Caldeiras de pirólise de longa duração com circuito de água: características de operação

PARAa queima de combustível sólido é uma alternativa aos dispositivos de aquecimento a gás e elétrico. Caldeiras geradoras de gás ou de pirólise de longa queima com circuito de água são dispositivos que permitem a queima não só de combustível sólido, mas também de gases combustíveis que são liberados durante esse processo. Este princípio de uso de energia é bom para o meio ambiente e economiza combustível. Existem também desvantagens - condições operacionais adversas e preço alto. Como determinar o valor médio de ouro e obter o máximo de benefícios - no material abaixo.

Caldeira de gerador a gás

Caldeiras de geração de gás

As caldeiras geradoras de gás ou de pirólise de longa combustão com circuito de água são caldeiras que geram gases combustíveis a partir do combustível nelas colocado. O circuito de água faz parte, ao mesmo tempo, do sistema de aquecimento e do sistema de segurança da caldeira.

Caldeira seccional

Pirólise como processo físico-químico

A combustão é um processo complexo que produz muita fuligem e gases. 30% do volume total das substâncias emitidas é dióxido de carbono, o resto é monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, álcool metílico, furano, ácido acético, benzeno, acetona e uma grande quantidade de outras substâncias voláteis. Tudo exceto CO₂, pode ser oxidado, isto é, queimado novamente, enquanto recebe um pouco mais de energia térmica.

Processo de pirólise

A pirólise é um processo de duas fases em que a produção de gases combustíveis é primeiro estimulada e depois queimada. Para isso, o combustível sólido é incendiado e deixado trabalhar, então o suprimento de oxigênio é reduzido, estimulando a combustão lenta. A lenha queima a uma temperatura de 200 - 800 graus, o carvão e os materiais de hidrocarbonetos ardem em temperaturas de até 1300 - 1500 graus. Ao mesmo tempo, são liberados gases ativamente, que nas condições atmosféricas são pouco ativos ou inertes.

Descarga de gases

Na câmara de combustão dentro da caldeira, as temperaturas são extremamente altas, esses gases reagem com o oxigênio fornecido de fora.No início, o ar atmosférico passa por dutos especiais de ar, aquece até as temperaturas descritas acima e só depois é misturado aos gases combustíveis. Ocorre uma pós-combustão intensiva da mistura de gases. Externamente, parece que a combustão do gás natural fornecido sob alta pressão, uma poderosa tocha estável é formada. O calor gerado é de 4 a 10% do calor total produzido pela caldeira.

Processo de pirólise em caldeiras Bourgeois-K

Como funciona a caldeira

As caldeiras de pirólise de longa duração ou de geração de gás com circuito de água são uma câmara equipada com divisórias e condutas de ar especiais. O design especial do soprador permite regular a quantidade de oxigênio fornecida. Na parte superior da caldeira, onde ocorre a pós-combustão, existem bicos que dividem o gás em pequenos jatos para reduzir a intensidade da combustão. A grelha está localizada mais alta do que o normal e é instalada de forma que a distância até o fundo não seja inferior a ¼ da altura total da caldeira. Isso é para garantir que haja espaço suficiente para a evacuação dos gases.

Diagrama da caldeira com circuito de água

O ar fresco, necessário para a oxidação adicional, é fornecido de baixo, passa por um duto de ar especial até a zona de combustão dos gases, enquanto é aquecido até a temperatura de operação. Na parte superior da caldeira existem tubos especiais com orifícios que ajudam a distribuir uniformemente os gases.

Toda a circulação dentro da caldeira é fornecida por uma turbina elétrica. Sem ele, em condições de deficiência de oxigênio, a combustão e a oxidação adicional são impossíveis. Em caso de falta de energia, é necessário abrir o portão para garantir a tiragem natural, enquanto a caldeira continua a funcionar no modo de instalação convencional de combustível sólido.

Após a combustão, a cinza pura sem impurezas é formada

Vídeo: caldeira de pirólise: mitos e realidade

Tipos de caldeiras de geração de gás

O princípio de operação de todas as caldeiras a gás é o mesmo, no entanto, existem diferentes opções de design:

• Uma caldeira com camisa de água - seu corpo consiste em duas camadas de metal, entre as quais a água flui.
• Caldeiras de bobina são dispositivos com um sistema de troca de calor ineficaz; dispositivos de baixa potência são produzidos.
• Caldeiras voláteis e não voláteis. O processo de pirólise só é possível com circulação forçada. As caldeiras geradoras de gás não volátil são um mito; sem eletricidade, este dispositivo só pode funcionar no modo normal. caldeira de combustível sólido.

