लकड़ी का गैसीकरण. लकड़ी गैसीकरण गैसीकरण के लिए बायोमास संसाधन
गैस जनरेटर कार
यूरोप में द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, लगभग हर वाहन को ईंधन के रूप में लकड़ी का उपयोग करने के लिए परिवर्तित किया गया था।
गाड़ियाँ चल रही हैं लकड़ी गैस(जिसे जी भी कहा जाता है गैस जनरेटर वाहन) यद्यपि वे दिखने में अपनी सुंदरता खो देते हैं, पर्यावरण मित्रता के मामले में वे अपने गैसोलीन समकक्षों की तुलना में बहुत प्रभावी हैं और इलेक्ट्रिक कारों के बराबर हो सकते हैं।
ईंधन की बढ़ती कीमतें इस लगभग भूली हुई तकनीक में नए सिरे से रुचि पैदा कर रही हैं: दुनिया भर में, दर्जनों शौकीन अपनी घरेलू गैस से चलने वाली कारों में शहर की सड़कों पर घूम रहे हैं।
गैसीफायर गैस निर्माण की प्रक्रिया (गैस संश्लेषण), जिसमें कार्बनिक पदार्थ ज्वलनशील गैस में परिवर्तित हो जाता है, 1400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्मी के प्रभाव में उत्पन्न होने लगता है।
ज्वलनशील गैस बनाने के लिए लकड़ी का पहला उपयोग 1870 में हुआ, जब इसका उपयोग स्ट्रीट लाइटिंग और खाना पकाने के लिए किया जाता था।
1920 के दशक में, एक जर्मन इंजीनियर जॉर्जेस हम्बर्टविकसित जनरेटर,मोबाइल उपयोग के लिए लकड़ी गैस उत्पन्न करना। परिणामी गैस को शुद्ध किया गया, थोड़ा ठंडा किया गया, और फिर कार इंजन के दहन कक्ष में डाला गया, जबकि इंजन को व्यावहारिक रूप से संशोधन की आवश्यकता नहीं थी।
1931 से एम्बेरा जनरेटर का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हुआ। 1930 के दशक के अंत में, पहले से ही लगभग 9,000 वाहन विशेष रूप से यूरोप में गैस जनरेटर का उपयोग करते थे।
द्वितीय विश्व युद्ध
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जीवाश्म और तरल ईंधन की कमी और प्रतिबंधों के कारण कई यूरोपीय देशों में गैस पैदा करने वाली प्रौद्योगिकियाँ आम हो गईं। अकेले जर्मनी में, युद्ध के अंत तक, लगभग 500,000 कारों में लकड़ी की गैस पर चलने के लिए गैस जनरेटर लगाए गए थे।
द्वितीय विश्व युद्ध की गैस पैदा करने वाली नागरिक कारें
लगभग 3,000 "गैस स्टेशन" बनाए गए जहां ड्राइवर जलाऊ लकड़ी का स्टॉक कर सकते थे। न केवल कारें, बल्कि ट्रक, बस, ट्रैक्टर, मोटरसाइकिल, जहाज और ट्रेनें भी गैस जनरेटर से सुसज्जित थीं। यहां तक कि कुछ टैंक गैस जनरेटर से सुसज्जित थे, हालांकि सैन्य उद्देश्यों के लिए जर्मन तरल सिंथेटिक ईंधन (लकड़ी या कोयले से बने) का उत्पादन करते थे।
जर्मनी में युद्ध के अंत तक 500,000 गैस चालित नागरिक वाहन
1942 में (जब तकनीक अपनी लोकप्रियता के चरम पर नहीं पहुंची थी), स्वीडन में लगभग 73,000 गैस से चलने वाली कारें थीं, फ्रांस में 65,000, डेनमार्क में 10,000, ऑस्ट्रिया और नॉर्वे में 9,000 और स्विट्जरलैंड में लगभग 8,000 कारें थीं। 1944 में फिनलैंड में 43,000 गैस से चलने वाले वाहन थे, जिनमें से 30,000 बसें और ट्रक, 7,000 कारें, 4,000 ट्रैक्टर और 600 नावें थीं।
गैस से चलने वाली कारें अमेरिका और एशिया में भी दिखाई दीं। ऑस्ट्रेलिया में लगभग 72,000 गैस से चलने वाले वाहन थे। कुल मिलाकर, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान दस लाख से अधिक लकड़ी गैस वाहन सेवा में थे।
युद्ध के बाद, जब गैसोलीन फिर से उपलब्ध हो गया, तो गैस जनरेटर तकनीक लगभग तुरंत ही लुप्त हो गई। 1950 के दशक की शुरुआत में, पश्चिम जर्मनी में केवल लगभग 20,000 गैस जनरेटर बचे थे।
स्वीडन में अनुसंधान कार्यक्रम
ईंधन की बढ़ती कीमतों और ग्लोबल वार्मिंग के कारण प्रत्यक्ष ईंधन स्रोत के रूप में लकड़ी में दिलचस्पी फिर से बढ़ गई है। दुनिया भर में कई स्वतंत्र इंजीनियर वाहन ईंधन के रूप में लकड़ी गैस का उपयोग करने के लिए मानक वाहनों को परिवर्तित करने में व्यस्त हैं। यह विशेषता है कि इनमें से अधिकांश आधुनिक गैस जनरेटर स्कैंडिनेविया में विकसित किए जा रहे हैं।
1957 में, स्वीडिश सरकार ने अचानक तेल की कमी की स्थिति में कारों को लकड़ी गैस में बदलने की संभावना की तैयारी के लिए एक शोध कार्यक्रम बनाया। स्वीडन के पास कोई तेल भंडार नहीं है, लेकिन उसके पास विशाल जंगल हैं जिनका उपयोग ईंधन के रूप में किया जा सकता है। इस अध्ययन का लक्ष्य एक बेहतर, मानकीकृत इंस्टॉलेशन विकसित करना था जिसे सभी प्रकार के वाहनों पर उपयोग के लिए अनुकूलित किया जा सके। इस शोध को कार निर्माता वोल्वो द्वारा समर्थित किया गया था। 100,000 किमी की लंबाई में कारों और ट्रैक्टरों के संचालन का अध्ययन करने के परिणामस्वरूप, महान सैद्धांतिक ज्ञान और व्यावहारिक अनुभव प्राप्त हुआ।
कुछ फ़िनिश शौकिया इंजीनियरों ने इस डेटा का उपयोग प्रौद्योगिकी को और विकसित करने के लिए किया है, जैसे जुहा सिपिला (बाएं चित्र)।
लकड़ी का गैस जनरेटर एक बड़े वॉटर हीटर जैसा दिखता है। इस इकाई को ट्रेलर पर रखा जा सकता है (हालाँकि इससे कार को पार्क करना मुश्किल हो जाता है), कार की डिक्की में (लगभग पूरे सामान के डिब्बे को ले लेता है) या कार के आगे या पीछे के प्लेटफॉर्म पर (सबसे लोकप्रिय विकल्प) यूरोप में)। अमेरिकी पिकअप ट्रकों पर, जनरेटर को बिस्तर में रखा जाता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, कुछ वाहन एक अंतर्निर्मित जनरेटर से सुसज्जित थे, जो पूरी तरह से दृश्य से छिपा हुआ था।
गैस जनरेटर के लिए ईंधन
गैस से चलने वाले वाहनों के ईंधन में लकड़ी या लकड़ी के चिप्स होते हैं (बाईं ओर फोटो)। चारकोल का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप मूल बायोमास में निहित ऊर्जा का 50 प्रतिशत तक नुकसान होता है। दूसरी ओर, कोयले में उच्च कैलोरी मान के कारण अधिक ऊर्जा होती है, इसलिए ईंधन की सीमा भिन्न हो सकती है। सिद्धांत रूप में, किसी भी कार्बनिक पदार्थ का उपयोग किया जा सकता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, कोयले और पीट का उपयोग किया गया था, लेकिन लकड़ी मुख्य ईंधन थी।
डच वोल्वो 240
सबसे सफल गैस पैदा करने वाली कारों में से एक 2008 में डचमैन जॉन द्वारा बनाई गई थी। गैस जनरेटर से सुसज्जित कई कारें भारी थीं और बहुत आकर्षक नहीं थीं। डच वोल्वो 240 आधुनिक स्टेनलेस स्टील गैस जनरेटर सिस्टम से सुसज्जित है और इसमें आधुनिक, सुरुचिपूर्ण लुक है।
जॉन कहते हैं, "लकड़ी की गैस बनाना इतना कठिन नहीं है, लेकिन शुद्ध लकड़ी की गैस बनाना कहीं अधिक कठिन है।" जॉन को ऑटोमोबाइल गैस जनरेटर सिस्टम के बारे में कई शिकायतें हैं, क्योंकि उनके द्वारा उत्पादित गैस में कई अशुद्धियाँ होती हैं।
हॉलैंड के जॉन का दृढ़ विश्वास है कि लकड़ी से गैस बनाने वाली गैस उत्पादन इकाइयाँ स्थिर उपयोग के लिए अधिक आशाजनक हैं, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष हीटिंग और घरेलू जरूरतों के लिए, बिजली उत्पादन के लिए और इसी तरह के उद्योगों के लिए। वोल्वो 240 गैस जनरेटर वाहन मुख्य रूप से गैस जनरेटर प्रौद्योगिकी की क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
