Pirolizni gas: proizvodnja, temperatura gorenja, primena

Potreba za korištenjem ekonomičnih goriva već dugo kasni u svijetu. Na primjer, pirolizni plin se već danas široko koristi u Evropi. Na takvo gorivo mogu raditi sve vrste kuhinjske opreme, instalacije za grijanje, pa čak i automobili.

Definicije

Zapravo, po samom konceptu "pirolize" hemičari shvataju razgradnju supstance na molekularnom nivou pod uticajem visoke temperature, obično u odsustvu vazduha. Kompleksna jedinjenja u takvim uslovima se razlažu na jednostavnija. Istovremeno se u okruženju formiraju različiti novi elementi. Zapravo, piroliza je stoga konvencionalni proces suhe destilacije.

Plin iz drva za ogrjev

Prilikom sagorevanja goriva na visokim temperaturama u okruženju bez kiseonika nastaju sledeći proizvodi sagorevanja:

• pirolizni gas;

• pirolizna smola (tečni proizvod).

Prvi proizvod sa liste ima, između ostalog, funkciju koja se može formirati tokom sagorevanja goriva u okruženju kiseonika. Međutim, u ovom slučaju moguće je dobiti plin samo ako se gorivo sagorijeva na temperaturi od najmanje 500 ° C.

Koji proizvodi se mogu koristiti

Bojleri za pirolizu u domovima mogu raditi na konvencionalnim ogrevnim ili specijalnim paletama, na primer, od piljevine ili presovanih strugotina. Razne vrste kućnog i industrijskog otpada takođe se mogu podvrgnuti pirolizi. Gori se na sličan način, na primer, guma, stare Auto gume, Plastika, stvari koje su odslužile svoje vreme itd. U ovom slučaju, piroliza omogućava ne samo dobijanje određene količine toplote, već i održavanje čistoće okoline. Uostalom, kao što znate, plastika se dugo ne raspada u zemlju. Razne vrste materijala koji sadrže ulje zagađuju oba sama zemljišta i rezervoari veoma.

Takođe se može spaliti na ovaj način:

• papir, karton, tekstil;

• metan;

• ugljovodonici;

• treseta;

• ne-robno drvo (uključujući one sa hemijskom impregnacijom);

• slama, lišće, ljuske, korov.

Pored toga, ostaci boja i lakova, ulja itd. može se obraditi putem reakcije pirolize. Takođe vam omogućava da održavate okolinu čistom.

Kompozicija

Dobijeni gas pirolize sadrži, između ostalog, mnogo čvrstih čestica, obično u obliku čađi. Takođe uključuje razne vrste hemijskih komponenti, na primjer, vodik. Međutim, glavni sastav piroliznog plina i dalje izgleda ovako:

• isparljivi ugljovodonici;

• ugljen monoksid.

Veoma opasno za ljudsko zdravlje pa čak i njegov život, CO sa takvom reakcijom nastaje usled nepotpunog sagorevanja drvenog uglja.

Vrste pirolize

U ovom trenutku, postoje samo dva osnovni tipovi takvih reakcija. Piroliza može biti:

• _suši;

• oksidirajuće.

Prvi tip reakcija, pak, podijeljen je na:

• niska temperatura;

• visoka temperatura.

Kako se dobija gas: oksidativna piroliza

Takva reakcija se trenutno naziva ekološki najprihvatljivijom i najproduktivnijom. Piroliza se u ovom slučaju javlja na veoma visokim temperaturama. Na primjer, kada se metan sagorijeva na ovaj način, s njim se miješa određeni postotak kisika. Sa djelomičnim sagorijevanjem, supstanca u ovom slučaju oslobađa ogromnu količinu energije. Kao rezultat, ostaci smjese se zagrijavaju na temperaturu od 16000 ° C.

Koristi se reakcija oksidativne pirolize uglavnom za za sagorevanje raznih vrsta industrijskih materijala koji sadrže ulje, kao i plastike i gume. Plin se u ovom slučaju može koristiti, na primjer, za grijanje radionica samog preduzeća koje se bavi odlaganjem otpada.

Suha piroliza

Takva reakcija se dešava bez učešća kiseonika i, kao što je već pomenuto, zauzvrat može biti niska-ili visoka-temperatura. U prvom slučaju gorivo se zagrijava do maksimalno 1000 ° C, u drugom-iznad 1000 ° C. Za dobijanje velike količine samog piroliznog gasa koriste se uglavnom visokotemperaturne reakcije.

Pri sagorevanju goriva u okruženju do 800 ° C dobija se dosta gasa sa niskom toplotom sagorevanja. Takođe, u ovom slučaju ostaje prilično mala količina koksa i tečnih smola.

Najcelishodnijim se smatra proizvodnja piroliznog gasa na temperaturi od 900 do 1000 ° C. U ovom slučaju, maksimalni procenat njegove proizvodnje je već uočen. Istovremeno, gas dobijen na ovaj način ima minimalnu toplotu sagorevanja. Takav proizvod se, između ostalog, smatra visokokvalitetnim gorivom pogodnim za transport na velike udaljenosti.

