У багатьох слово «піроліз» викликає нерозуміння і подив. Адже небагато людей знають його пряме значення і безпосередньо застосування. Що не скажеш про піролізних котлах – це досить популярний вид котлів, так як вони сьогодні дуже активно розрекламовані і знаходяться постійно на слуху у всіх. Але що ж таке цей піроліз, і чи варто насправді довіряти піролізним котлам, ефективні вони на стільки, як обіцяють виробники в рекламі – це ми з вами і з’ясуємо в цій статті далі.
Значення піролізу
Піроліз – це вогонь, розпад. Піроліз твердих побутових відходів — процеси термічного розладу відходів, який завжди буде відбуватися без доступу повітря. Піроліз деревини – це хімічний процес, який буде супроводжувати горіння будь біомаси. Доказ такого явища, дуже банально, для цього необхідно провести зовсім не складний досвід.
Розташуйте на розжареній металевій поверхні невеликого розміру брусок сухого дерева, після чого деревина почне диміти, а незабаром і зовсім запалиться, як наслідок згоріти, або ж просто истлеть. Дерево виділяє різні горючі гази, під час дії на неї високої температури – це термічне розкладання дерева. Кількість виділених деревом газів, буде залежати безпосередньо від температурного впливу, ось і пояснення того, чому шматок дерева не завжди загориться, наприклад, якщо температура не досягне 500’C, то горіння не буде і виділення газів буде мінімальним, і дерево просто истлеет, залишивши жменьку попелу після себе.
На чому працюють піролізні котли
Якщо необхідно підтримувати певний температурний режим в процесі піролізу, то необхідно обмежити потрапляння в нього кисню. Це дасть можливість відвести утворюються гази і використовувати ефективно.
Самий відповідний температурний режим для процесу піролізу, під час якого виділяється необхідна кількість горючих газів, це починаючи від 600 до 900 градусів. Тут ми хочемо розбити процес піролізу на два види:
- Низькотемпературний піроліз (від 450 до 900*С). Під час якого ми отримуємо невелике виділення газу, в теж час викид твердого залишку, смол і масел навпаки, буде великим. Так як з ростом тепла в піролізі кількість газу буде зростати, а кількість смол і масел – буде все менше.
- Високотемпературний піроліз (вище 900*С). У такому піролізі, як вже стало зрозуміло, викид поганих продуктів невелика, а газу максимальне.
Можна підбити невеликий підсумок всього вищесказаного:
Піроліз – це хімічна реакція деструкції речовини, яка є наслідком впливу високих температур; під час потрапляння кисню буде супроводжуватися горінням. Результат роботи такого процесу дозволяє отримати твердий вуглецевий залишок і піролізний газ.
Застосування процесу піролізу деревини
Для отримання бажаного результату піролізу деревини, повинен проходити в замкнутому просторі, обов’язкова умова – неможливість надходження кисню і безперервна подача необхідних температур. Для того, що б не підключати дорогі носії тепла, для підтримки даного явища часто користуються підсумками кінцевого результату – горючі гази.
Основна сфера, де актуальне використання процесу піролізу в промисловості – всілякі відходи обробки дерева, вони добре піддаються піролізу, і з них отримують газоподібне паливо. Так само дуже поширено використання піролізу для обладнання технічного процесу. Це можуть бути, піролізні печі, газогенератори, блоки охолоджувачів і фільтри. Для цього беруть тирсу, тріски і т. д., які занурюють в піч і там спалюють без доступу кисню. У промисловій сфері дуже часто використовують швидкий піроліз – це, коли сировина нагрівається максимально оперативно. Отримана суміш газів проходить охолодження, фільтрацію, топом потрапляє в спеціальні резервуари для наступних етапів.
Схема роботи піролізного котла
Але варто сказати, що деревина не зовсім виправдовує надії, покладені на неї, для цілей отримання корисних газів, тут краще показує себе вугілля, з нього можна отримати велику кількість корисних речовин. Але для їх максимального отримання з вугілля, його необхідно піддавати більш високих температур, ніж дерево. Вугілля під час повноцінного піролізу, буде виділяти такі речовини, як: анілін, аміак, толуол, кокс.
І це лише найменша частина продуктів, які будуть вироблятися, під час піролізу вугілля.
Піролізні котли опалення
Найголовніша відмінність піролізного котла, про який варто сказати відразу, від звичних для нас котлів прямого горіння – це те, що вони мають дві топки. У першій камері буде протікати процес газифікації твердих палив, під час подачі мінімальної кількості кисню. У другій камері відбувається догорання отриманих піролізом газів, з надходженням додаткового повітря.
Сьогодні відомі два основних типи піролізних котлів, які ми і розглянемо нижче.
Перший вид – це котел, у якого перша топка буде розташована над вторинною. Між ними знаходиться форсунка, яка виготовлена з вогнетривкої цегли. Робота котла протікає так: в первинну топку потрапляє кисень завдяки роботі вентилятора, і лише частково у вторинну, з метою подальшої обробки газів.
Парадокс, який тут відслідковується, це те, що надходження кисню не перекрито, як це передбачено в піролізі, а зовсім навпаки, вентилятор сприяє його проникненню. Але така послідовність піролізу, дасть повне та ефективне згорання деревини, не залишивши навіть золи, тільки невелика кількість попелу. І попелу ви теж можете не знайти, оскільки вентилятор, буде видувати його через форсунку в димохід. Але дана послідовність роботи котла, практично нічого спільного з піролізом не має.
Другий вид – це котел з природним попаданням кисню. Тут уже камери топки розташовані протилежно першого виду – первинна внизу, друга над нею. Ще одна відмінність від першого виду – це відсутність форсунки. Тут її замінює банальний газохід, який з’єднує обидві камери між собою. І вентилятор тут теж відсутнє – кисень надходить сюди природним шляхом, а саме, з допомогою димоходу і окремої подачею повітря в топці.
Тут сам процес піролізу відстежується чіткіше, оскільки обмежено потрапляння кисню, за допомогою перегородки, а не створення його надлишку. Але ця перегородка і створює проблему. Якщо її закрити, впаде температура, відповідно виділення газу значно знизиться, і вторинна камера перетворитися в звичайний газохід. Якщо ви відкриєте перегородку, то краще не стане – газів буде виділятися максимальну кількість, і швидше вони почнуть горіти в первинній камері, при цьому попадання у вторинну буде мінімальним.
Якщо говорити про відкликання такого виду котлів, то вони не зовсім позитивні, для багатьох такий котел не виправдав очікувань.