जॉन की कार के पास और ऐसी ही गैस पैदा करने वाली कारों के पास बहुत सारे प्रशंसनीय और रुचि रखने वाले लोग हमेशा इकट्ठा होते हैं। फिर भी, जॉन कहते हैं, ऑटोमोबाइल गैस जनरेटर इकाइयाँ आदर्शवादियों और संकट के समय के लिए हैं।
तकनीकी क्षमताएँ
गैस से चलने वाली वोल्वो 240 120 किलोमीटर प्रति घंटे (75 मील प्रति घंटे) की शीर्ष गति तक पहुँचती है और 110 किमी/घंटा (68 मील प्रति घंटे) की क्रूज़िंग गति बनाए रख सकती है। "ईंधन टैंक" में 30 किलोग्राम (66 पाउंड) लकड़ी हो सकती है, जो लगभग 100 किलोमीटर (62 मील) के लिए पर्याप्त है, जो एक इलेक्ट्रिक कार के बराबर है।
यदि पीछे की सीट पर लकड़ी के बैग लादे जाएं, तो सीमा 400 किलोमीटर (250 मील) तक बढ़ जाती है। फिर, यह एक इलेक्ट्रिक कार के बराबर है यदि अतिरिक्त बैटरी स्थापित करने के लिए यात्री स्थान का त्याग किया जाता है, जैसा कि टेस्ला रोडस्टर या मिनी कूपर इलेक्ट्रिक कार के मामले में है। (गैस जनरेटर में बाकी सभी चीज़ों के अलावा, आपको समय-समय पर पिछली सीट से लकड़ी का एक बैग लेना होगा और उसे टैंक में डालना होगा)।
ट्रैल्ड गैस जनरेटर
गैस जनरेटर सिस्टम के साथ कारों को रेट्रोफिटिंग करने का एक मौलिक रूप से अलग दृष्टिकोण है। यह ट्रेलर पर गैस रखने की एक विधि है। वेसा मिकोनेन ने यह दृष्टिकोण अपनाया। उनका नवीनतम कार्य गैस चालित लिंकन कॉन्टिनेंटल 1979 मार्क वी है, जो एक बड़ा, भारी अमेरिकी कूप है। लिंकन प्रत्येक 100 किलोमीटर (62 मील) चलने पर 50 किलोग्राम (110 पाउंड) लकड़ी की खपत करता है और जॉन वोल्वो की तुलना में काफी कम ईंधन कुशल है। वेस मिकोनेन ने टोयोटा कैमरी को भी अधिक ईंधन-कुशल कार में परिवर्तित किया। यह कार समान माइलेज के लिए केवल 20 किलोग्राम (44 पाउंड) लकड़ी की खपत करती है। हालाँकि, ट्रेलर लगभग कार जितना ही बड़ा रहा।
आकार को कम करके और कुल वजन को कम करके इलेक्ट्रिक वाहनों का अनुकूलन प्राप्त किया जा सकता है। यह विधि अपने समकक्ष गैस पैदा करने वाली कारों के साथ काम नहीं करती है। हालाँकि द्वितीय विश्व युद्ध के बाद से, गैस से चलने वाली कारें बहुत अधिक उन्नत हो गई हैं। युद्धकालीन कारें एक गैस स्टेशन पर 20 - 50 किलोमीटर की यात्रा कर सकती थीं और उनमें कम गतिशील और गति विशेषताएँ थीं।
जोस्ट कोनिन की गैस जनरेटर लकड़ी की कार
"एक आरी और एक कुल्हाड़ी के साथ दुनिया भर में घूमें," डचमैन जोस्ट कॉनिजन का आदर्श वाक्य था, जो गैस स्टेशनों की चिंता किए बिना अपनी गैस से चलने वाली कार और ट्रेलर को यूरोप भर में दो महीने की यात्रा पर ले गए (जो उन्होंने नहीं देखा था) रोमानिया में)।
हालाँकि इस कार में ट्रेलर का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए किया गया था, जलाऊ लकड़ी की अतिरिक्त आपूर्ति को संग्रहीत करने के लिए, जिससे "ईंधन भरने" के बीच की दूरी बढ़ गई। दिलचस्प बात यह है कि जोस्ट ने लकड़ी का उपयोग न केवल कार के लिए ईंधन के रूप में किया, बल्कि कार के निर्माण सामग्री के रूप में भी किया।
1990 के दशक में हाइड्रोजन को भविष्य का वैकल्पिक ईंधन माना जाता था। तब जैव ईंधन से बड़ी उम्मीदें लगाई गईं। बाद में, ऑटोमोटिव उद्योग में विद्युत प्रौद्योगिकियों के विकास ने बहुत ध्यान आकर्षित किया। यदि इस तकनीक को आगे निरंतरता नहीं मिलती है (इसके लिए वस्तुनिष्ठ पूर्वापेक्षाएँ हैं), तो हमारा ध्यान फिर से गैस पैदा करने वाली कारों पर जा सकेगा।
औद्योगिक प्रौद्योगिकियों के उच्च विकास के बावजूद, अन्य वैकल्पिक ईंधन की तुलना में कारों में लकड़ी गैस का उपयोग पर्यावरणीय दृष्टिकोण से रुचिकर है। लकड़ी का गैसीकरण पारंपरिक लकड़ी के दहन की तुलना में कुछ हद तक अधिक कुशल है, क्योंकि पारंपरिक दहन में निहित ऊर्जा का 25 प्रतिशत तक नुकसान होता है। कार में गैस जनरेटर का उपयोग करते समय, गैसोलीन ईंधन पर चलने वाली कार की तुलना में ऊर्जा की खपत 1.5 गुना बढ़ जाती है (सिस्टम को पहले से गर्म करने के नुकसान और कार के वजन में वृद्धि सहित)। यदि हम इस बात को ध्यान में रखें कि जरूरतों के लिए आवश्यक ऊर्जा का परिवहन किया जाता है और फिर तेल से उत्पादन किया जाता है, तो गैसोलीन की तुलना में लकड़ी का गैसीकरण प्रभावी रहता है। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि लकड़ी ऊर्जा का नवीकरणीय स्रोत है, जबकि गैसोलीन नहीं है।
गैस जनरेटर कारों के लाभ
प्राकृतिक गैस वाहनों का सबसे बड़ा लाभ यह है कि वे बिना किसी पूर्व-उपचार के नवीकरणीय ईंधन का उपयोग करते हैं। और बायोमास को इथेनॉल या बायोडीजल जैसे तरल ईंधन में परिवर्तित करने के लिए मूल फीडस्टॉक में निहित ऊर्जा (सीओ2 सहित) की तुलना में अधिक ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है। गैस से चलने वाले वाहन में, लकड़ी काटने और काटने के अलावा, ईंधन का उत्पादन करने के लिए किसी भी ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जाता है।
गैस पैदा करने वाली कार को शक्तिशाली रासायनिक बैटरियों की आवश्यकता नहीं होती है और यह इलेक्ट्रिक कार की तुलना में एक फायदा है। रासायनिक बैटरियां स्वतः डिस्चार्ज हो जाती हैं और आपको उपयोग से पहले उन्हें चार्ज करना याद रखना चाहिए। लकड़ी से गैस उत्पन्न करने वाले उपकरण मानो प्राकृतिक बैटरियां हैं। प्रयुक्त और दोषपूर्ण रासायनिक बैटरियों के उच्च तकनीक प्रसंस्करण की कोई आवश्यकता नहीं है। गैस जनरेटर संयंत्र से निकलने वाला अपशिष्ट उत्पाद राख है, जिसका उपयोग उर्वरक के रूप में किया जा सकता है।
उचित रूप से डिज़ाइन किया गया ऑटोमोटिव गैस जनरेटर गैसोलीन या डीजल वाहन की तुलना में काफी कम वायु प्रदूषण का कारण बनता है।
लकड़ी का गैसीकरण सीधे लकड़ी के दहन की तुलना में अधिक स्वच्छ है: वायुमंडल में उत्सर्जन प्राकृतिक गैस जलाने से होने वाले उत्सर्जन के बराबर है। संचालन के दौरान, एक इलेक्ट्रिक कार वातावरण को प्रदूषित नहीं करती है, लेकिन बाद में, बैटरी को चार्ज करने के लिए, आपको ऊर्जा लगाने की आवश्यकता होती है, जिसे वर्तमान में पारंपरिक तरीके से निकाला जाता है।
गैस पैदा करने वाली कारों के नुकसान
गैस पैदा करने वाले वाहनों के संचालन में कई फायदों के बावजूद, यह समझा जाना चाहिए कि यह सबसे इष्टतम समाधान नहीं है। गैस पैदा करने वाला इंस्टालेशन बहुत अधिक जगह लेता है और इसका वजन कई सौ किलोग्राम होता है - और इस पूरे "संयंत्र" को अपने साथ और खुद ही ले जाना पड़ता है। गैस उपकरण इस तथ्य के कारण बड़ा है कि लकड़ी गैस में कम विशिष्ट ऊर्जा होती है। लकड़ी गैस का ऊर्जा मूल्य लगभग 5.7 एमजे/किग्रा है, जबकि गैसोलीन के लिए 44 एमजे/किग्रा और प्राकृतिक गैस के लिए 56 एमजे/किग्रा है।
