Мотор внутреннего сгорания, действующий на дровах, — это абсолютно не призрак из далекого прошлого. Машины и электрические станции, использующие древесину в качестве энергоносителя, можно повстречать и сейчас. Имеет смысл уточнить: мотор функционирует на газе, получаемом из дерева путем его сжигания конкретным способом. Установки, вырабатывающие такой газ, называют газогенераторами, они уже давно используются на предприятиях промышленности. Но вполне можно ли сделать газовый генератор собственными руками и нужно ли это делать – вопросы, ответы на которые призвана дать наша публикация.
Как работает газовый генератор
Чтобы понимать, какая может быть польза от газогенератора в доме, нужно разобраться в его рабочем принципе, а после и устройстве. Тогда можно будет оценить расходы на его изготовление, а основное, какой удастся получить результат.
Итак, газогенераторный газовый генератор – это комплекс узлов и агрегатов, который предназначен для выделения смеси горючих газов из твёрдого топлива с целью его применения в двигателях внутреннего сгорания.
Для справки. Конструкции генераторов друг от друга отличаются все зависит от вида сжигаемого твёрдого топлива, мы будем рассматривать самую важную из них – на дровах.
Если древесину сжигать в пространстве закрытого типа, ограничивая кислородную подачу, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их список:
- монооксид углерода (оксид углерода СО);
- водород (Н2);
- метан (СН4);
- другие непредельные углеводороды (CnHm).
Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и пары перегретые.
Хороший дровяной газовый генератор должен не просто генерировать горючую смесь, но и сделать ее пригодной к применению. Благодаря этому весь цикл получения топлива для ДВС смело можно назвать инновационным процессом, состоящим из подобных этапов:
- газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от нужного для настоящего сжигания;
- первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов згорания, что вырабатывают деревянные газогенераторы после начального этапа, отделяются при помощи сухого вихревого фильтра – циклона;
- вторичная грубая очистка: изготавливается в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
- охлаждение: газообразные, жидкие и твердые вещества с температурой до 700 ?С проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
- тонкая очистка;
- отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в водопроводный кран, а потом — сразу в ДВС.
Рассмотреть приспособление и рабочий принцип газогенератора в промышленном выполнении можно на инновационной схеме, предоставленной ниже:
Полный цикл получения газа весьма непрост, так как в себя включает несколько самых разнообразных установок. Самая главная – это газовый генератор, собой представляет железную колонну цилиндрической либо четырехугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне есть отрезки трубы для воздуха и выхода газа, и еще лючок доступа в зольник. Сверху аппарат оснащен крышкой для топливные загрузки, дымотвод к корпусу не прикрепляется, он просто не присутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий в середине колонны, прекрасно отображает схема газогенератора:
Не вдаваясь в тонкости хим. реакций, идущие в середине колонны, отметим, что на выходе из нее выходит смесь газов, вышеописанная. Только она загрязнена частичками и побочными продуктами горения и владеет большой температурой. Изучив чертежи газовых генераторов самой разной конструкции, можно заметить, что все другое оборудование предназначается для приведения газа в норму. Воздух в территорию горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (примитивными словами — вентилятором).
Нужно заявить, что рукодельный газовый генератор на дровах выполняется домашними мастерами-умельцами не такой трудной конструкции и методика выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.
Мифы о пиролизных установках
В интернете часто можно встретить много необоснованных утверждений о работе похожих агрегатов и предоставляется противоречивая информация об применении газовых генераторов. Попытаемся эти все мифы разогнать.
Миф первый звучит так: КПД пиролизной установки может достигать 95%, что намного больше, чем у котлов на твердом топливе с эффективностью 60—70%. Благодаря этому обогревать дом с ее помощью куда рентабельнее. Информация некорректна с самого начала, нельзя сопоставлять бытовой газовый генератор для дома и котел прямого горения, такие аппараты исполняют различные функции. Задача первого – генерировать горючий газ, второго – обогревать воду.
Когда говорят о генерирующем оборудовании, то его КПД – это отношение количества полученного продукта к объему газа, что может быть выделить из древесины в теории, умноженное на 100%. Результативность котла – это отношение вырабатываемой энергии тепла дров к теоретической теплоте сгорания, также умноженное на 100%. Более того, извлечь из органики 95% горючего топлива может абсолютно не любая биогазовая установка, не то что газовый генератор.
Вывод. Сущность мифа в том, что массу либо объем пытаются через КПД сравнить с единицами энергии, а это непозволительно.
Отапливать дом легче и эффектнее традиционным газогенераторным котлом на твердом топливе, что аналогичным способом выделяет горючие газы из древесины и здесь же их сжигает, применяя подачу вторичного воздуха в добавочную топку.
