A fa elgázosítása. Faelgázosítás Biomassza források elgázosításhoz

Gázgenerátoros autó

A második világháború idején Európában szinte minden járművet úgy alakítottak át, hogy fát használjon üzemanyagként.
Futó autók fa gáz(más néven g gázgenerátoros járművek) bár megjelenésükben elveszítik eleganciájukat, környezetbarátságukat tekintve nagyon hatékonyak benzines társaikhoz képest, és egyenrangúak lehetnek az elektromos autókkal.
Az emelkedő üzemanyagárak új érdeklődést keltenek e már-már elfeledett technológia iránt: világszerte tucatnyi hobbi járkál a város utcáin házi készítésű gázüzemű autóikkal.

Az elgázosító gázképződés folyamata (gázszintézis), amelyben a szerves anyag gyúlékony gázzá alakul, hő hatására 1400 °C-on kezd megjelenni.

A fa első felhasználása gyúlékony gáz előállítására 1870-re nyúlik vissza, amikor utcai világításra és főzésre használták.

Az 1920-as években német mérnök Georges Humbert fejlett generátor, fagáz előállítása mobil felhasználásra. A keletkező gázt megtisztították, enyhén lehűtötték, majd az autómotor égésterébe táplálták, miközben a motort gyakorlatilag nem kellett módosítani.

1931 óta megkezdődött az Embera generátorok tömeggyártása. Az 1930-as évek végén már körülbelül 9000 jármű használt gázgenerátort kizárólag Európában.

A második világháború

A gáztermelő technológiák a második világháború idején váltak általánossá sok európai országban a fosszilis és folyékony tüzelőanyagok korlátozásai és hiánya miatt. Csak Németországban a háború végéig mintegy 500 000 autót szereltek fel gázgenerátorral, hogy fagázzal működjenek.

Gázüzemű polgári autók a második világháborúból

Körülbelül 3000 „benzinkút” épült, ahol a sofőrök felhalmozhattak tűzifát. Nemcsak az autókat, hanem a teherautókat, buszokat, traktorokat, motorkerékpárokat, hajókat és vonatokat is felszerelték gázgenerátorral. Még néhány tartályt is felszereltek gázgenerátorral, bár katonai célokra a németek folyékony szintetikus (fából vagy szénből készült) tüzelőanyagot gyártottak.

500 000 gázüzemű polgári jármű a németországi háború végére

1942-ben (amikor a technológia még nem érte el népszerűsége csúcsát) Svédországban mintegy 73 000, Franciaországban 65 000, Dániában 10 000, Ausztriában és Norvégiában 9 000, Svájcban pedig csaknem 8 000 gázüzemű autó volt. Finnországban 1944-ben 43 000 gázüzemű jármű volt, ebből 30 000 busz és teherautó, 7 000 személygépkocsi, 4 000 traktor és 600 hajó.

Az Egyesült Államokban és Ázsiában is megjelentek a gázüzemű autók. Ausztráliában körülbelül 72 000 gázüzemű jármű volt. A második világháború alatt összesen több mint egymillió fatüzelésű jármű állt szolgálatban.

A háború után, amikor újra elérhetővé vált a benzin, a gázgenerátor-technológia szinte azonnal a feledés homályába merült. Az 1950-es évek elején csak mintegy 20 000 gázgenerátor maradt Nyugat-Németországban.

Kutatási program Svédországban

Az emelkedő üzemanyagárak és a globális felmelegedés újbóli érdeklődést váltott ki a fa, mint közvetlen üzemanyagforrás iránt. Világszerte számos független mérnök foglalkozott azzal, hogy szabványos járműveket fagázzal üzemanyagként használjon. Jellemző, hogy a legtöbb ilyen modern gázgenerátort Skandináviában fejlesztik.

1957-ben a svéd kormány kutatási programot hozott létre annak előkészítésére, hogy hirtelen olajhiány esetén gyorsan lehessen fagázra váltani az autókat. Svédországnak nincsenek olajtartalékai, de hatalmas erdői vannak, amelyek üzemanyagként használhatók. Ennek a tanulmánynak a célja egy továbbfejlesztett, szabványosított telepítés kifejlesztése volt, amely minden típusú járműhöz adaptálható. Ezt a kutatást a Volvo autógyártó támogatta. A 100 000 km-es autók és traktorok működésének tanulmányozása eredményeként nagy elméleti ismeretekre és gyakorlati tapasztalatokra tettek szert.

Néhány finn amatőr mérnök ezeket az adatokat felhasználta a technológia továbbfejlesztésére, például Juha Sipilä (a bal oldali képen).

A fa gázgenerátor úgy néz ki, mint egy nagy vízmelegítő. Ez az egység elhelyezhető utánfutón (bár ez megnehezíti az autó parkolását), az autó csomagtartójában (majdnem a teljes csomagteret elfoglalja) vagy az autó elején vagy hátulján lévő platformra (a legnépszerűbb lehetőség Európában). Az amerikai kisteherautókon a generátort az ágyba helyezik. A második világháború idején néhány járművet beépített generátorral szereltek fel, teljesen elrejtve a szem elől.

Üzemanyag a gázgenerátorhoz

A gázüzemű járművek üzemanyaga fából vagy faforgácsból áll (a bal oldali kép). Faszenet is lehet használni, de ez az eredeti biomassza energiatartalmának akár 50 százalékát is elveszíti. Másrészt a szén magasabb fűtőértéke miatt több energiát tartalmaz, így az üzemanyagok köre variálható. Elvileg bármilyen szerves anyag felhasználható. A második világháború idején szenet és tőzeget használtak, de a fa volt a fő tüzelőanyag.

Holland Volvo 240

Az egyik legsikeresebb gázüzemű autót a holland John építette 2008-ban. Sok gázgenerátorral felszerelt autó terjedelmes volt és nem túl vonzó. A holland Volvo 240 modern rozsdamentes acél gázgenerátorral van felszerelve, és modern, elegáns megjelenésű.

„A fagázt nem olyan nehéz előállítani” – mondja John, de a tiszta fagázt sokkal nehezebb előállítani. Johnnak sok panasza van az autók gázgenerátor-rendszereivel kapcsolatban, mivel az általuk előállított gáz sok szennyeződést tartalmaz.

