Процессы горения горючих газов выражаются с помощью химических уравнений, показывающих, в каких соотношениях и как взаимодействуют отдельные вещества. (Д.Б. Гинзбург)

С+О2=СО2+7940 ккал/кг С, или (33190 кДж/кг);

Н2+1/2О2=Н2О+2579 ккал/нм3 Н2, или (10780 кДж/нм3);

СО+1/2О2=СО2+3018 ккал/нм3 СО, или (12615 кДж/нм3);

То есть в топке теплогенератора системы СДГ эти соотношения отдельных веществ вступающих в химическую реакцию выдерживаются, как и их состав. То есть в реакцию вступают углерод- С и водород-Н2 с кислородом- О2, в количестве определенном химическим уравнением. Другие вещества вступить в реакцию не могут. Это балластные газы, в том числе освободившийся азот (воздух с повышенным содержанием азота). Поэтому воздуха должно быть достаточно много, что бы не было химического недожога, а так же выдержано правильное соотношение подачи первичного и вторичного воздуха. Перечисленные отработанные газы, как холодная составляющая, выталкиваются в низ топки и через сухой шов, и низ колпака удаляются в трубу. Другими словами химическая реакция в теплогенераторе системы СДГ теоретически протекает с коэффициентом избытка воздуха равным единице. В теплогенераторах системы ПДГ, в отличие от теплогенераторах системы СДГ, даже при сжигании топлива при избытке воздуха равном единице, освободившийся условно холодный азот разбавляет продукты реакции горения, снижая их температуру потока.

В разделе «Газификация» отмечается, что важным для газификации свойством кокса является его реакционная способность (активность), т.е. способность взаимодействовать с кислородом воздуха, двуокисью углерода и водяным паром. При воздействии на раскаленный кокс водяного пара между ним и углеродом в зоне газификации протекают следующие реакции:

С + Н2О = СО+Н2; и С + 2Н2О = СО2 + 2Н2.

По первой реакции получаются только горючие газы (50%СО и 50% Н2). Теплотворная способность смеси этих газов - 2802 ккал/нм3.

По второй реакции получаются частично горючие и частично негорючие газы (33,3% СО2 и 66,7% Н2). Теплотворная способность смеси этих газов - 1714 ккал/нм3.

При более высоких температурах интенсивнее протекает первая реакция. При более низких температурах, - вторая. Восстановления окиси углерода, или разложением двуокиси углерода по реакции С+СО2=2СО в нашем случае не происходит из-за отсутствия необходимой в топке температуры 1150 °С. (Д.Б. Гинзбург).

В состав продуктов реакции горения входят водяные пары топлива. В нашей системе СДГ водяные пары топлива, будучи тяжелыми, не могут подняться в верхнюю зону топки, проходят над топливом и воздействуют на раскаленные угли (углерод). Происходит разложение водяных паров по выше указанным реакциям с выделением горючих газов, которые и сжигаются там.Возможно, по этой причине в трубе не происходит конденсации водяных паров топлива, а энергосодержание продуктов сгорания выше нормативной. Эти факты неоднократно наблюдались при эксплуатации котлов постоянного действия. Учитывая их важность в деле повышения эффективности использования восполняемых источников энергии, это надо подтвердить или опровергнуть испытаниями.

Горение без дыма:

печь бани

печь Храма

Котел

трубы

Ниже приводятся результаты независимых испытаний печей системы СДГ в Швеции и во Франции, где печи нашей системы показали очень высокую эффективность и чистоту сгорания.

Испытания в Швеции, раздел About us, Test

Document here...

(Перевод текста: В январе 2009 шведская ассоциация котла (svenska ångpanneföreningen AB) измерила ценности emisson на массивной печи, установленной на острове Готланда. Ценности эмиссии оказывались далеко ниже разрешенных пределов, и тепловая эффективность была установлена, чтобы быть о внушительных 95 %. Прочитайте испытательный документ результата здесь. Наше заключение испытательных результатов - то, что нет никакого камина, сопоставимого тем, используя "свободную газовую систему движения" относительно ценностей эмиссии и тепловой эффективности. Документ здесь... http://www.ekonomka.se/test_dokument.pdf )

Во Франции, Поездка в Европу с P.S.

Видео бездымного горения в банной печи, построенной на семинаре в Вятке в монастыре Великорецкое:

Для сравнения, на фотографии рис. 4 показано горение только что срубленных дров в топках котлов постоянного действия. В верхней части фотографии, котел с принудительным движением газов. В нижней части фотографии котел, построенный в соответствии с новой системой «свободного движения газов», в котором регистры вынесены в колпак. Котлы работают без дутья. В котле системы СДГ видно, что в высокотемпературном поле происходит равномерный нагрев дров и их термическая деструктуризация (пиролиз). В топочной камере изменяются условия сгорания топлива. Происходит отделение холодных балластных газов, за счёт этого возникает высокотемпературный процесс горения. Это обеспечивает прогрев и газификацию топлива, а также чистое горение. Смесь, не самовоспламеняющаяся при низкой температуре, становится способной к самовоспламенению при повышенной температуре. Расположение теплообменника в колпаке вне зоны горения топлива позволяет, не снижая эффективности извлечения энергии из топлива, максимально увеличить использование выделившегося тепла.

При сжигании топлива в теплогенераторах новой системы СДГ и использовании воздуха в качестве окислителя увеличивается теплосодержание продуктов сгорания за счёт уменьшения влияния балластных газов на процесс окисления.

Теплота сгорания сырых дров ниже, чем сухих, т. е. при их сжигании увеличивается количество балластных газов. Влияние балластных газов на процесс горения можно также проследить на примере сжигания ацетилена при газосварочных работах. Теплосодержание продуктов сгорания ацетилена зависит от вида применяемого окислителя, т. е. от количества балластных газов. Если подавать в зону горения вместо кислорода воздух, то температура реакции горения и энергия, изъятая из ацетилена, будут недостаточны для резки и сварки металла.

