Koksnes gazifikācija. Koksnes gazifikācija Biomasas resursi gazifikācijai

Automašīna ar gāzes ģeneratoru

Otrā pasaules kara laikā Eiropā gandrīz katrs transportlīdzeklis tika pārveidots, lai kurināmā izmantotu koksni.
Mašīnas brauc tālāk malkas gāze(saukts arī par g transportlīdzekļi ar gāzes ģeneratoru), lai gan tie zaudē savu eleganci pēc izskata, tie ir ļoti efektīvi, salīdzinot ar benzīna kolēģiem videi draudzīguma ziņā un var pielīdzināties elektromobiļiem.
Degvielas cenu kāpums izraisa jaunu interesi par šo gandrīz aizmirsto tehnoloģiju: visā pasaulē desmitiem hobiju braukā pa pilsētas ielām ar savām paštaisītām ar gāzi darbināmām automašīnām.

Gazifikatora gāzes veidošanās process (gāzu sintēze), kurā organiskais materiāls pārvēršas degošā gāzē, sāk rasties siltuma ietekmē 1400 °C temperatūrā.

Pirmo reizi koksni izmantoja uzliesmojošas gāzes ražošanai 1870. gadā, kad to izmantoja ielu apgaismošanai un ēdiena gatavošanai.

20. gados vācu inženieris Džordžs Humberts izstrādāta ģenerators, koksnes gāzes ražošana mobilai lietošanai. Iegūtā gāze tika attīrīta, nedaudz atdzesēta un pēc tam ievadīta automašīnas dzinēja sadegšanas kamerā, savukārt dzinējam praktiski nebija nepieciešama modifikācija.

Kopš 1931. gada sākās Embera ģeneratoru masveida ražošana. 30. gadu beigās Eiropā jau aptuveni 9000 transportlīdzekļu izmantoja gāzes ģeneratorus.

Otrais pasaules karš

Gāzes ražošanas tehnoloģijas kļuva izplatītas daudzās Eiropas valstīs Otrā pasaules kara laikā ierobežojumu un fosilā un šķidrā kurināmā trūkuma dēļ. Vācijā vien līdz kara beigām aptuveni 500 000 automašīnu tika aprīkoti ar gāzes ģeneratoriem, lai tie darbotos ar koksnes gāzi.

Gāzi ģenerējošas civilās automašīnas no Otrā pasaules kara

Tika uzbūvētas aptuveni 3000 “benzīntanku”, kur autovadītāji varēja uzkrāt malku. Ar gāzes ģeneratoriem tika aprīkotas ne tikai automašīnas, bet arī kravas automašīnas, autobusi, traktori, motocikli, kuģi un vilcieni. Pat dažas tvertnes bija aprīkotas ar gāzes ģeneratoriem, lai gan militāriem nolūkiem vācieši ražoja šķidro sintētisko degvielu (no koka vai oglēm).

500 000 ar gāzi darbināmu civilo transportlīdzekļu līdz kara beigām Vācijā

1942. gadā (kad tehnoloģija vēl nebija sasniegusi savu popularitātes virsotni) Zviedrijā bija aptuveni 73 000 ar gāzi darbināmu automašīnu, Francijā - 65 000, Dānijā - 10 000, Austrijā un Norvēģijā - 9000, Šveicē - gandrīz 8000 automašīnu. 1944. gadā Somijā bija 43 000 ar gāzi darbināmu transportlīdzekļu, no kuriem 30 000 bija autobusi un kravas automašīnas, 7 000 automašīnu, 4 000 traktoru un 600 laivu.

Ar gāzi darbināmas automašīnas parādījās arī ASV un Āzijā. Austrālijā bija aptuveni 72 000 ar gāzi darbināmu transportlīdzekļu. Kopumā Otrā pasaules kara laikā ekspluatācijā bija vairāk nekā miljons koksnes gāzes transportlīdzekļu.

Pēc kara, kad benzīns atkal kļuva pieejams, gāzes ģeneratoru tehnoloģija gandrīz uzreiz nonāca aizmirstībā. 50. gadu sākumā Rietumvācijā bija palikuši tikai aptuveni 20 000 gāzes ģeneratoru.

Pētījumu programma Zviedrijā

Degvielas cenu kāpums un globālā sasilšana ir izraisījusi jaunu interesi par koksni kā tiešu kurināmā avotu. Daudzi neatkarīgi inženieri visā pasaulē ir bijuši aizņemti, pārveidojot standarta transportlīdzekļus, lai kā transportlīdzekļu degvielu izmantotu koksnes gāzi. Raksturīgi, ka lielākā daļa no šiem modernajiem gāzes ģeneratoriem tiek izstrādāti Skandināvijā.

1957. gadā Zviedrijas valdība izveidoja pētījumu programmu, lai sagatavotos iespējai ātri pārslēgt automašīnas uz koksnes gāzi pēkšņa naftas deficīta gadījumā. Zviedrijai nav naftas krājumu, taču tajā ir milzīgi meži, kurus var izmantot kā degvielu. Šī pētījuma mērķis bija izstrādāt uzlabotu, standartizētu instalāciju, ko var pielāgot lietošanai visu veidu transportlīdzekļos. Šo pētījumu atbalstīja automašīnu ražotājs Volvo. Pētot automašīnu un traktoru darbību 100 000 km garumā, tika iegūtas lieliskas teorētiskās zināšanas un praktiskā pieredze.

Daži somu inženieri amatieri ir izmantojuši šos datus, lai turpinātu attīstīt tehnoloģiju, piemēram, Juha Sipilä (attēlā pa kreisi).

Malkas gāzes ģenerators izskatās kā liels ūdens sildītājs. Šo ierīci var novietot uz piekabes (lai gan tas apgrūtina automašīnas novietošanu stāvvietā), automašīnas bagāžniekā (aizņem gandrīz visu bagāžas nodalījumu) vai uz platformas automašīnas priekšpusē vai aizmugurē (vispopulārākā iespēja Eiropā). Amerikāņu pikapos ģenerators ir novietots gultā. Otrā pasaules kara laikā daži transportlīdzekļi bija aprīkoti ar iebūvētu ģeneratoru, pilnībā paslēptu no redzesloka.

Degviela gāzes ģeneratoram

Degvielu ar gāzi darbināmiem transportlīdzekļiem veido koksne vai skaidas (foto pa kreisi). Var izmantot arī kokogles, taču tādējādi tiek zaudēti līdz pat 50 procenti no sākotnējās biomasas esošās enerģijas. No otras puses, ogles satur vairāk enerģijas, jo tām ir augstāka siltumspēja, tāpēc kurināmā klāsts var būt dažāds. Principā var izmantot jebkuru organisko materiālu. Otrā pasaules kara laikā tika izmantotas ogles un kūdra, bet koks bija galvenais kurināmais.