प्राकृतिक गैस पर चलने पर, गैसोलीन की तरह गति और त्वरण प्राप्त करना संभव नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि लकड़ी गैस लगभग 50 प्रतिशत नाइट्रोजन, 20 प्रतिशत कार्बन मोनोऑक्साइड, 18 प्रतिशत हाइड्रोजन, 8 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड और 4 प्रतिशत मीथेन से बनी होती है। नाइट्रोजन दहन का समर्थन नहीं करता है, और कार्बन यौगिक गैस के दहन को कम करते हैं। उच्च नाइट्रोजन सामग्री के कारण, इंजन को कम ईंधन प्राप्त होता है, जिसके परिणामस्वरूप शक्ति में 30-50 प्रतिशत की कमी होती है। गैस के धीमे दहन के कारण, उच्च गति का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है, और कार की गतिशील विशेषताएं कम हो जाती हैं।
ओपल कैडेट गैस जनरेटर इकाई से सुसज्जित है
छोटी इंजन क्षमता वाली कारों को लकड़ी के गैस जनरेटर से भी सुसज्जित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, ऊपर की तस्वीर में ओपल कैडेट), लेकिन शक्तिशाली इंजन वाली बड़ी कारों को गैस जनरेटर से लैस करना अभी भी बेहतर है। कम-शक्ति वाले इंजनों पर, कुछ स्थितियों में, इंजन की शक्ति और गतिशीलता की गंभीर कमी होती है।
छोटी कार के लिए गैस पैदा करने वाली इकाई को छोटा बनाया जा सकता है, लेकिन यह कमी कार के आकार के अनुपात में नहीं होगी। गैस जनरेटर भी मोटरसाइकिलों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन उनके समग्र आयाम मोटरसाइकिल साइडकार के बराबर हैं। हालाँकि यह आकार बस, ट्रक, ट्रेन या जहाज के उपकरणों से काफी छोटा है।
गैस जनरेटर वाहन के उपयोग में आसानी
गैस से चलने वाली कारों के साथ एक और ज्ञात समस्या यह है कि वे बहुत उपयोगकर्ता के अनुकूल नहीं हैं (हालाँकि युद्ध के दौरान इस्तेमाल की गई तकनीक में उनमें काफी सुधार हुआ है)। हालाँकि, सुधारों के बावजूद, एक आधुनिक गैस जनरेटर को ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंचने में लगभग 10 मिनट लगते हैं, इसलिए आप अपनी कार में नहीं जा पाएंगे और तुरंत ड्राइव नहीं कर पाएंगे।
इसके अलावा, प्रत्येक बाद के ईंधन भरने से पहले, एक स्पैटुला के साथ राख को हटाना आवश्यक है - पिछले दहन से अपशिष्ट। रेज़िन निर्माण अब उतना समस्याग्रस्त नहीं है जितना 70 साल पहले था, लेकिन अब भी यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण क्षण है, क्योंकि फ़िल्टर को नियमित और कुशलता से साफ किया जाना चाहिए, जिसके लिए अतिरिक्त लगातार रखरखाव की आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, गैस से चलने वाली कार को अतिरिक्त परेशानी की आवश्यकता होती है जो गैसोलीन कार के संचालन में पूरी तरह से अनुपस्थित है।
घातक कार्बन मोनोऑक्साइड की उच्च सांद्रता के लिए संभावित पाइपलाइन लीक के खिलाफ अतिरिक्त सावधानी और निगरानी की आवश्यकता होती है। यदि इंस्टॉलेशन ट्रंक में स्थित है, तो आपको कार में सीओ सेंसर पर कंजूसी नहीं करनी चाहिए। आप किसी कमरे (गेराज) में गैस उत्पादन प्रणाली शुरू नहीं कर सकते, क्योंकि शुरू करते समय और ऑपरेटिंग मोड में प्रवेश करते समय एक खुली लौ होनी चाहिए (बाईं ओर का चित्र)।
गैस से चलने वाली कारों का बड़े पैमाने पर उत्पादन
गैस जनरेटर वोक्सवैगन बीटल संयंत्र में उत्पादित
ऊपर वर्णित सभी वाहन शौकिया इंजीनियरों द्वारा बनाए गए थे। यह माना जा सकता है कि यदि फ़ैक्टरी स्थितियों में पेशेवर रूप से गैस पैदा करने वाली कारों का उत्पादन करने का निर्णय लिया गया होता, तो, सबसे अधिक संभावना है, कई कमियाँ दूर हो गई होतीं, और अधिक फायदे होते। ऐसी कारें अधिक आकर्षक दिख सकती हैं।
उदाहरण के लिए, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान फैक्ट्री-निर्मित वोक्सवैगन में, संपूर्ण गैस-उत्पादक तंत्र हुड के नीचे छिपा हुआ था। हुड के सामने की तरफ जलाऊ लकड़ी लोड करने के लिए केवल एक हैच था। स्थापना के अन्य सभी भाग दिखाई नहीं दे रहे थे।
फ़ैक्टरी-निर्मित गैस जनरेटर कार का एक अन्य विकल्प मर्सिडीज-बेंज है। जैसा कि आप नीचे दिए गए फोटो में देख सकते हैं, संपूर्ण गैस जनरेटर तंत्र ट्रंक हुड के नीचे छिपा हुआ है।
वनों की कटाई
दुर्भाग्य से, लकड़ी गैस और जैव ईंधन का बढ़ता उपयोग एक नई समस्या पैदा कर सकता है। और गैस से चलने वाली कारों का बड़े पैमाने पर उत्पादन इस समस्या को और भी बदतर बना सकता है। यदि हम लकड़ी गैस या जैव ईंधन का उपयोग करने वाली कारों की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि करना शुरू कर देते हैं, तो पेड़ों की आपूर्ति उसी मात्रा में घटने लगेगी, और जैव ईंधन फसलें उगाने के लिए कृषि भूमि का बलिदान दिया जाएगा, जिससे अकाल पड़ सकता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान फ्रांस में गैस उत्पादन उपकरणों के उपयोग से वन भंडार में भारी कमी आई। इसी तरह, अन्य जैव ईंधन उत्पादन प्रौद्योगिकियों से मनुष्यों के लिए उपयोगी पौधों की खेती में कमी आती है।
हालाँकि, गैस पैदा करने वाली कार की मौजूदगी से इसका अधिक संयमित उपयोग हो सकता है:
10 मिनट के लिए गैस जनरेटर को गर्म करें या किराने की दुकान पर जाने के लिए साइकिल का उपयोग करें - सबसे अधिक संभावना है कि चुनाव बाद वाले के पक्ष में किया जाएगा;
समुद्र तट की यात्रा के लिए 3 घंटे तक लकड़ी काटना या ट्रेन लेना - विकल्प संभवतः बाद वाले के पक्ष में होगा।
गैस जनरेटर को शुरू करने और गर्म करने के लिए आपको कम से कम 10 मिनट का समय देना होगा
जो भी हो, गैस से चलने वाली कारों का पेट्रोल और डीजल कारों से कोई मुकाबला नहीं है। केवल तेल की वैश्विक कमी या इसकी कीमत में बहुत बड़ी वृद्धि ही हमें गैस पैदा करने वाली कार पर स्विच करने के लिए मजबूर कर सकती है।
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ज्ञान की पारिस्थितिकी। विज्ञान और प्रौद्योगिकी: अपने हाथों से बनाया गया घर का बना लकड़ी जलाने वाला गैस जनरेटर, आंतरिक दहन इंजन के साथ संयोजन में सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। यही कारण है कि घरेलू कारीगर इसे घर पर बिजली पैदा करने के लिए अपनाते हैं, या यहां तक कि इसे कार पर भी स्थापित करते हैं।
लकड़ी जलाने वाला आंतरिक दहन इंजन कोई सुदूर अतीत का भूत नहीं है। ऊर्जा स्रोत के रूप में लकड़ी का उपयोग करने वाली कारें और बिजली संयंत्र आज भी पाए जा सकते हैं। यह स्पष्ट करने योग्य है: इंजन एक निश्चित तरीके से लकड़ी को जलाकर प्राप्त गैस से संचालित होता है। ऐसी गैस का उत्पादन करने वाले प्रतिष्ठानों को गैस जनरेटर कहा जाता है; इनका उपयोग काफी लंबे समय से औद्योगिक उद्यमों में किया जाता रहा है। लेकिन क्या अपने हाथों से गैस जनरेटर बनाना संभव है और क्या यह करने लायक है? ये ऐसे प्रश्न हैं जिनका उत्तर देना हमारे लेख का उद्देश्य है।
गैस जनरेटर कैसे काम करता है?