A holland John szilárdan hisz abban, hogy a fagázt előállító gáztermelő egységek sokkal ígéretesebbek helyhez kötött felhasználásra, például helyiségfűtésre és háztartási szükségletekre, villamosenergia-termelésre és hasonló iparágakban. A Volvo 240 gázgenerátoros járművet elsősorban a gázgenerátor-technológia képességeinek bemutatására tervezték.

János kocsija és a hasonló gázüzemű autók közelében mindig sok csodáló és érdeklődő gyűlik össze. Mindazonáltal az autógáz-generátorok az idealistáknak és a válság idején valók, mondja John.

Technikai képességek

A gázüzemű Volvo 240 végsebessége 120 kilométer/óra (75 mph), utazósebessége pedig 110 km/h (68 mph). Az „üzemanyagtartály” 30 kg (66 font) fát tartalmazhat, ami körülbelül 100 kilométerre (62 mérföld) elegendő, ami egy elektromos autóhoz hasonlítható.

Ha a hátsó ülésen fából készült zsákok vannak megrakva, a hatótáv 400 kilométerre (250 mérföldre) nő. Ez ismét egy elektromos autóhoz hasonlítható, ha az utasteret feláldozzák a további akkumulátorok beszerelésére, mint a Tesla Roadster vagy a Mini Cooper elektromos autók esetében. (A gázgenerátorban minden máson kívül időnként ki kell venni egy zacskó fát a hátsó ülésről, és bele kell önteni a tartályba).

Vontatott gázgenerátor

Alapvetően más megközelítést alkalmaznak az autók gázgenerátoros rendszerekkel történő utólagos felszereléséhez. Ezzel a módszerrel gázt helyeznek a pótkocsira. Vesa Mikkonen ezt a megközelítést választotta. Legújabb munkája a gázüzemű Lincoln Continental 1979 Mark V, egy nagy, nehéz amerikai kupé. A Lincoln 50 kg (110 font) fát fogyaszt minden 100 kilométeren (62 mérföldön), és lényegesen kevésbé takarékos, mint a John's Volvo. Wes Mikkonen egy Toyota Camryt is átalakított, ami egy takarékosabb autó. Ez az autó mindössze 20 kg (44 font) fát fogyaszt ugyanannyi futásteljesítményhez. Az utánfutó azonban majdnem akkora maradt, mint maga az autó.

Az elektromos járművek optimalizálása a méret csökkentésével és a teljes tömeg csökkentésével érhető el. Ez a módszer nem működik unokatestvéreinél, a gázüzemű autókban. Bár a második világháború óta a gázüzemű autók sokkal fejlettebbek lettek. A háborús autók 20-50 kilométert tudtak megtenni egy benzinkúttal, és alacsony dinamikus és sebességi jellemzőkkel rendelkeztek.

Jost Konin gázgenerátoros faautója

„Kerülje a világot fűrésszel és baltával” – ez volt a mottója a holland Joost Conijnnak, aki gázüzemű autójával és utánfutójával egy két hónapos európai útra vitte anélkül, hogy a benzinkutak miatt aggódna (amit nem látott). Romániában).

Bár ebben az autóban az utánfutót más célokra használták, további tűzifa tárolására, ezáltal növelve a „tankolások” közötti távolságot. Érdekes módon Jost fát nem csak üzemanyagként használt az autóhoz, hanem magának az autónak az építőanyagaként is.

Az 1990-es években a hidrogént a jövő alternatív üzemanyagaként tekintették. Aztán nagy reményeket fűztek a bioüzemanyagokhoz. Később az elektromos technológiák fejlesztése az autóiparban nagy figyelmet kapott. Ha ez a technológia nem kap további folytatást (ennek objektív előfeltételei vannak), akkor a figyelmünk ismét áttérhet a gázüzemű autókra.

Az ipari technológiák magas fejlettsége ellenére a fagáz autókban való felhasználása környezetvédelmi szempontból is érdekes, más alternatív üzemanyagokhoz képest. A faelgázosítás valamivel hatékonyabb, mint a hagyományos fatüzelés, mivel a hagyományos tüzelés a benne lévő energia akár 25 százalékát is elveszíti. Ha egy autóban gázgenerátort használnak, az energiafogyasztás 1,5-szeresére nő a benzinüzemű autóhoz képest (beleértve a rendszer előmelegítéséből származó veszteségeket és magának az autónak a tömegének növekedését). Ha figyelembe vesszük, hogy a szükségletekhez szükséges energiát szállítják, majd olajból állítják elő, akkor a fa elgázosítása hatékony marad a benzinhez képest. Azt is figyelembe kell venni, hogy a fa megújuló energiaforrás, míg a benzin nem.

A gázgenerátoros autók előnyei

A földgázüzemű járművek legnagyobb előnye, hogy minden előkezelés nélkül megújuló üzemanyagot használnak. A biomassza folyékony tüzelőanyaggá, például etanollá vagy biodízellé történő átalakítása több energiát (beleértve a CO2-t is) igényelhet, mint amennyi az eredeti alapanyagban van. A gázüzemű járműben a favágáson és aprításon kívül nem használnak energiát üzemanyag előállítására.

Egy gázüzemű autóhoz nincs szükség erős vegyi akkumulátorokra, és ez előny az elektromos autókkal szemben. A vegyi akkumulátorok hajlamosak önkisülni, ezért használat előtt fel kell tölteni őket. A fagázt előállító eszközök mintegy természetes akkumulátorok. Nincs szükség a használt és hibás vegyi akkumulátorok high-tech feldolgozására. A gázfejlesztő üzem hulladékterméke hamu, amely műtrágyaként használható.

Egy megfelelően megtervezett autógáz-generátor lényegesen kevesebb légszennyezést okoz, mint egy benzines vagy dízelmotoros jármű.

A fa elgázosítása sokkal tisztább, mint a fa közvetlen égetése: a légkörbe történő kibocsátás hasonló a földgáz égetése során keletkezőéhez. Üzem közben az elektromos autó nem szennyezi a légkört, de később az akkumulátorok töltéséhez energiát kell alkalmazni, amelyet jelenleg hagyományos módon nyernek ki.

