глубине 20-30 см.
  2. Дно траншеи засыпается подушкой из щебня и заливается раствором бетона. Для выравнивания его поверхности пригодится мастерок. Когда залитый участок схватится, необходимо проверить горизонтальность его поверхности при помощи строительного уровня. Если нужно, проводится дополнительная корректировка.
  3. Поверх полностью высохшей бетонной подставки укладывается огнеупорный кирпич в несколько рядов. Обычно достаточно 2-3 слоев.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2—2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

  • Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
  • Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
  • Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
  • Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
  • Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
  • Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Пиролизный котел с нижней камерой

Схема пиролизного котла длительного горения с нижней камерой догорания древесного газа несколько сложнее и его изготовление потребует немного больше затрат и усилий.

Прежде всего нужно уяснить, что котлы такого типа тоже бывает двух видов: с наддувом и с дымососом. Не вдаваясь в подробности физики и теплотехники, обозначим принципиальное отличие.

В первом случае в камеру догорания вторичный воздух нагнетается при помощи вентилятора. Это создает в камере избыточное давление (выше атмосферного). К достоинствам  такой конструкции можно отнести то, что вентилятор вам подойдет любой, хоть компьютерный кулер и можно совместить топку с камерой дожига, т. к. при помощи наддува можно обеспечить достаточно большой объем избыточного воздуха. Однако это «достоинство» можно рассматривать и как недостаток, т. к. оно не позволяет поднять КПД котла выше 80–82%. Под давлением часть воздуха просто не попадает в середину процесса горения, потому топливо сгорает не полностью. Плюс к этому, из-за избыточного давления, некоторая часть пирогазов просто не успевает сгорать и улетает в дымоход в чистом виде, поэтому обеспечить КПД 90% практически невозможно. И самое главное, если наддув будет слишком сильным такой котел может взорваться.

Пиролизый котел с нагнетанием воздуха

Во втором случае при помощи вытяжного вентилятора создается недостаточное давление (ниже атмосферного), поэтому наружный воздух, повинуясь силе Кориолиса, попадает прямо куда надо, ввинчивается в самый центр горения. Прирогазы сгорают полностью, котел работает во всю мощь и способен выдавать КПД 90%, а иногда даже больше.

Блиц-советы

  1. Дымоход, который используется для удаления продуктов горения, должен быть изготовлен из жести, а верхняя часть, которая будет контактировать в зимнее время с холодным воздухом из двухслойной жести с теплоизолятором между двумя слоями.
  2. Дымоход должен располагаться вертикально с минимальными зазорами в местах сочленения патрубков.
  3. Данная модель пиролизного котла предназначена для использования в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, поэтому в систему необходимо установить насос достаточной мощности.

Рекомендации по увеличению КПД самодельной печи

Как увеличить КПД бубафони? Какая проблема мешает этому генератору тепла работать на полную катушку? Одна из проблем — корпус печки нагревается неравномерно. Из-за этого получаем плохой обмен тепла в помещении. Можно ли решить эту проблему? Конечно можно. Для решения этой проблемы, возьмем лист гофрированного металлопрофиля. Обернем его вокруг печки, получив защитную «рубашку» и приварим точечно профильный лист к баллону.

Можно кроме сварки найти другое решение. Это решать, думать вам. Воплотив это решение в готовую конструкцию, мы получим устройство печи длительного горения, формирующее поднимающиеся потоки воздуха. Снизу ребер будет подниматься холодный воздух. Пройдя вдоль корпуса баллона воздух нагреется и на выходе станет к этой доработке можно сделать следующее.

Обложить всю конструкцию кирпичом. Это позволит накапливать тепло от генератора, с отдачей его равномерно по всей площади строения достаточно долго. Кроме профильного листа можно использовать обрезки трубы. Подойдут профильные или обычные круглые трубы. Их приваривают вокруг корпуса баллона, получают эффективную конструкцию для генерации тепла с равномерным обогревом.

Прочие особенности газогенераторного котла

Дымоход газогенераторного котла собирается таким образом, чтобы труба наращивалась, вставляясь внутрь предыдущей, иначе конденсат будет выходить на внешнюю сторону трубы.

Желательно на внешней стенке котла установить вентиль, при помощи которого можно будет контролировать, проходящий через отопительный прибор, теплоноситель.

Котел имеет достаточно большой вес, а это влечет за собой устройство легкого фундамента.

Котел газогенераторный

Несмотря на то, что котел может довольно долго работать автономно, участие человека в его жизни – обязательно.

Специальный ограничитель должен дозировать поток воздуха, проходящий внутрь.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Самодельный котел из листового металла

Печка капельница на отработанном масле

Одним из самых дешевых видов топлива является отработанное масло. Печь может нагреваться до 800-900 °С. Начальная температура составляет 90°C.

Залейте часть масла и добавьте 50-100 г материала зажигания (специальные жидкости, мазут, керосин или дизельное топливо). Это необходимо для быстрого зажигания печи. Подождите, пока процесс горения стабилизируется. Затем вы можете заполнить следующий раздел.

В случае разлива масла его необходимо немедленно удалить. Сжигание происходит внутри трубы. Это безопасный процесс. Расход топлива составляет от 0,5 до 1,5 литров в час. Если печь горит, можно нагреть воду.

ВЛИВАНИЕ ВНУТРИВЕННО. ВЛИВАНИЕ ВНУТРИВЕННО. Внутривенная плита с отработанным маслом

Это важно знать: Топливо для капельных печей должно относиться к категории «масло».

Рекомендуется для использования: солнечное масло, мазут, отработанное масло, мазут. Не используйте бензин, ацетон или другие растворители. Избегайте попадания воды в топливо.

В технической литературе содержится множество подробных инструкций по изготовлению капельного нагревателя для впрыска воды собственными руками. Каждая из этих конструкций уникальна, имеет свои преимущества и недостатки. Также можно использовать печь в версии для мастерской, но закончить ее можно по своему усмотрению.

Посмотрите обзорное видео печи для внутривенного обжига на солярии:

Рисунки и советы по монтажу печи на отработанном масле содержат это видео:

Проверка работоспособности

Температура пламени в камере сгорания пиролизных газов около 1 000 градусов.

Не спешите устанавливать собранный своими руками пиролизный котел на штатное место – необходимо провести его тестирование. Для этого монтируем термометр, заполняем котел котловой водой, закладываем в топку дрова и поджигаем их. Включением дутьевого вентилятора создаем тягу, ждем, пока дрова хорошо разгорятся. Теперь можно запустить пиролиз – как мы помним, для этого необходимо ограничить подачу кислорода.

Закрываем дверки топки и зольника, закрываем дроссельную заслонку (ограничивает подачу воздуха, используемого для первоначального розжига дерева) – поленья перейдут из фазы горения в фазу тления. А так как у нас работает дутьевой вентилятор, то он вытянет продукты сгорания в камеру дожигания, где произойдет воспламенение продуктов пиролиза. Далее нам остается лишь контролировать температуру в котле – как только она достигнет точки кипения, пиролиз следует остановить. Для этого выключаем вентилятор, открываем камеру сгорания и выгребаем из нее горящие дрова.

Также существуют рекомендации по проверке пиролизных котлов, собранных своими руками, с помощью опрессовочного насоса – для этого заполняем агрегат водой, герметизируем одну из труб, подключаем к другой насос, и доводим давление до 3 атм., проверяя герметичность всей конструкции.

Это интересно: Как очистить кирпичи от раствора: разъясняем нюансы

конструкция и расчет > Домашнее инженерное оборудование

Поскольку котлы, работающие на твердом топливе, стали пользоваться повышенным спросом, их стоимость начала возрастать. Это касается как классических простых агрегатов, так и пиролизных и пеллетных установок. Один из вариантов уменьшения стоимости – заказывать у мастеров либо самостоятельно изготовить пиролизный котел своими руками.

Чертеж пиролизного котла

Исходные данные для вычислений

Существенное понижение цены самодельного агрегата достигается за счет правильного подбора и закупки материалов и комплектующих. Это можно осуществить как с помощью опытного мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему определяется количество и номенклатура материалов с таким расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить средства позволяет и самостоятельное выполнение работ, единственное условие – умение производить заготовительные и сварочные работы на высоком уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, поэтому качество сварных швов должно быть высоким.

Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловая мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно высчитать по общей площади всех этажей здания по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт тепловой энергии. Полученное значение умножается на коэффициент запаса, согласно нормативной документации он составляет 1.2. В реальной жизни лучше принимать коэффициент не менее 1.5, поскольку дрова разных пород имеет различную теплоту сгорания.

Пиролизные установки работают по одному принципу: газы, выделяющиеся из древесины при горении в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот компоновка камер и расположение прочих элементов конструкции может быть разным, примеры конструктивных схем можно увидеть на рисунке.

Схема пиролизного котла

Конструктивные особенности

Чаще всего конструкция пиролизного котла, сделанного своими руками, предполагает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на пpaктике. Топка и камера сжигания газов облицованы изнутри огнеупopным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами выполнен щелевидный проем, называемый рабочей форсункой. Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Пиролизный газогенератор

Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которым уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки устанавливается клапан прямой тяги, открываемый вручную с помощью рукоятки, вынесенной наружу корпуса. После того как топливо разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала устойчиво и эффективно, вначале потребуется сделать расчет пиролизного котла. Исходить надо из потребной тепловой мощности агрегата.

Читайте также полезную статью про принцип работы пиролизного котла.

Выполнение вычислений

Первым делом нужно подобрать размеры проема форсунки. Самый простой способ – приобрести готовое изделие, рассчитанное под определенную мощность, такие имеются в продаже для установок разных производителей, например, ATMOS. Другой путь несколько труднее, зато гораздо дешевле: изготовить проем необходимого сечения в шамотном кирпиче, который будет уложен на днище топки. Габаритные размеры щелевидного проема для разных значений мощности представлены в таблице 1.

Таблица 1

Потребная мощность, кВт25325080100
Длина проема, мм120140150200200
Ширина проема, мм3030303040

Самодельный пиролизный котел длительного горения можно изготавливать с произвольными размерами топки, которые рассчитываются по такой схеме:

  • Теплота сгорания древесины – 2,8 кВт/кг, плотность – 400 кг/м3. Чтобы обеспечить мощность 10 кВт, нужно за 1 час сжигать 10 / 2,8 = 3,6 кг дров.
  • Учитывая, что между поленьями в топке остается пустое прострaнcтво, нужно принять коэффициент заполнения 0,5. Тогда полезный объем камеры на 1 час работы составит: 3,6 / 400 / 0,5 = 0,018 м3.
  • Приняв длину полена равной 0,6 м, а высоту первичной камеры – 0,5 м, высчитывается ее полезная ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
  • Чтобы загружать топливо 1 раз в 10 часов, полезный объем должен быть: 0,018 х 10 = 0,18 м3. Тогда при прежних значениях глубины и высоты полезная ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Окончательные габариты – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.

Самодельный пиролизный котел

Следующий шаг – подбор вентилятора – нагнетателя, который устанавливается на самодельные пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в обе камеры. Устройства подбираются по производительности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять по Таблице 2.

Таблица 2

Мощность установки, кВт2532508090100
Производительность нагнетателя, м398,5195,9242,2253,2284,8316,5
Полезный объем топки, м30,220,240,350,420,470,52

Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют достаточно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу впустую, применяется жаротрубная схема изготовления пиролизного котла. В соответствии с ней, дымовые газы, проходя через дымогарные трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ⁰С, отдавая свою теплоту водяной рубашке. Чтобы рассчитать полезную площадь теплового обмена, нужно определить такие исходные данные:

  • температуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
  • температуру дымовых газов на входе в теплообменник и на выходе из него Т1 и Т2.

Далее, определяется разность температур ∆t= t1 — t2 и ∆Т = Т1 — Т2. После этого можно посчитать величину температурного напора τ, ⁰С:

τ = (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

Площадь поверхности теплообмена S(м2) находят по формуле:

S = Q / k / τ

В этой формуле:

  • Q– потребная мощность котельной установки;
  • k – коэффициент передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м2 ⁰С.

