Com a font d’energia, no només s’utilitza gas natural a punt. Es produeix de manera independent, cremant un o un altre tipus de combustible orgànic, en particular llenya. Podeu muntar un generador de gas amb les vostres pròpies mans, que costarà molt més barat que la unitat acabada. Es formen gasos combustibles CO, CH4, H2 i altres al generador de gas, que s'utilitzen per a diversos propòsits.
El dispositiu i principi de funcionament d’un generador de gas a la fusta
En condicions ordinàries, amb accés lliure d’oxigen, el procés de cremar llenya s’acompanya de l’alliberament de certa quantitat de calor. Però quan l’oxigen no és suficient per a la crema activa, les llenyes de llenya produeixen gas de fusta, que inclou gasos combustibles CO (monòxid de carboni), H2 (hidrogen), CH4 (metà) i hidrocarburs insaturats sense resines. També es formen substàncies no combustibles a la sortida: CO2, O2, N2, H2O, que són llast, i en última instància cal netejar-ne la mescla de gas.
El generador de gas està disposat de la següent manera:
- El cas és d’acer de forma més sovint cilíndrica. Hi ha una cambra d'ompliment en què es carrega el combustible. La càmera està muntada a l’interior de la carcassa i cargolada. La portella de la cambra de càrrega està equipada amb un segell.
- La cambra de combustió s’instal·la a la part inferior, és de ceràmica a l’interior. El combustible crema en ell. L’esquerdament de resina es produeix a la seva part inferior: hi ha un collet d’acer cromat amb un cordó d’amiant, que té el paper d’una junta entre ell i el cos.
- El subministrament d'aire es subministra a la cambra de combustió mitjançant obertures connectades a la caixa de distribució d'aire, les anomenades tores. S'ha instal·lat una vàlvula de retenció a la sortida de la cambra per evitar la sortida de gas combustible. Un ventilador instal·lat a l’entrada permet augmentar la potència del motor o cremar combustible amb un contingut d’humitat superior al 50% en un generador de gas de fusta.
- La reixa es troba a la part inferior del generador de gas i està dissenyada per subjectar carbons calents. Proporciona forats a través dels quals la cendra cau a la cassola. La seva part mitjana és mòbil de manera que es pot netejar.
- Hi ha diverses escotilles de càrrega: la part superior amb un amortidor que aixeca la tapa a sobrepressió i dues laterals: una per afegir combustible a la zona de recuperació i una altra per baixar cendra.
- Un filtre de vòrtex de ciclons està situat darrere de la carcassa. Aquí es fa una neteja de gasosos gruixuts. A continuació, la barreja de gas es refreda en un refrigerador, entra al filtre fi. Després del filtre, s’envia a la batedora, on queda saturat d’aire. A continuació, la barreja gas-aire flueix al lloc d’ús.
La canonada a través del qual es transporta el gas al lloc d’ús directe està connectada amb més freqüència a una canonada instal·lada a la zona de recuperació. Mentre que el gas és calent a la sortida del generador de gas, es pot utilitzar per escalfar aigua, per assecar la llenya a la cambra de càrrega. Per exemple, en aquest darrer cas, es passa una canonada entre el generador de gas i la tremuja d'ompliment.
El gas combustible al generador de gas s’obté de la següent manera:
- A la part superior de la cambra de càrrega, la temperatura és entre 150-200 ºC. A causa del fet que s’organitza un gasoducte anular a través del qual el gas calent acaba de sortir del generador de gas, aquí s’asseca llenya.
- La part mitjana de la tremuja és una zona de destil·lació seca. A aquest nivell, el combustible es carbonitza a una temperatura de 300-500 ° C sense accés a l’aire. La resina i l’àcid s’alliberen del combustible.
- A la zona de combustió, que es troba a sota de la cambra de combustió, la temperatura es manté a 1100-100 ºC. Els combustibles carbonitzats, així com el quitrà i els àcids alliberats d’aquest, són cremats per l’aportació d’aire per produir gasos de CO i CO2.
