Generatori di gas per la generazione di elettricità su legno

Come fonte di energia, non viene utilizzato solo gas naturale già pronto. Viene prodotto indipendentemente, bruciando uno o un altro tipo di combustibile organico, in particolare la legna da ardere. Puoi assemblare un generatore di gas con le tue mani, che costerà molto più economico dell'unità finita. I gas combustibili CO, CH4, H2 e altri sono formati nel generatore di gas, che vengono quindi utilizzati per vari scopi.

Il dispositivo e il principio di funzionamento di un generatore di gas su legno

Puoi ottenere gas combustibile bruciando legna in un generatore di gas

In condizioni normali, con libero accesso all'ossigeno, il processo di combustione della legna è accompagnato dal rilascio di una certa quantità di calore. Ma quando l'ossigeno non è sufficiente per la combustione attiva, i bruciatori di legna da ardere producono gas di legno, che include gas combustibili CO (monossido di carbonio), H2 (idrogeno), CH4 (metano) e idrocarburi insaturi senza resine. Inoltre, all'uscita si formano sostanze non combustibili: CO2, O2, N2, H2O, che sono alimentatori, e alla fine la miscela di gas deve essere pulita da essi.

Il generatore di gas è organizzato come segue:

• La cassa è in acciaio di forma spesso cilindrica. C'è una camera di riempimento in cui viene caricato il carburante. La telecamera è montata all'interno dell'alloggiamento e imbullonata. Il portello della camera di carico è dotato di un sigillo.
• La camera di combustione è installata nella parte inferiore, all'interno è in ceramica. Il carburante brucia in esso. La rottura della resina si verifica nella parte inferiore: c'è un collo in acciaio cromato con un cordone di amianto, che svolge il ruolo di una guarnizione tra esso e il corpo.
• L'aria viene fornita alla camera di combustione attraverso aperture collegate alla scatola di distribuzione dell'aria, i cosiddetti tuyeres. Una valvola di ritegno è installata all'uscita della camera per impedire la fuoriuscita di gas combustibile. Una ventola installata all'ingresso consente di aumentare la potenza del motore o bruciare carburante con un contenuto di umidità superiore al 50% in un generatore di gas a legna.
  
• La griglia si trova nella parte inferiore del generatore di gas ed è progettata per contenere carboni ardenti. Fornisce fori attraverso i quali la cenere cade nella bacinella. La sua parte centrale è mobile in modo che possa essere pulita.
• Esistono diversi sportelli di carico: la parte superiore con un ammortizzatore che solleva il coperchio in sovrapressione e due laterali: una in alto per aggiungere carburante alla zona di recupero e l'altra in basso per rimuovere la cenere.
• Un filtro a vortice ciclonico si trova dietro l'alloggiamento. Qui viene eseguita la pulizia a gas grosso. Quindi la miscela di gas viene raffreddata in un dispositivo di raffreddamento, entra nel filtro fine. Dopo il filtro, viene inviato al mixer, dove è saturo di aria. Quindi la miscela gas-aria scorre nel luogo di utilizzo.

La conduttura attraverso la quale il gas viene trasportato nel luogo di utilizzo diretto è spesso collegata a una tubazione installata nella zona di recupero. Mentre il gas è caldo all'uscita del generatore di gas, può essere utilizzato per riscaldare l'acqua, per asciugare la legna da ardere nella camera di carico. Ad esempio, in quest'ultimo caso, un tubo viene fatto passare tra il corpo del generatore di gas e la tramoggia di riempimento.

Dispositivo generatore di gas fatto in casa

Il gas combustibile nel generatore di gas si ottiene come segue:

1. Nella parte superiore della camera di carico, la temperatura è compresa tra 150-200 ° C. A causa del fatto che è organizzata una conduttura anulare attraverso la quale passa il gas caldo, che ha appena lasciato il generatore di gas, la legna viene essiccata qui.
2. La parte centrale della tramoggia è una zona di distillazione a secco. A questo livello, il carburante viene carbonizzato ad una temperatura di 300–500 ° C senza aria. Resina e acido vengono rilasciati dal carburante.
3. Nella zona di combustione, che si trova sotto la camera di combustione, la temperatura viene mantenuta a 1100-1300 ° C. I combustibili carbonizzati, nonché il catrame e gli acidi rilasciati da esso, vengono bruciati dalla fornitura di aria per produrre gas CO e CO2.
4. La zona di recupero si trova sopra la zona di combustione: tra essa e la griglia. Il gas CO2, che si forma nella zona di combustione, aumenta, supera il carbone caldo e interagisce con il carbonio del carbone, recuperando in tal modo formando monossido di carbonio. Oltre a CO, si formano anche CO2 e H2.