Проверить результат можно по Таблице 3, в которой представлены укрупненные значения площади поверхности теплообмена в зависимости от мощности агрегата.

Таблица 3

Мощность котла, кВт25325080100
Smin, м24,56,38,514,516,5
Smax, м25,27,810,215,216,7

Изготавливая пиролизные котлы длительного горения своими руками, мастера зачастую устанавливают патрубок дымохода «на глазок», в то время как от правильной работы дымоходной трубы зависит КПД самого агрегата. Поэтому площадь сечения трубы, а потом и ее диаметр лучше определить по формуле:

F = L / 3600ϑ

В этой формуле:

  • ϑ – скорость дымовых газов, принимается равной 0,5 м/с;
  • L – расход газов, соответствует производительности вентилятора, м3/ч;
  • F – площадь сечения трубы дымохода, м2.

Через формулу площади круга находят значение диаметра трубы.

Рекомендации по выбору материалов

Чтобы сделать надежный пиролизный котел своими руками, нужно для топки взять легированную жаропрочную сталь толщиной не менее 5 мм, нельзя использовать простой низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Жаропрочные марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания лучше применять соответствующие марки электродов. Чтобы корпус топки служил дольше, в местах с самой высокой температурой его надо облицевать изнутри огнеупopным кирпичом. То же самое делается и во вторичной камере.

Конструкция пиролизного котла

Для водяной рубашки можно брать обычную углеродистую сталь марки СТ 20 толщиной не менее 3 мм. Между наружной поверхностью топки и внутренней поверхностью водяной рубашки необходимо точечно приваривать ребра жесткости через каждые 15–20 см. Это будет пpeдoxpaнять внешнюю оболочку от разрушения при повышении давления и температуры теплоносителя в экстремальном режиме работы агрегата.

Жаротрубный теплообменник, которым снабжается пиролизный газогенератор, сваривается из нескольких труб, чья площадь наружной поверхности должна соответствовать или быть немного больше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, но если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверцы обеих камер сваривают двухслойными, закладывая внутрь асбест или другой теплоизоляционный материал, стойкий к высокой температуре.

Качественную сборку котла своими руками лучше производить в заранее подготовленном месте, где сразу можно будет выполнить его испытания. Если в наличии есть компрессор, можно проверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в рубашке избыточное давление и при этом промазать все швы мыльной пеной. В противном случае придется залить в рубашку теплоноситель, разжечь котел и внимательно наблюдать за всеми соединениями.

Для управления производительностью вентилятора потребуется приобрести комплект автоматики: контроллер и датчики. С их помощью автоматически регулируется температура теплоносителя в рубашке. Изготавливать и регулировать пиролизные котлы отопления своими руками не столь уж сложно, если есть соответствующие умения и навыки, а экономию средств можно получить значительную.

чертежи, схемы, пошаговые инструкции изготовления> Кондиционирование воздуха

Пиролиз — так называется процесс, при котором происходит медленное сгорание топлива. Сопровождается образованием газовой среды.

Этот процесс лежит в основе работы котельного оборудования, которое по эффективности может быть сравнимо с газовым.

Покупать пиролизный котел необязательно: можно сделать самому. Ниже мы более подробно объясним, как это сделать.

Оригинальность и особенность пиролизных котлов

Преимущества котлов

Пиролизные котлы имеют следующие преимущества.

  1. При сжигании топлива не выделяется сажа, сажа и другие отходы горения . Печи пиролиза относятся к одному из самых экологически чистых видов печного оборудования .
  2. В качестве топлива можно использовать любое сухое топливо. , например, отходы швейной промышленности. Топливо хорошего качества позволяет обеспечить непрерывную работу котла на базе печи пиролиза в течение 12 часов.Т.е. дров можно загружать дважды в день .
  3. Использование такой печи позволяет снизить затраты на тепловые коммуникации на 50-60% в год . Использование технологии пиролиза позволяет автоматизировать процессы управления печью, а это соответственно повышает безопасность устройства в целом.

Недостатки

Между тем, в котлах этого типа есть определенные недостатки .

Чтобы купить готовый котел и запустить его, нужно вложить определенную сумму, но стоит отметить, что рентабельность этого устройства будет видна практически сразу .

Рабочие характеристики

Одна из трудностей эксплуатации такого устройства связана с тем, что используемое топливо должно иметь влажность около 20%. В противном случае горение прекратится. Т.е. топливо должно пройти процесс сушки . Эта операция может усложнить конструкцию устройства и снизить его эффективность.

В некоторых случаях для перекачивания воздуха используется электрический насос, тогда работа оборудования становится зависимой от электричества .

Эту информацию необходимо учитывать при самостоятельном изготовлении котла.

Материалы и инструменты для изготовления

Перед тем, как приступить к созданию печи такого типа, необходимо собрать достаточно широкий набор инструментов и материалов.

Ниже приводится примерный список.

  1. Электродрель.
  2. Сварочный аппарат. Опыт подсказывает, что желательно использовать модель постоянного тока.
  3. Электроды для сварки.
  4. Угловая шлифовальная машина.
  5. Круги отрезные и шлифовальные диаметром 125 мм. Если лист для изготовления печи будет разрезаться самостоятельно, то потребуется отрезной круг диаметром 230 мм.

Материал для изготовления печи, как правило, указывается в спецификации, входящей в комплект рабочей документации. Но в любом случае будет востребован лист толщиной 4 мм, профилированные трубы с толщиной стенки 2 мм, определенное количество полосы металла разной ширины и толщины .Помимо металла, из которого со временем будет построена печь, потребуются вентилятор и датчик температуры .

Важно ! Пиролизный котел отличается от другого оборудования тем, что сжигает не только топливо, но и газ, выделяющийся при его сгорании.

Схема и чертежи пиролизного котла

Для лучшего понимания принципа работы данного оборудования имеет смысл разобраться, как работает такой котел, разобрать его принципиальную схему.

Печь пиролиза состоит из следующих частей.

  1. Камеры газификации.
  2. Форсажные камеры
  3. Системы подачи воздуха (первичный, вторичный).
  4. Водяная рубашка.
  5. Решетка.

Кроме того, конструкция пиролизного котла включает водопроводных труб, камеру сгорания, аппаратуру управления, вентилятор и некоторые другие агрегаты .

Пиролизный котел — довольно сложное техническое устройство. При самостоятельном изготовлении необходимо строго соблюдать все требования рабочей документации.

Предлагаем чертеж котла, который пригодится при изготовлении.

Внутреннее устройство котла поможет разобраться в следующей схеме.

Обычно для отопления загородного дома достаточно котла на 40 кВт . Если этот показатель необходимо отрегулировать, то можно изменить некоторые параметры печи.

Для изготовления котла необходимо подготовить его основные конструктивные элементы.

Пошаговая инструкция изготовления пиролизного котла

Корпус

Для изготовления корпуса котла длительного горения используется листовая сталь.

  • При помощи угловой шлифовальной машины детали подготавливаются в соответствии с чертежами.
  • В стенах подготовлены места под дверцами зольника и для загрузки топлива. Главное при выполнении работ — соблюдение всех требований рабочей документации.
  • Сварочный аппарат используется для соединения листовых деталей .
  • После получения готовой детали полученные швы необходимо очистить от окалины . Для этого используйте небольшую угловую шлифовальную машину с навесным шлифовальным кругом.
  • После этого приварите сопла таким образом, чтобы не было зазоров между швами .
  • Защитные теплообменники должны быть установлены на задней части котла к.
  • После проверки на герметичность можно установить заднюю стенку из жаропрочной стали.
  • На следующем этапе изготовления печи необходимо установить перегородку , которая разделит газификационную и газовую камеры сгорания, сделав колосниковую решетку из чугуна.
  • Сверху камеры газификации установлен воздуховод вместе с заслонкой. Внизу камеры установлен воздуховод. После этого топку сразу отделывают шамотным (жаропрочным) кирпичом.
  • Отделка выполняется снизу и по бокам.

Двери

Для дверок котла придется купить лист жаропрочной стали.

Для увеличения жесткости их укрепляют стальным уголком, приваривая его к внутренней стороне.

Монтаж

Такой котел можно устанавливать в нежилом помещении.

Сборка осуществляется в следующем порядке.

  • Прикрепите дымоход.
  • После этого к котлу армируют трубы, по которым будет транспортироваться рабочая среда отопительного контура.
  • Установка считается завершенной после установки дымового насоса.

Советы по изготовлению пиролизного котла

  • При изготовлении данного оборудования необходимо строго соблюдать требования рабочих чертежей, а сами работы должны выполняться с использованием качественного инструмента .
  • Так как шлифовальный станок будет использоваться во время работы, при обработке сварных швов необходимо использовать средства индивидуальной защиты : очки, перчатки, респиратор.
  • Все работы должны выполняться с соблюдением требований техники безопасности и охраны труда .
  • По окончании работ на поверхность готовой печи имеет смысл нанести защитное покрытие, предохраняющее печь от коррозии.
  • При изготовлении или покупке готового дымохода необходимо обращать внимание на то, чтобы он был изготовлен из с минимальным коленом .Это облегчит прохождение продуктов сгорания.
  • Пиролизный котел необходимо установить на прочное основание . Под него нужно установить простой фундамент , который не нужно заглублять. Достаточно, чтобы заполнить ровный участок бетоном.

Посмотрите видео: Самодельный газификационный котел своими руками на полную мощность (сентябрь 2021 г.).

Эффективность и пропорции продуктов пиролиза отработанных покрышек в зависимости от типа реактора — обзор

В этой статье обсуждается текущее использование различных пиролитических реакторов, их конструкции и принципы работы в отношении выхода основных продуктов пиролитической переработки отработанных покрышек.Будет ли получена большая или меньшая прибыль или даже убыток из-за дополнительных сборов за переработку отработанных шин, зависит от продажи продуктов пиролиза (газ, уголь, нефть), пропорции и рыночные цены которых различаются. Самым дешевым является газ, который можно использовать как источник технологического тепла при энергетически самодостаточном пиролизе или после очистки сжигать в котле и преобразовывать в тепло или электричество. Сырой уголь тоже не дорогой. Он требует модернизации, а затем, как технический углерод, может быть повторно использован для производства шин или в виде улучшенного углерода может использоваться в качестве поглотителя или катализатора.Самым дорогим является масло, содержащее в основном ароматические соединения, при условии, что оно не будет сжигаться как дизельное или жидкое топливо. Отсюда приведены выходы масла, полученные в различных типах пиролизеров.

Настоящий обзор реакторов пиролиза организован в соответствии с критерием движения заряда в реакторе и средствами его достижения. В зависимости от способа и скорости движения нагрузки в реакторах их классифицируют на реакторы с неподвижным и подвижным слоем. Последняя группа подразделяется, в зависимости от способа создания этого движения, на пневматические (барботаж, фонтанирующий, циркулирующий или транспортный псевдоожиженный слой), механические (вращающаяся печь, грабли, шнек, абляционный, перемешиваемый) реакторы и реакторы, в которых движется заряд. под действием силы тяжести.

Этот обзор посвящен конструкции и принципам работы реакторов, а также выходу продуктов пиролитического термического разложения изношенных шин. Сводка и сравнение выходов основных продуктов (нефть / газ / уголь), полученных в разных реакторах и разными авторами, представленные в графической и табличной форме, составляют резюме и дополнение к данной работе.