यह समझने के लिए कि किसी घर में गैस जनरेटर के क्या लाभ हो सकते हैं, आपको इसके संचालन सिद्धांत और फिर इसकी संरचना को समझने की आवश्यकता है। तब इसके उत्पादन की लागत का अनुमान लगाना संभव होगा, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि किस प्रकार का परिणाम प्राप्त होगा।
तो, पायरोलिसिस गैस जनरेटर आंतरिक दहन इंजनों में इसके उपयोग के उद्देश्य से ठोस ईंधन से दहनशील गैसों के मिश्रण को अलग करने के लिए डिज़ाइन किए गए घटकों और असेंबली का एक जटिल है।
संदर्भ के लिए।जलाए गए ठोस ईंधन के प्रकार के आधार पर जनरेटर के डिज़ाइन एक-दूसरे से भिन्न होते हैं; हम उनमें से सबसे अधिक प्रासंगिक - लकड़ी जलाने पर विचार करेंगे।
यदि लकड़ी को किसी बंद स्थान में जलाया जाता है, जिससे ऑक्सीजन की आपूर्ति सीमित हो जाती है, तो आउटपुट दहनशील गैसों का मिश्रण हो सकता है। यहाँ उनकी सूची है:
- कार्बन मोनोऑक्साइड (कार्बन मोनोऑक्साइड CO);
- हाइड्रोजन (H2);
- मीथेन (CH4);
- अन्य असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (CnHm)।
टिप्पणी।मिश्रण में गैर-ज्वलनशील गिट्टी गैसें भी शामिल हैं: कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड), ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और जल वाष्प।
एक प्रभावी लकड़ी गैस जनरेटर को न केवल एक दहनशील मिश्रण का उत्पादन करना चाहिए, बल्कि इसे उपयोग के लिए उपयुक्त भी बनाना चाहिए। इसलिए, आंतरिक दहन इंजनों के लिए ईंधन प्राप्त करने के पूरे चक्र को निम्नलिखित चरणों से युक्त एक तकनीकी प्रक्रिया कहा जा सकता है:
- गैसीकरण: लकड़ी जलती भी नहीं है, लेकिन सुलगती है जब आपूर्ति की गई ऑक्सीजन की मात्रा पूर्ण दहन के लिए आवश्यक 33-35% होती है;
- प्राथमिक खुरदरी सफाई: पहले चरण के बाद लकड़ी के गैस जनरेटर द्वारा उत्पादित दहन उत्पादों के अस्थिर कणों को सूखे भंवर फिल्टर - एक चक्रवात का उपयोग करके अलग किया जाता है;
- द्वितीयक रफ सफाई: एक स्क्रबर - शोधक में किया जाता है, जहां ईंधन का प्रवाह पानी के माध्यम से पारित किया जाता है;
- शीतलन: 700 तक तापमान वाले दहन उत्पाद हवा या पानी के हीट एक्सचेंजर से गुजरते हैं;
- बढ़िया सफाई;
- उपभोक्ता को भेजना: यह एक कंप्रेसर द्वारा ईंधन को वितरण टैंक में पंप करना या मिक्सर को आपूर्ति करना, और फिर सीधे आंतरिक दहन इंजन में आपूर्ति करना हो सकता है।
आप नीचे प्रस्तुत तकनीकी आरेख में एक औद्योगिक गैस जनरेटर के डिजाइन और संचालन सिद्धांत पर विचार कर सकते हैं:
पूर्ण गैस उत्पादन चक्र काफी जटिल है, क्योंकि इसमें कई अलग-अलग स्थापनाएँ शामिल हैं। सबसे बुनियादी एक गैस जनरेटर है, जो नीचे की ओर संकुचित, बेलनाकार या आयताकार आकार का एक धातु स्तंभ है। स्तंभ में हवा और गैस आउटलेट के लिए पाइप हैं, साथ ही राख गड्ढे तक पहुंच हैच भी है। ईंधन लोड करने के लिए इकाई शीर्ष पर एक ढक्कन से सुसज्जित है; चिमनी शरीर से जुड़ी नहीं है; यह बस गायब है। स्तंभ के अंदर होने वाली दहन और पायरोलिसिस प्रक्रिया गैस जनरेटर आरेख द्वारा अच्छी तरह से परिलक्षित होती है:
स्तंभ के अंदर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की जटिलताओं में जाने के बिना, हम ध्यान दें कि ऊपर वर्णित गैसों का मिश्रण इसके बाहर निकलने पर प्राप्त होता है। केवल यह कणों और दहन उपोत्पादों से दूषित होता है और इसका तापमान उच्च होता है। किसी भी डिज़ाइन के गैस जनरेटर के चित्र का अध्ययन करने पर, आप देखेंगे कि अन्य सभी उपकरण गैस को सामान्य स्थिति में लाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हवा को कर्षण या उड़ाने वाली मशीन (सरल शब्दों में - एक प्रशंसक) द्वारा दहन क्षेत्र में मजबूर किया जाता है।
यह कहा जाना चाहिए कि घर का बना लकड़ी जलाने वाला गैस जनरेटर घरेलू कारीगरों द्वारा कम जटिल डिजाइन के साथ बनाया जाता है और इसमें गैस छोड़ने की तकनीक कुछ हद तक सरल होती है, जिसके बारे में नीचे चर्चा की जाएगी।
गैस जनरेटर के बारे में मिथक
इंटरनेट पर, आप अक्सर ऐसी इकाइयों के संचालन के बारे में कई निराधार दावे और गैस जनरेटर के उपयोग के बारे में परस्पर विरोधी जानकारी पा सकते हैं। आइए इन सभी मिथकों को दूर करने का प्रयास करें।
पहला मिथक इस तरह लगता है: गैस जनरेटर इकाई की दक्षता 95% तक पहुंच जाती है, जो कि 60-70% की दक्षता वाले ठोस ईंधन बॉयलरों की तुलना में बहुत अधिक है। इसलिए इसकी मदद से घर को गर्म करना ज्यादा लाभदायक है। जानकारी शुरू से ही गलत है; आप घर के लिए घरेलू गैस जनरेटर और ठोस ईंधन बॉयलर की तुलना नहीं कर सकते हैं; ये इकाइयाँ अलग-अलग कार्य करती हैं। पहले का काम ज्वलनशील गैस पैदा करना है, दूसरे का काम पानी को गर्म करना है।
जब उत्पादन उपकरण के बारे में बात की जाती है, तो इसकी दक्षता प्राप्त उत्पाद की मात्रा और गैस की मात्रा का अनुपात है, जिसे सैद्धांतिक रूप से लकड़ी से अलग किया जा सकता है, जिसे 100% से गुणा किया जा सकता है। बॉयलर दक्षता लकड़ी की उत्पन्न तापीय ऊर्जा और सैद्धांतिक कैलोरी मान का अनुपात है, जिसे 100% से गुणा किया जाता है। इसके अलावा, प्रत्येक बायोगैस संयंत्र, गैस जनरेटर की तो बात ही छोड़ दें, कार्बनिक पदार्थों से 95% दहनशील ईंधन नहीं निकाल सकता है।
निष्कर्ष।मिथक का सार यह है कि वे दक्षता के माध्यम से द्रव्यमान या आयतन की तुलना ऊर्जा की इकाइयों से करने की कोशिश कर रहे हैं, और यह अस्वीकार्य है।
एक पारंपरिक पायरोलिसिस बॉयलर के साथ घर को गर्म करना आसान और अधिक कुशल है, जो उसी तरह लकड़ी से ज्वलनशील गैसों को छोड़ता है और अतिरिक्त दहन कक्ष में माध्यमिक वायु की आपूर्ति का उपयोग करके उन्हें तुरंत जला देता है।
दूसरा मिथक यह है कि आप बंकर में किसी भी नमी वाली सामग्री का ईंधन डाल सकते हैं। आप इसे लोड कर सकते हैं, लेकिन केवल निकलने वाली गैस की मात्रा 10-25% या उससे भी अधिक कम हो जाती है। इस संबंध में, आदर्श विकल्प एक गैस जनरेटर है जो चारकोल पर चलता है, जिसमें लगभग कोई नमी नहीं होती है। और इसलिए पायरोलिसिस की तापीय ऊर्जा पानी के वाष्पीकरण पर खर्च होती है, भट्ठी में तापमान गिर जाता है और प्रक्रिया धीमी हो जाती है।
