Geradores de gás para geração de eletricidade em madeira

Como fonte de energia, não apenas o gás natural pronto é usado. É produzido de forma independente, queimando um ou outro tipo de combustível orgânico, em particular lenha. Você pode montar um gerador de gás com suas próprias mãos, o que custará muito mais barato que a unidade acabada. Gases combustíveis CO, CH4, H2 e outros são formados no gerador de gás, que são então utilizados para diversos fins.

O dispositivo e o princípio de operação de um gerador de gás na madeira

Sob condições normais, com livre acesso ao oxigênio, o processo de queima de madeira é acompanhado pela liberação de uma certa quantidade de calor. Porém, quando o oxigênio não é suficiente para a queima ativa, a queima de lenha produz gás de madeira, que inclui gases combustíveis CO (monóxido de carbono), H2 (hidrogênio), CH4 (metano) e hidrocarbonetos insaturados sem resinas. Além disso, substâncias não combustíveis são formadas na saída: CO2, O2, N2, H2O, que são lastro e, finalmente, a mistura de gás deve ser limpa delas.

O gerador de gás está organizado da seguinte forma:

• A caixa é feita de aço na maioria das vezes de forma cilíndrica. Há uma câmara de enchimento na qual o combustível é carregado. A câmera é montada dentro da caixa e aparafusada. A escotilha da câmara de carregamento está equipada com um selo.
• A câmara de combustão é instalada na parte inferior, é de cerâmica no interior. O combustível queima nele. A rachadura de resina ocorre em sua parte inferior - há um pescoço de aço cromado com um cordão de amianto, que desempenha o papel de uma junta entre ela e o corpo.
• O ar é fornecido à câmara de combustão através de aberturas conectadas à caixa de distribuição de ar, as chamadas tuyeres. Uma válvula de retenção é instalada na saída da câmara para impedir a fuga de gás combustível. Um ventilador instalado na entrada permite aumentar a potência do motor ou queimar combustível com um teor de umidade de mais de 50% em um gerador de gás de madeira.
  
• A grelha está localizada na parte inferior do gerador de gás e foi projetada para reter carvões quentes. Ele fornece orifícios através dos quais a cinza cai no cinzeiro. Sua parte do meio é móvel para que possa ser limpa.
• Existem várias escotilhas de carga: a parte superior com um amortecedor que levanta a tampa sob pressão e duas laterais: uma acima para adicionar combustível à zona de recuperação e a outra abaixo para remover cinzas.
• Um filtro de vórtice do ciclone está localizado atrás da caixa. A limpeza grosseira de gás é realizada aqui. Em seguida, a mistura de gás é resfriada em um refrigerador, entra no filtro fino. Após o filtro, ele é enviado para o misturador, onde é saturado com ar. Então a mistura gás-ar flui para o local de uso.

O gasoduto através do qual o gás é transportado para o local de uso direto é mais frequentemente conectado a um tubo instalado na zona de recuperação. Enquanto o gás estiver quente na saída do gerador de gás, ele pode ser usado para aquecer água, para secar a lenha na câmara de carregamento. Por exemplo, neste último caso, um tubo é passado entre o corpo do gerador de gás e a tremonha de enchimento.

O gás combustível no gerador de gás é obtido da seguinte forma:

1. No topo da câmara de carregamento, a temperatura está entre 150 e 200 ° C. Devido ao fato de um gasoduto anular ser organizado através do qual passa o gás quente, que acabou de sair do gerador, a lenha é seca aqui.
2. A parte do meio da tremonha é uma zona de destilação seca. Nesse nível, o combustível é carbonizado a uma temperatura de 300-500 ° C sem acesso ao ar. Resina e ácido são liberados do combustível.
3. Na zona de combustão, localizada abaixo da câmara de combustão, a temperatura é mantida entre 1100 e 1300 ° C. Combustíveis carbonizados, assim como alcatrão e ácidos liberados a partir dele, são queimados pelo suprimento de ar para produzir gases CO e CO2.
4. A zona de recuperação está localizada acima da zona de combustão: entre ela e a grelha. O gás CO2, formado na zona de combustão, sobe, supera o carvão quente e interage com o carbono do carvão, recuperando-se para formar monóxido de carbono. Além de CO, CO2 e H2 também são formados.

Na saída da zona de redução, a mistura gasosa é resfriada e depois purificada a partir de ácido acético e fórmico, partículas de cinzas e misturada ao ar.

Tipos de geradores de gás

Existem geradores de gás de processo direto, reverso e horizontal. Nos geradores de gás com um tipo direto de geração de gás, o ar é fornecido de baixo através da grade e o gás é retirado de cima. Esse gerador de gás é ideal para a combustão de carvão semi-coque e antracite. A potência do gerador aumenta devido ao enriquecimento de gás com hidrogênio da água.

O gerador de gás de processo reverso é caracterizado pelo fato de que o ar é fornecido à zona de combustão, à parte do meio, e o gás é retirado do cinzeiro, abaixo da zona de combustão. Nesse gerador de gás, o gás é geralmente usado para aquecer a madeira. O dispositivo é ideal para queima de combustíveis que contêm resinas: resíduos de madeira, lenha, carvão.