Caldeira faça você mesmo

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Vantagens e desvantagens

O princípio da pirólise, que é parcialmente implementado em caldeiras a gás domésticas, é usado na indústria para a eliminação de vários resíduos. A combustão e a oxidação adicional repetida de produtos de decomposição é uma forma de reduzir a quantidade de emissões nocivas para a atmosfera. Depois que o combustível e os gases são queimados em um gerador de gás ou em uma caldeira doméstica, apenas dióxido de carbono e vapor de água são liberados na atmosfera.

A fumaça branca é um sinal de combustão completa do combustível

Os benefícios ambientais de tais caldeiras são óbvios, mas em termos de eficiência e conveniência, são seriamente inferiores a, por exemplo, caldeiras de longa queima. Não é fácil acelerar a caldeira a tais parâmetros que a pirólise seja possível. Isso requer alta temperatura e algum tempo. Caldeiras de pirólise de longo prazo com circuito de água são interrompidas nas seguintes condições:

• queda na temperatura da água de retorno;
• falta de energia;
• combustível de qualidade inadequada.

Diagrama de conexão da caldeira ao sistema de aquecimento

O processo de pirólise deve ser interrompido imediatamente assim que a circulação bomba no sistema de aquecimento... Sem resfriamento, a caldeira simplesmente explodirá.Para interromper o processo, é necessário abrir a comporta, proporcionando tiragem natural e retirada de gases combustíveis. O soprador deve estar aberto ao mínimo. Após a queda da temperatura, a caldeira deve ser extinta. Se o volume do sistema de aquecimento não for grande e a circulação natural for possível, a caldeira pode continuar a funcionar a 50% da carga com o portão aberto.

Chama na caldeira, que acelerou para o modo operacional

termos de uso

As caldeiras de pirólise são capazes de operar dentro de uma faixa de temperatura estritamente definida. O sistema deste dispositivo é fechado, portanto, deve ser precisamente ajustado. Obviamente, não é possível monitorar constantemente a qualidade do combustível, seu teor de umidade e medir a massa da lenha no momento do carregamento. Sempre existe o perigo de superaquecimento ou, inversamente, de temperatura insuficiente.

O primeiro problema pode ser eliminado com um circuito de água. O corpo da caldeira atua como um trocador de calor: suas paredes são duplas, a água circula entre elas. Às vezes, uma bobina adicional é adicionada a uma das paredes da caldeira, que serve como um sistema de resfriamento de emergência e ao mesmo tempo como um circuito de água quente.

Bobina para resfriamento adicional

Se a temperatura for inferior à temperatura de operação, o processo de pirólise para ou nem inicia. Ao mesmo tempo, a caldeira opera no modo de um dispositivo de combustível sólido convencional. Por este motivo, a temperatura de retorno deve ser de pelo menos 60 graus Celsius e, a 40 graus, a pirólise é interrompida em todos os tipos de caldeiras. Por esta razão, um jumper adicional é instalado no sistema de aquecimento - um bypass, que funciona como um pequeno circuito e permite que a caldeira entre em modo de pirólise.

Unidade de controle de caldeira de pirólise

É necessário instalar sensores de temperatura para controlar o processo, mas você terá que abrir e fechar as válvulas de bypass manualmente. As caldeiras de pirólise são geralmente caldeiras manuais. De acordo com o passaporte do aparelho, nele podem ser utilizados lenha, briquetes e pellets. Na vida real, os combustíveis que consomem muita energia, como o carvão, são adicionados à lenha. Existe a prática de queimar lixo doméstico, mas ele contém borracha e outros polímeros, o que traz consigo consequências desagradáveis.

Importante! É proibida a queima de carvão, borracha e outros combustíveis com alto consumo de energia em caldeiras de baixa e média potência (até 40 kW)! O pequeno tamanho da câmara, a potência insuficiente do ventilador e um pequeno volume do líquido de arrefecimento levarão ao superaquecimento e à destruição da caldeira, o que é acompanhado por uma explosão e incêndio! Em caldeiras de alta potência, as proporções devem ser rigorosamente observadas: o combustível intensivo em energia não deve exceder 20% da carga total.

Quando as caldeiras de pirólise são eficazes

As vantagens das caldeiras de pirólise de longa duração com circuito de água são ecologicamente corretas. A eficiência declarada pelos fabricantes é apenas 4 - 10% maior do que o desempenho de uma caldeira de combustível sólido convencional. Obviamente, a escolha deve basear-se na consideração das características individuais do sistema de aquecimento e das preferências dos proprietários.

Vídeo: o princípio de funcionamento da caldeira de pirólise DG "Trayan"

 

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