Микроволновый пиролиз — обзор

2.5.1 Бионефть как химическая платформа

Термохимические методы обычно позволяют обрабатывать всю биомассу при повышенных температурах. 84 В этих случаях компоненты биомассы термически разлагаются с образованием сложного химического состава кислородсодержащих соединений, известных как биомасло или пиролитическое масло. Бионефть, полученная в процессах пиролиза, не может использоваться без повышения качества ни в качестве топлива, ни в качестве химикатов из-за многих ограничений, таких как высокое содержание кислорода (обычно 10–44%), высокая кислотность, высокое содержание влаги (~ 15–30 мас. .%), низкой теплотворной способностью (17–25 МДж / кг), низкой окислительной стабильностью или стабильностью при хранении, а также наличием неорганических примесей.Кроме того, пиролизное масло, полученное из белковой биомассы, содержит гетероатомы, такие как азот. 85,86 Поскольку биомасла представляют собой сложную смесь различных химических компонентов, невозможно разделить чистые соединения с использованием обычных методов, таких как экстракция растворителем или дистилляция. Таким образом, эти свойства затрудняют прямое использование биомасел. Однако у него большие перспективы в качестве платформенных химикатов для производства химикатов с высокой добавленной стоимостью, а также углеводородов. 69

В некоторых случаях пиролизное масло также может быть добавлено в сырье для нефтепереработки или каталитически улучшено для получения топлива транспортного качества. 50 Таким образом, требуется систематическое обсуждение разнообразных методов повышения качества бионефти, включая физическую, химическую очистку, совместную пиролизную очистку и физико-химические способы очистки. 87 Эти методы включают эмульсию, фильтрацию паров горячего газа, добавление растворителя, сверхкритическую экстракцию CO 2 , каталитическую гидрогенизацию, гидродеоксигенацию, паровой риформинг, микроволновый пиролиз, каталитический крекинг в псевдоожиженном слое, каталитическую этерификацию и другие. 88–90 В общем, различные химические реакции, такие как дегидратация, гидрирование и другие, используются для повышения специфичности определенных химических веществ в биомасле, а также для улучшения его стабильности.Хотя пиролизные масла имеют более низкую теплотворную способность, чем нефтяное топливо, она выше, чем у исходной биомассы. Эти масла можно напрямую использовать в некоторых дизельных двигателях или низкооборотном оборудовании, используемом в сельскохозяйственном секторе для работы турбин и топочных котлов. 91,92

Среди различных методов повышения качества, упомянутых ранее, каталитическая модернизация, возможно, является наиболее изученным процессом. Обычно в этом процессе биомасла, содержащие больше ароматических и олефиновых соединений, производятся с меньшим количеством кислородсодержащих соединений. 93 Качество биомассы также зависит от многих факторов, а именно от используемого катализатора, типов сырья биомассы и различных параметров реакции, таких как температура, скорость нагрева, время пребывания, соотношение катализатора к биомассе и среда пиролиза. как тип модернизации (т. е. на месте или вне помещения). В процессе облагораживания in situ биомасса равномерно смешивается с катализатором, а затем подвергается термическому разложению при высокой температуре в инертной среде для деоксигенации образующихся паров пиролиза.С другой стороны, в процессе ex situ потоки паров пиролиза проходят через неподвижный слой катализатора, и на этой промежуточной стадии происходит деоксигенация. 94 В обоих этих процессах обычно исследуются кислые цеолиты, такие как HZSM-5, β-цеолит, фожазит, Y-цеолит, морденит, феррьерит, модифицированные цеолиты и катализаторы, пропитанные металлом. 95–98

Процесс in situ имеет некоторые недостатки, включая отложение кокса, извлечение катализатора, регенерацию или повторное использование катализатора, в то время как процессы ex situ могут устранить такие ограничения.Однако процессы как in situ, так и ex situ приводят к стабильной обогащенной бионефти с низким содержанием кислорода с рядом ароматических углеводородов. 96 Следовательно, эти масла можно использовать в качестве промежуточного химического соединения или предшественника других полезных химических соединений и углеводородов. Различные реакции, такие как крекинг, гидрокрекинг и гидрирование, могут использоваться с пиролизными маслами для получения алкенов, которые при последующем гидрировании дают алканы. Точно так же реакции гидроформилирования дают спирты, которые используются для получения различных других важных продуктов. 99 Параметры пиролиза могут влиять на состав продукта, следовательно, изменяя химическую среду, катализатор или другие параметры, можно получить различные химические вещества (фенолы, левоглюкозенон, ароматические альдегиды и т. Д.). 100,101 Облагораживание пиролизного масла также может быть выполнено с использованием реакций домино с помощью промышленно применимых катализаторов гидродеоксигенации для производства сырой нефти, такой как топливо, и углеводородных строительных блоков на основе фурана 90,102 (рис.2.2).

Рисунок 2.2. Маршруты повышения качества биомасла или пиролизного масла.

Пиролизные масла, полученные из обезжиренного жмыха и покровных семян нескольких непищевых сортов масличных культур ( Jatropha, M. ferrea, Cascabela thevetia , Pongamia и т. Д.), Идентичны маслам лигноцеллюлозной биомассы с точки зрения свойств, таких как энергия. содержание, антимикробная активность и другие. 103–105 Еще одно исключение этих биомасел состоит в том, что они широко используются в фармацевтической, агрохимической и красильной промышленности из-за присутствия азотсодержащих гетероциклов (пиридин, пирролы, индолы, 2-нитропиррол и т. Д.)). 85,106,107 Потенциальная полезность непищевых масличных семян в подходе биопереработки представлена ​​на рис. 2.3.

Рисунок 2.3. Биоперерабатывающий завод на основе непищевых масличных культур.

Еще одно важное преимущество пиролизного масла — это возможность его хранения и транспортировки. Таким образом, небольшие недорогие децентрализованные пиролизные установки могут быть созданы в сельских районах Индии для производства пиролизного масла, которое можно легко собрать в централизованных инфраструктурах (например.ж., существующие нефтеперерабатывающие заводы) для их перевооружения на продукцию с высокой добавленной стоимостью. 93,108

Частичная замена дизельного топлива в водогрейных котлах синтез-газом, полученным путем термической конверсии древесных отходов

Разработка технологий, позволяющих эффективно использовать древесные отходы в энергетических целях, является важной задачей с точки зрения рационального использования природных Ресурсы. При обработке древесины только 28% от первоначального веса древесины превращается в пиломатериалы, остальное — в отходы.Альтернативой прямому сжиганию древесных отходов является переработка в газ, пригодный для использования в качестве топлива для котлов существующих систем отопления. Способы термического преобразования древесной биомассы в газ можно разделить на два основных типа: газификация и пиролиз.

Газификация — это процесс частичного окисления для получения синтез-газа, основными горючими компонентами которого являются окись углерода, водород и метан. Также он содержит большое количество балластных газов: азот (газификация воздуха), углекислый газ и водяной пар.Кроме того, синтез-газ содержит различные примеси, такие как смолы, частицы золы и углеродистого вещества [3]. Воздух, кислород, пар или их смеси могут использоваться в качестве окислителя в процессе газификации. Синтез-газ, полученный воздушной газификацией, имеет низшую теплотворную способность не более 6 МДж / м 3 [7]. Этот газ можно сжигать в котлах.

Пиролиз — это термическое разложение сырья без доступа окислителя. Продуктами пиролиза являются газовая смесь (состоящая в основном из H 2 , CO, CO 2 , CH 4 , C n H m и N 2 ), жидкая фракция (смесь воды и пиролизного щелока) и твердый углеродный остаток.Газовые смеси, полученные из биомассы, имеют более низкую теплотворную способность 20 МДж / м 3 [4]. Соотношение масс жидких и газообразных продуктов составляет около 1,5 и наиболее существенно зависит от скорости нагрева [5]. Основными недостатками пиролиза с точки зрения получения газовых смесей являются относительно низкий удельный выход газа, не превышающий 0,3–0,4 м 3 3 на 1 кг сырья, и высокое содержание диоксида углерода (до 30 об.%). Это обуславливает низкую эффективность преобразования энергии сырья в газообразные продукты: отношение энергоемкости пиролизного газа к теплотворной способности сырья не превышает 0.3.

Повышение степени конверсии сырья может быть достигнуто за счет переработки жидкой фракции в газ. Различают каталитические [6] и некаталитические методы [5]. В данной работе для получения газа из древесных отходов использован метод, аналогичный тому, который предложен для переработки древесной щепы в [8] и затем подробно изучен в [1, 2]. Он основан на крекинге продуктов пиролиза, образующихся при нагревании сырья, в слое пористого углеродного остатка, поддерживаемого при фиксированной температуре около 1000 ° C.Эта схема была принята за основу для создания опытной установки, позволяющей получать синтез-газ с улучшенными характеристиками (более 90% об. H 2 и CO, низшая теплотворная способность около 11 МДж / м 3 , практически полное отсутствие смол в газе). Полученный синтез-газ можно эффективно использовать как замену дизельному топливу в существующих котлах.

Улучшение пиролизного масла из отработанных шин и испытания производительности дизельного двигателя в двигателе CI

Уровень жизни, качество жизни и развитие страны зависят от потребления энергии на душу населения.Мировое энергоснабжение, которое в основном зависит от ископаемого топлива, уменьшается с каждым днем. Предполагается, что к 2021 году спрос на энергию вырастет в пять раз по сравнению с нынешним сценарием. Из-за кризиса ископаемого топлива развитие технологий альтернативных видов топлива привлекло больше внимания для обеспечения замены ископаемого топлива. Пиролиз — одна из перспективных альтернативных топливных технологий, позволяющая получать из органических отходов ценные нефть, уголь и газ. Ранние исследования показывают, что масло для пиролиза шин, полученное методом вакуумного пиролиза, похоже, имеет свойства, аналогичные дизельному топливу.Основное внимание в этой статье уделяется производству и улучшению свойств сырого масла для пиролиза шин путем обессеривания, дистилляции и использования его с дизельным топливом в двигателе CI для анализа эффективности для различных составов.

1. Введение

Ежегодно производится примерно 1,5 миллиарда шин, которые в конечном итоге попадут в поток отходов, что представляет собой серьезную потенциальную проблему отходов и окружающей среды [1]. В Бангладеш общее количество утильных шин ежегодно составляет около

тонн [2].Автомобильные шины содержат длинноцепочечный полимер (бутадиен, изопрен и стирол-бутадиен), который поперечно связан с серой, таким образом, имея чрезмерную устойчивость к разрушению. Один из распространенных способов утилизации этих отработанных шин — это захоронение. Шины громоздкие, а 75% пространства, занимаемого шиной, пусто, поэтому при засыпке изношенных шин возникает несколько трудностей [3]. Ненужная шина требует значительного пространства, так как объем шины невозможно уплотнить. Шины имеют тенденцию всплывать или подниматься на свалке и выходить на поверхность.Под землей пустое пространство изношенных шин собирает различные газы, такие как метан, который имеет тенденцию внезапно загораться с мощным взрывом. Если отработанное колесо напрасно разбросано по земле, оно попадает с дождевой водой и может стать хорошим местом для размножения комаров или других бактерий. Это вызывает у людей различные вредные заболевания. Если утильные шины сгорают непосредственно на кирпичных полях или на любом другом мусоросжигательном заводе, будут выделяться различные вредные газы, такие как CO

2 , CO, и, которые вызывают загрязнение окружающей среды.С другой стороны, сжигание этих шин наносит чрезмерный ущерб здоровью человека, вызванный выбросами загрязняющих веществ, таких как полиароматические углеводороды (ПАУ), бензол, стирол, бутадиен и фенолоподобные вещества [4]. Преобразование этих отработанных шин в энергию посредством пиролиза — одна из последних технологий, позволяющих свести к минимуму не только удаление отходов, но и их использование в качестве альтернативного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Пиролиз обычно описывают как термическое разложение органических отходов в отсутствие кислорода при средней температуре около 450 ° C [5].Преимущество процесса пиролиза заключается в его способности обрабатывать отработанные шины. Сообщалось, что пиролизное масло автомобильных шин содержит компоненты 85,54% C, 11,28% H, 1,92% O, 0,84% S и 0,42% N [6]. Процесс пиролиза также нетоксичен, и в отличие от сжигания не происходит выброса вредных газов [7]. Пиролизное масло для шин имеет высокую теплотворную способность около (41–44) МДж / кг. Это будет способствовать их использованию в качестве замены дизельного топлива, если оно будет правильно дистиллировано [8]. Следовательно, эти старые шины следует утилизировать путем преобразования в новые и чистые источники энергии.