Prilikom sagorevanja goriva na temperaturi od 450 do 500 ° C, na izlazu se dobija vrlo malo čvrstih ostataka i gasa. Istovremeno, ovaj drugi nije visokog kvaliteta, jer ima maksimalnu toplotu sagorevanja.

Gde se može koristiti gas

Proces pirolize vam omogućava da zagrejete razne vrste prostorija sa najmanjim gubitkom goriva. Takođe, zahvaljujući upotrebi ove reakcije, okolina se održava čistom. Ali gde se može koristiti pirolizni gas nastao tokom sagorevanja goriva u okruženju bez kiseonika?

Danas se ovaj proizvod sagorevanja u svetu smatra prvenstveno alternativnim ekonomskim izvorom toplotna energija. U nekim evropskim zemljama pirolizni plin odavno je postao uobičajeno gorivo, na kojem radi oprema koja zagrijava vodu (za grijanje i HVAC sisteme), električnu energiju, paru.

Kotlovi

Od davnina su ljudi grijali svoje domove koristeći konvencionalne peći na drva i ugalj. Kasnije su kuće počele da se opremaju savremenim kotlovima na čvrsto gorivo koji rade na istoj vrsti goriva. Takve jedinice se koriste za grijanje domova u naše vrijeme. Oni su jeftini i ne morate dobijati dozvole od raznih organa da biste ih instalirali. Međutim, konvencionalni kotlovi na čvrsto gorivo imaju jedan prilično ozbiljan nedostatak. Gorivo troše izuzetno neekonomično. Mnogo ostataka sagorevanja ostaje u komorama takvih jedinica. Osim toga, dio toplote koju stvara takva oprema jednostavno leti "u cijev" zajedno s dimom.

Inženjeri koji su odlučili da poprave ovaj nedostatak kotlova na čvrsto gorivo, i na kraju su došli do jedinica za grejanje pirolize koje su ekonomične i jednostavne za rad. U takvim kotlovima postoje, između ostalog, dodatne komore u kojima se naknadno sagorijeva pirolizni plin.

Reakcija u agregatima ove sorte odvija se sa jakim nedostatkom kiseonika (15%). Drvo ili bilo koje drugo gorivo u ovoj vrsti opreme razlaže se na gasove i malu količinu neorganskih ostataka. Gasovi pirolize imaju temperaturu gorenja u komori za naknadno sagorevanje može dostići 110-1200 ° C.

Gdje se još koristi gas

Piroliza se stoga najviše koristi u sistemima grijanja i grijanja vode. Ova reakcija se također široko koristi:

• u prerađivačkoj industriji;

• u hemijskoj industriji;

• tokom dezinfekcije.

Ponekad se pirolizni gas u naše vreme koristi i kao gorivo za razne vrste opreme ili, kao što je već pomenuto, automobile.

Setovi generatora gasa

Oprema ove vrste koristi se za proizvodnju visokokvalitetnog piroliznog goriva, koje se u nekim slučajevima može zamijeniti, na primjer, tradicionalni prirodni plin. Takve instalacije su hermetičke peći sa podesivim dovodom vazduha. Dimnjak ove vrste opreme može se, između ostalog, preklapati.

Pirolizni gas se dobija u takvim instalacijama na sledeći način:

1. Vazduh se pumpa u peć pomoću pumpe.

2. Nakon zagrevanja sadržaja instalacije na određenu temperaturu, dovod vazduha se zaustavlja.

3. Debeli crni dim koji izlazi iz instalacije očisti se od čađi pomoću ciklona.

4. Vodena para se uklanja iz piroliznog gasa kako bi se povećala njegova temperatura sagorevanja (provodi se kroz hladnjak).

5. Gas se dovodi u fini filter, čiji dizajn uključuje posudu sa vodom, elektrostatičku instalaciju i kartonske patrone.

Čišćenje piroliznih gasova prije njihove upotrebe u industriji, a ponekad i u svakodnevnom životu, mora se provesti. Čvrste čestice i razne vrste hemijskih nečistoća mogu uzrokovati štetu za opremu koja radi na ovoj vrsti goriva. Tada se, na primjer, pirolizni plin može upumpati u cilindar.

Upotreba goriva iz generatora gasa u svakodnevnom životu

Instalacije ovog tipa najčešće se koriste, naravno, u proizvodnji. Ali ponekad se kupuju i za privatne kuće. Dobijanje piroliznog gasa kod kuće je relativno jednostavna stvar. Neki majstori često čak i prave gasne generatore vlastitim rukama.

Gas dobijen iz domaćih instalacija može se koristiti u različite svrhe. Vrlo često, na primer, privatni vlasnici povezuju obične kuhinjske peći na gasne generatore. Plin gorenje pirolize ne razlikuje se u takvom intenzitetu kao prirodni. Međutim, i dalje je prilično prikladno koristiti peć za predviđenu namjenu prilikom korištenja.

Takođe, generatori plina u svakodnevnom životu često su povezani, na primjer, autogen. Kada se kiseonik dovodi kada se koristi pirolizni gas, temperatura plamena u takvoj opremi dostiže 2000 ° C.