All'uscita dalla zona di riduzione, la miscela di gas viene raffreddata, quindi viene pulita da acido acetico e formico, particelle di cenere e miscelata con aria.

Tipi di generatori di gas

Generatore di gas di processo inverso

Esistono generatori di gas di processo diretto, inverso e orizzontale. Nei generatori di gas con un tipo diretto di generazione di gas, l'aria viene fornita dal basso attraverso la griglia e il gas viene prelevato dall'alto. Un tale generatore di gas è perfettamente adatto per la combustione di carbone semi-coke e antracite. La potenza del generatore aumenta a causa dell'arricchimento di gas con idrogeno dall'acqua.

Il generatore di gas di processo inverso è caratterizzato dal fatto che l'aria viene fornita alla zona di combustione, nella parte centrale, e il gas viene prelevato dal cassetto cenere, sotto la zona di combustione. In un tale generatore di gas, il gas viene solitamente utilizzato per riscaldare il legno. Il dispositivo è ideale per bruciare combustibili contenenti resine: scarti di legno, legna da ardere, carbone.

Nei generatori di gas del processo orizzontale, l'aria viene fornita dal lato, nella parte inferiore, e una ventola viene installata all'uscita della camera di aspirazione dell'aria per pompare l'aria. La zona attiva occupa un piccolo posto - tra il foro della lancia e lo sfiato del gas. Un tale generatore si riscalda rapidamente e risponde alle mutevoli modalità operative.

La caldaia per pirolisi ha un design migliorato rispetto a un semplice generatore di gas. Ha due camere di combustione: nel primo, si formano bruciature di combustibile e gas combustibile, e nell'altro gas brucia e il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento. Per trasformare il generatore di gas in una caldaia a pirolisi, è necessario aggiungere un'altra camera di combustione e uno scambiatore di calore.

I generatori di pirolisi bruciano completamente la legna, quindi più economici ed ecologici

Lo schema di azione del generatore di gas di pirolisi è il seguente:

1. L'aria viene fornita alla camera di combustione attraverso una finestra regolabile della camera di aspirazione dell'aria primaria fino a quando la legna da ardere brucia.
2. L'apporto di ossigeno è ridotto. La caldaia entra in modalità di generazione del gas, la legna da ardere inizia a bruciare lentamente. Ciò si ottiene con l'aiuto di un regolatore automatico, che riduce l'accesso dell'aria alla fornace.
3. Di conseguenza, il gas di pirolisi inizia a essere rilasciato. Entra nel postcombustore.
4. Quando la caldaia entra in modalità di generazione del gas, viene fornita l'aria secondaria necessaria per il post-combustione. Mentre l'aria raggiunge la camera desiderata, si riscalda fino alla temperatura alla quale reagisce con il gas di pirolisi.
5. Nella camera superiore sono presenti distributori d'aria con fori. Attraverso di loro arriva l'aria secondaria, che accende i gas del carburante. Per questo motivo, i gas di pirolisi vengono convertiti in energia termica.

Le emissioni di ossidi pericolosi nell'atmosfera sono minime, la temperatura dei gas dal legno che esce dal generatore di gas di pirolisi non supera i 130-160 ° C. Il vettore di calore passa dalla parte inferiore alla parte superiore della caldaia, prelevando energia termica da tutte le superfici.

Collegamento e avvio di un generatore di gas su legno

Quando si installa un generatore di gas su un'auto, sarà più difficile avviare un'auto: è meglio farlo con benzina

È necessario considerare le caratteristiche dell'utilizzo di un generatore di gas su legno quando lo si collega a un'auto.Gli esperti non raccomandano di abbandonare completamente la benzina, perché è problematico avviare un motore su legno. Si consiglia di avviare il motore fornendo benzina e solo successivamente passare al gas. Il passaggio a diversi tipi di carburante può essere organizzato utilizzando un miscelatore realizzato secondo lo schema di I. Mezin.