- La zona de recuperació està situada per sobre de la zona de combustió: entre aquesta i la reixa. El gas de CO2, que es forma a la zona de combustió, s’eleva, supera el carbó calent i interacciona amb el carboni del carbó, recuperant-se així formant monòxid de carboni. A més del CO, també es formen CO2 i H2.
A la sortida de la zona de reducció, la barreja de gas es refreda, després es purifica d’àcid acètic i formic, partícules de cendra i es barreja amb l’aire.
Tipus de generadors de gas
Hi ha generadors de gasos de procés directe, invers i horitzontal. En els generadors de gas amb un tipus directe de generació de gas, l'aire és subministrat des de baix a través de la reixa i el gas es pren des de dalt. Aquest generador de gas és adequat òptimament per a la combustió de carbó de semicoca i antracita. La potència del generador augmenta a causa de l’enriquiment del gas amb hidrogen procedent de l’aigua.
El generador de gas de procés invers es caracteritza perquè l’aire s’ofereix a la zona de combustió, a la part mitjana, i el gas s’extreu de la cendra, per sota de la zona de combustió. En aquest generador de gas, el gas s’utilitza generalment per escalfar llenya. El dispositiu s’adapta perfectament a la crema de combustibles que continguin resines: residus de llenya, llenya, carbó vegetal.
En els generadors de gas del procés horitzontal, l’aigua s’ofereix des del costat, a la part inferior, i un ventilador s’instal·la a la sortida de la cambra d’entrada d’aire per a bombar aire. La zona activa ocupa un lloc petit entre el forat de la llança i la sortida de gas. Aquest generador s’escalfa ràpidament i respon a canvis en els modes de funcionament.
La caldera de piròlisi té un disseny millorat en comparació amb un simple generador de gas. Té dues cambres de combustió: en la primera d’elles es creen combustibles i es forma gas combustible, i a l’altre, es crema i es transfereix calor al refrigerant. Per convertir el generador de gas en una caldera de piròlisi cal afegir una altra cambra de combustió i un intercanviador de calor.
L’esquema d’acció del generador de gas de piròlisi és el següent:
- S’ofereix aire a la cambra de combustió mitjançant una finestra regulable de la cambra d’entrada d’aire principal fins que es cremi llenya.
- Es redueix el subministrament d’oxigen. La caldera entra en mode de generació de gas, la llenya comença a arrufar lentament. Això s’aconsegueix amb l’ajut d’un regulador automàtic, que redueix l’accés d’aire al forn.
- Com a resultat, es comença a alliberar gas de piròlisi. Entra al darrere del brot.
- Quan la caldera entra en mode de generació de gas, se subministra l’aire secundari necessari per a la combustió posterior. Mentre que l’aire arriba a la cambra desitjada, s’escalfa fins a la temperatura a la qual reacciona amb el gas de piròlisi.
- A la cambra superior hi ha distribuïdors d'aire amb forats. A través d'ells surt l'aire secundari, encès els gasos. Degut a això, els gasos de piròlisi es converteixen en energia tèrmica.
Les emissions d’òxids perillosos a l’atmosfera són mínimes, la temperatura dels gasos procedents de la fusta que surt del generador de gas de piròlisi no supera els 130-160 ºC. El portador de calor passa de la part inferior a la part superior de la caldera, agafant energia tèrmica de totes les superfícies.
Connexió i posada en marxa d’un generador de gas a la fusta
Cal tenir en compte les característiques de l’ús d’un generador de gas a la fusta per connectar-lo a un cotxe.Els experts no recomanen abandonar completament la gasolina, ja que és problemàtic posar en marxa un motor a la fusta. Es recomana posar en marxa el motor subministrant gasolina i només després canviar a gas. Es pot organitzar el canvi cap a diferents tipus de combustible mitjançant un mesclador elaborat segons l'esquema de I. Mezin.