Kao što je već pomenuto, pirolizni gas se takođe može koristiti kao automobilsko gorivo kod kuće. Za takvu primjenu, motor automobila potrebno je samo malo modificirati. Istovremeno, na takvo gorivo mogu raditi i benzinski i dizel motori. Takav gas se koristi kod kuće, često u električnim generatorima.

Karakteristike Aplikacije

Dakle, pirolizni gas ima nešto niži stepen prenosa toplote od prirodnog ili tečnog. Stoga je za ispravan rad raznih vrsta grijaće i kuhinjske opreme kada se koristi za pravilno intenzivnije sagorijevanje potrebno povećati njeno snabdijevanje.

U kuhinjskoj opremi za ovo, na primer, mlazovi se mogu bušiti. U ovom slučaju, peć za pirolizni gas će raditi na isti način kao i na prirodni gas. Odnosno, intenzitet sagorevanja goriva biće isti gorenje. Takođe, za prenos raznih vrsta opreme na drugu vrstu gasa, njen firmver se često menja. U kolima za posao na takvom gorivu u potpunosti zamijenite sistem goriva.

Automobili za sagorevanje drveta

U Sovjetskom Savezu ranih 1920-ih, kamioni na plin su se koristili veoma široko. Tih godina su se čak i u našoj zemlji provodili konkurentski testovi takvih automobila.

Prvi motor generatora gasa za automobil u SSSR-u instalirao je profesor u. C. Naumov 1927. godine. Godine 1928. Naučni institut za traktore za automobile počeo je dizajnirati takve automobile u Rusiji. Stručnjaci ove institucije su zatim sproveli eksperimente sa stranim mašinama "Imbert-Dietrich" i "Pip".

Prvi generator gasa Nati-1 izgrađen u našoj zemlji radio je na običnom drva za ogrjev. Godine 1932. također je stvorena instalacija NATI-3, dizajnirana za motorni čamac. Istovremeno se u Rusiji pojavio prvi automobilski generator gasa, kreiran uz podršku kompanije Avtodor. Ime koje je dobio "Avtodor-1". Čak i kasnije, nekoliko naprednijih instalacija ove vrste razvijene su u SSSR-u. Sastav piroliznog gasa proizvedenog njihovom upotrebom je zapravo bio veoma kvalitetan. Automobili koji rade na ovom gorivu odlikovali su se pouzdanošću, odličnim performansama i dugim vijek trajanja.

Tokom Drugog svjetskog rata, kamioni za proizvodnju plina ZIS-5 i GAZ-AA aktivno su se koristili na frontovima i u pozadini u SSSR-u. Do kraja rata oko 200 hiljada. automobili sa motorima na pirolizni plin već su bili u funkciji u zemlji.

Naravno, korištenje takvog goriva uzrokovano je prvenstveno nedostatkom naftnih derivata u tadašnjoj zemlji. Međutim, nemojte misliti da je pirolizni gas korišćen samo zbog deficita državnog budžeta. Takvo gorivo se u to vrijeme smatralo prilično efikasnim i obećavajućim i koristilo se ne samo u Rusiji. Na primjer, u 20-30 godina prošlog vijeka vozila za pirolizu postala su široko rasprostranjena u zemljama poput Francuske, Njemačke, Velike Britanije, Finske, Švedske. Takođe, mašine koje rade na takav gas bile su široko korišćene u nekim azijskim zemljama. Na primjer, automobili ovog tipa uspješno su upravljani tih dana u Kini, Japanu i Indiji.

Istorijska pozadina

Piroliza drveta jedan je od prvih hemijskih procesa koji su ljudi počeli aktivno koristiti. U Rusiji se, na primjer, takva reakcija široko koristila u XII vijeku za proizvodnju borove smole. Potonji se dalje koristio za impregnaciju užadi, kao i za preradu riječnih i morskih plovila. U industrijskim razmjerima, Šveđani su prvi koristili pirolizu za impregnaciju drveta. U ovoj zemlji takva je reakcija korištena i za proizvodnju impregnirajuće smole.

Početkom XX vijeka u Rusiji je formirano nekoliko najboljih škola pirolize drveta na svijetu. To je, naravno, prvenstveno posljedica činjenice da na teritoriji naše zemlje raste mnogo šuma. Prije početka upotrebe prirodnog plina u Rusiji, u mnogim preduzećima u Rusiji instalirana je moćna oprema za proizvodnju plina. Takve su instalacije dugo korištene prije pojave one na prirodni gas .

Naravno, kasnije se takva oprema smatrala zastarjelom. Setovi generatora gasa uklonjeni su iz fabrika. I do sada, nažalost, piroliza kao vrsta alternativnog ekonomičnog goriva, za razliku od evropskih zemalja, nije bila široko korištena u Ruskoj Federaciji. Međutim, ova vrsta goriva u Rusiji trenutno je prepoznata kao prilično obećavajuća. Stoga je moguće da će se u bliskoj budućnosti pirolizni gas mnogo šire koristiti u našoj zemlji. Uostalom, upotreba takvog goriva omogućava ne samo uštedu novca, već i očuvanje okoliša.