Vi sono altre limitazioni:

• La dimensione della legna da ardere non supera i 6 cm.
• Come combustibile viene utilizzato solo legno essiccato, poiché viene speso calore aggiuntivo nel processo di evaporazione dell'acqua, in questo caso si formano meno gas di pirolisi.
• Un motore a gas che genera gas perde il 50% di potenza rispetto a un motore a benzina.
• L'accensione viene eseguita con il ventilatore 20 minuti prima della partenza.

Lavorando sul carburante improvvisato, il motore si consuma più velocemente.

Vantaggi e svantaggi del gas

I generatori di gas possono essere utilizzati in uno schema di gassificazione autonomo a casa

Uno dei vantaggi di un generatore di gas è l'ampia possibilità di utilizzare gas combustibile:

• per cucinare cibo;
• per il riscaldamento della casa;
• come combustibile per motori a combustione interna.

Nel primo caso, i tubi del generatore di gas vengono condotti alla stufa. Nel secondo, il gas risultante viene bruciato in una caldaia a pirolisi e viene utilizzato per il riscaldamento di edifici residenziali, serre, nonché locali industriali, officine e imprese. I motori a combustione interna alimentati a gas azionano generatori elettrici, stazioni di pompaggio e persino automobili.

Inoltre, spiccano altri aspetti positivi:

• Alcuni modelli di generatori di gas su legno sono autonomi. Possono essere installati laddove sia impossibile condurre elettricità o dove è difficile la fornitura di gas nelle bombole.
• Rispetto a una caldaia a combustibile solido, la cui efficienza è di circa il 60%, la caldaia a gas funziona con un'efficienza dell'80-95%.
• In una normale caldaia, la legna si brucia in 3-5 ore. Nel generatore di gas, una scheda si brucia in circa 8-12 ore e la velocità di combustione dipende dal tipo di combustibile e dal dispositivo della caldaia. Se la caldaia funziona a fuoco alto, la legna brucia fino a 25 ore e il carbone dura 5-8 giorni.
• Il combustibile a legna si brucia completamente, quindi non è necessario pulire spesso la canna fumaria e la bacinella.
• La potenza del generatore di gas è regolabile dal 30 al 100%.
• Il generatore di gas praticamente non emette sostanze nocive nell'atmosfera.
• Le installazioni sono economiche rispetto alle caldaie a gas convenzionali o a combustibile liquido.
• Alcuni generatori di gas affrontano il legno essiccato in modo incompleto e persino il legno appena tritato.
• Non è necessario tagliare i tronchi; puoi posare legna da ardere lunga fino a 1 metro in gasgen.
• È possibile caricare materiali polimerici nel generatore di gas in gomma su segatura e legna da ardere: gomma, polietilene, plastica.
• Un generatore di gas è più sicuro rispetto a una caldaia a combustibile solido.

Generatore di gas ad un costo superiore al prezzo di una caldaia a combustibile solido

svantaggi:

• Un generatore di gas costa circa 2 volte di più rispetto a una normale caldaia a combustibile solido.
• Non tutti i modelli possono funzionare senza elettricità, alcuni dispositivi utilizzano un ventilatore per pompare aria, che richiede un collegamento elettrico.
• La conseguenza dell'uso a potenza incompleta è la combustione instabile, che porta alla formazione di catrame.
• Una bassa temperatura di ritorno (inferiore a 60 ° C) provoca la formazione di condensa.
• Alcuni modelli funzionano solo su legno ben essiccato.

Dato il costo dei materiali di consumo, anche un generatore di gas autoprodotto a legna sarà piuttosto costoso.

Produzione di generatori di gas fai-da-te

Puoi fare tu stesso un diagramma del generatore di gas, dopo aver studiato il principio del suo funzionamento, o utilizzare come base un disegno di una caldaia finita e assemblare il suo analogo. Gli stessi artigiani raccolgono persino generatori di gas progettati per generare elettricità sul legno.