2. Обзор литературы

Утилизация использованных шин от автомобилей становится неисчерпаемой. Хотя существует множество методов утилизации отработанных автомобильных шин, проблема все еще сохраняется. Пиролиз вещества предлагает продукты с добавленной стоимостью, такие как пиролизное масло, пиролизный газ и уголь. Сообщается также, что ТПО имеет свойства, аналогичные свойствам дизельного топлива. Один из распространенных способов утилизации этих отработанных шин — это захоронение. Было установлено, что шины громоздкие, а 75% пространства, занимаемого шиной, является пустым, поэтому при засыпке изношенных шин на землю возникает несколько трудностей [3].

В данном исследовании была спроектирована и изготовлена ​​система пиролиза с неподвижным слоем топки с подогревом, предназначенная для производства жидкости из утильных шин рикш, велосипедов и грузовиков. Утильные шины подвергали пиролизу в системе реактора периодического действия с неподвижным слоем нагревательной трубы с внутренним нагревом. Продуктами были жидкость, уголь и газы. Максимальный выход жидкости и полукокса составил 52 и 35 мас.% Для велосипеда и рикши соответственно. Для грузовых шин выход жидкости и полукокса составлял максимум 60 и 23 мас.% Соответственно.Теплотворная способность жидкости шин рикш и грузовиков составила 41 и 40,7 МДж / кг соответственно [9].

Aydin и Ilkiliç [10] провели оптимизацию производства топлива из отработанных автомобильных покрышек путем пиролиза и сходного с дизельным топливом с помощью различных методов обессеривания. В этом исследовании для снижения высокого содержания серы в топливе использовались катализаторы CaO, Ca (OH) 2 и NaOH. Кроме того, было исследовано влияние переменных, таких как температура, соотношение катализатора и расход N 2 на выход.Было обнаружено, что содержание серы в продукте было на 34,25% ниже при использовании в реакции 5% Ca (OH) 2 . Для приближения содержания серы в продукте к дизельному топливу использовались уксусная кислота — H 2 O 2 , муравьиная кислота — H 2 O 2 и H 2 SO 4 . в разных пропорциях. Было обнаружено, что плотность и содержание серы в топливе для шин с низким содержанием серы были немного выше, чем у дизельного топлива, но другие характеристики и кривые перегонки были очень близки к дизельному топливу.

Работа по изучению топливных свойств пиролизной жидкости, полученной из твердых городских отходов в Бангладеш, была проведена Conesa et al. [11]. В результате экспериментального исследования установлено, что оптимальные условия реакции для пиролиза утильных шин были при температуре слоя реактора 450 ° C, для исходного материала размером 2-3 см при продолжительности работы 75 мин. В этих условиях выход жидкости составлял 64 мас.% От исходного утиля твердых шин.

Работа по пиролизу жома сахарного тростника для производства жидкого топлива была проведена Islam et al.[12]. В ходе экспериментального исследования установлено, что при температуре слоя реактора 450 ° C для размера частиц исходного материала (300–600) мкм и скорости потока газа 4 л / мин выход масла составляет 49 мас. % сухого корма.

Murgan et al. [13] провели оценку рабочих характеристик и характеристик выбросов одноцилиндрового дизельного двигателя с прямым впрыском, работающего на 10, 30 и 50-процентных смесях масла для пиролиза шин (TPO) с дизельным топливом (DF). Результаты показали, что термический КПД тормозов двигателя, работающего на смесях TPO-DF, увеличивается с увеличением концентрации смеси и выше, чем у дизельного топлива., Выбросы УВ, СО и дыма были выше при более высоких нагрузках из-за высокого содержания ароматических веществ и более длительной задержки воспламенения.

де Марко Родригес и др. [14] изучали поведение и химический анализ масла для пиролиза шин. В этой работе сообщается, что шинное масло представляет собой сложную смесь органических соединений с 5–20 атомами углерода с более высокой долей ароматических углеводородов. Процент ароматических, алифатических, азотсодержащих соединений и бензотиазола также определяли в масле для пиролиза шин при различных рабочих температурах процесса пиролиза.Было обнаружено, что ароматические углеводороды составляют примерно от 34,7% до 75,6% при изменении рабочей температуры от 300 ° C до 700 ° C, в то время как алифатические углеводороды составляют примерно от 19,8% до 59,2%.

Аль-Лал и др. [15] провели исследования по обессериванию пиролизного топлива, полученного из отходов. В этой работе они использовали два доступных метода обессеривания без использования водорода, чтобы с умеренным успехом снизить содержание серы в этих трех пиролизных топливах, что могло бы сделать их полезными в качестве топлива для отопления. Эти методы обессеривания основаны на окислении соединений серы, присутствующих в этих топливах, перекисью водорода до более полярных соединений серы, таких как сульфоксиды и сульфоны, которые впоследствии могут быть удалены экстракцией метанолом или адсорбцией силикагеля.Степень обессеривания составила 64%.

3. Материал и метод

Сначала автомобильные шины разрезают на несколько частей и удаляют борт, стальную проволоку и ткань. Кусочки шин промывают, сушат и подают в реактор с неподвижным слоем из мягкой стали. Этапы процесса пиролиза показаны на рисунке 1.


Сырье нагревается извне в реакторе в отсутствие кислорода. Конструкция реактора пиролиза для эксперимента представляет собой цилиндрическую камеру с внутренним диаметром 110 мм, внешним диаметром 115 мм и высотой 300 мм, которая полностью изолирована.На внешний нагрев реактору подводится 2 кВт мощности. Температура реактора контролируется терморегулятором. Процесс проводят при 450–650 ° С. Скорость нагрева поддерживается на уровне 5 К / мин. Время пребывания сырья в реакторе составляет 120 минут. Продукты пиролиза в виде пара направляются в конденсатор с водяным охлаждением, а сконденсированная жидкость собирается в качестве топлива. При пиролизе получают три продукта: масло для пиролиза шин (ТПО), пирогаз и полукокс.Из 1,9 кг сырья производится 1 кг масла для пиролиза шин. Тепловая энергия, необходимая для процесса пиролиза на 1 кг произведенного ТПО, составляет около 6 МДж / кг [14]. Процентное содержание продуктов пиролиза приведено в таблице 1.

Влажность Влажность (%)

Продукты пиролиза Пиролизное масло для шин Углерод Пирогаз
55 34 10 1

На рисунке 2 показан физический вид сырого масла для пиролиза шин.


4. Улучшение сырого пиролизного масла (TPO)

Улучшение сырого TPO включает три стадии: (A) удаление влаги. (B) обессеривание. (C) дистилляция.

4.1. Удаление влаги

Первоначально неочищенный ТПО нагревают до 100 ° C в цилиндрическом сосуде в течение определенного периода времени для удаления влаги, прежде чем подвергнуть его дальнейшей химической обработке.

4.2. Обессеривание

Неочищенный сырой TPO, не содержащий влаги, содержит примеси, частицы углерода и частицы серы.Известный объем концентрической сероводородной кислоты (8%) смешивают с неочищенным ТПО и хорошо перемешивают. Смесь выдерживают около 40 часов. Через 40 часов обнаруживается, что смесь состоит из двух слоев. Верхний слой представляет собой тонкую смесь, а нижний слой — толстый ил. Верхний слой отбирают для атмосферной перегонки, ил удаляют и утилизируют. В процессе обессеривания эффективность удаления серы составляет 61,6%.

4.3. Дистилляция

Дистилляция — это широко используемый метод очистки жидкостей и разделения смесей жидкостей на их отдельные компоненты.Процесс дистилляции показан на рисунке 3.


Процесс атмосферной дистилляции выполняется для отделения более легкой и более тяжелой фракций углеводородного масла. Известный образец химически обработанного сырого ТПО отбирают для вакуумной перегонки. Образец нагревается снаружи в закрытой камере электронагревателем мощностью 1,5 кВт. Пар, покидающий камеру, конденсируется в водяном конденсаторе, а дистиллированное масло для пиролиза шин (DTPO) собирается отдельно. Неконденсирующиеся летучие пары уходят в атмосферу.Отгонку проводят при 150–200 ° C, поскольку максимальное количество DTPO получается в этом диапазоне. Газообразный азот подается для отвода генераторного газа из реактора в конденсатор, а также для создания инертной среды в реакторе. 80% ТПО перегоняется при перегонке, тогда как 5% ТПО остается в виде пирогаза, а 15% находится в виде шлама. На рисунке 4 показана экспериментальная установка дистилляционной установки.


DTPO имеет неприятный запах, похожий на запах кислоты. Запах можно уменьшить с помощью добавления некоторых маскирующих веществ или средств удаления запаха.На рисунке 5 показан физический вид дистиллированного масла для пиролиза шин (DTPO). На рисунке 5 показан физический вид дистиллированного масла для пиролиза шин.


Свойства масла для пиролиза шин (TPO), дистиллированного масла для пиролиза шин (DTPO) и дизельного топлива показаны в таблице 2.


9038

Свойства Пиролизное масло для шин Пиролизное масло для шин дистиллированное Дизельное топливо

Плотность при 15 ° C, кг / л 0.9563 0,8355 0,8200–0,8600
Кинематическая вязкость при 40 ° C, сСт 16,39 0,89 2,00
Температура застывания, ° C 9038 −3 От −42 до −30
Температура вспышки, ° C 50,00 Ниже 10,00 Выше 55
Теплотворная способность брутто, МДж / кг 42,00 43,56 44,0000
C (мас.%) 85,67 87 87
H (мас.%) 10,04 10,37 12,71 O 0,84 ноль
S (мас.%) 1,12 0,43 0,16
N (мас.%) 1,15 1,36
5.Результаты и обсуждение
5.1. Анализ процесса дистилляции

На рисунках 6 и 7 показано, что неочищенное пиролизное масло начало перегоняться через 18 минут при 77 ° C и закончилось через 110 минут при 184 ° C. Наибольшее количество масла было получено за 90 мин при 174 ° C. После этой температуры количество полученного масла уменьшается и останавливается на 184 ° C. После перегонки DTPO получил 53,75% от общего количества сырого TPO (таблица 3).

903 82 90

Время (мин) Температура реактора (° C) Количество полученного масла (мл) Общее количество полученного масла (мл)

0 30 0 0
10 58 0 0
20 80 35382 80 35382 80 115
40 110 120 235
50 123 175 14387 410
410
70 160 270 920
80 170 320 1240
174 395 1635
100 178 260 1985
110 184 190 190 20382 2150
130 192 0 2150



5.2. Эксплуатационные испытания дистиллированного пиролизного масла для шин (DTPO)

Характеристики двигателя показывают влияние топлива на двигатель. Показана тенденция и возможность использования дистиллированного пиролизного масла для шин вместо дизельного топлива без доработки двигателя [16]. Необходимо определить мощность торможения двигателем, удельный расход топлива и тепловой КПД тормозов. Рабочие параметры могут быть рассчитаны по следующим уравнениям [17].

5.2.1. Мощность торможения двигателем

Мощность торможения двигателем () передается двигателем и поглощается нагрузкой.Это произведение крутящего момента и угловой скорости двигателя, где — мощность торможения двигателем в кВт; угловая частота вращения двигателя в об / мин как

5.2.2. Удельный расход топлива на тормозную систему

Удельный расход топлива на тормозную систему (BSFC) — это сравнение двигателя с целью показать эффективность двигателя с расходом топлива в кг / кВтч, где () — показатель расхода топлива в кг / час, как

5.2.3. Тепловой КПД тормоза

Процент теплового КПД тормоза двигателя зависит от мощности торможения двигателем и общей энергии, потребляемой двигателем.