A gázüzemű autók hátrányai

A gázüzemű járművek üzemeltetésének számos előnye ellenére meg kell érteni, hogy nem ez a legoptimálisabb megoldás. A gázt termelő berendezés sok helyet foglal el és több száz kilogrammot nyom – és ezt az egész „üzemet” magával és magával kell vinnie. A gázberendezések nagyok, mivel a fagáz alacsony fajlagos energiájú. A fagáz energiaértéke körülbelül 5,7 MJ/kg, szemben a benziné 44 MJ/kg, a földgázé pedig 56 MJ/kg.

Földgázzal üzemelve nem lehet olyan sebességet és gyorsulást elérni, mint benzinnel. Ennek az az oka, hogy a fagáz körülbelül 50 százaléka nitrogénből, 20 százaléka szén-monoxidból, 18 százaléka hidrogénből, 8 százalék szén-dioxidból és 4 százalék metánból áll. A nitrogén nem támogatja az égést, a szénvegyületek pedig csökkentik a gáz égését. A magas nitrogéntartalom miatt a motor kevesebb üzemanyagot kap, ami 30-50 százalékos teljesítménycsökkenést eredményez. A gáz lassú égése miatt a nagy sebességeket gyakorlatilag nem használják, és az autó dinamikus jellemzői csökkennek.

Opel Cadet gázgenerátorral felszerelt

A kis motortérfogatú autók is felszerelhetők fagáz generátorral (például a fenti képen az Opel Kadett), de még mindig jobb, ha az erős motorral rendelkező nagy autókat gázgenerátorral szereljük fel. Kis teljesítményű motoroknál bizonyos helyzetekben súlyos motorteljesítmény- és dinamikahiány lép fel.

Maga a gáztermelő egység kisebbre szabható egy kisautó számára, de ez a csökkentés nem lesz arányos az autó méretével. A gázgenerátorokat motorkerékpárokhoz is tervezték, de méretük egy motorkerékpár oldalkocsijához hasonlítható. Bár ez a méret lényegesen kisebb, mint egy busz, teherautó, vonat vagy hajó eszközei.

A gázgenerátoros jármű könnyű kezelhetősége

Egy másik ismert probléma a gázüzemű autókkal, hogy nem túl felhasználóbarátak (bár sokat fejlődtek a háború alatt használt technológiához képest). A fejlesztések ellenére azonban egy modern gázgenerátornak körülbelül 10 perc alatt eléri az üzemi hőmérsékletét, így nem fog tudni azonnal beülni az autóba és elhajtani.

Ezenkívül minden további tankolás előtt el kell távolítani a hamut egy spatulával - az előző égésből származó hulladékot. A gyantaképződés már nem olyan problémás, mint 70 évvel ezelőtt, de most is nagyon kritikus pillanat, hiszen a szűrőket rendszeresen és hatékonyan kell tisztítani, ami további gyakori karbantartást igényel. Általánosságban elmondható, hogy egy gázüzemű autó további gondokat igényel, amelyek teljesen hiányoznak a benzines autók működéséből.

A halálos szén-monoxid magas koncentrációja további óvintézkedéseket és megfigyelést igényel a lehetséges csővezeték-szivárgás ellen. Ha a telepítés a csomagtartóban található, akkor nem szabad spórolni az autó CO-érzékelőjével. A gáztermelő rendszert nem lehet helyiségben (garázsban) elindítani, mivel az indításkor és az üzemmódba lépéskor nyílt lángnak kell lennie (bal oldali ábra).

Gázüzemű autók tömeggyártása

Az üzemben gyártott Volkswagen Beetle gázgenerátor

Minden fent leírt járművet amatőr mérnökök építettek. Feltételezhető, hogy ha a gázüzemű autók professzionális, gyári körülmények közötti gyártása mellett döntöttek volna, akkor nagy valószínűséggel sok hiányosság megszűnt volna, és több előny is lett volna. Az ilyen autók vonzóbbnak tűnhetnek.

Például a gyárilag gyártott Volkswageneknél a második világháború idején a teljes gázfejlesztő mechanizmust a motorháztető alatt rejtették el. A motorháztető elülső oldalán csak egy nyílás volt a tűzifa betöltésére. A telepítés többi része nem volt látható.

A gyárilag gyártott gázgenerátoros autó másik lehetősége a Mercedes-Benz. Amint az alábbi képen látható, a teljes gázgenerátor mechanizmus a csomagtartó motorháztetője alatt van elrejtve.

Erdőirtás

Sajnos a fagáz és a bioüzemanyagok fokozott felhasználása új problémát vethet fel. A gázüzemű autók tömeggyártása pedig tovább ronthatja ezt a problémát. Ha elkezdjük jelentősen növelni a fagázt vagy bioüzemanyagot használó autók számát, akkor a fakínálat ugyanilyen mértékben csökkenni kezd, és a mezőgazdasági területeket feláldozzák bioüzemanyag-növények termesztésére, ami éhínséghez vezethet. A gáztermelő berendezések használata Franciaországban a második világháború alatt az erdőtartalékok meredek csökkenését okozta. Hasonlóképpen, más bioüzemanyag-előállítási technológiák az ember számára hasznos növények termesztésének csökkenéséhez vezetnek.

Bár a gázüzemű autó jelenléte mérsékeltebb használatához vezethet:
melegítse fel a gázgenerátort 10 percig, vagy kerékpárral menjen el az élelmiszerboltba - valószínűleg az utóbbi mellett döntenek;
3 órás fát vágni egy tengerparti kiránduláshoz vagy vonatozáshoz - a választás valószínűleg az utóbbi mellett lesz.

Legalább 10 percet kell töltenie a gázgenerátor beindítására és felmelegítésére

Bárhogy is legyen, a gázüzemű autók nem érik fel a benzines és dízelmotoros autókat. Csak globális olajhiány vagy annak árának igen nagymértékű emelkedése kényszeríthet bennünket arra, hogy gázüzemű autóra váltsunk.