मिथक तीन - किसी इमारत को गर्म करने की लागत कम हो जाती है। इसे जांचना मुश्किल नहीं है; बस लकड़ी से जलने वाले गैस जनरेटर और पारंपरिक ठोस ईंधन बॉयलर की लागत की तुलना करें, जो स्वयं द्वारा बनाया गया है। साथ ही आपको एक जल तापन उपकरण की आवश्यकता होगी जो लकड़ी की गैसों को जला सके, उदाहरण के लिए, एक कन्वेक्टर। अंततः, इस पूरे सिस्टम को संचालित करने में बहुत समय और प्रयास लगेगा।
निष्कर्ष।अपने हाथों से बनाया गया घर का बना लकड़ी जलाने वाला गैस जनरेटर, आंतरिक दहन इंजन के साथ संयोजन में सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। यही कारण है कि घरेलू कारीगर इसे घर पर बिजली पैदा करने के लिए अपनाते हैं, या यहां तक कि इसे कार पर भी स्थापित करते हैं।
ऑटोमोटिव गैस जनरेटर
आपको यह समझने की आवश्यकता है कि कार के लिए गैस जनरेटर काफी कॉम्पैक्ट होना चाहिए, बहुत भारी नहीं होना चाहिए और साथ ही कुशल भी होना चाहिए। विदेशी सहकर्मी, जिनकी आय हमारी तुलना में बहुत अधिक है, स्टेनलेस स्टील से जनरेटर हाउसिंग, साइक्लोन और कूलिंग फिल्टर बनाते हैं। यह आपको धातु की आधी मोटाई लेने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि इकाई बहुत हल्की निकलेगी। हमारी वास्तविकताओं में, गैस जनरेटर को इकट्ठा करने के लिए पाइप, पुराने प्रोपेन सिलेंडर, अग्निशामक यंत्र और अन्य उपलब्ध सामग्रियों का उपयोग किया जाता है।
नीचे पुराने UralZIS-352 ट्रकों पर स्थापित गैस जनरेटर का एक चित्र है, और आपको यूनिट को असेंबल करते समय मार्गदर्शन के लिए इसका उपयोग करना चाहिए:
हमारे कारीगर अक्सर बाहरी टैंक को तरलीकृत प्रोपेन सिलेंडर से बनाते हैं; आंतरिक टैंक को ZIL या कामाज़ ट्रक के रिसीवर से बनाया जा सकता है। जाली मोटी धातु से बनी होती है, पाइप संबंधित पाइप व्यास के बने होते हैं। क्लैंप वाला ढक्कन सिलेंडर के कटे हुए शीर्ष से या शीट स्टील से बनाया जा सकता है। ढक्कन की सील ग्रेफाइट संसेचन के साथ एस्बेस्टस कॉर्ड से बनी है।
एक मोटा फिल्टर - कारों के लिए एक चक्रवात - एक पुराने अग्निशामक यंत्र या पाइप के एक साधारण टुकड़े से बनाया जाता है। पाइप के निचले भाग में राख उतारने के लिए एक फिटिंग के साथ एक शंक्वाकार नोजल होता है, और शीर्ष पर अंत एक कसकर वेल्डेड ढक्कन के साथ बंद होता है। शुद्ध गैसों के लिए आउटलेट पाइप इसमें काटा जाता है, और किनारे पर एक दूसरी फिटिंग होती है जहां दहन उत्पादों की आपूर्ति की जाएगी। चक्रवात का कार्यात्मक क्रॉस-अनुभागीय आरेख चित्र में दिखाया गया है:
चूंकि कार गैस जनरेटर उच्च तापमान पर गैसों का उत्पादन करता है, इसलिए उन्हें ठंडा करने की आवश्यकता होती है। इसके दो कारण हैं:
- गर्म गैसीय ईंधन का घनत्व बहुत कम होता है और इसे आंतरिक दहन इंजन के सिलेंडरों में प्रज्वलित करना आसान नहीं होगा;
- मोटर की गर्म सतहों के संपर्क में आने पर स्वतःस्फूर्त प्रकोप का खतरा होता है।
इग्निशन के दौरान पूरे रास्ते में गैसों की आवाजाही एक पंखे द्वारा सुनिश्चित की जाती है, और इंजन शुरू करने के बाद, सिस्टम में आवश्यक वैक्यूम दिखाई देता है, पंखा बंद हो जाता है।
ठंडा करने के लिए, कारीगर साधारण पंख वाले हीटिंग रेडिएटर्स का उपयोग करते हैं, उन्हें कार पर इस तरह रखते हैं कि गाड़ी चलाते समय वे जितना संभव हो सके हवा से उड़ाए जाते हैं। कभी-कभी आधुनिक बाईमेटेलिक रेडिएटर्स का भी उपयोग किया जाता है। गैस जनरेटर इंजन में प्रवेश करने से पहले ईंधन को बारीक सफाई की आवश्यकता होती है, इसके लिए अपने विवेक से विभिन्न प्रकार के फिल्टर का उपयोग किया जाता है। सभी नोड्स को आरेख के अनुसार एक इंस्टॉलेशन में संयोजित किया गया है:
और अंतिम भाग मिक्सर है, जो गैस-वायु मिश्रण के अनुपात को विनियमित करने के लिए आवश्यक है। तथ्य यह है कि लकड़ी गैस का ऊष्मीय मान केवल 4.5 एमजे/एम3 है, जबकि कारों में उपयोग की जाने वाली प्राकृतिक गैस का ऊष्मीय मान 34 एमजे/एम3 है। इसलिए, ईंधन और हवा का अनुपात अलग-अलग होना चाहिए और एक डैम्पर का उपयोग करके इसे समायोजित करने की आवश्यकता होगी।
निष्कर्ष
गैसोलीन के बजाय लकड़ी जलाने के विचार के आकर्षण के बावजूद, आधुनिक परिस्थितियों में यह व्यावहारिक रूप से अव्यवहार्य है। लंबे समय तक इग्निशन, मध्यम और उच्च गति पर गाड़ी चलाना, जो आंतरिक दहन इंजन के जीवन को प्रभावित करता है, आराम की कमी - यह सब मौजूदा इंस्टॉलेशन को सामान्य जिज्ञासाएं बनाता है जिनका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन घरेलू बिजली संयंत्र के लिए गैस जनरेटर बनाना बिल्कुल अलग मामला है। एक परिवर्तित डीजल आंतरिक दहन इंजन के साथ एक स्थिर इकाई घर को बिजली देने के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकती है। प्रकाशित
आइए तुरंत आरक्षण करें: यदि कोई कार लकड़ी पर चलती है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि यह बिना रेल वाला भाप इंजन है। अपने अलग फायरबॉक्स, बॉयलर और डबल-ट्रिपल विस्तार सिलेंडर के साथ स्टीम इंजन की कम दक्षता ने स्टीम कारों को भूले हुए विदेशी लोगों के बीच छोड़ दिया। और आज हम परिचित आंतरिक दहन इंजनों, मोटरों के साथ "लकड़ी जलाने" वाले परिवहन के बारे में बात करेंगे जो अपने अंदर ईंधन जलाते हैं।
बेशक, कोई भी अभी तक गैसोलीन के बजाय लकड़ी (या कुछ इसी तरह) को कार्बोरेटर में धकेलने में सफल नहीं हुआ है, लेकिन कार में सीधे लकड़ी से ज्वलनशील गैस प्राप्त करने और इसे ईंधन के रूप में सिलेंडर में डालने का विचार जोर पकड़ गया है। कई वर्षों के लिए। हम गैस पैदा करने वाली कारों के बारे में बात कर रहे हैं, ऐसी कारें जिनके क्लासिक आंतरिक दहन इंजन जनरेटर गैस पर चलते हैं, जो लकड़ी, कार्बनिक ब्रिकेट या कोयले से प्राप्त होती है। वैसे, ऐसी मशीनें सामान्य तरल ईंधन से भी इनकार नहीं करती हैं - वे गैसोलीन पर भी चल सकती हैं।