Nos geradores de gás do processo horizontal, o ar é fornecido de lado, na parte inferior e um ventilador é instalado na saída da câmara de entrada de ar para bombear o ar. A zona ativa ocupa um local pequeno - entre o orifício da lança e a abertura de gás. Esse gerador aquece rapidamente e responde à alteração dos modos de operação.

A caldeira de pirólise possui um design aprimorado em comparação com um simples gerador de gás. Possui duas câmaras de combustão: na primeira, forma-se queima de combustível e gás combustível; no outro, queima e o calor é transferido para o líquido de refrigeração. Para transformar o gerador de gás em uma caldeira de pirólise, você precisa adicionar outra câmara de combustão e um trocador de calor.

O esquema de ação do gerador de gás de pirólise é o seguinte:

1. O ar é fornecido à câmara de combustão através de uma janela ajustável da câmara de entrada de ar primária até a lenha queimar.
2. O suprimento de oxigênio é reduzido. A caldeira entra em modo de geração de gás, a lenha começa a arder lentamente. Isso é alcançado com a ajuda de um regulador automático, o que reduz o acesso de ar ao forno.
3. Como resultado, o gás de pirólise começa a ser liberado. Ele entra no pós-combustor.
4. Quando a caldeira entra no modo de geração de gás, é fornecido o ar secundário necessário para pós-combustão. Enquanto o ar atinge a câmara desejada, aquece até a temperatura em que reage com o gás de pirólise.
5. Na câmara superior existem distribuidores de ar com orifícios. Através deles vem o ar secundário, inflamando os gases combustíveis. Devido a isso, os gases de pirólise são convertidos em energia térmica.

As emissões de óxidos perigosos para a atmosfera são mínimas, a temperatura dos gases da madeira que sai do gerador de gás de pirólise não excede 130-160 ° C. O transportador de calor passa da parte inferior para a parte superior da caldeira, absorvendo energia térmica de todas as superfícies.

Ligar e iniciar um gerador de gás na madeira

É necessário considerar as características do uso de um gerador de gás na madeira ao conectá-lo a um carro.Os especialistas não recomendam o abandono completo da gasolina, porque é problemático iniciar um motor na madeira. Recomenda-se dar partida no motor fornecendo gasolina e somente depois mude para o gás. A mudança para diferentes tipos de combustível pode ser organizada usando um misturador feito de acordo com o esquema de I. Mezin.

Existem outras limitações:

• O tamanho da lenha não é superior a 6 cm.
• Somente madeira seca é usada como combustível, porque é gasto calor adicional no processo de evaporação da água; nesse caso, menos gases de pirólise são formados.
• Um motor gerador de gás a lenha perde 50% de energia em comparação com um motor a gasolina.
• A ignição é realizada com o ventilador 20 minutos antes da partida.

Trabalhando com combustível improvisado, o motor se desgasta mais rapidamente.

Vantagens e desvantagens do gás

Uma das vantagens de um gerador de gás são as amplas possibilidades de uso de gás combustível:

• para cozinhar alimentos;
• para aquecer a casa;
• como combustível para motores de combustão interna.

No primeiro caso, os tubos do gerador de gás são levados ao fogão. No segundo, o gás resultante é queimado em uma caldeira de pirólise e é usado para aquecer edifícios residenciais, estufas, bem como instalações industriais, oficinas e empresas. Motores de combustão interna movidos a gás acionam geradores elétricos, estações de bombeamento e até automóveis.

Além disso, outros aspectos positivos se destacam:

• Alguns modelos de geradores de gás em madeira são autônomos. Eles podem ser instalados onde é impossível conduzir eletricidade ou onde o suprimento de gás em cilindros é difícil.
• Comparada a uma caldeira a combustível sólido, cuja eficiência é de cerca de 60%, a caldeira geradora de gás trabalha com uma eficiência de 80 a 95%.
• Em uma caldeira comum, a lenha queima em 3-5 horas. No gerador de gás, uma guia queima em cerca de 8 a 12 horas, e a taxa de queima depende do tipo de combustível e do dispositivo da caldeira. Se a caldeira estiver com queima superior, a lenha queima até 25 horas e carvão de 5 a 8 dias.
• O combustível da madeira queima completamente, portanto, você não precisa limpar frequentemente a chaminé e a bandeja de cinzas.
• A potência do gerador de gás é ajustável de 30 a 100%.
• O gerador de gás praticamente não emite substâncias nocivas para a atmosfera.
• As instalações são econômicas comparadas às caldeiras convencionais a gás ou combustível líquido.
• Alguns geradores de gás lidam com madeira incompletamente seca e até madeira recém-cortada.
• Não é necessário cortar toras, você pode colocar lenha de até 1 metro de comprimento em gasgen.
• É possível carregar materiais poliméricos no gerador de gás de borracha com serragem e lenha: borracha, polietileno, plástico.
• Um gerador de gás é mais seguro quando comparado a uma caldeira a combustível sólido.