Hi ha altres limitacions:
- La mida de la llenya no supera els 6 cm.
- Només s’utilitza com a combustible la fusta seca, ja que es gasta calor addicional en el procés d’evaporació de l’aigua, en aquest cas es formen menys gasos de piròlisi.
- Un motor que genera gas a combustió perd un 50% de potència en comparació amb un motor de gasolina.
- L'encesa es fa amb el ventilador els 20 minuts abans de la sortida.
Treballant amb combustible improvisat, el motor es desgasta més ràpidament.
Avantatges i desavantatges del gas
Un dels avantatges d’un generador de gas és l’àmplia possibilitat d’utilitzar gas combustible:
- per cuinar aliments;
- per escalfar la casa;
- com a combustible per als motors de combustió interna.
En el primer cas, les canonades del generador de gas es condueixen a l'estufa. A la segona, el gas resultant es crema en una caldera de piròlisi i s’utilitza per escalfar edificis residencials, hivernacles, així com locals industrials, tallers i empreses. Els motors de combustió interna a gas impulsen generadors elèctrics, estacions de bombament i fins i tot automòbils.
A més, destaquen altres aspectes positius:
- Alguns models de generadors de gas a la fusta són autònoms. Es poden instal·lar on sigui impossible conduir electricitat o on el subministrament de gas en cilindres sigui difícil.
- En comparació amb una caldera de combustible sòlid, l'eficiència de la qual és d'aproximadament el 60%, la caldera generadora de gas funciona amb una eficiència del 80-95%.
- En una caldera ordinària, la llenya es crema en 3-5 hores. Al generador de gas, una fitxa es crema en unes 8-12 hores aproximadament, i la velocitat de combustió depèn del tipus de combustible i del dispositiu de la caldera. Si la caldera té una combustió màxima, la llenya es crema fins a 25 hores i la carbona 5-8 dies.
- El combustible de llenya es crema completament, de manera que sovint no heu de netejar el fum i la cendra.
- La potència del generador de gas és regulable del 30 al 100%.
- El generador de gas pràcticament no emet substàncies nocives a l’atmosfera.
- Les instal·lacions són econòmiques en comparació amb les calderes convencionals de gas o combustible líquid.
- Alguns generadors de gasos fan front a la fusta completament seca i fins i tot a la fusta recent picada.
- No cal picar troncs, podeu posar llenya fins a 1 metre de llarg en gasgen.
- És possible carregar materials polimèrics en generador de gas de goma sobre serra i llenya: cautxú, polietilè, plàstic.
- Un generador de gas és més segur quan es compara amb una caldera de combustible sòlid.
Desavantatges:
- Un generador de gas costa aproximadament 2 vegades més que una caldera convencional de combustible sòlid.
- No tots els models poden funcionar sense electricitat, alguns dispositius utilitzen un ventilador per bombar aire, cosa que requereix una connexió elèctrica.
- La conseqüència d’utilitzar una potència incompleta és la combustió inestable, la qual cosa comporta la formació de quitrà.
- Una temperatura de retorn baixa (per sota dels 60 ° C) fa que es formi condensació.
- Alguns models funcionen només en fusta ben seca.
Donat el cost dels consumibles, fins i tot un generador de gas cremat per la fusta serà bastant car.
Fabricació de generadors de gas DIY
Podeu fer vosaltres mateixos un esquema del generador de gas, després d’haver estudiat el principi del seu funcionament, o utilitzar com a base un dibuix d’una caldera acabada i muntar el seu anàleg. Els artesans mateixos recullen fins i tot generadors de gas dissenyats per generar electricitat a la fusta.