Anyagok alapján: sintezgaz.org.ua

gázgenerátor, barkácsgáz generátor, gázgenerátor, háztartási gázgenerátor, generátor, gázgenerátor autó

A tudás ökológiája Tudomány és technológia: A saját kezűleg készített fatüzelésű gázgenerátort a legjobb belső égésű motorral együtt használni. Ezért a házi mesterek otthoni áramtermelésre adaptálják, vagy akár autóra is szerelik.

A fatüzelésű belső égésű motor nem a távoli múlt kísértete. A fát energiaforrásként használó autók és erőművek ma is megtalálhatók. Érdemes tisztázni: a motor fából nyert gázzal működik, azt bizonyos módon elégetve. Az ilyen gázt előállító létesítményeket gázgenerátoroknak nevezik, ezeket az ipari vállalkozásokban már régóta használják. De lehet-e saját kezűleg gázgenerátort készíteni, és érdemes-e megtenni? Ezekre a kérdésekre keresünk választ cikkünkben.

Hogyan működik a gázgenerátor?

Ahhoz, hogy megértsük, milyen előnyökkel járhat a gázgenerátor a háztartásban, meg kell értenie a működési elvét, majd a szerkezetét. Ezután meg lehet becsülni az előállítás költségeit, és ami a legfontosabb, hogy milyen eredményt kapunk.

Tehát a pirolízis gázgenerátor olyan alkatrészek és szerelvények komplexuma, amelyek célja az éghető gázok keverékének a szilárd tüzelőanyagtól való elválasztása belső égésű motorokban való felhasználás céljából.

Tájékoztatásul. A generátorok kialakítása az elégetett szilárd tüzelőanyag típusától függően különbözik egymástól, ezek közül a legrelevánsabbat - a fatüzelést - tekintjük.

Ha a fát zárt térben égetik, korlátozva az oxigénellátást, akkor a kimenet éghető gázok keveréke lehet. Íme a listájuk:

• szén-monoxid (szén-monoxid CO);
• hidrogén (H2);
• metán (CH4);
• egyéb telítetlen szénhidrogének (CnHm).

Jegyzet. A keverék nem gyúlékony ballasztgázokat is tartalmaz: szén-dioxidot (szén-dioxidot), oxigént, nitrogént és vízgőzt.

A hatékony fagázgenerátornak nemcsak éghető keveréket kell előállítania, hanem alkalmassá kell tennie azt is. Ezért a belső égésű motorok üzemanyag-beszerzésének teljes ciklusa biztonságosan nevezhető technológiai folyamatnak, amely a következő szakaszokból áll:

• elgázosítás: a fa nem is ég, hanem parázslik, ha a szolgáltatott oxigén mennyisége a teljes égéshez szükséges mennyiség 33-35%-a;
• elsődleges durva tisztítás: az égéstermékek illékony részecskéit, amelyeket a fagáz-generátorok termelnek az első szakasz után, száraz örvényszűrővel - ciklonnal - választják el;
• másodlagos durva tisztítás: gázmosóban - tisztítóban hajtják végre, ahol az üzemanyagáramot vízen vezetik át;
• hűtés: a legfeljebb 700 ºС hőmérsékletű égéstermékek áthaladnak rajta levegő vagy víz hőcserélőben;
• finom tisztítás;
• elküldés a fogyasztónak: ez lehet az üzemanyag kompresszorral történő szivattyúzása az elosztótartályba, vagy a keverőbe, majd közvetlenül a belső égésű motorba való ellátása.

Az ipari gázgenerátor tervezését és működési elvét az alábbiakban bemutatott technológiai diagramon tekintheti meg:

A teljes gáztermelési ciklus meglehetősen összetett, mivel több különböző telepítést foglal magában. A legalapvetőbb a gázgenerátor, amely egy hengeres vagy téglalap alakú, lefelé szűkülő fémoszlop. Az oszlopon csövek vannak a levegő- és gázkivezetéshez, valamint egy hozzáférési nyílás a hamugödörhöz. Az egység tetején fedéllel van felszerelve az üzemanyag betöltéséhez, a kémény nincs a karosszériához kötve, egyszerűen hiányzik. Az oszlopon belül zajló égési és pirolízis folyamatot jól tükrözi a gázgenerátor diagramja:

Anélkül, hogy belemennénk az oszlop belsejében lezajló kémiai reakciók bonyolultságába, megjegyezzük, hogy a fent leírt gázkeveréket az oszlop kimeneténél kapjuk. Csak részecskékkel és égési melléktermékekkel szennyezett, és magas a hőmérséklete. Bármilyen kialakítású gázgenerátor rajzának tanulmányozása után észre fogja venni, hogy az összes többi berendezést úgy tervezték, hogy a gázt visszaállítsa a normál állapotba. A levegőt vonó- vagy fúvógép (egyszerű szavakkal - ventilátor) kényszeríti az égési zónába.

Azt kell mondani, hogy a házi készítésű fatüzelésű gázgenerátort házi kézművesek készítik kevésbé bonyolult kialakítással, és a benne lévő gáz kibocsátásának technológiája kissé leegyszerűsödik, amelyet az alábbiakban tárgyalunk.

Mítoszok a gázgenerátorokról

Az interneten gyakran sok megalapozatlan állítást találhat az ilyen egységek működéséről, és egymásnak ellentmondó információkat a gázgenerátorok használatáról. Próbáljuk meg eloszlatni ezeket a mítoszokat.

Az első mítosz így hangzik: a gázgenerátor egység hatásfoka eléri a 95%-ot, ami aránytalanul nagyobb, mint a 60-70%-os hatásfokú szilárd tüzelésű kazánoké. Ezért a ház fűtése a segítségével sokkal jövedelmezőbb. Az információ eleve téves, nem lehet összehasonlítani az otthoni gázgenerátort és a szilárd tüzelésű kazánt, ezek az egységek különböző funkciókat látnak el. Az első feladata gyúlékony gáz előállítása, a második a víz melegítése.