Holandiešu Volvo 240

Vienu no veiksmīgākajiem gāzi ģenerējošajiem automobiļiem 2008. gadā uzbūvēja holandietis Džons. Daudzas automašīnas, kas aprīkotas ar gāzes ģeneratoriem, bija apjomīgas un ne pārāk pievilcīgas. Holandiešu Volvo 240 ir aprīkots ar modernu nerūsējošā tērauda gāzes ģeneratoru sistēmu, un tam ir moderns, elegants izskats.

“Makas gāzi nav tik grūti izgatavot,” Džons saka, taču tīru koksnes gāzi ir daudz grūtāk izgatavot. Džonam ir daudz sūdzību par automašīnu gāzes ģeneratoru sistēmām, jo ​​to ražotā gāze satur daudz piemaisījumu.

Džons no Holandes ir stingri pārliecināts, ka gāzes ražošanas iekārtas, kas ražo koksnes gāzi, ir daudz perspektīvākas stacionārai lietošanai, piemēram, telpu apkurei un sadzīves vajadzībām, elektroenerģijas ražošanai un līdzīgām nozarēm. Transportlīdzeklis ar gāzes ģeneratoru Volvo 240 ir paredzēts galvenokārt, lai demonstrētu gāzes ģeneratoru tehnoloģijas iespējas.

Pie Jāņa mašīnas un līdzīgām gāzi ģenerējošām mašīnām vienmēr pulcējas daudz apbrīnojušo un interesentu. Tomēr automašīnu gāzes ģeneratori ir paredzēti ideālistiem un krīzes laikiem, saka Džons.

Tehniskās iespējas

Ar gāzi darbināmā Volvo 240 maksimālais ātrums ir 120 km/h (75 jūdzes stundā) un var uzturēt 110 km/h (68 jūdzes stundā) kreisēšanas ātrumu. “Degvielas tvertnē” var būt 30 kg (66 mārciņas) koksnes, ar to pietiek aptuveni 100 kilometriem (62 jūdzēm), kas ir salīdzināms ar elektrisko automašīnu.

Ja aizmugurējais sēdeklis ir piekrauts ar koka maisiem, attālums palielinās līdz 400 kilometriem (250 jūdzēm). Atkal, tas ir salīdzināms ar elektrisko automašīnu, ja pasažieru vieta tiek upurēta papildu akumulatoru uzstādīšanai, kā tas ir Tesla Roadster vai Mini Cooper elektromobiļa gadījumā. (Papildus visam pārējam gāzes ģeneratorā jums periodiski jāpaņem koka maiss no aizmugurējā sēdekļa un jāielej tvertnē).

Piekabināms gāzes ģenerators

Ir principiāli atšķirīga pieeja automašīnu modernizēšanai ar gāzes ģeneratoru sistēmām. Šī ir metode, kā novietot gāzi uz piekabes. Vesa Mikkonen izmantoja šo pieeju. Viņa jaunākais darbs ir ar gāzi darbināma Lincoln Continental 1979 Mark V, liela, smaga amerikāņu kupeja. Lincoln patērē 50 kg (110 mārciņas) koksnes uz katriem 100 nobrauktiem kilometriem (62 jūdzēm), un tas ir ievērojami mazāk ekonomisks nekā John's Volvo. Vess Mikkonens arī pārveidoja Toyota Camry, kas ir degvielas patēriņa ziņā efektīvāka automašīna. Šī automašīna patērē tikai 20 kg (44 mārciņas) koksnes par tādu pašu nobraukumu. Tomēr piekabe palika gandrīz tikpat liela kā pati automašīna.

Elektrisko transportlīdzekļu optimizāciju var panākt, samazinot izmērus un samazinot kopējo svaru. Šī metode nedarbojas ar tās brālēniem automašīnām, kas ražo gāzi. Lai gan kopš Otrā pasaules kara ar gāzi darbināmas automašīnas ir kļuvušas daudz attīstītākas. Kara laika automašīnas ar vienu degvielas uzpildes staciju varēja nobraukt 20 - 50 kilometrus, un tām bija zemas dinamiskās un ātruma īpašības.

Josta Konina gāzes ģeneratora koka automašīna

“Pārvietojieties pa pasauli ar zāģi un cirvi,” tā bija nīderlandietes Džosta Konijna devīze, kurš savu ar gāzi darbināmo automašīnu un piekabi devās divu mēnešu ceļojumā pa Eiropu, neuztraucoties par degvielas uzpildes stacijām (kuras viņš neredzēja). Rumānijā).

Lai gan piekabe šajā automašīnā tika izmantota citiem mērķiem, lai uzglabātu papildu malkas krājumus, tādējādi palielinot attālumu starp “degvielas uzpildīšanu”. Interesanti, ka Josts izmantoja koksni ne tikai kā degvielu automašīnai, bet arī kā būvmateriālu pašai automašīnai.

Deviņdesmitajos gados ūdeņradis tika uzskatīts par alternatīvu nākotnes degvielu. Tad lielas cerības tika liktas uz biodegvielu. Vēlāk lielu uzmanību piesaistīja elektrisko tehnoloģiju attīstība automobiļu rūpniecībā. Ja šī tehnoloģija nesaņems turpmāku turpinājumu (tam ir objektīvi priekšnoteikumi), tad mūsu uzmanība atkal varēs pārslēgties uz gāzi ģenerējošām automašīnām.

Neskatoties uz augsto industriālo tehnoloģiju attīstību, koksnes gāzes izmantošana automašīnās ir interese no vides aizsardzības viedokļa, salīdzinot ar citām alternatīvajām degvielām. Koksnes gazifikācija ir nedaudz efektīvāka nekā parastā koksnes sadedzināšana, jo parastā sadedzināšana zaudē līdz pat 25 procentiem no tajā esošās enerģijas. Izmantojot gāzes ģeneratoru automašīnā, enerģijas patēriņš palielinās 1,5 reizes, salīdzinot ar automašīnu, kas darbojas ar benzīna degvielu (ieskaitot sistēmas priekšsildīšanas zudumus un pašas automašīnas svara pieaugumu). Ja ņem vērā, ka vajadzībām nepieciešamā enerģija tiek transportēta un pēc tam ražota no naftas, tad koksnes gazifikācija saglabājas efektīva salīdzinājumā ar benzīnu. Jāņem vērā arī tas, ka koksne ir atjaunojams enerģijas avots, savukārt benzīns nav.

Gāzes ģeneratoru automašīnu priekšrocības

Dabasgāzes transportlīdzekļu lielākā priekšrocība ir tā, ka tie izmanto atjaunojamo degvielu bez iepriekšējas apstrādes. Un biomasas pārvēršanai šķidrā degvielā, piemēram, etanolā vai biodīzeļdegvielā, var būt nepieciešams vairāk enerģijas (tostarp CO2), nekā ir sākotnējā izejvielā. Ar gāzi darbināmā transportlīdzeklī degvielas ražošanai netiek izmantota enerģija, izņemot malkas zāģēšanu un skaldīšanu.