Качество смеси DTPO с дизельным топливом проверяется на дизельном двигателе Beco. Двигатель фиксируется при частичной нагрузке 27%. Технические характеристики двигателя приведены в таблице 4.


Тип двигателя 4-тактный двигатель CI
Охлаждение Водяное охлаждение
Скорость Скорость
Номинальная мощность 7,5 л.с.

Теплотворная способность DTPO примерно на 7% выше, чем у сырого TPO.Это связано с удалением примесей, влаги, частиц углерода, серы и отложений. Для проверки производительности было взято четыре тестовых топлива. Это 100% дизельное топливо, 75% дизельное топливо с 25% дистиллированным пиролизным маслом (DTPO 25), 50% дизельное топливо с 50% дистиллированным пиролизным маслом (DTPO 50) и 25% дизельное топливо с 75% дистиллированным пиролизным маслом (DTPO 75). (Таблица 5).

9,498 9,304 9038 Смеси DTPO описаны на рисунках 8, 9, 10 и 11.





На рисунке 8 показано сравнение термического КПД тормоза с тормозной мощностью для тестируемых видов топлива при 27% частичной нагрузке. Из рисунка видно, что при 0,45 кВт тепловой КПД составляет 9,5% для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он составляет 9,498%, 9,398% и 9,304%. , соответственно. Температурный КПД смесей DTPO-DF ниже по сравнению с DF. Снижение теплового КПД примерно на 0.0212%, 1,07% и 2,06% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 0,55 кВт тепловой КПД составляет 9,798% для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он составляет 9,706%, 9,698% и 9,606% соответственно. Произошло снижение теплового КПД примерно на 0,938%, 1,02% и 1,94% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 0,65 кВт тепловой КПД равен 9.806% для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом это составляет 9,801%, 9,707% и 9,7046% соответственно. Произошло снижение теплового КПД примерно на 0,05%, 1,009% и 1,034% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

На рисунке 9 показано сравнение BSFC с тормозной мощностью для испытанных видов топлива при 27% частичной нагрузке. Из рисунка видно, что BSFC увеличивается с увеличением концентрации DTPO в смеси DTPO-DF.Из рисунка видно, что при 0,45 кВт BSFC составляет 0,852 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом оно составляет 0,8524, 0,862 и 0,866 соответственно. BSFC смесей DTPO-DF выше по сравнению с DF. Произошло увеличение BSFC примерно на 0,046%, 1,17% и 1,64% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 0,55 кВт BSFC составляет 0,827 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он равен 0.829, 0,836 и 0,838 соответственно. Произошло увеличение BSFC примерно на 0,24%, 1,08% и 1,33% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 0,65 кВт BSFC составляет 0,82 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он составляет 0,824, 0,828 и 0,83 соответственно. Увеличение BSFC примерно на 0,487%, 0,975% и 1,21% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом. Такое поведение очевидно, поскольку двигатель будет потреблять больше топлива со смесями DTPO-DF, чем с DF, чтобы получить такую ​​же выходную мощность из-за более низкой теплотворной способности смесей DTPO-DF (Таблица 6).


Топливо Мощность тормоза (кВт) КПД (%) Удельный расход топлива тормоза, кг / кВтч

0.45 9,500 0,852
0,55 9,798 0,827
0,65 9,806 0,820
0,852
0,55 9,706 0,829
0,65 9,801 0,824

45 9,398 0,862
0,55 9,606 0,836
0,65 9,707 0,828
0,866
0,55 9,606 0,838
0,65 9,705 0,830

сравнение теплового КПД тормоза с частотой вращения двигателя для исследуемых видов топлива при нагрузке 27%. Из рисунка видно, что при 950 об / мин тепловой КПД составляет 9,598% при 22.Нагрузка 24 Н для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом она составляет 9,506%, 9,406% и 9,403% соответственно. Температурный КПД смесей DTPO-DF ниже по сравнению с DF.

Произошло снижение теплового КПД примерно на 0,958%, 2% и 2,03% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 1150 об / мин тепловой КПД составляет 9,802% для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он равен 9.798%, 9,703% и 9,702% соответственно. Произошло снижение теплового КПД примерно на 0,04%, 1,009% и 1,02% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 1350 об / мин тепловой КПД составляет 9,802% для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он составляет 9,798%, 9,706% и 9,704% соответственно. Произошло снижение теплового КПД примерно на 0,04%, 0,979% и 0,99% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

На рисунке 11 показано сравнение BSFC с частотой вращения двигателя для испытанных видов топлива при 27% частичной нагрузке. Из рисунка видно, что BSFC увеличивается с увеличением концентрации DTPO в смеси DTPO-DF. Из рисунка видно, что при 950 об / мин BSFC составляет 0,845 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом оно составляет 0,846, 0,855 и 0,858 соответственно. BSFC смесей DTPO-DF выше по сравнению с DF. Увеличение BSFC примерно на 0.118%, 1,18% и 1,53% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 1150 об / мин BSFC составляет 0,82345 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он составляет 0,826, 0,831 и 0,832 соответственно. Произошло увеличение BSFC примерно на 0,315%, 0,92% и 1,04% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

При 1350 об / мин BSFC составляет 0,8236 для DF, тогда как для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом он равен 0.8256, 0,8296 и 0,8316 соответственно. Произошло увеличение BSFC примерно на 0,33%, 0,40% и 70% для смешивания 25% DTPO, 50% DTPO и 75% DTPO с дизельным топливом по сравнению с дизельным топливом.

Температура выхлопных газов двигателя для DTPO варьируется от 119 ° C при низкой нагрузке до 305 ° C при полной нагрузке, а в случае чистого дизельного топлива изменяется от 119 ° C при низкой нагрузке до 312 ° C при полной нагрузке. Во время выбросов загрязняющими веществами являются углеводороды (HC), диоксид углерода (CO 2 ), монооксид углерода (CO), оксиды азота () и оксиды серы ().DTPO, вероятно, выше, чем у дизельного топлива, поскольку топливо с более высоким содержанием ароматических углеводородов демонстрирует более высокие значения, и дымность при полной нагрузке.

6. Заключение

В представленном исследовании установлено, что дистиллированное пиролизное масло для шин аналогично дизельному топливу и может заменить дизельное топливо в маломощном двигателе. Смеси DTPO 25 дают лучшие результаты, чем DTPO 50 и DTPO 75. Ниже приведены выводы, основанные на экспериментальных результатах, полученных при эксплуатации одноцилиндрового дизельного двигателя со смесями DTPO: (I) Смеси DTPO 25 можно напрямую использовать в дизельном двигателе без каких-либо модификация двигателя.(II) Тепловой КПД тормозов DTPO 25 немного ниже, чем у дизельного топлива. Но для DTPO 50 и DTPO 75 он намного ниже по сравнению с дизельным топливом. (III) Удельный расход топлива тормозной смеси DTPO 25 очень близок к удельному расходу дизельного топлива. Но для DTPO 50 и DTPO 75 он немного выше, поэтому не рекомендуется использовать DTPO 50 и DTPO 75 в двигателях CI.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Производство топлива из пластиковых отходов

С постоянным ростом цен на сырую нефть, как производить топливо из пластиковых отходов посещали многие страны.Пластиковые материалы — это своего рода полимерные соединения, а также крупные молекулярные органические вещества, поэтому мы можем получить полезные маленькие молекулы (нефть, газы), нарушив его макромолекулярную структуру.

Производство топлива из пластика

Производство топлива из пластиковых отходов использует самую передовую технологию пиролиза, которая представляет собой термохимическое разложение органического материала при повышенной температуре. Он включает одновременное изменение химического состава и физической фазы и необратим.Пиролиз относится к пиролизу (огню) и лизису (разделению).

Простое описание того, как сделать топливо из пластиковых отходов:

1. Загрузите высушенные пластиковые отходы в реактор пиролиза с помощью автоподатчика или вручную. Затем заклеиваем дверь и открываем систему отопления.

2. Реактор медленно нагревается. Когда температура достигает 100–250 ℃, легкое масло должно выходить при 100 ℃, а жидкое масло — при 120 ℃. В диапазоне 250-280 ℃ это максимальный интервал производительности. Нефтяной газ собирается в коллектор, в то время как тяжелые частицы и нефть собираются и сжижаются в центре коллектора и опускаются в резервуар для тяжелой нефти.Более легкий газ поднимается к многофункциональным масляным конденсаторам, а затем превращается в масло и хранится в масляном баке. Неконденсирующийся газ в результате десульфурации и обеспыливания с помощью гидрозатвора будет направлен в печь пиролиза для повторного использования.

Как сделать топливо из пластиковых отходов в Доминике

3. Охладите реактор. Образовавшаяся сажа будет выгружена, когда температура достигнет 40 ℃.

4. Дальнейшая переработка мазута на перегонных установках, и мы получим дизельное топливо.

Если говорить о производстве топлива из пластиковых отходов, то выход масла — это самый важный вопрос, который нас беспокоит. Есть несколько факторов, влияющих на выход масла, например:

1. Разные материалы имеют разное соотношение масла. Например, материалы PP, PE и PS имеют выход масла от 50% до 70%, а ABS — только 40%. В следующей таблице для справки показано соотношение масла различных пластмасс:


Топливо Частота вращения двигателя (об / мин) КПД (%) BSFC (кг / кВтч)

9,473 0,854
1070 9,746 0,830
1175 9,841 0,822
1280 9382820
1380 9,800 0,825

75% дизельное топливо + 25% DTPO 880 9,450 0,8832 9,450 0,8832
1175 9.806 0,825
1280 9,810 0,824
1380 9,794 0,826 0,826
0,826
9.350 0,865
1070 9,653 0,838
1175 9,746 0,830
1280 9,7702 1280 9,7702

25% дизельное топливо + 75% DTPO 880 9,298 0,870
1070 9,630 0.840
1175 9,735 0,831
1280 9,746 0,830
1380 9,723
Сырье Соотношение масла
PE 50% -75%
PP 50% -75%
PS 50% -75%
АБС 40%
Пластиковый кабель 80%
Полиэтиленовый пакет 50%
ПВХ Не доступен
ПЭТ Не доступен

1.Соотношение масла также отличается от процентного содержания воды. Например, влажные остатки бумаги имеют выход масла 15-20%, а сухие остатки бумаги — 60%.

2. На выход масла влияют и рабочие системы завода. Мы разработали пластмассовую топливную установку для трех операционных систем: периодической, полунепрерывной и полностью непрерывной. Соотношение масла полностью непрерывное> полунепрерывное> периодическое. Если вам нужна подробная информация о технологии производства мазута из пластиковых отходов, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время.

Производство топлива из пластиковых отходов Закапывание машины

Основной параметр

Арт. Детали
Модель BLJ-6 BLJ-10 BLJ-16 БЛЛ-20
Дневная производительность 6 т 8T-10T 15-20 т 20-24т
Метод работы Партия полунепрерывный Полностью непрерывный
Сырье Отходы пластика, шин, резины, нефтешламов
Размер реактора D2.2 * L6.0м Д2,6 * Д6,6 м Д2,8 * Д7,1м Д1,4 * Д11м
Узор Горизонтальный и поворотный
Нагревательные материалы Древесный уголь, древесина, мазут, природный газ, сжиженный нефтяной газ и т. Д.
Общая мощность 24 кВт / ч 30 кВт / ч 54 кВт / ч 71,4 кВт / ч
Площадь пола (Д * Ш * В) 30 * 10 * 8 м 30 * 10 * 8 м 40 * 10 * 8 м 45 * 25 * 10 м
Рабочее давление Нормальное давление Постоянное давление
Метод охлаждения Водяное охлаждение
Срок службы 5-8 лет

Часто задаваемые вопросы: Бизнес по переработке и пиролизу шин

Что такое переработка шин?

Переработка шин позволяет регенерировать ценные материалы из вышедших из эксплуатации шин экологически безопасным способом, чтобы: а) решить проблему огромного накопления отработанных шин и б) получить прибыль от перепродажи материала производителю резиновых изделий или производства продукции с добавленной стоимостью. самостоятельно.