पवित्र सादगी
प्रोड्यूसर गैस गैसों का मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड CO और हाइड्रोजन H2 शामिल हैं। ऐसी गैस सीमित मात्रा में हवा की स्थिति में मोटी परत में रखी लकड़ी को जलाने से प्राप्त की जा सकती है। एक ऑटोमोबाइल गैस जनरेटर, एक अनिवार्य रूप से सरल इकाई, लेकिन अतिरिक्त प्रणालियों द्वारा भारी और संरचनात्मक रूप से जटिल, इस सरल सिद्धांत पर काम करता है।
इसके अलावा, जनरेटर गैस के वास्तविक उत्पादन के अलावा, एक ऑटोमोबाइल गैस जनरेटर इकाई इसे ठंडा करती है, शुद्ध करती है और हवा के साथ मिलाती है। तदनुसार, क्लासिक इंस्टॉलेशन के डिज़ाइन में गैस जनरेटर, मोटे और महीन फिल्टर, कूलर, इग्निशन प्रक्रिया और पाइपलाइनों को तेज करने के लिए एक बिजली का पंखा शामिल है।
मैं रिफाइनरी अपने साथ ले जाता हूं
सबसे सरल गैस जनरेटर में एक ऊर्ध्वाधर सिलेंडर का रूप होता है जिसमें ईंधन लगभग शीर्ष तक लोड किया जाता है - जलाऊ लकड़ी, कोयला, पीट, दबाए गए छर्रों, आदि। दहन क्षेत्र नीचे स्थित है, यहीं, जलते हुए ईंधन की निचली परत में, एक उच्च तापमान (1,500 डिग्री सेल्सियस तक) बनता है, जो ईंधन मिश्रण के भविष्य के घटकों - कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ और हाइड्रोजन को अलग करने के लिए आवश्यक है। H2 - ऊपरी परतों से। इसके बाद, इन गैसों का गर्म मिश्रण कूलर में प्रवेश करता है, जिससे तापमान कम हो जाता है, जिससे गैस की विशिष्ट कैलोरी सामग्री बढ़ जाती है। इस अपेक्षाकृत बड़ी इकाई को आमतौर पर कार बॉडी के नीचे रखा जाना था। गैस प्रवाह के बगल में स्थित एक फिल्टर-क्लीनर भविष्य के ईंधन मिश्रण से अशुद्धियों और राख को हटा देता है। इसके बाद, गैस को मिक्सर में भेजा जाता है, जहां इसे हवा के साथ जोड़ा जाता है, और अंत में तैयार मिश्रण को कार इंजन के दहन कक्ष में भेजा जाता है।
गैस जनरेटर के साथ ZIS-21 कार का आरेख
जैसा कि आप देख सकते हैं, ट्रक या कार पर सीधे ईंधन उत्पादन प्रणाली ने काफी जगह घेर ली और वजन भी काफी ज्यादा हो गया। लेकिन खेल मोमबत्ती के लायक था. अपने स्वयं के - और मुफ़्त - ईंधन के लिए धन्यवाद, ईंधन आपूर्ति अड्डों से सैकड़ों और हजारों किलोमीटर दूर स्थित उद्यम अपने स्वयं के स्वायत्त परिवहन का खर्च उठा सकते हैं। लंबे समय तक, यह लाभ गैस पैदा करने वाले वाहनों की सभी कमियों पर हावी नहीं हो सका, और उनमें से कई थे:
- प्रति भराव माइलेज में महत्वपूर्ण कमी;
- वाहन की वहन क्षमता में 150-400 किलोग्राम की कमी;
— शरीर की उपयोगी मात्रा में कमी;
- गैस जनरेटर को "ईंधन भरने" की परेशानी भरी प्रक्रिया;
- नियमित रखरखाव कार्य का एक अतिरिक्त सेट;
— जनरेटर शुरू करने में 10-15 मिनट लगते हैं;
- इंजन की शक्ति में उल्लेखनीय कमी।
ZiS 150UM, गैस जनरेटर इकाई NAMI 015UM के साथ प्रायोगिक मॉडल
टैगा में कोई गैस स्टेशन नहीं हैं
गैस से चलने वाले वाहनों के लिए लकड़ी हमेशा से मुख्य ईंधन रही है। सबसे पहले, निश्चित रूप से, जहां जलाऊ लकड़ी की बहुतायत है - लॉगिंग में, फर्नीचर और निर्माण उत्पादन में। "गैसजेन" के उत्कर्ष के युग में लकड़ी के औद्योगिक उपयोग के लिए पारंपरिक लकड़ी प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियाँ लगभग 30% वन द्रव्यमान को बर्बाद कर देती थीं। इनका उपयोग ऑटोमोबाइल ईंधन के रूप में किया जाता था। यह दिलचस्प है कि घरेलू "गैसजेन" के संचालन के नियमों ने औद्योगिक लकड़ी के उपयोग पर सख्ती से रोक लगा दी है, क्योंकि वानिकी उद्योग से अपशिष्ट की बहुतायत थी। नरम और कठोर दोनों प्रकार की लकड़ियाँ गैस जनरेटर के लिए उपयुक्त थीं।
एकमात्र आवश्यकता यह है कि चॉक्स पर कोई सड़ांध न हो। जैसा कि यूएसएसआर के वैज्ञानिक ऑटोमोटिव और ट्रैक्टर इंस्टीट्यूट में 30 के दशक में किए गए कई अध्ययनों से पता चला है, ओक, बीच, राख और बर्च ईंधन के रूप में सबसे उपयुक्त हैं। जिन गांठों से गैस जनरेटर बॉयलरों को ईंधन दिया जाता था, उनमें अक्सर 5-6 सेंटीमीटर के किनारे के साथ एक आयताकार आकार होता था। कृषि अपशिष्ट (पुआल, भूसी, चूरा, छाल, पाइन शंकु, आदि) को विशेष ब्रिकेट में दबाया जाता था और गैस जनरेटर भी उनसे "भरे" जाते थे।
गैस इंजनों का मुख्य नुकसान, जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, प्रति भराव उनका कम माइलेज है। तो, सोवियत ट्रकों पर लकड़ी के लट्ठों का एक भार (नीचे देखें) 80-85 किमी से अधिक के लिए पर्याप्त नहीं था। यह ध्यान में रखते हुए कि ऑपरेटिंग मैनुअल टैंक 50-60% खाली होने पर "ईंधन भरने" की सिफारिश करता है, रिफिल के बीच का माइलेज 40-50 किमी तक कम हो जाता है। दूसरे, स्वयं संस्थापन, जो जनरेटर गैस का उत्पादन करता है, का वजन कई सौ किलोग्राम होता है। इसके अलावा, इस गैस पर चलने वाले इंजन अपने गैसोलीन समकक्षों की तुलना में 30-35% कम बिजली पैदा करते हैं।
जलाऊ लकड़ी के लिए कारों को फिर से तैयार करना
कारों को गैस जनरेटर पर चलने के लिए अनुकूलित करना पड़ा, लेकिन परिवर्तन गंभीर नहीं थे और कभी-कभी कारखाने के बाहर भी उपलब्ध थे। सबसे पहले, इंजनों में संपीड़न अनुपात बढ़ाया गया ताकि बिजली की हानि इतनी महत्वपूर्ण न हो। कुछ मामलों में, इंजन सिलेंडरों की फिलिंग को बेहतर बनाने के लिए टर्बोचार्जिंग का भी उपयोग किया गया था। कई "गैसीकृत" कारें बढ़ी हुई दक्षता वाले विद्युत जनरेटर से सुसज्जित थीं, क्योंकि फायरबॉक्स में हवा उड़ाने के लिए काफी शक्तिशाली बिजली के पंखे का उपयोग किया जाता था।
ZIS-13
कर्षण विशेषताओं को बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से ट्रकों के लिए, कम इंजन शक्ति के साथ, ट्रांसमिशन अनुपात को उच्च बनाया गया था। आवाजाही की गति कम हो गई, लेकिन जंगल और अन्य रेगिस्तानी और दूरदराज के इलाकों में इस्तेमाल होने वाली कारों के लिए इसका निर्णायक महत्व नहीं था। भारी गैस जनरेटर के कारण वजन वितरण में परिवर्तन की भरपाई के लिए, कुछ कारों में निलंबन को मजबूत किया गया था।