Per creare un generatore di gas su legno per una moto con le tue mani, avrai bisogno di:

• Barile di metallo da 100 litri;
• tubo a pareti spesse con un diametro di 160 mm;
• filtri per la pulizia fine e grossolana;
• teiera in acciaio inossidabile;
• falciatrice;
• esagono;
• batteria a bassa temperatura;
• canna fumaria;
• estintore;
• lattina di metallo;
• ricevitore.

Schema di un generatore di gas per fai-da-te

I fori sono praticati nel tubo per l'installazione di tuyeres. Dal rasaerba rotante viene praticato un foro nel disco per il diametro del tubo. Il disco e il tubo sono saldati insieme. Una lattina è saldata in cima, così come ugelli per fornire aria e sfiatare il gas.

Per realizzare un detergente centrifugo è necessario un estintore. Due ugelli sono saldati ad esso - dall'alto e dal lato e l'estintore stesso - alla canna, che non ha coperchio e fondo. Nella canna, nella parte inferiore, un foro per la raccolta della cenere viene ritagliato e chiuso con un tappo filettato.

La costruzione saldata del tubo e della lattina è installata nella canna. In precedenza, i supporti sono saldati al disco e sulle catene, dal basso, viene sospeso un portacenere costituito da una teiera. Sulla scatola è montato un coperchio a botte con un foro pre-tagliato.

Un dispositivo di raffreddamento è costruito da una batteria a bassa temperatura e collegato alla struttura finita mediante flange. Assicurarsi di praticare un foro per scaricare la condensa.

Il filtro è composto da due secchi metallici di vernice. Sono messi uno sopra l'altro e saldati. I fori sono realizzati nella parte inferiore. La parte superiore è riempita con lana minerale e la parte inferiore con argilla espansa.

La ventola di accensione può essere ricavata dal forno del trattore. È installato nella parte anteriore di un passeggino per motocicletta con un telaio ausiliario e collegato al sistema tramite tubi polimerici. Due valvole a sfera sono montate come regolatori di alimentazione del gas: uno alla ventola di accensione, l'altro al miscelatore. Il miscelatore viene posizionato davanti al carburatore e collegato al distributore. Sotto il carburatore, viene costruito un collettore di tubi d'acciaio.

La tramoggia del combustibile solido viene fissata all'interno dell'alloggiamento o una parte dell'alloggiamento del generatore di gas viene deviata a questo scopo separandola con fogli di metallo.

Sul fondo della canna è saldare le gambe, il che garantirà la stabilità della struttura.

È necessario sigillare accuratamente il gasgen autoassemblato, poiché la mancanza di accesso incontrollato di ossigeno è la condizione principale per il corretto funzionamento del dispositivo.

Suggerimenti operativi

Il generatore di gas è meglio installare in una stanza isolata speciale

I generatori di gas, nonché le caldaie per riscaldamento funzionanti secondo il principio di un generatore di gas, sono installati all'interno di edifici residenziali, in locali appositamente progettati: cantine e scantinati. Inoltre, possono essere posizionati in strada. Il luogo viene selezionato in base al tipo di caldaia e alle caratteristiche del suo dispositivo. Le caldaie a pirolisi sono spesso installate all'interno della casa, perché quando vengono riparate, non si forma molta spazzatura. Inoltre, il carburante è abbastanza leggero e non ci sono problemi speciali con il suo movimento.

I generatori di gas che lavorano su legno, carbone e appositamente progettati per bruciare tronchi lunghi sono meglio installati all'esterno della casa: sarà più facile pulire il dispositivo dalla cenere e caricare legna da ardere. Inoltre, il gasgen installato sulla strada è più ignifugo.

Se la caldaia si trova all'esterno della casa, è necessario eseguire un isolamento di massa in modo che la temperatura ambiente non influisca in alcun modo sul funzionamento del generatore di gas. Si consiglia di proteggere il sistema di controllo con un coperchio con un coperchio in modo che le precipitazioni non penetrino all'interno. Se il generatore di gas viene utilizzato come caldaia di riscaldamento, i tubi di scarico del gas vengono posati nel terreno per evitare un raffreddamento significativo della miscela di gas.

Si consiglia di collegare il camino in ordine inverso alla direzione del movimento del fumo, quindi si accumuleranno meno particelle di fumi e catrame.

Lo spazio attorno alla caldaia deve rimanere libero perché è molto caldo.