Изношенные шины могут быть переработаны в резину различных размеров, от резиновой крошки до резиновой крошки и тонкого резинового порошка. Продукция пользуется спросом в разных отраслях. Однако для создания успешного бизнеса по переработке шин необходимо учитывать различные факторы, такие как минимальная производственная мощность, технологии, добавляющие стоимость, долгосрочные контракты, сезонность и т. Д.

Для получения подробной информации, цен на материалы и финансовых грунтовок обращайтесь наша команда экспертов! Мы поможем вам понять все факторы, которые необходимо принять во внимание, прежде чем открыть бизнес по переработке шин.

Что такое пиролиз шин?

Пиролиз — это старая концепция. Однако пиролиз шин представляет собой зарождающийся рынок, который в последние годы переживает бум. Его обещание внести значительный вклад в круговую экономику во всем мире породило множество инвестиций, ведущих к крупным технологическим разработкам и новым рынкам.

Как и на любом развивающемся рынке, эти разработки представляют как большие возможности, так и серьезные проблемы.Есть много успехов, но также много необоснованных заявлений, неверно истолкованных спецификаций, эксплуатационных ошибок и непоследовательного принятия продуктов, образующихся при пиролизе шин. В Weibold мы постоянно отслеживаем накопленный коллективный опыт и ищем ориентиры, которые определят лучшие практики на развивающихся рынках.

Какие материалы используются при переработке и пиролизе шин?

Ниже мы перечисляем и описываем основные продукты переработки шин и пиролиза, а также некоторые применения в производстве товаров народного потребления.

  1. Выходные материалы для переработки шин

    Стандартные технологии обработки резины позволяют получить три типа рекуперированных материалов:

    • Резина для шин
    • Стальная проволока с высвобождением
    • Синтетический текстиль

    В то время как резина для шин — самый ценный из всех рекуперированных материалов при переработке шин и текстиль, и стальная проволока считаются побочными продуктами и не приносят значительной прибыли. Ниже мы подробно рассмотрим каждый тип материалов.

    1. Резина для шин

      Есть два основных фактора, влияющих на цены и применение переработанной резины: размер и чистота (из стали и волокна). Ниже приведен список переработанной резины для шин, отсортированный по размеру.

      • Стружка шин (≈50 мм)

        Стружка шин производится из грубых клочков шин с использованием того же первичного измельчителя, дополненного оборудованием для просеивания и рециркуляции. Шинные стружки такого размера могут продаваться как топливо, полученное из шин (TDF), или использоваться для производства резиновой крошки и тонкой резины, не содержащих металла и волокон.

      • Беспроволочная резиновая крошка (≈38-16 мм)

        Сколы шин, не содержащие стали, также называют резиновой мульчей. Материал можно использовать в основном в озеленении и на детских площадках вместо обычной мульчи. Тщательная магнитная сепарация стали позволяет повысить ценность продукта.

      • Резиновая крошка (≈16-3 мм и меньше)

        Резиновая крошка — это гранулят без волокон и стали, который можно использовать в формованных изделиях, таких как коврики для детских площадок, резиновая плитка, оборудование для обеспечения безопасности дорожного движения, прорезиненный асфальт, синтетический газон, прорезиненные полы, звукоизоляционные панели, пористые дренажные системы и т. д.

      • Тонкий резиновый порошок (≈0,85–0,15 мм)

        Тонкий резиновый порошок — это высококачественный и дорогой материал, на 99,9% не содержащий металлов и на 99,9% волокон. Тонкий резиновый порошок используется в уплотнениях, жидких и распыляемых покрытиях, мембранах, изоляционных системах, смесях термопластичных эластомеров, автомобильной технике, модифицированном каучуком асфальте и во многих других областях гражданского строительства.

    2. Сталь из шин

      Как правило, до 20 процентов шины состоит из высококачественной стальной проволоки, которая является ценным товаром, пользующимся большим спросом.Усовершенствованная система магнитной сепарации позволяет собирать и перепродавать стальную проволоку из шин в плавильные заводы, где она проходит дальнейшую обработку.

      Хотя сталь, полученная из шин, обычно продается по низким ценам и редко используется в производстве, исследователи утверждают, что огромный объем материала может быть успешно повторно использован в бетоне. Интересно, что для улучшения свойств бетона можно использовать не только стальную проволоку, но и синтетические волокна.

    3. Синтетический текстиль на основе шин

      Обычно шины содержат до 15% волокна и нейлона, которые могут использоваться в качестве добавки к топливу, полученному из шин, в цементных печах, добавке к армированному волокном бетону, стекловолокну, прессованным коврам , абсорбирующий чистящий материал и т. д.В настоящее время рынок шинного волокна находится в стадии активного развития.

      Несмотря на то, что этот материал сегодня не имеет широкого применения, исследователи утверждают, что текстильные полимерные волокна, используемые в качестве армирующего материала в легковых шинах, также имеют высокое качество и прочность и могут использоваться для предотвращения затвердевания бетона на ранние стадии, когда материал еще пластиковый. Некоторые исследовательские группы также показали, что текстильные волокна помогают предотвратить взрывное растрескивание бетона во время пожаров, и в настоящее время разрабатываются приложения для туннелей и зданий.

  2. Продукты пиролиза шин

    Четыре основных продукта пиролиза шин:

    • Мазут
    • Восстановленная сажа (rCB)
    • Стальная проволока
    • Синтетический газ

    Последние два вида продукции называются побочными продуктами. В то время как сталь относительно легко продать, хотя и по сниженным ценам, синтетический газ не является ни продаваемым, ни годным к употреблению продуктом из-за его нестабильного качества.

    Однако мазут и регенерированная сажа — это продукты с большим коммерческим потенциалом.Подробнее о товарах ниже.

    1. Мазут

      При пиролизе шин масло составляет примерно 35-45% веса на выходе в зависимости от типа термической обработки. Пиролизное масло из шин с широкой фракцией перегонки состоит из трех фракций с преобладанием средней дистиллятной фракции и не может рассматриваться как альтернативный компонент для смешивания товарного моторного топлива, мазута или топочного мазута перед очисткой и дополнительной обработкой.

      Основные области применения пиролизного масла для шин: морское топливо, топливо для автомобильных двигателей, топливо для стационарных двигателей (электрогенераторов) и топочное топливо, используемое тепловыми предприятиями.

      Область применения пиролизного масла зависит от местных и государственных нормативов. В странах со строгими экологическими нормами пиролизное масло, полученное из шин, может потребовать дистилляции и химической обработки и / или дополнительного процесса очистки, что, в свою очередь, улучшит его качество и эксплуатационные характеристики.

      Использование пиролизного масла, полученного из шин, в качестве компонента мазута для электростанций — одно из наиболее распространенных применений продукта. Обычно он не требует модификации конечной точки кипения (FBP) и химической обработки, а требует тщательной фильтрации, что значительно удешевляет производственный процесс по сравнению с использованием его в качестве моторного топлива или компонента морского дистиллятного бассейна для дизельных автомобилей, судов и стационарных дизельных двигателей. .

      Основная проблема при продаже мазута в разных странах — это содержание серы. Национальные правила различаются от страны к стране, но европейские правила особенно строги в отношении содержания серы в топливе.

      Чтобы успешно продавать пиролизное масло, полученное из шин (дизельные фракции), электростанциям или морским транспортным компаниям в качестве альтернативного компонента жидкого топлива, необходимы индивидуальные рецептуры и улучшения качества.

      Команда Weibold с радостью поможет вам выяснить, какие технические и химические параметры необходимо учитывать для построения успешного бизнеса по пиролизу шин и снабжения вашим маслом электростанций, морских транспортных компаний и стационарных дизельных агрегатов.

    2. Восстановленная сажа

      Восстановленная техническая сажа (rCB) составляет примерно от 30% до 45% от производства пиролиза шин. rCB используется как в системах рекуперации энергии, так и в качестве замены первичных CB в таких производственных приложениях, как краски, промышленные и автомобильные детали и резиновые изделия.

      RCB, полученный из шин, может оказаться экономически привлекательным и ценным продуктом, который может составлять значительную часть выручки завода.Чтобы сделать его товарным, могут потребоваться этапы постпиролизной обработки. Степень чистоты и объем обработки, необходимые для конечного продукта, будут иметь большое влияние на стоимость rCB и, следовательно, на общую рентабельность предприятия.

Что такое технологии переработки и пиролиза шин?

Ниже мы опишем различные методы производства и наиболее распространенные типы оборудования для переработки и пиролиза шин.

  1. Вторичная переработка шин

    Для удовлетворения различных требований потенциальных применений резины, извлеченной из утильных шин, системы переработки и переработки должны иметь возможность производить товары с четко определенными характеристиками, которые подходят для использования в широком диапазоне применений. .

    В этом контексте технологии измельчения, измельчения и измельчения имеют решающее значение, поскольку они составляют основу процесса переработки. Качественное оборудование расширяет область применения переработанного материала.

    Выбор технологии влияет на качество резинового гранулята и порошков:

    • Размер
    • Форма
    • Поверхность
    • Чистота
    • Объем выпуска
    • Стоимость конечного продукта.

    Размер, форма, поверхность и чистота являются аспектами качества, которые вызывают одобрение материалов среди клиентов. Количество и стоимость выпуска — это аспекты, которые влияют на готовность клиентов покупать материал, следовательно, они являются долгосрочным успехом компании по переработке шин.

    По сути, есть две доступные технологии для преобразования изношенных шин в резиновые гранулы и порошки, которые могут показать успешную историю в отрасли:

    1. Процесс при нормальной температуре (окружающей среде)

      Измельчение при комнатной температуре включает в себя все виды операций механического измельчения, которые проводятся при комнатной температуре. Преобладают операции ножевого измельчения, при которых исходный материал измельчается в несколько этапов до все меньших и меньших размеров. Технология просеивания используется для классификации различных размеров в соответствии с требуемыми областями применения.В последнее время вальцовые мельницы стали предпочтительным выбором для переработчиков шин для производства резиновых порошков.

    2. Холодный (криогенный) процесс

      Исходный материал охлаждается до прим. минус 90 градусов Цельсия с помощью жидкого азота до тех пор, пока резина не станет «стекловидной». «Стекловидный» на самом деле не является техническим термином, а должен выражать только тот факт, что замороженный каучук можно легко разрушить, например, с помощью молотковые дробилки или дезинтеграторы с очень высокой энергией удара.

      В настоящее время примерно один процент резиновых гранулятов и порошков производится с помощью криогенных технологий. Несмотря на небольшое количество установок, есть несколько веских причин для использования криогенных процессов для определенных приложений.

      Хотя нам не известно о каких-либо промышленных установках, мы должны упомянуть третий способ утилизации шин.

    3. Процесс гидроабразивного измельчения

      В этом процессе применяется гидроабразивная обработка сверхвысокого давления (сверхвысокого давления) для измельчения резины с помощью роторных форсунок за одну операцию без какого-либо механического измельчения или использования химикатов.Этот процесс разработан для больших и очень больших шин, которые не могут быть переработаны обычным способом, таких как обычные шины OTR (внедорожные) или даже шины для открытой добычи диаметром 4 м.

  2. Пиролиз шин

    На рынке или в разработке сегодня существует множество технологических концепций пиролиза шин. Некоторые из них все еще находятся на экспериментальной стадии. Ядром любой пиролизной установки является реактор, разлагающий резиновую стружку без использования кислорода. Выбор технологии и ее поставщика должен производиться с учетом планируемой производственной мощности завода и технических характеристик выпускаемой продукции.