Per fer un generador de gas a la fusta per a una moto amb les vostres mans, necessitareu:
- Barril metàl·lic de 100 litres;
- canonada de paret gruixut amb un diàmetre de 160 mm;
- filtres per a la neteja fina i tosca;
- tetera d’acer inoxidable;
- unitat de segadora;
- hexàgon;
- bateria de baixa temperatura;
- pipa de xemeneia;
- extintor;
- llauna metàl·lica;
- receptor
Es foraden forats a la canonada per instal·lar-hi les portes. Es fa un forat al disc de la segadora rotativa pel diàmetre de la canonada. El disc i el tub estan soldats entre si. Es pot soldar una llauna a la part superior, així com broquets per al subministrament d'aire i gas d'aire.
Es necessita un extintor per fer un netejador centrífug. S’hi solden dues broquetes –de dalt i de costat, i l’extintor mateix– fins a la bóta, que no té cap tapa ni cap part inferior. A la bóta, a la part inferior, es talla un forat per recollir cendres i es tanca amb un tap roscat.
La construcció soldada de la canonada i llauna s’instal·la a la bóta. Prèviament, els suports s’han soldat al disc i a les cadenes, des de baix, se suspèn un ashpit fet d’una tetera. Una coberta de canó amb un forat pre-tallat a dins es munta a la llauna.
Es construeix un refrigerador a partir d’una bateria de baixa temperatura i es connecta a l’estructura acabada mitjançant brides. Assegureu-vos de fer un forat per drenar el condensat.
El filtre està format per dos cubs metàl·lics de pintura. Es posen les unes sobre les altres i es solden. Els forats es fan a la part inferior. La part superior està farcida de llana mineral, i la part inferior d’argila expandida.
El ventilador d’encesa es pot fer des del forn del tractor. Està instal·lat a la zona frontal d’un cotxet de moto amb un subcadre i connectat al sistema mitjançant canonades de polímer. Es munten dues vàlvules de bola com a reguladors de subministrament de gas: una al ventilador d'encesa i l'altra a la batedora. La batedora es posa davant del carburador i es connecta al distribuïdor. Sota el carburador es construeix un col·lector de canonades d'acer.
La tremuja de combustible sòlid es fixa dins de la carcassa o es desvia una part de la carcassa del generador de gas amb aquesta finalitat separant-la amb làmines metàl·liques.
Al fons de la bóta cal soldar les potes, cosa que garantirà l'estabilitat de l'estructura.
Cal segellar acuradament el gènere autoensamblat, ja que la manca d’accés incontrolat d’oxigen és la condició principal per al correcte funcionament de l’aparell.
Consells de funcionament
Els generadors de gas, així com les calderes de calefacció que funcionen amb el principi de generador de gas, s’instal·len a l’interior d’edificis residencials, en locals especialment designats - cellers i soterranis. A més, es poden col·locar al carrer. El lloc està seleccionat en funció del tipus de caldera i de les característiques del dispositiu. Les calderes de piròlisi s’instal·len sovint a l’interior de la casa, ja que quan es donen servei, no es forma molta brossa. A més, el combustible és força lleuger i no hi ha problemes especials amb el seu moviment.
Els generadors de gas que treballen la fusta, el carbó i especialment dissenyats per cremar troncs llargs s’instal·len millor fora de casa: serà més fàcil netejar el dispositiu de cendres i carregar llenya. A més, la gasolina instal·lada al carrer és més a prova de foc.
Si la caldera està situada fora de la casa, cal fer un aïllament a granel de manera que la temperatura ambiental no afecti de cap manera el funcionament del generador de gas. Es recomana protegir el sistema de control amb una coberta amb coberta perquè les precipitacions no entrin. Si el generador de gas s’utilitza com a caldera de calefacció, es posen tubs d’escapament de gas a terra per evitar que es refredi significativament la barreja de gas.
Es recomana connectar la xemeneia en ordre invers amb el sentit del moviment del fum, després s'hi acumularan menys partícules de fums i quitrà.
L’espai al voltant de la caldera ha de romandre lliure perquè fa molta calor.