Desvantagens:

• Um gerador de gás custa cerca de 2 vezes mais que uma caldeira convencional de combustível sólido.
• Nem todos os modelos podem funcionar sem eletricidade, alguns dispositivos usam um ventilador para soprar ar, o que requer uma conexão elétrica.
• A consequência do uso com energia incompleta é a combustão instável, que leva à formação de alcatrão.
• Uma baixa temperatura de retorno (abaixo de 60 ° C) faz com que a condensação se forme.
• Alguns modelos funcionam apenas em madeira bem seca.

Dado o custo dos consumíveis, até mesmo um gerador de gás a lenha feito à mão será bastante caro.

Fabricação de gerador de gás DIY

Você pode fazer um diagrama do gerador de gás, estudando o princípio de funcionamento, ou usar como base o desenho de uma caldeira acabada e montar seu análogo. Os próprios artesãos até coletam geradores de gás projetados para gerar eletricidade na madeira.

Para fabricar um gerador de gás em madeira para uma motocicleta com suas próprias mãos, você precisará de:

• Barril de metal de 100 litros;
• tubo de paredes espessas com um diâmetro de 160 mm;
• filtros para limpeza fina e grossa;
• bule de aço inoxidável;
• movimentação do cortador de grama;
• hexágono;
• bateria de baixa temperatura;
• tubo de chaminé;
• extintor de incêndio;
• lata de metal;
• receptor.

Os furos são perfurados no tubo para a instalação de tuyeres. É feito um furo no disco a partir do cortador rotativo para o diâmetro do tubo. O disco e o tubo são soldados juntos. Uma lata é soldada na parte superior, bem como bicos para fornecer ar e gás de ventilação.

É necessário um extintor de incêndio para fazer um limpador centrífugo. Dois bicos são soldados a ele - de cima e de lado, e o próprio extintor - ao barril, que não tem tampa e fundo. No barril, na parte inferior, um orifício para coletar cinzas é cortado e fechado com um bujão de rosca.

A construção soldada do tubo e da lata é instalada no barril. Anteriormente, os suportes são soldados ao disco e nas correntes, a partir de baixo, um cinzeiro feito de um bule de chá é suspenso. Uma tampa do cano com um orifício pré-cortado está montada na lata.

Um refrigerador é construído a partir de uma bateria de baixa temperatura e conectado à estrutura acabada usando flanges. Certifique-se de fazer um orifício para drenar o condensado.

O filtro é feito de dois baldes metálicos de tinta. Eles são colocados um sobre o outro e soldados. Os furos são feitos no fundo. O topo é preenchido com lã mineral e o fundo com argila expandida.

O ventilador de ignição pode ser fabricado no forno do trator. Ele é instalado na área frontal de um carrinho de motocicleta com um chassi auxiliar e conectado ao sistema usando tubos de polímero. Duas válvulas de esfera são montadas como reguladores de suprimento de gás: uma no ventilador de ignição e a outra no misturador. O misturador é colocado na frente do carburador e conectado ao distribuidor. Sob o carburador, um coletor de tubos de aço é construído.

A tremonha de combustível sólido é fixada dentro da carcaça ou uma parte da carcaça do gerador de gás é desviada para esse fim, separando-a com folhas de metal.

Para o fundo do cano é soldar as pernas, o que garantirá a estabilidade da estrutura.

É necessário selar cuidadosamente o gás auto-montado, porque a falta de acesso descontrolado de oxigênio é a principal condição para o correto funcionamento do dispositivo.

Dicas de operação

Os geradores de gás, bem como as caldeiras de aquecimento que operam com o princípio de um gerador de gás, são instalados dentro de edifícios residenciais, em instalações especialmente designadas - adegas e porões. Além disso, eles podem ser colocados na rua. O local é selecionado dependendo do tipo de caldeira e dos recursos do seu dispositivo. As caldeiras de pirólise costumam ser instaladas dentro de casa, porque quando são reparadas, muito lixo não é formado. Além disso, o combustível é bastante leve e não há problemas especiais com seu movimento.

Os geradores de gás que trabalham com madeira, carvão e especialmente projetados para queimar toras longas são melhor instalados fora de casa: será mais fácil limpar o dispositivo das cinzas e carregar lenha. Além disso, o gerador de gás instalado na rua é mais à prova de fogo.

Se a caldeira estiver localizada fora da casa, é necessário realizar um isolamento a granel para que a temperatura ambiente não afete a operação do gerador de gás de forma alguma. Recomenda-se proteger o sistema de controle com uma cobertura com uma cobertura para que a precipitação não entre. Se o gerador de gás for usado como caldeira de aquecimento, tubos de exaustão de gás serão colocados no chão para evitar o resfriamento significativo da mistura de gás.

Recomenda-se conectar a chaminé na ordem inversa à direção do movimento da fumaça, para que menos partículas de fumaça e alcatrão se acumulem nela.

O espaço ao redor da caldeira deve permanecer livre porque está muito quente.