Миф второй – в бункер можно залаживать горючее любой влаги. Загружать-то его можно, да только кол-во выделяемого газа падает на 10—25%, и даже больше. В данном отношении безупречный вариант — газовый генератор, действующий на древесном угле, что практически не имеет влаги. А так тепловая энергия пиролиза уходит на исчезновение воды, температура в камере сгорания падает, процесс замедляется.
Миф 3-ий – расходы на обогрев строения уменьшаются. Это несложно проверить, нужно только сравнить стоимость газогенератора на дровах и обыкновенного котла работающего на твёрдом топливе, тоже созданного собственными руками. В дополнение необходимо водогрейное приспособление, сжигающее деревянные газы, к примеру, дизайн радиатор. В конце концов, работа всей данной конструкции отнимет немало сил и времени.
Вывод. Рукодельный газовый генератор на дровах, изготовленный собственными руками, имеет смысл применять одновременно с двигателем внутреннего сгорания. Благодаря этому домашние мастера приспосабливают его для генерации электрической энергии дома, а то и прилаживают установку на автомобиль.
Автомобильный газовый генератор
Нужно понимать, что газовый генератор для автомобиля должен быть довольно небольшим, не очень тяжёлым и одновременно успешным. Зарубежные коллеги, чьи доходы не в пример выше наших, выполняют корпус генератора, циклон и фильтр охлаждения из нержавейки. Это дает возможность брать толщину металла в два раза меньше, а значит, и аппарат выйдет полегче. В наших буднях для сборки газогенератора используют трубы, старые балоны от пропана, огнетушители и другие подручные материалы.
Ниже показан чертеж газогенератора, устанавливаюемого на старые грузовики УралЗИС-352, по нему и нужно смотреть при собирании агрегата:
Наружную емкость наши мастера очень часто производят из баллонов для сжиженного пропана, внутреннюю можно создать из ресивера грузовика ЗИЛ или КаМАЗ. Колосниковая решётка делается из толстого металла, отрезки трубы – из соответствующего диаметра труб. Крышку с фиксаторами можно сделать из отрезанного верха баллона либо из стали на основе листа. Уплотнение крышки – шнур из асбеста с графитной пропиткой.
Грубый фильтр – циклон для авто производят из старого огнетушителя либо обычного сгона. Снизу трубы делается конусная насадка со соединительным эелементом с резьбой для выгрузки золы, сверху торец закрывается плотно привариваемой крышкой. В нее врезается выходной отрезок трубы для очищенных газов, а с боковой стороны – второй патрубок для соединения, куда будет выполняться подача продуктов згорания. Практичная схема циклона в разрезе показана на рисунке:
Так как автомобильный газовый генератор выдаёт газы с большой температурой, их требуется освежать. Причины две:
- раскаленное газообразное горючее имеет чрезмерно малую плотность и поджечь его в цилиндрах ДВС будет сложно;
- есть опасность самопроизвольной вспыхивания при контакте с горячими поверхностями мотора.
Движение газов по всему тракту во время розжига обеспечивает вентилятор, а после пуска мотора в системе появляется нужное разрежение, вентилятор выключается.
Для охлаждения мастера-умельцы используют традиционные ребристые батареи отопления, располагая их на автомобиле так, чтобы они максимально обдувались воздухом в период движения. Порой даже применяются самые новые радиаторы из биметалла. Перед тем как попасть в пиролизный мотор горючее требует тонкой чистки, чтобы это сделать применяют различного рода фильтры на собственное усмотрение. Все узлы соединяются в одну установку в согласии со схемой:
И последняя деталь – водопроводный кран, необходим для регулирования пропорций газовоздушной смеси. А дело все в том, что деревянный газ имеет теплоту сгорания всего 4.5 МДж/м3, тогда как эксплуатируемый в автомобилях сетевой газ — целых 34 МДж/м3. Стало быть, пропорции топлива и воздуха должны быть иными, их понадобится настроить заслонкой.
Заключение
Несмотря на всю притягательность идеи сжигания дров взамен бензина в наше время она почти что нежизнеспособна. Длинный розжиг, езда на средних и высоких оборотах, влияющая на ресурс ДВС, отсутствие комфорта, — все это выполняет действующие установки обыкновенными диковинками, не находящими широкого использования. А вот сделать газовый генератор для домашней электрические станции – полностью другой вопрос. Стационарный аппарат одновременно с переделанным дизельным ДВС может быть прекрасным вариантом электрического снабжения дома.
Интересная статья в тему про изготовление кокса.