Gāzi ģenerējošai automašīnai nav nepieciešami jaudīgi ķīmiskie akumulatori un tā ir priekšrocība salīdzinājumā ar elektromobili. Ķīmiskajām baterijām ir tendence pašizlādei, un pirms lietošanas tās ir jāuzlādē. Ierīces, kas ražo koksnes gāzi, it kā ir dabīgas baterijas. Nav nepieciešama augsto tehnoloģiju apstrāde nolietotām un bojātām ķīmiskajām baterijām. Gāzes ģeneratoru iekārtas atkritumi ir pelni, kurus var izmantot kā mēslojumu.

Pareizi izstrādāts automobiļu gāzes ģenerators rada ievērojami mazāku gaisa piesārņojumu nekā benzīna vai dīzeļa transportlīdzeklis.

Koksnes gazifikācija ir daudz tīrāka nekā tieša koksnes sadedzināšana: emisijas atmosfērā ir salīdzināmas ar dabasgāzes sadedzināšanas radītajām emisijām. Ekspluatācijas laikā elektromobilis nepiesārņo atmosfēru, bet vēlāk, lai uzlādētu akumulatorus, jāpieliek enerģija, kas šobrīd tiek iegūta tradicionālā veidā.

Gāzi ģenerējošo automašīnu trūkumi

Neskatoties uz daudzajām priekšrocībām gāzi ģenerējošu transportlīdzekļu ekspluatācijā, jāsaprot, ka tas nav optimālākais risinājums. Iekārta, kas ražo gāzi, aizņem daudz vietas un sver vairākus simtus kilogramu - un visa šī “rūpnīca” ir jānēsā līdzi un uz sevi. Gāzes iekārtas ir lielas, jo koksnes gāzei ir zema īpatnējā enerģija. Koksnes gāzes enerģētiskā vērtība ir aptuveni 5,7 MJ/kg, salīdzinot ar 44 MJ/kg benzīnam un 56 MJ/kg dabasgāzei.

Braucot ar dabasgāzi, nav iespējams sasniegt ātrumu un paātrinājumu kā ar benzīnu. Tas ir tāpēc, ka koksnes gāze sastāv no aptuveni 50 procentiem slāpekļa, 20 procentiem oglekļa monoksīda, 18 procentiem ūdeņraža, 8 procentiem oglekļa dioksīda un 4 procentiem metāna. Slāpeklis neatbalsta degšanu, un oglekļa savienojumi samazina gāzes sadegšanu. Lielā slāpekļa satura dēļ dzinējs saņem mazāk degvielas, kā rezultātā jauda samazinās par 30-50 procentiem. Lēnās gāzes sadegšanas dēļ lielie ātrumi praktiski netiek izmantoti, un automašīnas dinamiskās īpašības ir samazinātas.

Opel Cadet aprīkots ar gāzes ģeneratora bloku

Automašīnas ar maza izmēra dzinēju var aprīkot arī ar malkas gāzes ģeneratoriem (piemēram, Opel Kadett attēlā augšā), taču lielas automašīnas ar jaudīgiem dzinējiem tomēr labāk ir aprīkot ar gāzes ģeneratoriem. Mazjaudas dzinējiem dažās situācijās ir izteikts dzinēja jaudas un dinamikas trūkums.

Pašu gāzes ģeneratoru mazam auto var padarīt mazāku, taču šis samazinājums nebūs proporcionāls auto izmēram. Gāzes ģeneratori ir paredzēti arī motocikliem, taču to gabarīti ir pielīdzināmi motocikla blakusvāģim. Lai gan šis izmērs ir ievērojami mazāks nekā ierīcēm autobusam, kravas automašīnai, vilcienam vai kuģim.

Gāzes ģeneratora transportlīdzekļa lietošanas ērtums

Vēl viena zināma problēma ar gāzi darbināmām automašīnām ir tā, ka tās nav īpaši draudzīgas lietotājam (lai gan tās ir ievērojami uzlabojušās salīdzinājumā ar kara laikā izmantotajām tehnoloģijām). Tomēr, neskatoties uz uzlabojumiem, mūsdienīgam gāzes ģeneratoram ir nepieciešamas aptuveni 10 minūtes, lai sasniegtu darba temperatūru, tāpēc jūs nevarēsiet uzreiz iekāpt automašīnā un braukt prom.

Turklāt pirms katras nākamās degvielas uzpildes ar lāpstiņu ir nepieciešams noņemt pelnus - iepriekšējās sadegšanas atkritumus. Sveķu veidošanās vairs nav tik problemātiska kā pirms 70 gadiem, taču arī šobrīd tas ir ļoti kritisks brīdis, jo filtri jātīra regulāri un efektīvi, kas prasa papildu biežu apkopi. Kopumā ar gāzi darbināmai automašīnai ir nepieciešamas papildu problēmas, kuru benzīna automašīnas darbībā pilnībā nav.

Augsta nāvējošā oglekļa monoksīda koncentrācija prasa papildu piesardzības pasākumus un uzraudzību pret iespējamām cauruļvada noplūdēm. Ja instalācija atrodas bagāžniekā, tad nevajadzētu taupīt ar CO sensoru automašīnā. Gāzes ģenerēšanas sistēmu nevar iedarbināt telpā (garāžā), jo, iedarbinot un pārejot darba režīmā, ir jābūt atklātai liesmai (attēls pa kreisi).

Ar gāzi darbināmu automašīnu masveida ražošana

Ražotnē ražots gāzes ģenerators Volkswagen Beetle

Visus iepriekš aprakstītos transportlīdzekļus uzbūvēja amatieru inženieri. Var pieņemt, ka, ja būtu nolemts gāzi ģenerējošās automašīnas profesionāli ražot rūpnīcas apstākļos, tad, visticamāk, daudzas nepilnības būtu novērstas, un priekšrocību būtu vairāk. Šādas automašīnas varētu izskatīties pievilcīgākas.

Piemēram, rūpnīcā ražotajos Volkswagen Otrā pasaules kara laikā viss gāzes ģenerēšanas mehānisms bija paslēpts zem motora pārsega. Pārsega priekšpusē bija tikai lūka malkas iekraušanai. Visas pārējās instalācijas daļas nebija redzamas.

Vēl viena iespēja rūpnīcā ražotai automašīnai ar gāzes ģeneratoru ir Mercedes-Benz. Kā redzat zemāk esošajā fotoattēlā, viss gāzes ģeneratora mehānisms ir paslēpts zem bagāžnieka pārsega.

Mežu izciršana

Diemžēl pieaugošā koksnes gāzes un biodegvielas izmantošana var radīt jaunu problēmu. Un ar gāzi darbināmu automašīnu masveida ražošana varētu pasliktināt šo problēmu. Ja sāksim būtiski palielināt automobiļu skaitu, kas izmanto koksnes gāzi vai biodegvielu, koku piedāvājums sāks sarukt tikpat daudz, un lauksaimniecības zeme tiks upurēta biodegvielas kultūru audzēšanai, kas var izraisīt badu. Gāzes ražošanas iekārtu izmantošana Francijā Otrā pasaules kara laikā izraisīja strauju meža rezervju samazināšanos. Tāpat arī citas biodegvielas ražošanas tehnoloģijas noved pie cilvēkiem noderīgo augu audzēšanas samazināšanās.