Ha a termelő berendezésekről beszélünk, annak hatásfoka a kapott termék mennyiségének a fából elméletileg elkülöníthető gáz térfogatához viszonyított aránya, szorozva 100%-kal. A kazán hatásfoka a fa megtermelt hőenergiájának az elméleti fűtőértékhez viszonyított aránya, szintén 100%-kal szorozva. Ráadásul nem minden biogázüzem, nemhogy egy gázgenerátor képes az éghető tüzelőanyag 95%-át szerves anyagból kinyerni.

Következtetés. A mítosz lényege, hogy a tömeget vagy a térfogatot a hatékonyságon keresztül próbálják összehasonlítani az energia mértékegységeivel, ez pedig elfogadhatatlan.

Könnyebb és hatékonyabb a ház fűtése egy hagyományos pirolízis kazánnal, amely ugyanígy gyúlékony gázokat szabadít fel a fából, és azonnal elégeti azokat a másodlagos levegő bejuttatásával egy további égéstérbe.

A második mítosz az, hogy bármilyen nedvességtartalmú üzemanyagot tölthet a bunkerbe. Fel lehet tölteni, de csak a felszabaduló gáz mennyisége csökken 10-25%-kal, vagy még többet is. Ebben a tekintetben az ideális megoldás egy szénnel működő gázgenerátor, amely szinte nem tartalmaz nedvességet. Így a pirolízis hőenergiáját a víz elpárologtatására fordítják, a kemencében a hőmérséklet csökken, és a folyamat lelassul.

Harmadik mítosz – az épület fűtési költsége csökken. Ezt nem nehéz ellenőrizni, csak hasonlítsa össze egy fatüzelésű gázgenerátor és egy hagyományos, szintén saját készítésű szilárd tüzelésű kazán költségét. Ezenkívül szüksége van egy vízmelegítő berendezésre, amely fagázokat éget, például egy konvektorra. Végül az egész rendszer működtetése sok időt és erőfeszítést igényel.

Következtetés. A saját kezűleg készített, házi fatüzelésű gázgenerátort legjobb belső égésű motorral együtt használni. Ezért a házi mesterek otthoni áramtermelésre adaptálják, vagy akár autóra is szerelik.

Gépkocsi gázgenerátor

Meg kell értenie, hogy az autó gázgenerátorának meglehetősen kompaktnak, nem túl nehéznek és ugyanakkor hatékonynak kell lennie. A miénknél jóval magasabb jövedelmű külföldi kollégák rozsdamentes acélból készítik a generátorházat, a ciklont és a hűtőszűrőt. Ez lehetővé teszi, hogy a fém vastagságának felét vegye be, ami azt jelenti, hogy az egység sokkal könnyebb lesz. Valóságunkban csöveket, régi propánpalackokat, tűzoltó készülékeket és egyéb rendelkezésre álló anyagokat használnak a gázgenerátor összeszereléséhez.

Az alábbiakban a régi UralZIS-352 teherautókra szerelt gázgenerátor rajza látható, és ezt kell használnia az egység összeszerelésénél:

Kézműveseink a külső tartályt leggyakrabban cseppfolyósított propán palackokból készítik, a belső tartályt ZIL vagy KamAZ teherautó vevőegységéből készítik. A rostély vastag fémből, a csövek a megfelelő csőátmérőből készülnek. A bilincsekkel ellátott fedél készülhet a henger levágott tetejéből vagy acéllemezből. A fedél tömítése azbeszt zsinórból készült, grafit impregnálással.

A durva szűrő - az autók ciklonja - egy régi tűzoltó készülékből vagy egy egyszerű csődarabból készül. A cső alján egy kúpos fúvóka található a hamu kiürítésére szolgáló idomgal, a tetején pedig a vége szorosan hegesztett fedéllel van lezárva. A tisztított gázok kivezető csövét belevágják, és az oldalán van egy második szerelvény, ahová az égéstermékeket szállítják. A ciklon funkcionális keresztmetszeti diagramja az ábrán látható:

Mivel az autógáz-generátor magas hőmérsékleten termel gázokat, azokat le kell hűteni. Ennek két oka van:

• a forró gáznemű üzemanyag sűrűsége túl alacsony, és nem lesz könnyű meggyújtani a belső égésű motor hengereiben;
• Fennáll a spontán kitörés veszélye, ha a motor forró felületeivel érintkezik.

A gázok mozgását a teljes úton a gyújtás során egy ventilátor biztosítja, és a motor beindítása után a rendszerben megjelenik a szükséges vákuum, a ventilátor kikapcsol.

A hűtéshez a kézművesek közönséges bordás fűtőtesteket használnak, és úgy helyezik el őket az autón, hogy vezetés közben a lehető legtöbb levegőt fújják. Néha modern bimetál radiátorokat is használnak. A gázgenerátor motorjába való belépés előtt az üzemanyag finom tisztítást igényel, ehhez különféle típusú szűrőket használnak saját belátásuk szerint. Az összes csomópont egy telepítésbe van egyesítve a diagramnak megfelelően:

És az utolsó rész a keverő, amely a gáz-levegő keverék arányának szabályozásához szükséges. Az tény, hogy a fagáz fűtőértéke mindössze 4,5 MJ/m3, míg az autókban használt földgáz fűtőértéke akár 34 MJ/m3. Ezért az üzemanyag és a levegő arányának eltérőnek kell lennie, és csappantyúval kell beállítani.

Következtetés

Annak ellenére, hogy vonzó a fa égetésének gondolata a benzin helyett, ez a modern körülmények között gyakorlatilag életképtelen. Hosszú gyújtás, vezetés közepes és nagy sebességgel, ami befolyásolja a belső égésű motor élettartamát, a kényelem hiánya - mindez a meglévő berendezéseket hétköznapi érdekességgé teszi, amelyeket nem széles körben használnak. De egy otthoni erőműhöz gázgenerátort készíteni teljesen más kérdés. A helyhez kötött egység az átalakított dízel belsőégésű motorral együtt kiváló lehetőség lehet egy otthon meghajtására.

Azonnal foglaljunk: ha egy kocsi fán fut, az nem jelenti azt, hogy sínek nélküli gőzmozdonyról van szó. A gőzgép alacsony hatásfoka külön tűzterével, kazánjával és dupla-hármas expanziós hengereivel az elfeledett egzotikumok között hagyta a gőzkocsikat. Ma pedig a „fatüzelésű” közlekedésről fogunk beszélni az ismert belsőégésű motorokkal, olyan motorokkal, amelyek magukban égetik az üzemanyagot.