इसके अलावा, "गैस" उपकरण की भारीता के कारण, कार को पुनर्व्यवस्थित करना आंशिक रूप से आवश्यक था: बदलें, कार्गो प्लेटफ़ॉर्म को स्थानांतरित करें या ट्रक केबिन को काटें, ट्रंक को छोड़ दें, निकास प्रणाली को स्थानांतरित करें।
यूएसएसआर और विदेशों में "गैसजेन" का स्वर्ण युग
गैस पैदा करने वाली कारों का उत्कर्ष पिछली सदी के 30-40 के दशक में हुआ। उसी समय, कारों और छोटे सिद्ध तेल भंडार (यूएसएसआर, जर्मनी, स्वीडन) की बड़ी जरूरतों वाले कई देशों में, बड़े उद्यमों और वैज्ञानिक संस्थानों के इंजीनियरों ने लकड़ी से चलने वाले वाहनों का विकास शुरू किया। सोवियत विशेषज्ञ ट्रक बनाने में अधिक सफल रहे।
जीएजेड-42
1935 से महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध की शुरुआत तक, वानिकी उद्योग मंत्रालय और गुलाग (शिविरों का मुख्य निदेशालय, अफसोस, उस समय की वास्तविकताओं) के विभिन्न उद्यमों में, GAZ-AA डेढ़ ट्रक और ZIS -5 तीन-टन ट्रकों, साथ ही उन पर आधारित बसों को लकड़ी पर काम करने के लिए फिर से बनाया गया था। इसके अलावा, ट्रकों के गैस जनरेटर संस्करण वाहन निर्माताओं द्वारा अलग-अलग बैचों में उत्पादित किए गए थे। उदाहरण के लिए, सोवियत ऑटो इतिहासकार 33,840 का आंकड़ा उद्धृत करते हैं - यह वह संख्या है जो गैस पैदा करने वाले "डेढ़" GAZ-42 का उत्पादन किया गया था। मॉस्को में ZIS मॉडल ZIS-13 और ZIS-21 गैस जनरेटर की 16 हजार से अधिक इकाइयों का उत्पादन किया गया।
ZIS-21
युद्ध-पूर्व अवधि के दौरान, सोवियत इंजीनियरों ने गैस जनरेटर इकाइयों के 300 से अधिक विभिन्न संस्करण बनाए, जिनमें से 10 बड़े पैमाने पर उत्पादन तक पहुंच गए। युद्ध के दौरान, धारावाहिक कारखानों ने सरलीकृत प्रतिष्ठानों के चित्र तैयार किए जिन्हें जटिल उपकरणों के उपयोग के बिना ऑटो मरम्मत की दुकानों में स्थानीय स्तर पर निर्मित किया जा सकता था। यूएसएसआर के उत्तरी और उत्तरपूर्वी क्षेत्रों के निवासियों की यादों के अनुसार, लकड़ी जलाने वाले ट्रक बीसवीं सदी के 70 के दशक तक बाहरी इलाकों में पाए जा सकते थे।
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मनी में गैसोलीन की भारी कमी थी। दो कंपनियों (वोक्सवैगन और मर्सिडीज-बेंज) के डिज़ाइन ब्यूरो को उनकी लोकप्रिय कॉम्पैक्ट कारों के गैस-उत्पादक संस्करण विकसित करने का काम सौंपा गया था। दोनों कंपनियों ने काफी कम समय में काम पूरा कर लिया। वोक्सवैगन बीटल और मर्सिडीज-बेंज 230 ने उत्पादन लाइन में प्रवेश किया। यह दिलचस्प है कि उत्पादन कारों के अतिरिक्त उपकरण "यात्री कारों" के मानक आयामों से आगे भी नहीं बढ़े। वोक्सवैगन और भी आगे बढ़ गया और "लकड़ी जलाने वाली" सेना वोक्सवैगन टूर 82 ("कुबेलवेगन") का एक प्रोटोटाइप बनाया।
वोक्सवैगन टूर 82
आज लकड़ी जलाने वाली मशीनें
सौभाग्य से, गैस पैदा करने वाली कारों का मुख्य लाभ - गैस स्टेशन नेटवर्क से स्वतंत्रता - आज कम प्रासंगिक हो गई है। हालाँकि, आधुनिक पर्यावरणीय रुझानों के आलोक में, लकड़ी से जलने वाली कारों का एक और फायदा सामने आया है - ईंधन उत्पादन के लिए अतिरिक्त ऊर्जा खपत के बिना, बिना किसी रासायनिक तैयारी के नवीकरणीय ईंधन पर चलना। जैसा कि सैद्धांतिक गणना और व्यावहारिक परीक्षणों से पता चलता है, एक लकड़ी जलाने वाला इंजन अपने उत्सर्जन से वातावरण को एक समान इंजन की तुलना में कम नुकसान पहुँचाता है, लेकिन पहले से ही गैसोलीन या डीजल ईंधन पर चल रहा है। निकास गैस की मात्रा प्राकृतिक गैस पर चलने वाले आंतरिक दहन इंजनों के उत्सर्जन के समान है।
फिर भी, लकड़ी जलाने वाली कारों के विषय ने अपनी पूर्व लोकप्रियता खो दी है। यह मुख्य रूप से उत्साही इंजीनियर हैं, जो ईंधन बचाने के लिए या प्रयोग के तौर पर गैस जनरेटर के बारे में भूलने से बचने के लिए अपनी निजी कारों को जनरेटर गैस पर चलाने के लिए परिवर्तित करते हैं। सोवियत के बाद के अंतरिक्ष में, AZLK-2141 और GAZ-24 कारों, GAZ-52 ट्रक, RAF-2203 मिनीबस आदि पर आधारित "गैसजेन" के सफल उदाहरण हैं। डिजाइनरों के अनुसार, उनकी रचनाएँ यात्रा कर सकती हैं 80-90 किमी/घंटा की गति से 120 किमी तक।
जीएजेड-52
उदाहरण के लिए, GAZ-52, जिसे 2009 में ज़ाइटॉमिर इंजीनियरों द्वारा जलाऊ लकड़ी में परिवर्तित किया गया था, प्रति 100 किमी में लगभग 50 किलोग्राम लकड़ी के ढेर की खपत करता है। डिजाइनरों के अनुसार, हर 75-80 किमी पर जलाऊ लकड़ी जोड़ने की जरूरत होती है। गैस जनरेटर इकाई, पारंपरिक रूप से ट्रकों के लिए, कैब और बॉडी के बीच स्थित होती है। फायरबॉक्स को प्रज्वलित करने के बाद, GAZ-52 को चलना शुरू करने से पहले लगभग 20 मिनट बीतने चाहिए (जनरेटर के संचालन के पहले मिनटों में, इससे उत्पन्न होने वाली गैस में आवश्यक दहनशील गुण नहीं होते हैं)। डेवलपर्स की गणना के अनुसार, लकड़ी का उपयोग करके 1 किमी डीजल ईंधन या गैसोलीन का उपयोग करने की तुलना में 3-4 गुना सस्ता है।
गैस जनरेटर इकाई GAZ-52
आज एकमात्र देश जहां लकड़ी जलाने वाली कारों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है वह उत्तर कोरिया है। पूर्ण वैश्विक अलगाव के कारण, वहाँ तरल ईंधन की एक निश्चित कमी है। और जलाऊ लकड़ी फिर से उन लोगों की मदद के लिए आती है जो खुद को कठिन परिस्थितियों में पाते हैं।
गैसीकरण के दौरान, लकड़ी का कार्बनिक भाग ज्वलनशील गैस और तरल उत्पादों में परिवर्तित हो जाता है। गैसीकरण गैस जनरेटर नामक उपकरणों के ऊर्ध्वाधर शाफ्ट में किया जाता है। गैस जनरेटर शाफ्ट में तीन मुख्य प्रक्रियाएं होती हैं, जिन्हें मोटे तौर पर चित्र में दर्शाए गए क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है (चित्र 23)।
गैस जनरेटर के ऊपरी भाग में, लकड़ी को सुखाया जाता है (ज़ोन I), फिर सूखे ईंधन को कम कार्बोनाइजेशन के अधीन किया जाता है - गर्म गैस के प्रवाह में थर्मल अपघटन, जो भट्ठी से चलती है और गैस जनरेटर की गर्दन तक ट्यूयर को उड़ाती है। (जोन II).