    Установки пиролиза шин являются капиталоемкими

    В зависимости от местных поставок, рынка и нормативных требований могут потребоваться дополнительные инвестиции в этапы предварительной и последующей обработки, чтобы найти жизнеспособное решение для завода. Нормативные требования приводят к тому, что выбросы завода регулируются. Требования к качеству и постоянному сырью контролируемого происхождения продиктованы целевыми спецификациями и качеством выпускаемой продукции. Требования к продукту rCB могут требовать дополнительной постпиролизной обработки сажи.Кроме того, в зависимости от выбранных целевых клиентов, масла, возможно, придется обессеривать и очищать, чтобы сделать их более привлекательными и повысить рентабельность.

    Подход Weibold к проектам пиролиза шин
    1. Развитие клиентов и продуктов перед выбором технологии
    2. Создание базового бизнеса для обеспечения денежного потока, поддерживающего работу (в основном, на основе продаж продуктов для рекуперации энергии) , на основе которых разрабатываются более совершенные возможности и продуктовые линейки, которые увеличивают прибыль.
    3. Сильный акцент на контроле качества, стабильности и стоимости входящего сырья (либо путем выбора поставщика, либо посредством внутреннего контроля путем создания линии по переработке шин )
    4. Выбор поставщика технологий с подтвержденным опытом реализации экономически жизнеспособных эталонных проектов
    5. Создание технически подкованных ресурсов по продажам и поддержке, которые могут разрабатывать продукты в сотрудничестве с потенциальными клиентами.

    Свяжитесь с нами, если у вас возникнут проблемы с пиролизом, и позвольте нам помочь вам сделать правильный выбор в отношении концепций, технологий, сырья и рынков!

Как выбрать оборудование для переработки шин?

Если вы только собираетесь запустить свой первый бизнес по переработке шин или модернизировать существующий завод, вы должны искать надежное и высокопроизводительное оборудование. Чтобы помочь вам сделать правильный выбор, мы описываем ниже важные параметры оборудования, которые вам необходимо учесть перед запуском нового завода.

Производительность ввода и вывода

Если вы хотите иметь эффективное оборудование, которое бы соответствовало потребностям вашего бизнеса, вам необходимо сравнить возможности оборудования с предполагаемым временем поставки и обработки. Если оборудование замедляет ваше производственное время, затраты на вашу деятельность растут и, таким образом, сокращают вашу прибыль. Единственные разумные оправдания замедления производства — это лучшее качество продукции и более высокая безопасность. Убедитесь, что ваша линия по переработке шин работает с высокой производительностью, чтобы у вас было достаточно свободного времени для внепланового обслуживания оборудования.

Разделение побочных продуктов

При переработке шин существует ряд модулей оборудования, и некоторые из них предназначены для разделения или очистки материала. Изношенные шины содержат не только резину, но и такие побочные продукты, как стальная проволока и текстиль. Это, с одной стороны, ценные продукты, но с другой стороны, их включение в резиновый гранулят или резиновый порошок может значительно снизить качество и цену вашего материала. Убедитесь, что вы нашли оборудование, которое максимизирует ваш потенциальный доход с наилучшим возможным конечным продуктом.

Требования к электропитанию

Энергоэффективность — один из краеугольных камней в бизнесе по переработке шин. Выбор неэффективного оборудования может нанести ущерб вашему бизнесу, поскольку может значительно увеличить ваши расходы. В конце концов, более высокие счета за электроэнергию могут повлиять на вашу прибыль. Тем не менее, важность этого параметра зависит от страны вашего присутствия и местных цен на электроэнергию.

Рабочие требования (персонал)

Еще одним важным фактором является персонал, необходимый для эксплуатации вашего оборудования для переработки шин.Подобно тому, что мы рассматривали в электроэнергетике, трудоемкая бизнес-модель может оказаться хорошей, если вы работаете в странах с низким доходом и низкой минимальной заработной платой. Например, некоторые пресс-подборщики для вторичной переработки требуют ручного связывания тюков, а у других есть автоматическая обвязка. Если ваши затраты на рабочую силу высоки, подумайте о модернизации вашего завода с помощью автоматического оборудования.

Срок службы

Чтобы убедиться, что оборудование будет надежно работать в течение многих лет, узнайте рекомендованное время работы у производителей.Простые арифметические расчеты помогут заранее спланировать расходы и дадут возможность финансово подготовиться к своевременной замене старого оборудования. Чтобы убедиться, что время работы, заявленное производителем, является правильным, найдите компании по переработке шин, которые уже используют такое же оборудование, и сравните теорию с фактами.

Запасные части и комплекты для обслуживания

Важно заранее знать, когда вашему оборудованию потребуются комплекты для капитального ремонта и замены.Во-первых, вам необходимо запланировать перерывы на время простоя в производственном графике. Во-вторых, вы должны быть финансово готовы к расходам на содержание. Сравните затраты на обслуживание оборудования разных производителей, а затем обратитесь к компаниям по переработке шин, которые уже эксплуатируют это оборудование. Еще раз сравните цифры, заявленные производителем, с фактами операторов. Чтобы всегда быть готовым к непредвиденным последствиям, убедитесь, что запасные части могут быть быстро доставлены на ваш объект в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Соображения безопасности

Безопасность чрезвычайно важна при работе с тяжелым оборудованием, и тем более при обработке материалов, которые могут быть опасными. Точно знайте, какие функции безопасности имеет оборудование, чтобы вы могли сравнивать разные модели и оборудование от разных производителей. Помните о многочисленных потенциальных опасностях возгорания резинового порошка во время производства для сотрудников, которые могут попасть в измельчители. В любом случае вы должны предотвращать несчастные случаи на вашем предприятии, и производители оборудования могут вам в этом помочь.

Поддержка клиентов от производителя

Помните, что вы не просто покупаете оборудование, вы создаете отношения с компанией, которая его производит. Не соглашайтесь на компанию, которая не предоставляет вам тех услуг, которых вы заслуживаете. Найдите отзывы, отзывы и другую информацию от людей, которые купили у компании, чтобы вы точно знали, на что вы идете и насколько вы можете быть довольны уровнем обслуживания. Вы также можете узнать о наградах и рейтингах агентств по маркетинговым исследованиям и обслуживанию клиентов.

Гарантия

Как правило, гарантия на оборудование для утилизации шин распространяется только на первый год эксплуатации, так как время работы оборудования во многом зависит от практики утилизации процессора. Тем не менее, вы должны убедиться, что получаете компенсацию и надлежащую техническую поддержку, если что-то пойдет не так. В этом капиталоемком бизнесе ваши меры предосторожности не будут лишними.

Мнение экспертов

Практически всегда поиск оборудования для рециклинга шин — это сложный и трудоемкий процесс, требующий большого внимания и постоянного сопоставления данных, заявленных производителем, с реальными цифрами рециклеров шин.Людям, которые только начинают заниматься переработкой шин, может быть очень сложно собрать эту информацию и принять адекватное решение. Чтобы сэкономить время и деньги, следует обратиться к специалистам, которые дадут вам адекватный совет.

Weibold помогает как новым, так и хорошо зарекомендовавшим себя компаниям по переработке шин четко определить все плюсы и минусы оборудования. Наши сравнительные технические исследования уже оказали поддержку ряду компаний по всему миру и сэкономили предприятиям вторичной переработки десятки тысяч долларов за счет снижения затрат и повышения производительности.

Чтобы заказать сравнительное техническое исследование, отправьте нам запрос по адресу [email protected], и мы поможем вам построить успешный бизнес по переработке шин.

Какие продукты с добавленной стоимостью можно производить из резины?

Переработка шин в такие материалы, как резиновая крошка без содержания стали и тонкий резиновый порошок, когда-то была прибыльным предприятием; однако из-за насыщения рынка в развитых странах компании по переработке шин могут захотеть сместить акцент с сырья на потенциально более дорогие потребительские товары, изготовленные из переработанного каучука или даже натурального каучука, которые можно заменить материалами, полученными из шин.Первым и до сих пор одним из наиболее жизнеспособных вариантов для переработчиков шин было бы инвестирование в прессы и формы для производства формованных изделий из резиновой крошки или резинового порошка. Другие варианты включают более сложные технологии, например смешивание переработанного резинового порошка с полиэтиленом или полипропиленом для получения термопластичных эластомеров (TPE).

Как правило, производство и продажа потребительских товаров дает более высокую прибыль, чем производство и распределение сырья, и тем не менее рынки изобилуют возможностями в области формованных изделий и других изделий с добавленной стоимостью из переработанного каучука.Наиболее распространенными примерами формованных изделий являются коврики для игровых площадок, напольная плитка для спортзалов, резиновые бордюры, изделия для обеспечения безопасности движения, изоляционные панели, маты для лошадей, ковры для крупного рогатого скота и т. Д. Однако необходимо продолжать вводить новшества и изобретать новые продукты. Из-за высокого предложения и относительно низких цен на переработанный каучук в большинстве стран ОЭСР с учетом быстро развивающихся технологий с каждым годом увеличивается количество формованных изделий из переработанного каучука.

В этой статье перечислены некоторые продукты из переработанной резины, которые могут значительно увеличить прибыль предприятий по переработке шин.

Резиновые колеса для мусорных баков

Шасси из переработанной резины для шин | Фото: любезно предоставлено Gumiimpex

В Европе технология присутствует на рынке довольно давно, и многие компании, производящие и собирающие мусорные баки, муниципальные и промышленные контейнеры для мусора, начали использовать шасси из переработанной резины для шин. Как правило, такие шасси не только создают более чистую окружающую среду, но и помогают компаниям снизить издержки производства — рыночная цена на такие товары заметно ниже.Примером такого производства может служить хорватская компания Gumiimpex.

Тем не менее, в развивающихся регионах, таких как, например, Северная Африка или Ближний Восток, таких производителей нет, и они импортируют резиновые колеса для мусорных баков от ключевых производителей в Европе и Азии. Многие страны мира оказались в аналогичной ситуации — огромные рыночные возможности на внутреннем и региональном рынках остаются неизученными.

Защитные изделия из переработанной резины

ADS Advance | Фото: любезно предоставлено Rosehill Security

Последние новости в сфере переработки шин включают информацию о британской компании Rosehill Security, которая начнет поставлять свои формованные продукты безопасности из переработанных шин, в том числе барьеры для защиты от агрессивных транспортных средств (HVM), баллистические блоки, а также Rapid and Impakt Defenders. Рынок США.По заявлению компании, недавно она подписала соглашение с ARX Perimeters, которое дает компании новое окно возможностей.

При производстве Rapid и Impakt Defenders используется переработанная резина для шин и используется полиуретан для придания дополнительной прочности. Продукт можно использовать практически на всех типах поверхностей, от дорог до стадионов. Их также можно применять в сочетании с мобильными системами периметра и высокозащищенными ограждениями — это обеспечит усиленную защиту.

Прорезиненные пути метро

Прорезиненные пути метро в Испании | Фото: SIGNUS

В Испании Acciona Infrastructure Group — компания, ранее объединившаяся с исследователями, испанским органом по утилизации шин SIGNUS и участниками индустрии переработки шин, изучала, как переработанные шины могут принести пользу муниципальным железнодорожным системам.Компания объяснила, что ее команда искала методы снижения шума от поездов на железных дорогах, добавив, что они также думали о том, как принести пользу окружающей среде.

В настоящее время 16-километровый маршрут метро, ​​в котором используется переработанная резина для шин, проходит между четырьмя точками в испанской Гранаде — Альболоте, Марасена, Гранада и Армилла; 13 из них находятся на поверхности и на 3 км тянутся под землей. По заявлению компании, инновация Acciona не требует огромных инвестиций для надлежащего обслуживания, а формованные резиновые прокладки для железнодорожных путей могут быть легко установлены.Кроме того, эта технология помогает превратить утильные шины в ценные продукты, что значительно снижает проблему с окончанием срока службы шин. По данным компании, для производства одного метра гусениц необходимо примерно семь утильных шин.