Természetesen még senkinek nem sikerült fát (vagy valami hasonlót) betolni a karburátorba benzin helyett, de az az ötlet, hogy fából közvetlenül az autó fedélzetén nyerjenek gyúlékony gázt, és tüzelőanyagként a hengerekbe táplálják, megfogott. sok éven. Gáztermelő autókról beszélünk, olyan autókról, amelyek klasszikus belsőégésű motorja generátorgázzal működik, amelyet fából, szerves brikettből vagy szénből nyernek. Mellesleg, az ilyen gépek nem tagadják meg a szokásos folyékony üzemanyagot - benzinnel is működhetnek.

Szent egyszerűség

A termelőgáz gázok keveréke, amely főként szén-monoxid CO-ból és hidrogén H2-ből áll. Ilyen gázt kaphatunk vastag rétegben elhelyezett fa elégetésével korlátozott levegőmennyiség mellett. Ezen az egyszerű elven működik egy autógáz-generátor, amely egy alapvetően egyszerű egység, de terjedelmes és szerkezetileg bonyolult a további rendszerekkel.

Ezenkívül a generátorgáz tényleges előállítása mellett egy autógáz-generátor egység hűti, tisztítja és levegővel keveri. Ennek megfelelően a klasszikus telepítés kialakítása magában foglalja magát a gázgenerátort, durva és finom szűrőket, hűtőket, elektromos ventilátort a gyújtási folyamat felgyorsítására és a csővezetékeket.

Magammal viszem a finomítót

A legegyszerűbb gázgenerátor függőleges henger alakú, amelybe az üzemanyagot szinte a tetejéig töltik - tűzifa, szén, tőzeg, préselt pellet stb. Az égési zóna alatta található, itt, az égő tüzelőanyag alsó rétegében magas hőmérséklet jön létre (legfeljebb 1500 Celsius fok), amely szükséges a tüzelőanyag-keverék jövőbeli komponenseinek - szén-monoxid CO és hidrogén - elválasztásához. H2 - a felső rétegekből. Ezután ezeknek a gázoknak a forró keveréke belép a hűtőbe, ami csökkenti a hőmérsékletet, ezáltal növeli a gáz fajlagos kalóriatartalmát. Ezt a meglehetősen nagy egységet általában az autó karosszériája alá kellett helyezni. A gázáram mellett elhelyezett szűrő-tisztító eltávolítja a szennyeződéseket és a hamut a jövőbeni üzemanyag-keverékből. Ezután a gázt a keverőbe küldik, ahol levegővel kombinálják, és a végül elkészített keveréket az autómotor égésterébe küldik.

ZIS-21 autó rajza gázgenerátorral

Amint látható, a közvetlenül egy teherautó vagy személygépkocsi fedélzetén lévő üzemanyag-előállító rendszer meglehetősen sok helyet foglalt el, és nagy súlyt is nyomott. De a játék megérte a gyertyát. A saját - és egyben ingyenes - üzemanyaguknak köszönhetően az üzemanyag-ellátó bázisoktól több száz és több ezer kilométerre található vállalkozások megengedhették maguknak önálló közlekedést. Ez az előny sokáig nem tudta beárnyékolni a gázüzemű járművek minden hiányosságát, és sok volt belőlük:

— a futásteljesítmény jelentős csökkenése feltöltésenként;
- a jármű teherbírásának csökkentése 150-400 kg-mal;
- a test hasznos térfogatának csökkentése;
— a gázgenerátor „tankolásának” problémás folyamata;
— további rutin karbantartási munkák;
— a generátor indítása 10-15 percet vesz igénybe;
- jelentős motorteljesítmény-csökkenés.

ZiS 150UM, kísérleti modell NAMI 015UM gázgenerátor egységgel

A tajgában nincs benzinkút

A fa mindig is a gázüzemű járművek fő tüzelőanyaga volt. Először is természetesen ott, ahol bőséges tűzifa van - a fakitermelésben, a bútorgyártásban és az építőiparban. A hagyományos fafeldolgozási technológiák a fa ipari felhasználására a „gasgens” virágkorában az erdőtömeg mintegy 30%-át pazarolták. Autóüzemanyagként használták őket. Érdekesség, hogy a hazai „gázüzemek” működési szabályai szigorúan tiltották az ipari fa felhasználását, hiszen rengeteg volt az erdészeti hulladék. A puha és kemény fa egyaránt alkalmas volt gázgenerátornak.

Az egyetlen követelmény az, hogy az ékeken ne legyen rothadás. Amint azt a 30-as években a Szovjetunió Autóipari és Traktortudományi Intézetében végzett számos tanulmány kimutatta, a tölgy, a bükk, a kőris és a nyír a legalkalmasabb üzemanyagként. A gázgenerátoros kazánokat fűtött csomók leggyakrabban téglalap alakúak voltak, oldaluk 5-6 centiméter volt. A mezőgazdasági hulladékot (szalma, pelyva, fűrészpor, kéreg, fenyőtoboz stb.) speciális brikettté préselték, és a gázfejlesztőket is „töltötték” velük.

A gázmotorok fő hátránya, mint már említettük, az alacsony futásteljesítményük egy feltöltéssel. Tehát egy rakomány farönk a szovjet teherautókon (lásd alább) legfeljebb 80-85 km-re volt elegendő. Tekintettel arra, hogy a használati utasítás 50-60%-ban üres tanknál javasolja az „tankolást”, az utántöltések közötti futásteljesítmény 40-50 km-re csökken. Másodszor, maga a berendezés, amely generátorgázt állít elő, több száz kilogrammot nyom. Ráadásul az ezzel a gázzal működő motorok 30-35%-kal kevesebb teljesítményt adnak, mint benzines társaik.