Lai gan gāzi ģenerējošas automašīnas klātbūtne var izraisīt tās mērenāku izmantošanu:
iesildiet gāzes ģeneratoru 10 minūtes vai izmantojiet velosipēdu, lai dotos uz pārtikas veikalu - visticamāk, izvēle tiks izdarīta par labu pēdējam;
skaldot malku 3 stundas braucienam uz pludmali vai braucot ar vilcienu - izvēle droši vien būs par labu pēdējam.

Gāzes ģeneratora iedarbināšanai un uzsildīšanai jāpavada vismaz 10 minūtes

Lai kā arī būtu, ar gāzi darbināmas automašīnas nelīdzinās benzīna un dīzeļdegvielas automašīnām. Tikai globāls naftas deficīts vai ļoti liels tās cenas pieaugums var piespiest mūs pārslēgties uz auto, kas ražo gāzi.

Pamatojoties uz materiāliem no: sintezgaz.org.ua

gāzes ģenerators, DIY gāzes ģenerators, gāzes ģenerators, sadzīves gāzes ģeneratori, ģenerators, gāzes ģenerators automašīna

Zināšanu ekoloģija.Zinātne un tehnoloģijas: Pašdarināts malkas gāzes ģenerators, kas izgatavots ar savām rokām, vislabāk ir izmantots kopā ar iekšdedzes dzinēju. Tāpēc mājamatnieki to pielāgo elektrības ražošanai mājās vai pat uzstāda uz automašīnas.

Malkas iekšdedzes dzinējs nav spoks no tālās pagātnes. Automašīnas un spēkstacijas, kas izmanto koksni kā enerģijas avotu, joprojām ir atrodamas šodien. Ir vērts precizēt: dzinējs darbojas ar gāzi, kas iegūta no koksnes, to noteiktā veidā sadedzinot. Iekārtas, kas ražo šādu gāzi, sauc par gāzes ģeneratoriem, tās jau diezgan ilgu laiku ir izmantotas rūpniecības uzņēmumos. Bet vai ir iespējams izgatavot gāzes ģeneratoru ar savām rokām un vai ir vērts to darīt?Šie ir jautājumi, uz kuriem mūsu raksta mērķis ir atbildēt.

Kā darbojas gāzes ģenerators?

Lai saprastu, kādas priekšrocības var dot gāzes ģenerators mājsaimniecībā, jums ir jāsaprot tā darbības princips un pēc tam tā struktūra. Tad būs iespējams aplēst tā ražošanas izmaksas, un galvenais, kāds rezultāts tiks iegūts.

Tātad pirolīzes gāzes ģenerators ir sastāvdaļu un mezglu komplekss, kas paredzēts degošu gāzu maisījuma atdalīšanai no cietā kurināmā, lai to izmantotu iekšdedzes dzinējos.

Uzziņai.Ģeneratoru konstrukcijas atšķiras viena no otras atkarībā no sadedzinātā cietā kurināmā veida, mēs apsvērsim visatbilstošāko no tiem - malkas dedzināšanu.

Ja koksni sadedzina slēgtā telpā, ierobežojot skābekļa padevi, tad izvade var būt degošu gāzu maisījums. Šeit ir viņu saraksts:

• oglekļa monoksīds (oglekļa monoksīds CO);
• ūdeņradis (H2);
• metāns (CH4);
• citi nepiesātinātie ogļūdeņraži (CnHm).

Piezīme. Maisījums satur arī neuzliesmojošas balasta gāzes: oglekļa dioksīdu (oglekļa dioksīdu), skābekli, slāpekli un ūdens tvaikus.

Efektīvam koksnes gāzes ģeneratoram ir jārada ne tikai degošs maisījums, bet arī jāpadara tas piemērots lietošanai. Tāpēc visu iekšdedzes dzinēju degvielas iegūšanas ciklu var droši saukt par tehnoloģisku procesu, kas sastāv no šādiem posmiem:

• gazifikācija: koksne pat nedeg, bet gruzd, kad piegādātā skābekļa daudzums ir 33-35% no pilnīgai sadegšanai nepieciešamā daudzuma;
• primārā rupjā tīrīšana: koksnes gāzes ģeneratoru radītās sadegšanas produktu gaistošās daļiņas pēc pirmā posma tiek atdalītas, izmantojot sauso virpuļfiltru - ciklonu;
• sekundārā rupjā tīrīšana: tiek veikta skruberī - attīrītājā, kur degvielas plūsma tiek laista caur ūdeni;
• dzesēšana: sadegšanas produkti ar temperatūru līdz 700 ºС iet caur to gaisa vai ūdens siltummainī;
• smalka tīrīšana;
• nosūtīšana patērētājam: tā var būt degvielas sūknēšana ar kompresoru sadales tvertnē vai tās padeve maisītājam un pēc tam tieši iekšdedzes dzinējam.

Rūpnieciskā gāzes ģeneratora konstrukciju un darbības principu varat apsvērt tālāk sniegtajā tehnoloģiskajā shēmā:

Pilns gāzes ražošanas cikls ir diezgan sarežģīts, jo tas ietver vairākas dažādas iekārtas. Visvienkāršākais ir gāzes ģenerators, kas ir cilindriskas vai taisnstūra formas metāla kolonna, kas sašaurinās uz leju. Kolonnai ir caurules gaisa un gāzes izvadīšanai, kā arī piekļuves lūka pelnu bedrei. Iekārta ir aprīkota ar vāku augšpusē degvielas iepildīšanai; skurstenis nav savienots ar korpusu, tā vienkārši trūkst. Degšanas un pirolīzes procesu, kas notiek kolonnas iekšpusē, labi atspoguļo gāzes ģeneratora diagramma:

Neiedziļinoties kolonnas iekšpusē notiekošo ķīmisko reakciju sarežģītībā, mēs atzīmējam, ka iepriekš aprakstītais gāzu maisījums tiek iegūts pie izejas no tās. Tikai tas ir piesārņots ar daļiņām un degšanas blakusproduktiem, un tam ir augsta temperatūra. Izpētot jebkura dizaina gāzes ģeneratoru rasējumus, jūs ievērosiet, ka visas pārējās iekārtas ir paredzētas, lai gāzi atgrieztu normālā stāvoklī. Gaiss tiek iespiests degšanas zonā ar vilces vai pūtēja mašīnu (vienkāršiem vārdiem sakot - ventilatoru).

Jāsaka, ka mājās gatavotu malkas gāzes ģeneratoru izgatavo mājamatnieki ar mazāk sarežģītu dizainu un tajā esošā gāzes izlaišanas tehnoloģija ir nedaudz vienkāršota, par ko tiks runāts tālāk.