Железнодорожные шпалы и крышки шпал из переработанной резины

Джованни Мария Де Лиси, основатель Green Rail | Фото: предоставлено Green Rail

Несколько лет назад было подписано совместное соглашение между испанской технологической компанией Indra и находящейся в Италии молодой компанией на экспериментальной стадии — Greenrail, которая занимается производством экологически чистых покрытий для железных дорог. галстуки из переработанных покрышек и пластика.Партнеры пытались разработать товары из переработанных шин и построить новые производственные линии, которые обслуживали бы железнодорожную отрасль. Помимо использования утильных шин, сотрудничество между Greenrail и Indra должно было сделать процесс технического обслуживания железных дорог более энергоэффективным, рентабельным, а также более безопасным. Indra отвечал за поставку встроенных электронных систем для обложек.

Совместное предприятие между компаниями могло бы стать мощным инструментом для преобразования отрасли, однако, согласно последней информации, полученной нашей командой, проект был приостановлен из-за неэффективного управления.

Маркетинговые исследования Weibold помогут вам определить новые рыночные возможности.

Успешный бизнес по переработке шин требует высокой окупаемости инвестиций, и помимо снижения эксплуатационных расходов необходимо продолжать внедрять инновации и искать новые источники доходов. Чтобы изучить возможности инновационных резиновых изделий, включая формованные резиновые изделия, свяжитесь с Weibold и рассмотрите наши специализированные маркетинговые исследования. 20-летний опыт Weibold включает не только экономическую сторону деятельности предприятий по переработке и пиролизу шин, но и производственные технологии.Напишите нам на [email protected], чтобы узнать больше о нашей работе!

Выбор между производством rCB и мазутом

Эта статья проливает свет на сложности и ограничения планирования и ведения бизнеса по пиролизу шин и показывает, как Weibold может помочь компаниям построить экономически устойчивые установки для пиролиза шин.

Пиролиз — это давняя концепция, тогда как пиролиз из отслуживших свой срок шин (ELT) — это новая область на незрелом рынке.Сегодня, в условиях постоянного стремления к экономике замкнутого цикла, этой технологии уделяется все больше внимания в сообществе по переработке шин — инвестиции в предприятия по пиролизу шин растут, технологии продолжают развиваться, и на мировом рынке появляется все больше операторов.

Несмотря на эти положительные тенденции, мы можем наблюдать множество заявлений, но пока лишь единичные свидетельства производственных успехов. Концептуализация и проектирование экономически жизнеспособной пиролизной установки по-прежнему остается сложной задачей — это область с множеством вариантов и многими переменными, в которой не существует единого наилучшего решения.Кроме того, существует множество подводных камней, таких как неправильно понятые требования, неисправная технология, отсутствие отраслевых стандартов или неадекватный контроль.

Существуют также регулирующие факторы, влияющие на экономику пиролиза ELT. Среди них: политика обращения с утилизируемыми шинами, пределы выбросов на предприятии, требования к анализу жизненного цикла, стандарты дизельной смеси для различных рынков (био, небиологические, морские и т. Д.), Ограничения по материалам для сжигания (rCB), ограничения по материалам деталей (rCB). и т. д.

Эти ограничения создают серьезные проблемы для планировщиков и операторов.Но, как и на любом развивающемся рынке, эти проблемы также представляют многообещающие возможности. Чтобы увидеть ограничения, эффекты и возможности, связанные с этими факторами, просмотрите таблицу ниже.

Одним из конкретных ограничений для предприятий по пиролизу шин являются нормативные требования по низкому содержанию серы в дизельном и других видах топлива, на которые нацелены операторы пиролиза. Это конкретное ограничение удерживает многие операции от обеспечения контрактов на закупку с разумной маржой.

Размер капитальных затрат также имеет значение — цены на оборудование для пиролиза шин колеблются от 60 000 до 25 миллионов евро. А для того, чтобы построить успешную деятельность, могут потребоваться дополнительные вложения. Потребность в контроле качества и стабильности исходного сырья для отработанных шин, требований к мазуту и ​​спецификаций продукции покупателя CB чаще всего требует дополнительных стадий до- и постпиролизной обработки.

Наши финансовые инструменты позволяют нам точно моделировать и настраивать данную операцию для данного местоположения, ситуации с поставками сырья и рынка сбыта, определяя чувствительность операции к множеству параметров, таких как подпитка предложения, рабочая сила и мощность затраты, параметры пропускной способности, эффективность, размеры инвестиций, а также спецификации выходных материалов и достижимые диапазоны цен для TDF и rCB.

Проведя исследования и смоделировав самые разные операции, мы можем продемонстрировать, что, поскольку масла неизменно составляют от 40% до 50% производимых материалов, пиролизные установки обычно становятся жизнеспособными только тогда, когда и нефть, и продукты CB успешно продаются и монетизируются.

Основываясь на этом опыте, мы также можем сделать следующие общие наблюдения:

  1. Экономия на масштабе имеет ключевое значение: более крупные предприятия вернут более высокую рентабельность инвестиций (IRR).
  2. До тех пор, пока — по мере развития рынков и стандартов — рынки производителей (пластмассовые изделия, резиновые изделия, поверхности и краски, покрышки) не будут более широко принимать регенерированную сажу:
    1. Продажи rCB будут в основном проданы на цели рекуперации энергии, маржа останется ниже давление
    2. не будет места для ошибок в концепции и реализации установки

Поэтому для новых проектов пиролиза шин мы в Weibold разработали осмотрительный подход к планированию новой операции, который включает:

  1. Развитие клиентов и продуктов, прежде чем делать выбор в пользу технологии.
  2. Создание базового бизнеса для обеспечения денежного потока, поддерживающего работу (в основном, на основе продаж продуктов для рекуперации энергии), на основании чего разрабатываются более сложные возможности и продуктовые линейки, которые увеличивают прибыль
  3. Сильный упор на контроль качества, постоянства и стоимости входящего сырья (либо путем выбора поставщика, либо посредством внутреннего контроля путем создания линии по переработке шин)
  4. Выбор поставщика технологий с подтвержденным опытом реализации экономически жизнеспособных эталонных проектов
  5. Создание технически подкованного ресурса по продажам и поддержке, который может разрабатывать продукты в сотрудничестве с потенциальными клиентами.

Для существующих предприятий по пиролизу шин мы рекомендуем тщательно изучить и найти потенциальных клиентов в пределах досягаемости предприятия, наладить с ними отношения и проанализировать их потребности. Только после того, как требования к продукту будут поняты в контексте продуктов покупателя, имеет смысл оценивать и выбирать поставщиков технологий и инвестировать в оборудование для переработки продуктов после пиролиза.

Резюме этих результатов с примерами расчетов для различных конфигураций процесса можно найти в презентации, которую Weibold сделал на конференции по восстановленной саже в Берлине, май 2019 года.Презентацию можно отправить по запросу.

Также существуют возможности для операторов существующих заводов (особенно заводов периодической обработки) для значительного повышения производительности, производительности и качества продукции без необходимости использования оборудования для последующей обработки. Информация об этой программе обновления может быть отправлена ​​по запросу.

Чтобы снизить риски планирования, решить проблемы и изучить возможности на любом этапе вашего проекта пиролиза шин, свяжитесь с Weibold и воспользуйтесь нашими специализированными услугами.Наши технико-экономические обоснования, модули исследования рынка, а также услуги по оценке технологий и финансовому моделированию могут помочь вам избежать ловушек, защитить ваши инвестиции, решить технические проблемы и повысить рентабельность. Напишите нам на [email protected], чтобы узнать больше о нашей работе!

Правила сбора шин при переработке и пиролизе шин

Изношенные и изношенные шины можно регулировать по-разному в зависимости от множества экономических факторов и законодательных вопросов в стране.В Европе, например, существует три различных модели обращения с изношенными и утилизированными шинами. В большинстве стран ЕС внедрена система ответственности производителей, в то время как в некоторых странах-членах ЕС действует система свободного рынка утилизации шин, а в некоторых — система ответственности государства, финансируемая за счет налогов. Ниже мы цитируем Европейскую ассоциацию производителей шин и резины (ETRMA), которая дает определения и описывает правила утилизации шин, регулирующие утильные шины в Европе.

Система свободного рынка

При либеральной системе законодательство устанавливает цели, которые должны быть достигнуты, но не назначает ответственные органы.Таким образом, все операторы в цепочке восстановления заключают контракты на условиях свободного рынка и действуют в соответствии с законодательством.

Это может быть подкреплено добровольным сотрудничеством между компаниями для обеспечения передового опыта. Системы либерального рынка действуют в Австрии, Швейцарии, Германии и Великобритании. В Соединенном Королевстве существует управляемый свободный рынок, то есть сборщики утильных шин и компании по переработке шин отчитываются непосредственно перед национальными властями.

Ответственность правительства

Во всем Европейском Союзе система ответственности правительства, финансируемая за счет налогов, используется только в Дании и Хорватии.В соответствии с механизмами налогообложения каждая страна несет ответственность за утилизацию утильных шин. Система финансируется за счет налогов, взимаемых с производителей шин.

Как правило, производители шин стремятся к тому, чтобы их продукция с истекшим сроком службы — утильные шины — поступала без вреда для окружающей среды. В соответствии с государственной системой ответственности производитель шин несет ответственность только за то, чтобы его продукция имела подходящий способ переработки и восстановления.

В связи с этим Европейская ассоциация производителей шин и резины (ETRMA) пишет:

«Задача состоит в том, чтобы собрать и вернуть все шины и предотвратить их попадание на незаконную свалку, или управлять их экспортом, чтобы гарантировать, что пункт назначения соответствует европейским требованиям i.е. что с ними обращаются в таких же экологических условиях, как и в Европе, и что они соответствуют юридическим предписаниям Директивы ЕС об отходах ».

ETRMA добавляет, что в Европе различные планы управления ставят перед собой задачу обеспечить соблюдение требуемых экологических стандартов, и что все стороны делают все возможное, чтобы обеспечить соблюдение нормативных требований. Однако, если компании по переработке утильных шин не позаботятся о них, «шины, покидающие границы ЕС, могут быть не полностью отслежены до их конечного пункта назначения.«ETRMA считает это слабым местом, которое необходимо устранить с помощью более строгих правил утилизации шин во всем мире.

Расширенная ответственность производителя

Ответственность производителя означает, что производитель шин несет полную или частичную ответственность за продукт, который находится на стадии постпотребительского жизненного цикла. А именно, в соответствии с этой системой производитель шин несет ответственность за то, чтобы шины, которые достигли стадии окончания срока службы, утилизировались ответственно и без вреда для окружающей среды.

В этой системе производитель несет ответственность за отходы, производимые потребителем. Закон определяет правовую базу и возлагает ответственность на производителей, то есть производителей и импортеров шин, за организацию и управление утилизацией шин.

Описание расширенной системы ответственности производителя. Инфографика: ETRMA

Согласно ETRMA, расширенная ответственность производителя «осуществляется различными способами от одной компании по переработке утильных шин, занимающейся сбором и обработкой шин в стране (например, в Португалии, Нидерландах или Швеции), через несколько Управляющие компании ELT (например, в Италии, Франции или Испании) или через индивидуальную ответственность производителя (Венгрия).

Закон дает этим компаниям право собирать и обрабатывать утильные шины в суммах, эквивалентных объемам шин, «проданных индивидуально или коллективно дочерними компаниями в течение того же или предыдущего года».

Финансирование сбора и переработки шин осуществляется за счет взносов на охрану окружающей среды, взимаемых авансом компаниями по утилизации шин из аффилированных производителей шин и импортеров шин. Сборы первоначально взимаются производителями и дистрибьюторами шин и передаются компаниям по утилизации шин.

В большинстве стран ЕС производители шин отдают предпочтение системе расширенной ответственности.

Чтобы заказать наши консультационные услуги и исследования о правилах утилизации шин, отправьте нам запрос по адресу [email protected], и мы поможем вам построить успешный бизнес по переработке шин.

Есть еще вопросы?

Weibold проводит индивидуальные исследования в области переработки и пиролиза шин, чтобы помочь вам начать и эффективно вести бизнес.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.