Autók tüzifa utánfényezése

Az autókat át kellett alakítani a gázgenerátorral való működésre, de a változtatások nem voltak komolyak, és néha a gyáron kívül is elérhetőek voltak. Először is megnövelték a sűrítési arányt a motorokban, hogy a teljesítményveszteség ne legyen olyan jelentős. Egyes esetekben turbófeltöltést is alkalmaztak a motorhengerek feltöltésének javítására. Sok „elgázosított” autót megnövelt hatásfokú elektromos generátorral szereltek fel, mivel egy meglehetősen erős elektromos ventilátort használtak a levegő befújására a tűztérbe.

ZIS-13

A vontatási jellemzők megőrzése érdekében, különösen a csökkentett motorteljesítményű teherautók esetében, az áttételi arányokat megnövelték. A mozgás sebessége csökkent, de a vadonban és más sivatagi és távoli területeken használt autóknál ez nem volt meghatározó. A nehéz gázgenerátor miatti súlyeloszlás változásának kompenzálására egyes autókban megerősítették a felfüggesztést.

Emellett a „gázos” berendezések terjedelmessége miatt részben át kellett rendezni az autót: cserélni, áthelyezni a rakteret, vagy kivágni a kamion kabinját, elhagyni a csomagtartót, áthelyezni a kipufogórendszert.

A "gasgen" aranykorszaka a Szovjetunióban és külföldön

A gázüzemű autók virágkora a múlt század 30-40-es éveiben következett be. Ugyanakkor számos országban, ahol nagy az autóigény és a bizonyított kis olajtartalékok (Szovjetunió, Németország, Svédország), a nagyvállalatok és tudományos intézetek mérnökei fameghajtású járművek fejlesztésébe kezdtek. A szovjet szakemberek sikeresebbek voltak a teherautók létrehozásában.

GAZ-42

1935-től a Nagy Honvédő Háború legelejéig az Erdészeti Minisztérium és a Gulag különböző vállalkozásainál (sajnos a tábori főigazgatóság, sajnos az akkori valóság), a GAZ-AA másfél teherautó és a ZIS -5 darab háromtonnás teherautót, valamint az ezekre épülő buszokat átépítették fa megmunkálására. A teherautók gázgenerátoros változatait is külön tételben gyártották maguk a járműgyártók. Például a szovjet autótörténészek a 33 840-es számot idézik - ennyi gázt termelő „másfél” GAZ-42-t gyártottak. Több mint 16 ezer darab ZIS ZIS-13 és ZIS-21 típusú gázgenerátort gyártottak Moszkvában.

ZIS-21

A háború előtti időszakban a szovjet mérnökök több mint 300 különböző változatot készítettek gázgenerátorokból, amelyek közül 10 elérte a tömeggyártást. A háború alatt a sorozatgyárak rajzokat készítettek az egyszerűsített beépítésekről, amelyeket helyben, autójavító műhelyekben, összetett berendezések használata nélkül lehetett legyártani. A Szovjetunió északi és északkeleti régióiban élők visszaemlékezései szerint a huszadik század 70-es éveiig a külterületen fatüzelésű teherautókat lehetett találni.

Németországban a második világháború idején akut benzinhiány volt. Két cég (a Volkswagen és a Mercedes-Benz) tervezőirodáját bízták meg népszerű kompakt autóik gázüzemű változatainak kifejlesztésével. Mindkét cég meglehetősen rövid időn belül elvégezte a feladatot. Gyártósorra lépett a Volkswagen Beetle és a Mercedes-Benz 230. Érdekesség, hogy a sorozatgyártású autók kiegészítő felszereltsége még a „személyautók” szabvány méretein sem terjedt túl. A Volkswagen még tovább ment, és megalkotta a „faégető” hadsereg prototípusát, a Volkswagen Tour 82-t („Kübelwagen”).

Volkswagen Tour 82

Faégető gépek ma

Szerencsére a gázüzemű autók fő előnye - a benzinkút-hálózattól való függetlenség - ma már kevésbé aktuális. A modern környezetvédelmi trendek tükrében azonban a fatüzelésű autók másik előnye is előtérbe került - a megújuló üzemanyaggal való üzemelés vegyi előkészítés nélkül, az üzemanyag-előállításhoz szükséges plusz energiafelhasználás nélkül. Amint azt az elméleti számítások és a gyakorlati tesztek mutatják, egy fatüzelésű motor kevésbé károsítja a légkört károsanyag-kibocsátásával, mint egy hasonló, de már benzinnel vagy dízel üzemanyaggal működő motor. A kipufogógáz-tartalom nagyon hasonló a földgázzal működő belső égésű motorok emissziójához.

És mégis, a fatüzelésű autók témája elvesztette korábbi népszerűségét. Főleg a lelkes mérnökök, akik üzemanyag-megtakarítás céljából vagy kísérleti jelleggel átalakítják személygépkocsijukat generátorgázzal üzemelőre, hogy ne felejtsék el a gázgenerátort. A posztszovjet térben vannak sikeres példák az AZLK-2141-es és GAZ-24-es személygépkocsikra, a GAZ-52-es teherautókra, a RAF-2203-as kisbuszokra stb. épülő „gasgénekre”. A tervezők szerint alkotásaik utazhatnak. 120 km-ig 80-90 km/h sebességgel.

GAZ-52

Például a GAZ-52, amelyet 2009-ben zsitomiri mérnökök tűzifává alakítottak át, körülbelül 50 kg fadarabot fogyaszt 100 km-enként. A tervezők szerint 75-80 km-enként kell tűzifát rakni. A hagyományosan teherautók gázgenerátora a fülke és a karosszéria között található. A tűztér begyújtása után körülbelül 20 percnek kell eltelnie ahhoz, hogy a GAZ-52 elinduljon (a generátor működésének első perceiben az általa termelt gáz nem rendelkezik a szükséges éghető tulajdonságokkal). A fejlesztők számításai szerint 1 km fával 3-4-szer olcsóbb, mint gázolajjal vagy benzinnel.

GAZ-52 gázgenerátor egység

Észak-Korea az egyetlen ország, ahol széles körben használják a fatüzelésű autókat. A teljes globális elszigeteltség miatt bizonyos folyékony üzemanyaghiány van ott. És a tűzifa ismét megmenti azokat, akik nehéz helyzetbe kerültek.