Mīti par gāzes ģeneratoriem

Internetā bieži ir daudz nepamatotu apgalvojumu par šādu agregātu darbību un tiek sniegta pretrunīga informācija par gāzes ģeneratoru izmantošanu. Mēģināsim kliedēt visus šos mītus.

Pirmais mīts izklausās šādi: gāzes ģeneratora bloka efektivitāte sasniedz 95%, kas ir nesamērīgi lielāka nekā cietā kurināmā katliem ar efektivitāti 60-70%. Tāpēc māju apsildīšana ar tās palīdzību ir daudz izdevīgāka. Informācija jau no paša sākuma ir nepareiza, nevar salīdzināt mājsaimniecības gāzes ģeneratoru mājai un cietā kurināmā katlu, šie mezgli pilda dažādas funkcijas. Pirmā uzdevums ir ražot degošu gāzi, otrais ir sildīt ūdeni.

Runājot par ģenerēšanas iekārtām, to efektivitāte ir iegūtā produkta daudzuma attiecība pret gāzes tilpumu, kuru teorētiski var izolēt no koksnes, reizinot ar 100%. Katla efektivitāte ir koksnes saražotās siltumenerģijas attiecība pret teorētisko siltumspēju, kas arī reizināta ar 100%. Turklāt ne katra biogāzes stacija, nemaz nerunājot par gāzes ģeneratoru, var iegūt 95% degošā kurināmā no organiskām vielām.

Secinājums. Mīta būtība ir tāda, ka viņi mēģina salīdzināt masu vai tilpumu ar enerģijas vienībām, izmantojot efektivitāti, un tas ir nepieņemami.

Vienkāršāk un efektīvāk ir apsildīt māju ar parasto pirolīzes katlu, kas tādā pašā veidā no koksnes izdala uzliesmojošas gāzes un nekavējoties tās sadedzina, izmantojot sekundārā gaisa padevi papildu sadegšanas kamerai.

Otrs mīts ir tāds, ka bunkurā var ieliet degvielu ar jebkāda mitruma saturu. Jūs varat to ielādēt, bet tikai izdalītās gāzes daudzums samazinās par 10-25% vai pat vairāk. Šajā sakarā ideāls variants ir gāzes ģenerators, kas darbojas ar kokogli, kas gandrīz nesatur mitrumu. Un tādējādi pirolīzes siltumenerģija tiek tērēta ūdens iztvaicēšanai, temperatūra krāsnī pazeminās, un process palēninās.

Trešais mīts – tiek samazinātas ēkas apkures izmaksas. To nav grūti pārbaudīt, vienkārši salīdziniet malkas gāzes ģeneratora un parastā cietā kurināmā katla izmaksas, arī pašu izgatavotu. Turklāt jums ir nepieciešama ūdens sildīšanas iekārta, kas sadedzina koksnes gāzes, piemēram, konvektors. Visbeidzot, visas šīs sistēmas darbība prasīs daudz laika un pūļu.

Secinājums. Pašdarināts malkas gāzes ģenerators, kas izgatavots ar savām rokām, vislabāk ir izmantots kopā ar iekšdedzes dzinēju. Tāpēc mājamatnieki to pielāgo elektrības ražošanai mājās vai pat uzstāda uz automašīnas.

Automobiļu gāzes ģenerators

Jums jāsaprot, ka automašīnas gāzes ģeneratoram ir jābūt diezgan kompaktam, ne pārāk smagam un tajā pašā laikā efektīvam. Ārvalstu kolēģi, kuru ienākumi ir krietni lielāki nekā mūsējiem, ģeneratora korpusu, ciklonu un dzesēšanas filtru izgatavo no nerūsējošā tērauda. Tas ļauj jums uzņemt pusi no metāla biezuma, kas nozīmē, ka iekārta būs daudz vieglāka. Mūsu realitātē gāzes ģeneratora montāžai tiek izmantotas caurules, veci propāna baloni, ugunsdzēšamie aparāti un citi pieejamie materiāli.

Zemāk ir zīmējums ar gāzes ģeneratoru, kas uzstādīts uz vecajām kravas automašīnām UralZIS-352, un tas jāizmanto, lai palīdzētu jums, montējot ierīci:

Ārējo tvertni mūsu meistari visbiežāk izgatavo no sašķidrinātā propāna baloniem, iekšējo tvertni var izgatavot no kravas automašīnas ZIL vai KamAZ uztvērēja. Režģis izgatavots no bieza metāla, caurules izgatavotas no atbilstoša caurules diametra. Vāku ar skavām var izgatavot no cilindra nogrieztās augšdaļas vai no lokšņu tērauda. Vāka blīvējums ir izgatavots no azbesta auklas ar grafīta impregnēšanu.

Rupjais filtrs - ciklons automašīnām - ir izgatavots no veca ugunsdzēšamā aparāta vai vienkārša caurules gabala. Caurules apakšā ir koniska uzgalis ar veidgabalu pelnu izkraušanai, un augšpusē gals ir noslēgts ar cieši metinātu vāku. Tajā ir iegriezta attīrīto gāzu izplūdes caurule, un sānos ir otrs armatūra, kur tiks piegādāti sadegšanas produkti. Ciklona funkcionālā šķērsgriezuma diagramma ir parādīta attēlā:

Tā kā automašīnu gāzes ģenerators ražo gāzes augstā temperatūrā, tās ir jāatdzesē. Ir divi iemesli:

• karstai gāzveida degvielai ir pārāk mazs blīvums un to nebūs viegli aizdedzināt iekšdedzes dzinēja cilindros;
• Saskaroties ar karstām motora virsmām, pastāv spontāna uzliesmojuma risks.

Gāzu kustību pa visu ceļu aizdedzes laikā nodrošina ventilators, un pēc dzinēja iedarbināšanas sistēmā parādās nepieciešamais vakuums, ventilators izslēdzas.

Dzesēšanai amatnieki izmanto parastus spārnu apsildes radiatorus, novietojot tos uz automašīnas tā, lai braukšanas laikā tie tiktu pēc iespējas vairāk izpūsti ar gaisu. Dažreiz pat tiek izmantoti moderni bimetāla radiatori. Pirms ieiešanas gāzes ģeneratora dzinējā degvielai ir nepieciešama smalka tīrīšana, šim nolūkam pēc saviem ieskatiem tiek izmantoti dažāda veida filtri. Visi mezgli ir apvienoti vienā instalācijā saskaņā ar diagrammu:

Un pēdējā daļa ir maisītājs, kas nepieciešams, lai regulētu gāzes-gaisa maisījuma proporcijas. Lieta tāda, ka koksnes gāzes siltumspēja ir tikai 4,5 MJ/m3, savukārt automašīnās izmantotās dabasgāzes siltumspēja ir pat 34 MJ/m3. Tāpēc degvielas un gaisa proporcijām jābūt atšķirīgām, un tās būs jāpielāgo, izmantojot slāpētāju.

Secinājums

Neskatoties uz malkas dedzināšanas, nevis benzīna idejas pievilcību, mūsdienu apstākļos tas praktiski nav dzīvotspējīgs. Ilga aizdedze, braukšana ar vidējiem un lieliem apgriezieniem, kas ietekmē iekšdedzes dzinēja kalpošanas laiku, komforta trūkums - tas viss padara esošās iekārtas par parastām kuriozām, kuras netiek plaši izmantotas. Bet gāzes ģeneratora izgatavošana mājas elektrostacijai ir pavisam cita lieta. Stacionārs agregāts kopā ar pārveidotu dīzeļa iekšdedzes dzinēju var būt lielisks variants mājas barošanai. Publicēts

Uzreiz rezervēsim: ja automašīna brauc pa malku, tas nenozīmē, ka tā ir tvaika lokomotīve bez sliedēm. Tvaika dzinēja zemā efektivitāte ar atsevišķu kurtuvi, katlu un divkāršiem trīskāršiem izplešanās cilindriem tvaika mašīnas atstāja starp aizmirsto eksotiku. Un šodien mēs runāsim par “malkas dedzināšanas” transportu ar pazīstamajiem iekšdedzes dzinējiem, motoriem, kas sevī sadedzina degvielu.

Protams, nevienam vēl nav izdevies benzīna vietā karburatorā iegrūst malku (vai ko tamlīdzīgu), taču ir pieķērusies ideja par degošu gāzi iegūt no koka tieši uz mašīnas un padot to cilindros kā degvielu. daudzus gadus. Mēs runājam par gāzi ģenerējošām automašīnām, automašīnām, kuru klasiskie iekšdedzes dzinēji darbojas ar ģeneratora gāzi, ko iegūst no koksnes, organiskajām briketēm vai oglēm. Starp citu, šādas mašīnas neatsakās arī no parastās šķidrās degvielas - tās var darboties arī ar benzīnu.

Svētā vienkāršība

Ražošanas gāze ir gāzu maisījums, kas sastāv galvenokārt no oglekļa monoksīda CO un ūdeņraža H2. Šādu gāzi var iegūt, ierobežota gaisa daudzuma apstākļos sadedzinot biezā kārtā novietotu koksni. Automobiļu gāzes ģenerators, būtībā vienkārša iekārta, bet apjomīga un strukturāli sarežģīta ar papildu sistēmām, darbojas pēc šī vienkāršā principa.

Tāpat papildus faktiskajai ģeneratora gāzes ražošanai auto gāzes ģenerators to atdzesē, attīra un sajauc ar gaisu. Attiecīgi klasiskās instalācijas dizains ietver pašu gāzes ģeneratoru, rupjos un smalkos filtrus, dzesētājus, elektrisko ventilatoru aizdedzes procesa paātrināšanai un cauruļvadus.

Es ņemu līdzi rafinēšanas rūpnīcu

Vienkāršākais gāzes ģenerators ir vertikāla cilindra formā, kurā gandrīz līdz augšai tiek ielādēta degviela - malka, ogles, kūdra, presētas granulas utt. Degšanas zona atrodas zemāk, tieši šeit, degošās degvielas apakšējā slānī, tiek radīta augsta temperatūra (līdz 1500 grādiem pēc Celsija), kas nepieciešama turpmāko degvielas maisījuma sastāvdaļu - oglekļa monoksīda CO un ūdeņraža - atdalīšanai. H2 - no augšējiem slāņiem. Tālāk šo gāzu karstais maisījums nonāk dzesētājā, kas samazina temperatūru, tādējādi palielinot gāzes īpatnējo kaloriju saturu. Šo diezgan lielo vienību parasti vajadzēja novietot zem automašīnas virsbūves. Filtrs-tīrītājs, kas atrodas blakus gāzes plūsmai, noņem piemaisījumus un pelnus no nākotnes degvielas maisījuma. Tālāk gāze tiek nosūtīta uz maisītāju, kur tā tiek apvienota ar gaisu, un beidzot sagatavotais maisījums tiek nosūtīts uz automašīnas dzinēja sadegšanas kameru.

Automašīnas ZIS-21 diagramma ar gāzes ģeneratoru

Kā redzat, degvielas ražošanas sistēma tieši kravas automašīnā vai automašīnā aizņēma diezgan daudz vietas un svēra daudz. Bet spēle bija sveces vērta. Pateicoties savai - un arī bezmaksas - degvielai, uzņēmumi, kas atrodas simtiem un tūkstošiem kilometru no degvielas piegādes bāzēm, varēja atļauties paši savu autonomo transportu. Ilgu laiku šī priekšrocība nevarēja aizēnot visus gāzi ražojošo transportlīdzekļu trūkumus, un to bija daudz:

— ievērojams nobraukuma samazinājums vienā uzpildes reizē;
— transportlīdzekļa kravnesības samazināšana par 150-400 kg;
— ķermeņa lietderīgā tilpuma samazināšanās;
— apgrūtinošais gāzes ģeneratora “uzpildīšanas” process;
— papildu ikdienas apkopes darbu komplekts;
— ģeneratora iedarbināšana aizņem 10-15 minūtes;
- ievērojams dzinēja jaudas samazinājums.

ZiS 150UM, eksperimentālais modelis ar gāzes ģeneratora bloku NAMI 015UM

Taigā nav degvielas uzpildes staciju

Koksne vienmēr ir bijusi galvenā degviela ar gāzi darbināmiem transportlīdzekļiem. Pirmkārt, protams, tur, kur ir malkas pārpilnība - mežizstrādē, mēbeļu un būvniecības ražošanā. Tradicionālās koksnes apstrādes tehnoloģijas koksnes rūpnieciskai izmantošanai “gasgēnu” ziedu laikos izšķērdēja aptuveni 30% no meža masas. Tos izmantoja kā automašīnu degvielu. Interesanti, ka sadzīves “gasgēnu” darbības noteikumi stingri aizliedza izmantot rūpniecisko koksni, jo mežsaimniecības nozarē bija daudz atkritumu. Gāzes ģeneratoriem bija piemērotas gan mīkstās, gan cietās koksnes.

Vienīgā prasība ir, lai uz ķīļiem nebūtu puves. Kā liecina daudzi pētījumi, kas veikti 30. gados PSRS Zinātniskajā automobiļu un traktoru institūtā, ozols, dižskābardis, osis un bērzs ir vislabāk piemēroti kā degviela. Gāzes ģeneratoru katli, ar kuriem tika darbināti, visbiežāk bija taisnstūra formas ar 5-6 centimetru malu. Lauksaimniecības atkritumi (salmi, sēnalas, zāģu skaidas, mizas, priežu čiekuri u.c.) tika presēti speciālās briketēs un ar tām tika “uzpildīti” arī gāzes ģeneratori.

Kā jau teicām, galvenais gāzes dzinēju trūkums ir to mazais nobraukums vienā uzpildījumā. Tātad ar vienu baļķu kravu padomju kravas automašīnās (skatīt zemāk) pietika ne vairāk kā 80–85 km. Ņemot vērā, ka lietošanas instrukcija iesaka “uzpildīt degvielu”, kad tvertne ir tukša par 50-60%, nobraukums starp uzpildīšanu tiek samazināts līdz 40-50 km. Otrkārt, pati iekārta, kas ražo ģeneratora gāzi, sver vairākus simtus kilogramu. Turklāt dzinēji, kas darbojas ar šo gāzi, ražo par 30–35% mazāku jaudu nekā benzīna kolēģi.

Automašīnu apdare malkai

Automašīnas bija jāpielāgo darbam ar gāzes ģeneratoru, taču izmaiņas nebija nopietnas un dažkārt bija pieejamas pat ārpus rūpnīcas. Pirmkārt, tika palielināta kompresijas pakāpe dzinējos, lai jaudas zudums nebūtu tik būtisks. Dažos gadījumos turbokompresoru pat izmantoja, lai uzlabotu dzinēja cilindru pildījumu. Daudzas “gazificētās” automašīnas bija aprīkotas ar paaugstinātas efektivitātes elektrisko ģeneratoru, jo gaisa iepūšanai kurtuvē tika izmantots diezgan jaudīgs elektriskais ventilators.

ZIS-13

Lai saglabātu vilces raksturlielumus, īpaši kravas automašīnām ar samazinātu dzinēja jaudu, transmisijas koeficienti tika palielināti. Kustības ātrums samazinājās, bet tuksnesī un citos tuksnešos un attālos apgabalos izmantotajām automašīnām tam nebija izšķirošas nozīmes. Lai kompensētu smagā gāzes ģeneratora radītās svara sadalījuma izmaiņas, dažām automašīnām tika pastiprināta piekare.

Turklāt “gāzes” aprīkojuma apjomīguma dēļ nācās daļēji pārkārtot automašīnu: nomainīt, pārvietot kravas platformu vai izcirst kravas automašīnas salonu, pamest bagāžnieku, pārvietot izplūdes sistēmu.

"Gasgen" zelta laikmets PSRS un ārzemēs

Gāzi ģenerējošo automašīnu ziedu laiki notika pagājušā gadsimta 30.-40. Tajā pašā laikā vairākās valstīs ar lielām vajadzībām pēc automašīnām un nelielām pārbaudītām naftas rezervēm (PSRS, Vācija, Zviedrija) lielu uzņēmumu un zinātnisko institūtu inženieri sāka izstrādāt ar koksni darbināmus transportlīdzekļus. Padomju speciālisti bija veiksmīgāki kravas automašīnu izveidē.

GAZ-42

No 1935. gada līdz pašam Lielā Tēvijas kara sākumam dažādos Mežrūpniecības ministrijas un Gulaga (diemžēl nometņu galvenā direkcija, tā laika realitāte) uzņēmumos, pusotras kravas automašīnas GAZ-AA un ZIS. -5 trīs tonnas smagas kravas automašīnas, kā arī uz tām balstīti autobusi tika pārbūvēti darbam ar koku. Tāpat kravas automobiļu gāzes ģeneratoru versijas atsevišķās partijās ražoja paši transportlīdzekļu ražotāji. Piemēram, padomju auto vēsturnieki min skaitli 33 840 - tieši tik daudz tika saražots gāzi ģenerējošs “pusotrs” GAZ-42. Maskavā tika saražoti vairāk nekā 16 tūkstoši vienību gāzes ģeneratoru ZIS modeļu ZIS-13 un ZIS-21.

ZIS-21

Pirmskara laikā padomju inženieri radīja vairāk nekā 300 dažādu gāzes ģeneratoru agregātu variantus, no kuriem 10 sasniedza masveida ražošanu. Kara laikā sērijveida rūpnīcas sagatavoja vienkāršotu instalāciju rasējumus, kurus varēja ražot uz vietas autoservisos, neizmantojot sarežģītas iekārtas. Pēc PSRS ziemeļu un ziemeļaustrumu apgabalu iedzīvotāju atmiņām, malkas kravas automašīnas nomalē varēja atrast līdz pat divdesmitā gadsimta 70. gadiem.

Vācijā Otrā pasaules kara laikā bija akūts benzīna deficīts. Divu uzņēmumu (Volkswagen un Mercedes-Benz) projektēšanas birojiem tika uzdots izstrādāt savu populāro kompaktautomobiļu versijas ar gāzi. Abi uzņēmumi uzdevumu izpildīja diezgan īsā laikā. Ražošanas līnijā nonāca Volkswagen Beetle un Mercedes-Benz 230. Interesanti, ka sērijveida automobiļu papildaprīkojums pat nesniedzās tālāk par “pasažieru vagonu” standarta gabarītiem. Volkswagen gāja vēl tālāk un izveidoja “malkas dedzināšanas” armijas prototipu Volkswagen Tour 82 (“Kübelwagen”).

Volkswagen Tour 82

Mūsdienās koka dedzināšanas mašīnas

Par laimi, gāzi ģenerējošo automašīnu galvenā priekšrocība - neatkarība no degvielas uzpildes staciju tīkla - mūsdienās ir kļuvusi mazāk aktuāla. Taču, ņemot vērā mūsdienu vides tendences, priekšplānā ir izvirzījusies vēl viena malkas automobiļu priekšrocība - braukšana ar atjaunojamo degvielu bez jebkādas ķīmiskas sagatavošanas, bez papildu enerģijas patēriņa degvielas ražošanai. Kā liecina teorētiskie aprēķini un praktiskie testi, malkas dzinējs ar izmešiem atmosfērā nodara mazāku kaitējumu nekā līdzīgs dzinējs, kas jau darbojas ar benzīnu vai dīzeļdegvielu. Izplūdes gāzu saturs ir ļoti līdzīgs emisijām no iekšdedzes dzinējiem, kas darbojas ar dabasgāzi.

Un tomēr malkas automobiļu tēma ir zaudējusi savu agrāko popularitāti. Galvenokārt entuziasma pilni inženieri, lai taupītu degvielu vai eksperimenta nolūkos, pārveido savas personīgās automašīnas, lai tās darbotos ar ģeneratora gāzi, lai neaizmirstu par gāzes ģeneratoriem. Postpadomju telpā ir veiksmīgi piemēri "gasgēniem", kuru pamatā ir vieglās automašīnas AZLK-2141 un GAZ-24, kravas automašīna GAZ-52, mikroautobuss RAF-2203 utt. Pēc dizaineru domām, viņu darbi var ceļot līdz 120 km ar ātrumu 80- 90 km/h.

GAZ-52

Piemēram, GAZ-52, ko Žitomiras inženieri 2009. gadā pārveidoja par malku, patērē apmēram 50 kg malkas gabalu uz 100 km. Pēc projektētāju domām, malka jāpievieno ik pēc 75-80 km. Gāzes ģeneratora bloks, kas tradicionāli paredzēts kravas automašīnām, atrodas starp kabīni un virsbūvi. Pēc kurtuves aizdedzināšanas jāpaiet aptuveni 20 minūtēm, līdz GAZ-52 var sākt kustēties (ģeneratora pirmajās darbības minūtēs tā ražotajai gāzei nav vajadzīgo degšanas īpašību). Pēc izstrādātāju aprēķiniem, 1 km, izmantojot koksni, ir 3-4 reizes lētāks nekā izmantojot dīzeļdegvielu vai benzīnu.

Gāzes ģeneratora bloks GAZ-52

Vienīgā valsts, kurā mūsdienās tiek plaši izmantotas ar malku kurināmas automašīnas, ir Ziemeļkoreja. Totālās globālās izolācijas dēļ tur ir zināms šķidrās degvielas trūkums. Un malka atkal nāk palīgā tiem, kas nonākuši sarežģītās situācijās.

Gazifikācijas laikā koksnes organiskā daļa tiek pārvērsta uzliesmojošā gāzē un šķidros produktos. Gazifikācija tiek veikta ierīču, ko sauc par gāzes ģeneratoriem, vertikālajās šahtās. Gāzes ģeneratora šahtā notiek trīs galvenie procesi, kurus aptuveni var sadalīt diagrammā norādītajās zonās (23. att.).

Gāzes ģeneratora augšējā daļā tiek žāvēta koksne (I zona), pēc tam sausā kurināmā tiek pakļauta zemai karbonizācijai - termiskai sadalīšanai sakarsētas gāzes plūsmā, kas virzās no režģa un izpūš caurumus līdz gāzes ģeneratora kaklam. (II zona).

Trešajā, pēdējā zonā notiek pats gazifikācijas process, kuram pakļaujas nevis koksne, bet ogles, koksnes zemas temperatūras karbonizācijas produkts. Šeit koksa ogleklis (ogles) tiek oksidēts gaisa skābekļa atmosfērā, kas tiek piegādāts raktuvei caur režģi un caur sprādziena caurulēm. Gazificējot cita veida cieto kurināmo (fosilās ogles, slānekli, koksu un kūdru), gaisa strūklas vietā dažreiz izmanto tvaiku-skābekli.

Kad atmosfēras skābeklis un kokss mijiedarbojas, oglekļa oksidēšanās var notikt, izmantojot šādas reakcijas:

A) C + 03 COa + 97 650 kcal/kg - mol;

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

Daļa oglekļa dioksīda CO2, mijiedarbojoties ar koksa oglekli, kas uzkarsēts līdz augstai temperatūrai, reakcijas rezultātā pārvēršas oglekļa monoksīdā CO

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

Novērojumi liecina, ka koksnes kurināmā gazifikācijas laikā biezā slānī minēto reakciju rezultātā galvenokārt veidojas oglekļa monoksīds.

Gabali ogles pārklāj ar gāzes plēvi, caur kuru gāzes molekulas izkliedējas uz ogļu virsmu, un reakcijas produkti tiek noņemti no virsmas, nokļūstot gāzes telpā starp atsevišķiem cietvielas gabaliem. Difūzijas plūsmas intensitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem.

Ja ķīmiskās mijiedarbības ātrums starp cietās vielas un gāzes molekulām ir ļoti augsts, kopējais rezultāts

Mijiedarbība starp reaģējošām vielām neviendabīgās reakcijās būs atkarīga no difūzijas procesu intensitātes. Šajā gadījumā ogļu gazifikācijas process notiek tā sauktajā difūzijas reģionā.

Ja ķīmiskās reakcijas ātrums starp cieto vielu un gāzes molekulām ir izšķirošs faktors, mijiedarbība starp reaģējošajām vielām pāriet procesa kinētiskajā reģionā.

Palielinoties gāzes ātrumam un samazinoties ogļu gabalu izmēram, gāzes plēves biezums samazinās.

Gazifikācijas procesa ātrums difūzijas reģionā palielināsies, palielinoties temperatūrai un gāzes plūsmas ātrumam. Ķīmiskās mijiedarbības ātrums starp koksa oglekļa un gāzes molekulām, t.i., pats gazifikācijas process, tā kinētiskajā reģionā vienmēr palielināsies, palielinoties temperatūrai.

Dažādu ogļu koksa reaktivitāte nav vienāda, un to raksturo oglekļa ķīmiskās mijiedarbības ātrums ar CO2 un ūdens tvaiku.

Oglēm ir augstāka reaktivitāte salīdzinājumā ar, piemēram, fosilajām oglēm.

Tāpēc koksnes gazifikācijas gadījumā koksnes koksa oglekļa oksidēšanās notiks procesa difūzijas reģionā.

III zonā (pareiza gazifikācija) attīstās augsta temperatūra. Teorētiski tas varētu būt aptuveni 1600°. Tā rezultātā degvielas pelni tiek sakausēti, un pūšanas ierīces kļūst izdedži un bieži tiek iznīcinātas. Šīs parādības izraisa priekšlaicīgu gāzes ģeneratora izslēgšanu gaisa padeves traucējumu dēļ. Lai tos apkarotu, pietiek ar 90-120 g/n pievienot gāzes ģeneratoram piegādātajam gaisam. l3 piesātināts ūdens tvaiks.

Tvaika padeve sprādzienā nodrošina nelielu gāzes siltumspējas pieaugumu.

Atšķirībā no gaisa strūklas mākslīgi samitrinātu ar tvaiku sauc par gaisa-tvaika strūklu. Sprādziena mitrināšanas pakāpi regulē tā temperatūra, kas parasti tiek uzturēta 45-55° robežās, dažreiz arī augstāka. Pievienojot sprādzienam tvaiku, pašas gazifikācijas zonas temperatūra tiek samazināta līdz 1100-1200°, kas jau ir droši spridzināšanas ierīcēm.

Tvaika-gaisa spridzināšanas laikā notiek šādas reakcijas:

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

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

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

Spridzināšanas ūdens tvaiki parasti netiek pilnībā iztērēti šajās reakcijās, bet gan par 70-75 %.. Ievērojami mitrinot sprādzienu ar tvaiku un pazeminoties temperatūrai, reakcijas “a” un “b” var pārvietoties kinētiskajā reģionā. no procesa.

Sakarā ar neizbēgamo slāpekļa klātbūtni gaisā teorētiski ir iespējams iedomāties CO veidošanos gāzē, kas iegūta pašā gazifikācijas zonā gaisa spridzināšanas laikā saskaņā ar šādu vienādojumu:

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

Kas atbilst gāzes sastāvam V tilpuma daļas: CO -34,7%. N2 - 65,3%.

Eksperimentāli noskaidrots, ka koksnes koksa faktiskās gazifikācijas zonā gaisa spridzināšanas laikā gāzes sastāvs maz atšķiras no teorētiskā. No 1 Kilograms oglekļa gāzes izvade

Vienāds ar 5,37 n. m3 s siltumspēja 1060. No

Iesniegtie dati liecina, ka ar ideālu gaisa procesu, gazifikācijas termiskā efektivitāte, rēķinoties ar aukstumu

5,37 1060 _ _ gāze, vienāda ar g^ = 0,7.