तीसरे, अंतिम क्षेत्र में, गैसीकरण की प्रक्रिया स्वयं होती है, जिसके अधीन अब लकड़ी नहीं होती है, बल्कि कोयला, लकड़ी के कम तापमान वाले कार्बोनाइजेशन का उत्पाद होता है। यहां, कोक कार्बन (चारकोल) को ग्रेट के माध्यम से और ब्लास्ट ट्यूयर्स के माध्यम से खदान को आपूर्ति की जाने वाली वायु ऑक्सीजन के वातावरण में ऑक्सीकरण किया जाता है। अन्य प्रकार के ठोस ईंधन (जीवाश्म कोयला, शेल, कोक और पीट) को गैसीकृत करते समय, कभी-कभी वायु विस्फोट के बजाय भाप-ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।
जब वायुमंडलीय ऑक्सीजन और कोक परस्पर क्रिया करते हैं, तो कार्बन ऑक्सीकरण निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है:
ए) सी + 03 सीओए + 97 650 किलो कैलोरी/किलो - मोल;
बी) सी + 4- ओ.. ->- सीओ + 29 450 किलो कैलोरी/किलो - मोल.
कार्बन डाइऑक्साइड CO2 का एक भाग, उच्च तापमान पर गर्म किए गए कोक कार्बन के साथ क्रिया करके, प्रतिक्रिया द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड CO में परिवर्तित हो जाता है
सी + सीओ 2 ^ 2 सीओ + 38,790 किलो कैलोरी/किलो - मोल.
अवलोकनों से पता चला है कि एक मोटी परत में लकड़ी के ईंधन के गैसीकरण के दौरान, उल्लिखित प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड बनता है।
टुकड़ेकोयले को एक गैस फिल्म से ढक दिया जाता है, जिसके माध्यम से गैस के अणु कोयले की सतह पर फैल जाते हैं, और प्रतिक्रिया उत्पादों को सतह से हटा दिया जाता है, जो ठोस के अलग-अलग टुकड़ों के बीच गैस स्थान में प्रवेश करते हैं। प्रसार प्रवाह की तीव्रता कई कारकों पर निर्भर करती है।
जब किसी ठोस और गैस के अणुओं के बीच रासायनिक संपर्क की दर बहुत अधिक होती है, तो समग्र परिणाम
विषम प्रतिक्रियाओं में प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के बीच परस्पर क्रिया प्रसार प्रक्रियाओं की तीव्रता पर निर्भर करेगी। इस मामले में, कोयला गैसीकरण की प्रक्रिया तथाकथित प्रसार क्षेत्र में होती है।
जब किसी ठोस और गैस के अणुओं के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया की दर एक निर्णायक कारक होती है, तो प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के बीच की बातचीत प्रक्रिया के गतिज क्षेत्र में चली जाती है।
जैसे-जैसे गैस का वेग बढ़ता है और कोयले के टुकड़ों का आकार घटता है, गैस फिल्म की मोटाई कम होती जाती है।
बढ़ते तापमान और गैस प्रवाह की गति के साथ इसके प्रसार क्षेत्र में गैसीकरण प्रक्रिया की गति बढ़ जाएगी। कोक कार्बन और गैस अणुओं के बीच रासायनिक संपर्क की दर, यानी, गैसीकरण प्रक्रिया, इसके गतिज क्षेत्र में तापमान बढ़ने के साथ हमेशा बढ़ेगी।
विभिन्न कोयले से प्राप्त कोक की प्रतिक्रियाशीलता समान नहीं है, और यह CO2 और जल वाष्प के साथ कार्बन की रासायनिक बातचीत की दर की विशेषता है।
उदाहरण के लिए, जीवाश्म कोयले की तुलना में चारकोल की प्रतिक्रियाशीलता अधिक होती है।
इसलिए, लकड़ी के गैसीकरण के मामले में, लकड़ी कोक कार्बन का ऑक्सीकरण प्रक्रिया के प्रसार क्षेत्र में होगा।
ज़ोन III (गैसीकरण उचित) में, उच्च तापमान विकसित होता है। सैद्धांतिक रूप से, यह लगभग 1600° हो सकता है। परिणामस्वरूप, ईंधन की राख विलीन हो जाती है, और उड़ाने वाले उपकरण स्लैग हो जाते हैं और अक्सर नष्ट हो जाते हैं। इन घटनाओं के कारण वायु आपूर्ति में व्यवधान के कारण गैस जनरेटर समय से पहले बंद हो जाता है। उनसे निपटने के लिए, गैस जनरेटर को आपूर्ति की जाने वाली हवा में 90-120 ग्राम/एन जोड़ना पर्याप्त है। l3 संतृप्त जल वाष्प।
विस्फोट में भाप की आपूर्ति से गैस के कैलोरी मान में थोड़ी वृद्धि होती है।
वायु विस्फोट के विपरीत, कृत्रिम रूप से भाप से सिक्त किया गया वायु-भाप विस्फोट कहलाता है। विस्फोट के आर्द्रीकरण की डिग्री उसके तापमान से नियंत्रित होती है, जो आमतौर पर 45-55° के दायरे में और कभी-कभी इससे अधिक बनी रहती है। ब्लास्ट में भाप मिलाने से गैसीकरण क्षेत्र का तापमान ही 1100-1200° तक कम हो जाता है, जो ब्लास्ट उपकरणों के लिए पहले से ही सुरक्षित है।
भाप-वायु विस्फोट के दौरान, निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ होती हैं:
ए) सी + एच20 -> सीओ + ना - 28,300 किलो कैलोरी/किलो - मोल
बी) सी + 2 एच20 सीओए + 2 एच2 - 17,970 kcalkg - वे कहते हैं,
बी) CO + H20 CO2 ± 10 410 पर किलो कैलोरी/किलो - मोल.
विस्फोट का जल वाष्प आमतौर पर इन प्रतिक्रियाओं द्वारा पूरी तरह से उपभोग नहीं किया जाता है, लेकिन 70-75% तक। भाप के साथ विस्फोट के महत्वपूर्ण आर्द्रीकरण और तापमान में कमी के साथ, प्रतिक्रियाएं "ए" और "बी" गतिज क्षेत्र में जा सकती हैं प्रक्रिया का.
हवा में नाइट्रोजन की अपरिहार्य उपस्थिति के कारण, निम्नलिखित समीकरण के अनुसार वायु विस्फोट के दौरान गैसीकरण क्षेत्र में प्राप्त गैस में सीओ के गठन की कल्पना करना सैद्धांतिक रूप से संभव है:
2 सी + 02 + 3.76 एन2 - 2 सीओ + 3.76 एन3,
गैस की संरचना किससे मेल खाती है वीआयतन अंश: CO -34.7%-। एन2 - 65.3%।
यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि वायु विस्फोट के दौरान लकड़ी के कोक के वास्तविक गैसीकरण के क्षेत्र में गैस की संरचना सैद्धांतिक से बहुत कम भिन्न होती है। 1 से किलोग्रामकार्बन गैस आउटपुट
5.37 के बराबर एन। एम3 एस ऊष्मीय मान 1060. से
प्रस्तुत आंकड़ों से पता चलता है कि एक आदर्श वायु प्रक्रिया के साथ, गैसीकरण की तापीय दक्षता, ठंड पर निर्भर करती है
5.37 1060 _ _ गैस, g^ = 0.7 के बराबर।
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