Az elgázosítás során a fa szerves része gyúlékony gázzá és folyékony termékké alakul. Az elgázosítást a gázgenerátoroknak nevezett berendezések függőleges tengelyeiben végzik. A gázgenerátor aknában három fő folyamat játszódik le, amelyek nagyjából az ábrán feltüntetett zónákra oszthatók (23. ábra).

A gázgenerátor felső részében a fát szárítják (I. zóna), majd a száraz tüzelőanyagot alacsony szénsavasodásnak - termikus bomlásnak vetik alá a rostélyból mozgó felmelegített gázáramban, és fúvókákat fújnak fel a gázgenerátor nyakáig. (II. zóna).

A harmadik, utolsó zónában maga az elgázosítás folyamata megy végbe, amelynek már nem a fa, hanem a szén, a fa alacsony hőmérsékletű elszenesedésének terméke van kitéve. Itt a kokszszén (faszén) oxidálódik a levegő oxigén atmoszférájában, amelyet a rácson és a szórócsöveken keresztül juttatnak a bányába. Más típusú szilárd tüzelőanyag (fosszilis szén, agyagpala, koksz és tőzeg) elgázosítása során levegőfúvás helyett néha gőz-oxigént használnak.

Amikor a légköri oxigén és a koksz kölcsönhatásba lép, a szén oxidációja a következő reakciókon keresztül történhet:

A) C + 03 COa + 97 650 kcal/kg - mol;

B) C + 4 - O.. -> - CO + 29 450 kcal/kg - mol.

A magas hőmérsékletre hevített kokszszénnel kölcsönhatásba lépő szén-dioxid CO2 egy része a reakció során szén-monoxid CO-dá alakul

C + CO 2 ^ 2 CO + 38 790 kcal/kg - mol.

A megfigyelések azt mutatták, hogy a fa tüzelőanyag vastag rétegben történő elgázosítása során az említett reakciók eredményeként elsősorban szén-monoxid képződik.

Darabok a szenet gázfilm borítja, amelyen keresztül a gázmolekulák a szén felszínére diffundálnak, és a felületről a reakciótermékek eltávolítódnak, bejutva a szilárd anyag egyes darabjai közötti gáztérbe. A diffúziós áramlás intenzitása számos tényezőtől függ.

Ha a szilárd anyag és a gázmolekulák közötti kémiai kölcsönhatás sebessége nagyon magas, az általános eredmény

A heterogén reakciókban a reagáló anyagok közötti kölcsönhatások a diffúziós folyamatok intenzitásától függenek. Ebben az esetben a szénelgázosítás folyamata az úgynevezett diffúziós régióban megy végbe.

Ha a szilárd anyag és a gázmolekulák közötti kémiai reakció sebessége döntő tényező, a reakcióban lévő anyagok közötti kölcsönhatás a folyamat kinetikai tartományába költözik.

A gázsebesség növekedésével és a széndarabok méretének csökkenésével a gázfilm vastagsága csökken.

A gázosítási folyamat sebessége diffúziós tartományában a hőmérséklet és a gázáramlás sebességének növekedésével nő. A kokszszén és a gázmolekulák közötti kémiai kölcsönhatás sebessége, azaz maga az elgázosítási folyamat a kinetikai tartományában mindig növekszik a hőmérséklet emelkedésével.

A különböző szénből származó koksz reakcióképessége nem azonos, és a szénnek a CO2-vel és a vízgőzzel való kémiai kölcsönhatásának sebessége jellemzi.

A faszénnek nagyobb a reakcióképessége, mint például a fosszilis szenek.

Ezért faelgázosítás esetén a fakoksz szén oxidációja a folyamat diffúziós tartományában fog megtörténni.

A III. zónában (a tulajdonképpeni elgázosítás) magas hőmérséklet alakul ki. Elméletileg körülbelül 1600° lehet. Ennek eredményeként az üzemanyag hamu megolvad, és a fúvóberendezések salakosakká válnak, és gyakran megsemmisülnek. Ezek a jelenségek a gázgenerátor idő előtti leállásához vezetnek a levegőellátás zavara miatt. A leküzdéshez elegendő 90-120 g/n mennyiséget hozzáadni a gázgenerátorba szállított levegőhöz. l3 telített vízgőz.

A gőzellátás a robbantásban kismértékben növeli a gáz fűtőértékét.

A légfúvással ellentétben a gőzzel mesterségesen megnedvesítettet levegő-gőzfúvásnak nevezik. A robbanás párásítási fokát a hőmérséklet szabályozza, amelyet általában 45-55°-os tartományban tartanak, és néha magasabb is. A robbantáshoz gőz hozzáadásával magának az elgázosító zónának a hőmérséklete 1100-1200°-ra csökken, ami már biztonságos a robbantóberendezéseknél.

A gőz-levegő fúvás során a következő reakciók lépnek fel:

A) C + H20 -> CO + Na - 28 300 kcal/kg - mol

B) C + 2 H20 COa + 2 H2 - 17 970 kcalkg - mondják,

B) CO + H20 CO2 ± 10 410-nél kcal/kg - mol.

A robbantás vízgőzét általában nem teljesen, de 70-75%-ban emészti fel ezek a reakciók.A robbantás gőzzel történő jelentős párásításával és a hőmérséklet csökkenésével az „a” és „b” reakció a kinetikai tartományba kerülhet. a folyamatról.

A levegőben lévő nitrogén elkerülhetetlen jelenléte miatt elméletileg elképzelhető, hogy a légfúvás során magában az elgázosítási zónában nyert gázban CO képződik a következő egyenlet szerint:

2 C + 02 + 3,76 N2 - 2 CO + 3,76 N3,

Mi felel meg a gáz összetételének V térfogathányadok: CO -34,7%. N2 - 65,3%.

Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a fakoksz tényleges elgázosítási zónájában a gáz összetétele a légfúvás során alig tér el az elméletitől. 1-től kg széngáz kibocsátás

Egyenlő: 5,37 n. m3 s fűtőértéke 1060. Tól től

A bemutatott adatok azt mutatják, hogy ideális levegőeljárás mellett a gázosítás termikus hatásfoka, hideggel számolva

5,37 1060 _ _ gáz, egyenlő g^ = 0,7.