В теплогенераторах новой системы СДГ процесс сжигания топлива естественен, саморегулируем и оптимален. Улучшаются условия сжигания топлива, тем самым повышается КПД изъятия энергии.

Система СДГ получила широкое распространение и развитие в проектировании и строительстве бытовых печей и дровяных котлов. Её отличает необычайная гибкость, что позволило выпустить уже тысячи высокоэффективных конструкций бытовых печей и котлов различного назначения. Имеется возможность создания бесчисленного множества теплогенераторов различной формы, мощности и назначения, многофункциональных и многоэтажных, в том числе промышленного типа. Дровяные котлы постоянного действия показывают удивительные результаты и производительность. В их топках возникает высокотемпературный процесс чистого горения. Это обеспечивает прогрев и газификацию топлива при температуре около 1060 оС. Они уже сейчас отапливают помещения площадью в несколько тыс. квадратных метров, при этом движение теплоносителя происходит без насоса. Неоднократные измерения количества сжигаемого за сутки дров показывают, что в них содержится меньше энергии, чем выделяется котлом. Невероятно, но это факт, который надо подтвердить или опровергнуть испытаниями.

Система СДГ внедряется во многих странах мира. Во всех испытаниях, проведенных в США, Канаде, Франции, Швеции, России, Германии печи нашей системы показали КПД до 90%. После их доводки в результате экспериментов, проведенных во Франции, удалось добиться высокой чистоты сгорания. Независимые испытания печи данной конструкции в Швеции, выполненные в январе 2008 г. фирмой «AF-kontrol AB», показали, что выбросы СО и органически связанного углерода существенно ниже максимально допустимых значений. Она имеет КПД более 90%. Система СДГ – это новый качественный уровень технологии сжигания биотоплив, аналога которому в мире нет, это реальное энергосбережение.

В ретортах(закрытых металлических ёмкостях), обогреваемых снаружи без доступа воздуха, можно получать из органических бытовых и промышленных отходов твёрдый, богатый углеродом кокс, пиролизный газ (парогаз) и различные составляющие их переработки. Это металл из автомобильных покрышек, кабелей или других отходов, пиролизное топливо, активированный уголь и др. Кокс можно нацело перерабатывать в газ, воздействуя на него, например, водяным паром при высокой температуре. Это самый качественный газ с теплотой сгорания 2802 ккал/м3. Выделяемые газ и кокс можно сжигать, получая тепло.

Газогенераторная установкасистемы СДГ может иметь один, два или более колпаков с ретортами, один или несколько колпаков с теплообменником и теплонакопительный колпак с топочной камерой. Каждая реторта располагается в своём колпаке, где обогревается теплом сжигаемых в топочной камере или в колпаке парогазов. Регулирование нагрева происходит за счет перераспределения потоков горячих газов, полученных при сжигании в топочной камере парогазов, или изменения количества сжигаемых в колпаке с ретортой парогазов. Получение качественных продуктов переработки биомассы в максимальном объёме, обеспечивается управляемостью процесса пиролиза в каждой реторте во всех циклах, что в других системах сделать невозможно. Установки не требуют внешней энергии. Они работают за счёт энергии, выделяемой пиролизуемым сырьём.

Аналогичные по своей сути установки (модули) выпускает немецкая фирма Meta Pyrolyse-Anlagen GmbH, только они работают на электричестве. Только в этом случае они смогли добиться управляемости во всех стадиях пиролиза топлива, получения качественных продуктов и окупаемости их производства.

Сейчас в мире сжигание твёрдого топлива происходит в два этапа:

1 этап – дорогостоящий и энергоемкий этап производства пеллет, брикетов и т.п.;

2 этап – сжигание пеллет, по степени автоматизации оно соответствует уровню сжигания газа и дизельного топлива.

В системе СДГ можно использовать сырое топливо, так как сушка его происходит за счёт тепла отходящих газов. Исключается дорогостоящий и энергоёмкий этап подготовки топлива.Регулирование мощности горения при этом не вызывает снижения КПД.

В системе СДГ имеется возможность создания механизма вакуумной сушки топлива за счёт тепла отходящих газов. Имеется также возможность довести парогаз, полученный при низкотемпературном пиролизе, до степени молекулярного измельчения и подготовить его к эффективному сжиганию или переработке.

Заключение

Дальнейшая работа по совершенствованию системы СДГ требует привлечения широкого круга специалистов разных специальностей, проведения экспериментальных работ, для чего требуется создание соответствующей материально-технической базы. Необходима преемственность в развитии системы СДГ, иначе Российский приоритет её будет утрачен. Эта работа требует серьёзной политической и финансовой поддержки и должна возглавляться сильным экономическим менеджером.

Список использованной литературы:

1. И.С. Подгородников. Бытовые печи. Издательство МКХ РСФСР. Москва - 1960 г.

2. К. Мякеля. Печи и камины. Москва. Стройиздат 1987 г.

3. И.И. Грингауз. Паровые котлы. НКЭП СССР. Государственное энергетическое издательство. Москва 1940 Ленинград.

4. Д.Б. Гинзбург. Газификация твердого топлива. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. Москва - 1958 г.

5. Под редакцией Ю.Д. Юдкевич, С.Н. Васильев, В.И. Ягодин. Получение химических продуктов из древесных отходов. С.-Петербург 2002 г.

6. Э.Д. Левин. Теоретические основы производства древесного угля. Лесная промышленность. Москва. 1980 г.

7. А.Н. Кислицин. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. Москва. Лесная промышленность. 1990 г.

Поиск по сайту: