Пиролизные печи для производства древесного угля схема

Обновлено: 03.12.2022

Отопительное устройство длительного горения – пиролизная печь – представляет собой оптимальный вид автономного агрегата в условиях отсутствия возможности подключения к магистральным линиям энергообеспечения. Установку еще называют газогенератором, так как энергия в нем вырабатывается в результате дожигания газов, которые выделяются при тлении твердого топлива в камере. Пиролизный агрегат способен бесперебойно работать на разовой закладке дров или угля в течение продолжительного периода времени – от нескольких часов до нескольких суток подряд – без постоянного контроля.

Устройство пиролизных печей

Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.

Пиролизная печь

Схема пиролизной печи

Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.

Плюсы и минусы газогенераторов

Агрегаты пиролизного горения отличаются высокой эффективностью и располагают массой конкурентных преимуществ:

  • высокая производительность – КПД до 95%;
  • экологичность – минимальный уровень дыма, отсутствие сажи;
  • комфортное обслуживание – загружают топливо 1-2 раза в сутки в зависимости от модели, нет необходимости постоянного контроля подачи горючего;
  • вариативность топлива – пиролизы способны работать на любом твердом горючем ресурсе. Это могут быть различные материалы, включая торф, пеллеты, древесину, уголь. Также в ход идут опилки, шелуха, картон и другие виды производственных отходов.

Еще одним плюсом в копилку отмечают доступность самостоятельной сборки и монтажа заводской модели газогенератора и возможность изготовления пиролизной печи своими руками.

Основным недостатком агрегатов длительного горения считается высокая стоимость изделия. В зависимости от мощности модели реализуются в диапазоне от 30 и до 100 тыс. рублей и более. Поэтому многих привлекает идея самостоятельного изготовления пиролизной печи для дома из недорогих материалов.

Среди минусов эксплуатации пиролизных устройств также отмечают требования к качеству топлива. Дрова необходимо хранить в надлежащих условиях, чтобы обеспечить оптимальный уровень влажность. Иначе снижается эффективность работы агрегата, так как наличие влажных паров негативно отражается на процессе переработки газов.

Классификация пиролизных устройств

Газогенераторные печи классифицируются по нескольким категориям. По материалу изготовления различают установки металлические и кирпичные. Также модели делятся по назначению и способу передачи тепловой энергии. По методу передачи тепла различают варианты пиролизных агрегатов с водяным контуром отопления и теплообменниками воздушной системы.

Металлическая печь пиролизного горения

В эту группу входит ряд конструкций:

  1. Печь-буржуйка. Газогенератор с внутренней конструкцией в виде буржуйки применяется для обогрева жилых и технических помещений. Модель также актуальна для бань и саун, используется для приготовления пищи, есть уличные варианты для барбекю комплексов;
  2. Печь Булерьян. Эта пиролизная конструкция шахтного типа с КПД до 75% предназначена для обогрева как жилых, так и нежилых помещений. Через нижние концы опоясывающих котел труб всасывается холодный воздух, который быстро нагревается и выбрасывается вверх в помещение через верхние элементы.
  3. Печь Бубафоня. Изобретенье принадлежит умельцу из Колымы, в качестве основы для конструкции применяется старый газовый баллон. Установка актуальна для отопления технических помещений. Бубафоня из баллона с объемом 50 л способна работать на одной закладке дров 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью до 70 м².
  4. Печь Лачиняна. Установка сочетает в себе максимально высокий КПД и предельно низкий уровень расхода топлива. Модели активно применяют для обогрева автофургонов и походных палаток. «Лачинянки» используют также для отопления сельхоз строений и охотничьих домиков. Модели с водяной рубашкой применяются для обогрева жилых помещений площадью до 300 м². Примечательно, что 2 ведер угля достаточно для 5-7 суток бесперебойной работы пиролизного агрегата Лачиняна, известного изобретателя из Казахстана.
  5. Пиролизная печь на отработанном масле. Экономичный агрегат длительного горения на отработке предназначен для обогрева нежилых помещений. Конструкция максимально проста, и смастерить такую модель под силу большинству домашних умельцев.

Кирпичная печь длительного горения

Газогенератор в виде кирпичной конструкции – печь Кузнецова – применяется для обогрева жилых помещений и банных комплексов. Также устройство используют для приготовления пищи. КПД кузнецовских пиролизных печей – 80% и выше, топливо в них сгорает практически полностью. Весь потенциал горячих газов и дыма используется для нагревания кирпичного корпуса конструкции. Высокую продуктивность кузнецовским газогенераторам обеспечивает особая двухколпаковая конструкция.

Критерии выбора

При желании будет легко подобрать готовую модель, параметры которой соответствуют требованиям, но зачастую увлеченные идеями изобретателей домашние умельцы делают пиролизные печи своими руками. При выборе варианта газогенераторной установки учитывают ряд моментов:

  • назначение пиролизного агрегата. Для отопления сарая, курятника, гаража или других технических помещений выбирают относительно компактную металлическую или кирпичную конструкцию. Для обогрева дома в приоритете строительство кирпичной печи длительного горения. Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа;
  • мощность устройства. В зависимости от параметров обогреваемого объекта определяется необходимая мощность газогенератора;
  • мобильность конструкции. Кирпичная пиролизная печь стационарна, устройство возводится на постоянном месте эксплуатации. Практически все виды металлических газогенераторов мобильны.

Для качественной работы пиролизной печи требуется наличие твердого топлива определенной влажности, запасы которого хранят в подсобном помещении.

Изготовление пиролизных печей

Решая, как смастерить пиролизную печь своими руками, необходимо учитывать площадь и тип обслуживаемого пространства. Работы выполняются на основе чертежей, для создания которых необходимо определить размеры и форму корпуса, уточнить тип расположения отсека для закладки твердого топлива и камеры дожигания газов.

Материалы и инструменты

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует собрать следующий набор подсобных материалов и инструментов:

  • стальные листы толщиной в 3-4 мм марки Ст20;
  • уголки стальные 50 мм – 4 шт;
  • труба d50;
  • арматурные элементы;
  • трубы для дымохода d120;
  • кирпичи – 15 шт;
  • электросварочный аппарат плюс электроды;
  • электродрель, болгарка;
  • молоток, строительный уровень, рулетка, маркер.

При выборе материалов для самостоятельного изготовления газогенератора стоить отдать предпочтение качественным и надежным ресурсам, от этого зависит эффективность устройства и безопасность эксплуатации.

Чертежи и расчеты

Чертеж изделия можно сделать самостоятельно, взяв за основу изображение выбранного агрегата. Далее, учитывая особенности устройства, проводят расчет необходимой мощности. Для этого сначала определяют требуемую мощность установки в режиме пламенного горения, далее вычисляют параметры при режиме газогенерации.

Далее рассчитывают объем топливной закладки, который необходим для обеспечения необходимой мощности. Для этого вычисляют массу топлива, учитывая, что ресурс сгорает только на 80%. При этом стоит помнить, что КПД самодельного очага пиролизного действия в среднем равен 50%.

В конце рассчитывают объем топки с учетом того, что коэффициент загрузки не должен превышать стандартное для этой отрасли значение 0,63.

Выбор и подготовка места

Выбирая место установки печной конструкции, следует учитывать, что пространство вокруг любого очага должно соответствовать требованиям пожарной безопасности:

  • оформляется площадка-основа в виде платформы с ровной поверхностью из негорючих материалов;
  • габариты основания должны быть больше, чем параметры возводимой конструкции;
  • между агрегатом и стенами помещения выдерживается расстояние не менее 80 см;
  • поверхности стен покрывают жаропрочными облицовочными материалами.

Для обеспечения безопасной эксплуатации поверхность пола не менее 1,2 м перед отопительным агрегатом укрепляется негорючим покрытием.

Изготовление и установка

Работы выполняются в следующем порядке:

  1. В начальном этапе делают необходимые заготовки в виде элементов для вертикальных стоек. Далее по ширине установки отмеряют горизонтальные компоненты, после чего детали каркаса сваривают. При изготовлении стенок в передней панели проделывают отверстия для топки и зольника, оснащают их крепежными элементами для установки навесных дверок. Для монтажа колосниковой решетки и поддона с перфорацией, разделяющей топочный отсек от камеры дожига, к внутренней поверхности крепят уголки.
  2. В боковую стенку необходимо врезать поддувало с заслонкой. Для этого из короткого отрезка трубы заготавливают поддувало, просверлив отверстие для оси заслонки. Из арматуры делают ось заслонки, к которой приваривают стальной диск, параметры которого соответствуют внутреннему диаметру поддувала.
  3. Начиная с днища, сваривают детали корпуса, далее укладывают колосниковую решетку с элементом перегородки. После чего приваривают крышку.
  4. В отверстие крышки вваривают отвод с углом поворота 90° для подключения корпуса к дымоходу. К отводу присоединяют боров – горизонтальный участок длиной 1 м. Он нужен для того, чтобы задерживать выход газов из камеры дожигания.

Шиберную заслонку, которая устанавливается в конце горизонтального участка, выполняют по тому же принципу, что и заслонку поддувала. Но в этом случае диаметр шибера должен быть меньше внутреннего диаметра трубы, также на диске вырезается сектор в ¼ основы.

Правила эксплуатации

Пробный розжиг самодельного отопительного агрегата пиролизного действия выполняется с открытой шиберной заслонкой. На колосник кладут небольшое количество твердого топлива в виде стружек и щепы и разжигают. Далее подкладывают некрупные поленья, закрывают дверцу и заслонку, регулируют мощность при помощи поддувала. Так как шибер имеет разрез, это не позволяет полностью перекрыть дымоход.

Для создания оптимальных условий для эффективной работы печных агрегатов длительного горения, следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • при изготовлении металлических пиролизных устройств дымоотводы стоит делать съемного типа. Это заметно упрощает очистку конструкции от продуктов сгорания;
  • применяют качественные топливные ресурсы, особенно если пиролизная конструкция используется для отопления жилых помещений;
  • влажность твердого топлива не должна превышать 21%, иначе это чревато снижением эффективности работы отопительного устройства.

Так как топливо в пиролизном оборудовании выгорает практически полностью, нет нужды в частых чистках зольника и дымохода. При этом необходимо своевременно устранять возможные неполадки, к примеру, при деформации дверцы следует ее починить или заменить. В случае если возникли трещины в швах или другие дефекты, важно прекратить эксплуатацию и провести ремонтные работы.

Несмотря на то, что КПД самодельной пиролизной конструкции для дома несколько уступает промышленным образцам, эффективность такой установки на порядок выше в сравнении с традиционными вариантами дровяной печи. К тому же привлекает доступность материалов и несложность работ по изготовлению отопительной установки своими руками. Также импонирует экономичность расхода горючего и комфортность обслуживания, так как для работы пиролизных агрегатов нет нужды в частых загрузках топлива.

Создать отопительное устройство пиролизного горения своими руками не сложно, но требуется действовать с большой точностью, разработав собственные чертежи или применяя готовые варианты.

Попробуем разобраться, что представляет из себя кирпичная пиролизная печь, как ее построить собственными руками.

Устройство и принцип работы

Начинается строительство с разработки проекта.

Схема такой печи приведена на фото №1 (ниже). Такая печка способна обогреть до 1300 м 2 площади. Подойдет для большого загородного дома. Затраты на ее возведение не маленькие.

Но полностью окупают себя с течением времени. Ее КПД составляет более 90%. Кроме того, она эффективно накапливает и аккумулирует тепло. Одной закладки дров хватает более, чем на 30 часов. Если добавить к этому аккумулированное тепло, станет понятно, почему топить такую печь можно раз в двое суток.


Фото №1 Кирпичная пиролизная печь в разрезе

Пиролизная печь из кирпича своими руками — задача не из легких. Внутри все перегородки делаются из шамотного кирпича. Это вызвано большой температурой горения — до +1200 0 C.

Саму печь, в целях экономии, сделаем из простого огнеупорного керамического кирпича. С эстетической точки зрения, такая печь не уступает аналогам. Такая пиролизная печь, может выглядеть как камин и занимать центральное место в интерьере.


Фото №2 Принцип работы и схема кирпичной пиролизной печи

За счет высокой температуры и недостатка кислорода, топливо распадается на твердый углеводород и смесь газов. Происходит более полное сгорание, КПД повышается. Одной закладки топлива хватит больше, чем на сутки. Часто, такой конструкции бывают пиролизные печи для бани.

Такая печь в сауне — настоящая находка. Не боится воды, эффективно расходует топливо, долго сохраняет и отдает тепло. Кроме того, в качестве топлива часто используют отходы: опилки, мусор. Это еще больше увеличивает экономию.

Материалы для работы

Для строительства кирпичной пиролизной печи длительного горения своими руками, нам понадобятся такие материалы:

  • огнеупорный керамический кирпич — 400 шт;
  • шамотный кирпич — 100 шт;
  • сталь листовая 6х1,5 м, толщина не менее 4 мм — 9 м 2
  • чугунная колосниковая решетка стандартного размера— 3 шт;
  • бетон В12,5 — 0,12 м 3
  • вентилятор, мощность минимум — 300Вт;
  • терморегулятор;
  • дверца для поддувала;
  • дверца для топки;
  • металлические трубы;
  • металлический профиль;
  • готовая высокотемпературная смесь для кладки — 470 кг;
  • электроды;
  • высокотемпературный датчик.

Необходимые инструменты

Необходимый инструмент найдется у каждого домашнего мастера. Нам потребуются:

  • Сварочный инвертор,
  • Угловая шлифовальная машинка,
  • Бетономешалка,
  • Дрель,
  • Сверла,
  • Уровень,
  • Отвес,
  • Металлический угольник,
  • Прочие инструменты.

Инструкция по изготовлению


Порядовка пиролизная печи из кирпича

  1. Воспользуемся схемой, выполним разметку, прежде чем приступить к строительству пиролизной печи своими руками.
  2. Делаем фундамент. На твердое основание кладем гидроизоляцию. Сверху насыпаем 10 мм песка. Фундаментную плиту принимаем размеров 1200х1000 мм. Высота – 100 мм. Замешиваем и заливаем.
  3. Начинаем кладку. Начальный ряд — самый важный. Будьте особо внимательны и аккуратны. Построить такую пиролизную печь своими руками — дело не простое. Все углы делаем строго перпендикулярными. Ориентируйтесь на порядовку обычной кирпичной печи. Выполните кладку до топливника. В качестве вяжущего используйте готовые растворы для кладки печей. Их легко приобрести в любом магазине строительных материалов.
  4. Выполняем устройство топливника. Обратим внимание, что здесь присутствует 2 камеры. В первую выполняют закладку топлива. Во вторую попадает вторичный воздух и газы при процессе пиролиза. Это основной принцип при изготовлении пиролизной печи своими руками. Ориентируйтесь на размеры, приведенные на фото №1.
  5. Устанавливаем колосниковую решетку. Не забудьте оставить небольшой зазор, т. к. металл от нагревания расширяется.
  6. Устанавливаем наш вентилятор. Его функция заключается в создании дополнительного воздушного потока для активизации процесса конвекции. Интенсивность горения будет регулироваться за счет задвижки в дымоходе, которая позволяет увеличить или уменьшить тягу по своему усмотрению.
  7. Монтируем дверцы на топку и поддувало.
  8. Выкладываем остальную часть печи. Особое внимание уделите дымоходу. Важно строго придерживаться выбранной схемы. Любые отклонения могут привести к задымлению помещения.
  9. Тщательно загерметизируйте все щели, стыки и т.п.
  10. Теперь нашу печь надо испытать, затем просушить. Заложите небольшое количество мелких дров. Примерно на полчаса горения. Зажгите и следите, чтобы не появился запах угарного газа. Для просушки — топите печь по 2-3 часа дважды в день в течении недели.

Видео

Древесный уголь – весьма востребованный продукт, использующийся дачниками, отдыхающими, любителями барбекю и шашлыка, а также населением, проживающим в южных регионах страны с малых количеством древесины для отопления жилых помещений. Его производство просто, экономично и экологически безопасно.

Производят его методом пережигания дров в специальных углевыжигательных печах. Выбор таких устройств на сегодняшний день огромен. Существуют как серийные печки, так и возможно изготовить печь для производства древесного угля своими руками. Производимый в подобных агрегатах древесный уголь можно разделить на 3 категории:

  • Черный уголь (получают из ивы, ветлы, ясеня, липы, ольхи, осины)
  • Красный уголь (получают из сосны, ели, лиственницы, кедра)
  • Белый уголь (получают из березы, вяза, бука, дуба).

Качество выходной продукции выше у лиственных пород деревьев, а количество получаемого угля больше у хвойной древесины.


Устройство и элементы

Все устройства для производства древесного угля можно разделить на две основные группы – стационарные установки и передвижные печки. Первые используются на больших производствах для изготовления солидных объемов продукции, а вторые – в производстве небольших партий угля в частном порядке.

Также существуют печи-ямы для пиролиза угля, выкопанные ниже уровня земли, но они постепенно уходят в историю в промышленном производстве, но еще широко применяются в приусадебных хозяйствах и в частных домовладениях.


Основными отличиями подобных агрегатов друг от друга является способ подачи температуры на древесину. Древесное сырье может нагреваться как с помощью раскаленных газов (ретортные печи), так и передачей тепловой энергии от стенок металлического резервуара, где происходит основной процесс сухой перегонки дров в угольную фракцию.

Загрузка обрабатываемого сырья может быть как автоматической, так и ручной. Для этого применяются вагонетки, транспортеры, либо ручной труд человека. Чертеж углевыжигательной печи для производства древесного угля представлен ниже:

Принцип работы

Сухая перегонка дров в древесный уголь происходит при 450 – 500 градусах Цельсия. Этот процесс называется пиролизом. Основной принцип получения древесного угля заключается во внешнем нагревании печи с заложенной внутрь древесиной до температуры в 280 – 300 градусов Цельсия. При достижении заданного значения в дровах начинаются термические процессы, связанные со значительным тепловыделением. За счет этого и происходит процесс пиролиза, то есть обугливания дров без их полного сгорания.

Сначала запускается механизм сушки, удаления лишней влаги из древесины. В этот момент очень важно подавать дополнительное тепло внешней оболочке углесжигательной камеры. В дальнейшем, дополнительная подача тепловой энергии уже не требуется, так как во время основного разложения дров оно уже выделяется, в достаточном количестве для окончательного завершения всего процесса.

Существуют однокамерные и трехкамерные печи для изготовления древесного угля. В трехкамерных печах процессы сушки, основного пиролиза и остывания готовой продукции происходят в разных отсеках. Это позволяет удешевить и ускорить производство продукции, поставив ее на поток. Но такие установки стоят дороже и их монтаж по силам только специалистам. Они применяются на крупных производствах древесного угля.

Преимущества и недостатки


Основными преимуществами агрегатов для получения древесного угля являются:

  • Доступное сырье.
  • Простота обслуживания.
  • Быстрая окупаемость установки.
  • Возобновляемость сырья.
  • Высокая экологичность конечного продукта.

Основные недостатки таких устройств:

  • Сложность в изготовлении трехкамерных агрегатов.
  • Труднодоступность дров в южных регионах.

Изготовление своими руками

Небольшое устройство для получения малых объемов древесного угля можно изготовить самостоятельно. Для этого удобнее всего использовать небольшую бочку объемом 200 – 300 литров, либо другую железную емкость.

Чертеж

Для работы pechnoy.guru будет использовать обычные бочки, которые легко достать. Чертеж для такой печи не понадобится (ниже, в инструкции, будет понятно почему).

Но в качестве примера, ниже приведены 2 разных чертежа углевыжигательной печи, они достаточно большие (в домашних условиях их изготовить будет сложно):

Материалы и инструменты

Для изготовления подобной печи будут нужны следующие инструменты и материалы:

  • Бочка на 200 литров.
  • Бочка на 110 литров.
  • Труба 110 мм для дымохода.
  • Шамотные кирпичи.
  • Минеральная вата.
  • Лопата.
  • Электродрель с насадкой для сверления больших отверстий в металле.
  • Ножницы по металлу.

Инструкция по изготовлению

  1. В 200 литровой бочке, в верхней части, по всей окружности делают отверстия (10-20мм). Снизу бочки делаются надрезы, далее их нужно вмять, как показано на фото ниже:
  2. В днище 110л бочки нужно сделать отверстие с помощью гвоздя.
  3. В этой же бочке, в верхней части, необходимо сделать отверстия (как на 200л. бочке).
  4. Вставляем одну бочку в другую (меньшую “вверх ногами”). В дальнейшем, при эксплуатации туда будут закладываться дрова, из которых получится уголь.
  5. Закрываем маленькую бочку крышкой.
  6. Теперь осталось изготовить крышку для большой бочки с отверстием по центру и приварить дымоходную трубу.
  7. В итоге у вас получится такая конструкция, в которой можно делать уголь.

Как делать уголь?

Алгоритм действия следующий:

  1. В самодельную углевыжигательную печь помещаются наколотые дрова (в маленькую бочку). Длина их должна быть не более 50 сантиметров, а толщина 10-12 сантиметров. Исключается попадание гнилой древесины, в таком случае процесс пиролиза полноценно выполнить не получится. Маленькая бочка вставляется в большую (как в инструкции выше).
  2. Закрываем мелкую емкость крышкой и кладем немного хвороста.
  3. Далее нужно сделать шалаш из сухих веток и поджечь их.
  4. После того как все прогорит, накрыть крышкой большую бочку и закрепить конструкцию камнями.
  5. Спустя несколько часов уголь будет готов. Доставать готовый уголь разрешается только после полного прогорания и остывания заложенного древесного материала, иначе, он может самовоспламениться на воздухе под воздействием кислорода.

Как правильно выбрать готовую продукцию?

Выбирать печь для получения древесного угля для нужд своего производства следует, исходя из вида топлива, на котором она будет эксплуатироваться, предполагаемой мощности и количества производимого продукта.

Чтобы точно соблюдать технологические режимы, необходимо тщательно ознакомиться с технической документацией на изделие, какую температуру и какое время печь может выдавать, насколько быстро или медленно происходит та или иная стадия обработки сырья или продукта.

Следует учитывать и финансовые возможности предприятия, а также прогнозируемый срок окупаемости нового оборудования.

Наиболее популярными модели типовых печей для производства древесного угля являются:

  1. Углевыжигательная печь Чародейка. Объем ее рабочей камеры составляет 4.5 куб. метра. Работает на дровах, выход готовой продукции – 500 кг за один рабочий цикл. Обладает устройством дожига пиролизных газов, экологически безопасна. Стоимость ее равна 160000 – 180000 рублей.
  2. Печь углевыжигательная «Клен-Э». Размеры ее рабочих камер варьируются от 10 до 15 куб. метров, в зависимости от модификации. Представляет собой металлический цилиндр с диаметром 2162 миллиметров и длиной в 4.5 метра. Она снабжена отдельной топкой и узлом газификации, выход готового продукта равен 1400 – 1500 кг за один рабочий цикл, длящийся 70 часов. Цена на углевыжигательные печи серии «Клен-Э» составляет 90000 – 100000 рублей.
  3. Печи передвижные углесжигательные УПП-2М, «Солза», ПУМ-6. Это компактные установки, производительность их составляет 80000 кг угля в год, а вес всего 2.5 тонны. Они мобильны, легко устанавливаются на любой поверхности, оборудованы реверсивным движением теплоносителя внутри камеры. Недостатком их можно назвать плохую теплоизоляцию.
  4. Установка «Поликор». Это мощная углевыжигательная печка, ее производительность – 5200 килограмм угля в сутки. Она проста в обслуживании, ее стоимость составляет 400000 – 500000 рублей.
  5. Установка углевыжигательная «Заря – 50». Печь с внутренним теплоносителем, изготовлена из стали жаропрочных сортов. Выдает 4300 килограмм угля за один производственный цикл, объем загружаемых дров равен 25 – 28 куб. метров. Габариты ее составляют 12.4х2.45х2.5 метров. Цена ее составляет 800000 рублей.

Вывод

Древесный уголь – это востребованное сырье для многих целей экономики и бытовых нужд дачников и любителей отдыха на природе, шашлычников. Установка для его получения окупится быстро, она неприхотлива в использовании и обладает малым энергетическим потреблением.

Но нужно помнить и о правилах безопасности при работе с углевыжигательными печами. Все работы следует производить только на открытом воздухе, либо в помещении, оборудованном принудительной вытяжной вентиляцией от источника газообразования и горения.

В данной статье мы постараемся как можно подробнее рассказать о том, может ли быть изготовлена качественная пиролизная печь своими руками для бытовых нужд. Это может быть мобильная походная модель или стационарная установка.

печь пиролизная своими руками

Пиролизная печь

Пиролиз – технологический процесс

Но чтобы в процессе работы было более понятно что и для чего, необходимо в первую очередь рассмотреть вопрос о том, как работает пиролизная печь. Ведь согласитесь, немногие могут похвастаться знаниями о процессах, происходящих в пиролизной печи. Знание теории о принципе работы этого отопительного агрегата пригодится, если будет строиться походная или стационарная пиролизная печь своими руками.

Стоит сразу отметить, что при работе такого агрегата используется принцип, при котором подготовка топлива производится с недостатком кислорода. Для многих специалистов печного дела данное заявление является абсурдным. Ведь, как известно, для нормальной работы обычного котла или печи, помимо самого топлива, необходим приток свежего воздуха, обогащенного кислородом. Эти два слагаемых, топливо и воздух, и обеспечивают правильную работу любой печи.

Пиролизный газ – новая страница обычных дров

Но давайте по порядку. Что происходит с топливом при его сжигании?

  • Под воздействием высокой температуры из топлива выделяется газ. В обычных печах он удаляется через дымоход (см. Выбираем дымоход).
  • Чем больше нагревается топливо с ограниченной подачей кислорода, тем больше газа вырабатывается.

К примеру, данный процесс в нефтепереработке называется крекингом. Крекинг, или пиролиз нефти, позволяет получать топливо для автомобилей и тракторов.

Но данный процесс можно использовать и с древесиной. При этом, если для нефтепродуктов температура переработки должна составлять 800 — 900°С, то для древесины будет достаточно и 450 — 500°С. При этом древесина образует ряд веществ, таких как:

  • смола
  • уксусная кислота
  • древесный уголь
  • ацетон
  • метиловый спирт

Пиролизная печь – основные преимущества

Как видим, все вещества горючи. Именно это свойство выделяемых при тлении древесины газа использует пиролизная печь: сжигается полученный из топлива газ, поэтому второе название таких печей – газогенераторы.

пиролизная печь своими руками

Внутреннее устройство

В чем преимущество печей данного типа? Это в первую очередь:

  • Высокий КПД, 80% и более
  • Более экономный расход топлива
  • Возможность регулирования КПД
  • Утилизация отходов резины, полимеров, отходы древесной промышленности
  • Почти полное отсутствие вредных веществ в выбросах
  • Минимальная выработка сажи

Помимо этого, для работы пиролизных котлов можно использовать и другие виды топлива. К примеру, бытовой мусор. Выпускаемые в настоящее время брикеты из различных бытовых отходов и остатков древесины являются прекрасным топливом для пиролизных печей.

Недостатки

Основным недостатком таких печей можно назвать:

  • Высокую стоимость
  • Необходимость в постоянной подаче электроэнергии
  • При использовании топлива с высокой степенью влажности пиролиз невозможен

Пиролизный котел – принцип работы

Как работает данный котел? Котел состоит из следующих элементов:

Принцип работы заключен в следующем:

  • В камеру газификации загружается топливо и поджигается.
  • Из топлива начинает вырабатываться газ.
  • В камеру подается первичный воздух, и из-за избытка давления газ начинает поступать в нижнюю камеру дожигания.
  • В камеру дожигания подается вторичный воздух, и образовавшаяся смесь горит при большой температуре.
  • Вода, находящаяся в водяной рубашке котла, нагревается и подается в систему отопления, одновременно во входную часть рубашки подается обратка.
  • Используемый теплоноситель служит одновременно охладителем котла.

Принцип понятен – что еще?

Это основной принцип работы. Но для правильного функционирования требуется соблюдать строгие пропорции воздушно-топливной смеси. В противном случае сгорание будет протекать неровно, с повышенной задымленностью. Итак, на вопрос, можно ли изготавливать пиролизные печи своими руками, ответим положительно. Но сразу стоит оговориться:

  • Для изготовления такого агрегата мало иметь хорошие навыки в проведении сварочных работ или наличие на руках рабочих чертежей агрегата.
  • Необходимо использование качественных материалов, многие из которых имеют высокую стоимость.
  • В первую очередь это относится к металлу. Для изготовления потребуется хорошая легированная сталь.
  • Потребуется соответствующая электроника. Если, конечно, вы не планируете нанять печника для постоянного контроля над котлом.

Пиролизная печь из хлама — можно, но нужно ли?

Кто-то может возразить, что слышал или видел, что пиролизный котел был изготовлен из подручных средств непосредственно во дворе и при этом он прекрасно работает. Все это верно, за одним маленьким исключением. Подобные котлы являются опытными образцами и в первую очередь способны продемонстрировать принцип работы. Говорить о применении подобного котла для основного обогрева жилья не приходится. Чтобы изготовить пиролизный котел, можно, конечно, взять старые бочки, куски труб и прочий железный хлам, который также используется для строительства железной печи. Но надо понимать, что процессы, происходящие в данном агрегате, требуют соблюдения определенных условий для его нормальной работы. Конечно, установив ручные регуляторы подачи первичного и вторичного воздуха, можно добиться устойчивой работы данного котла. Но вы, надеемся, не планируете все время находиться непосредственно возле него?

Нерегулируемый пиролиз – преимущества нет

Поэтому для его управления потребуется обязательная установка электронной начинки, которая будет регулировать процесс горения. В противном случае ваш пиролизный котел превратится в обыкновенную буржуйку. Впрочем, если строится походная печь, то такой вариант вполне приемлем.

Высокая температура горения вырабатываемых газов требует использования специальных материалов, предохраняющих котел от прогорания.

Температура горения газов в пиролизном котле достигает 1100 °С.

Комплектация – основные бытовые трудности

Многие умельцы выполняют футеровку топочной части котла шамотными кирпичами. А вот в промышленных образцах применяется шамотный, бесшовный «набрызг», что во многом определяет долговечность такого котла.

  • Шамотный кирпич прослужит максимум сезон, и его придется менять.
  • Даже используя металл в 5 – 6 мм для воздуховодов, вы не избавитесь от прогорания. Нужно использовать специальные стали.

Кстати, в котлах импортного производства воздуховоды изготавливают из керамики. Опыт показывает, что участки металла, в самодельном пиролизном котле не охлаждаемые водой и соприкасающиеся с горящими газами, очень скоро деформируются. Единственное, что может частник противопоставить этому, — это использование более толстого металла, от 10 мм. Наблюдая за огнем в камине, многие наверняка наблюдали процесс пиролиза, даже не зная об этом. Во время горения дров вы, наверное, замечали, что в отдельной части огня образуется небольшой участок пламени с синим оттенком, это горит дровяной газ. А ведь пиролизный котел в основном и работает на этом газе. Из этого стоит сделать вывод, что контроль данного процесса является важнейшей частью его эффективности. В противном случае об экономии стоит забыть.

Запуск не проблема – проблема контроль

Работая в высоком температурном режиме, пиролизный котел способен обогревать помещение большой площади. Если, к примеру, вам удалось самостоятельно построить данный агрегат и вы используете его для работы в котельной, работающей в круглосуточном режиме, это один вопрос. В такой котельной обязательно присутствует человек, следящий за работой отопительного оборудования. Ведь выработка газа происходит неравномерно, и поэтому необходимо следить за соотношением подачи газ – воздух. Мы говорим о котлах кустарного производства. Другое дело, если подобный котел используется для обогрева индивидуального жилья. Для обогрева жилья потребуется установка котла системы стоп – старт. Значит, потребуется установка системы, следящей за температурным режимом теплоносителя. Мало того, потребуется целая система, следящая за сгоранием топлива в камере дожигания, которая будет контролировать подачу воздуха.

  • Тут не обойтись простым снижением или увеличением оборотов электродвигателя воздушного насоса. Ведь в данном котле имеются две воздушные системы.
  • Одна создает давление в камере газификации, другая регулирует правильный состав топливовоздушной смеси в камере дожигания.
  • Каждая из этих систем очень сильно влияет на правильную работу котла. Придется использовать комплекс заслонок и регуляторов.

Данной статьей мы ни в коем случае не пытаемся напугать умельцев и отговорить их от строительства пиролизной печи своими руками. Просто мы пытаемся предупредить, что изготовленная своими руками пиролизная печь вряд ли получится такой же долговечной и экономичной, как пиролизные печи, изготовленные на производстве.

Пиролизный котел может быть и таким

Зная характер и смекалку российских изобретателей самоучек, можно надеяться на то, что со временем они с успехом смогут изготавливать котлы, не уступающие промышленным образцам, особенно если это небольшая походная печь. Мы рассмотрели работу пиролизного котла с принудительной подачей воздуха и нижним расположением камеры сгорания. Но уже появились первые экземпляры котлов, выполненных в прямо противоположном исполнении. Другими словами, камера газификации у них находится внизу, а камера дожигания находится сверху. Хоть такие котлы еще являются «сырыми», но преимущества уже очевидны:

  • Отсутствие необходимости использования электроэнергии
  • Система использует естественную тягу. Такие котлы полностью независимы от электроэнергии. Их работа построена на особом устройстве воздушных каналов. Требования к устройству дымохода у данных котлов повышенны.
  • Новая компоновка – возвращение с головы в ноги.

Радует то, что разработка чисто российская. На рисунке приведены устройство и схема работы данного котла.

  • Из топки пиролизный газ поднимается в камеру дожигания, и к нему примешивается вторичный воздух.
  • Воздух поступает в котел через нижние отверстия за счет разряжения. Пиролизный газ соединяется с кислородом. Происходит экзотермическая реакция окисления.
  • Полученный горючий газ сгорает в камере дожигания чистым и ровным пламенем. Полученная таким образом энергия нагревает теплоноситель.
  • Стенки котла изготавливаются из специальной жаропрочной стали. В результате данного процесса из дымохода вытягивается почти прозрачный дым.
  • Правильно устроенная система дымохода и отопления способствует работе данного котла в течение 12 – 14 часов на одной заправке топлива. Зарядка котла осуществляется два раза в сутки.

Неоспоримое преимущество

Из-за полного сгорания дров и пиролизного газа удается добиться значительной экономии топлива в пиролизном котле естественной тяги по сравнению с обычными котлами, использующими также естественную тягу. На данных котлах возможна установка автоматической системы регулирования подачи воздуха, которая происходит без вмешательства человека. Достаточно просто выставить требуемый температурный режим, все остальное котел сделает сам. Подобный тип пиролизных котлов является отличным вариантом для организации отопления в различных помещениях. Ведь естественная тяга позволяет функционировать котлу без подключения электричества. Данные котлы просты в обслуживании и, самое главное, позволяют значительно сэкономить на топливе без потери эффективности.

Современные углевыжигательные печи помогают добывать один из самых востребованных видов топлива – уголь, это продукт, получаемый методом пиролиза (сжигания без пламени) без доступа кислорода. В результате материал содержит высокую концентрацию углеводорода и имеет микропористую структуру.В лесных зонах он является источником дохода для многих предпринимателей, ведь собрать печь и организовать производство можно даже на обычном участке за городом. Готовый уголь активно используют в металлургии, химической промышленности, животноводстве, фармакологии, медицине, строительстве, для обогрева домов.

Производство древесного угля в углевыжигательной печи

Помимо отходной древесины разных пород для производства древесного угля подходят сучки, опилки, пеньки. Если местность болотистая, для этих целей берется торф. Процесс сжигания древесины проходит обязательные 3 этапа:

  1. Сушку.
  2. Терморазложение.
  3. Охлаждение.

Первый шаг требует подогрева камеры, в которую помещается сырье, до температуры 280 0 С. Только после этого начинается экзотермическая реакция с выделением тепловой энергии и запускается процесс «приготовления» угля.

Готовый продукт требует охлаждения до предела, когда самовозгорание станет невозможным. Обычно этот показатель держится на уровне 40°C. Даже после остывания еще примерно сутки смесь выделяемого газа будет содержать большой процент воды. После полного высыхания можно использовать материал по назначению.

Виды углевыжигательных печей

Усовершенствование технологии получения древесного угля привело к появлению специальных печей. Они имеют разную мощность и могут перерабатывать промышленное количество сырья. Различают такие виды:

  1. Стационарные. Рассчитаны на большие объемы древесины, могут работать на разных видах топлива.Устанавливаются крупными производителями. Минус такого варианта – необходимость соответствия нормам экологической безопасности.
  2. Мобильные. Это компактные устройства небольших размеров, которые легко перемещаются, устанавливаются и просты в эксплуатации. Ими пользуются на лесозаготовительных площадках, в местах строительства. В них удобно использовать древесные отходы в качестве основного источника конечного продукта.

Переработка отходов приносит большую выгоду, так как одновременно утилизируются остатки, и уголь добывается без расходов на топливо.

мобильная печь

Мобильная углевыжигательная печь

Оборудование непрерывного действия

Распространенный вид углевыжигательных печей, обеспечивающих цикличность процесса, называют непрерывным. В них образующиеся в результате пиролиза газы снова направляются в древесину, соединяются с парами и газами, еще выделяющимися, и выходят из печи. Эти меры требуются для более равномерного дополнительного прогревания. Минус метода – высокая итоговая концентрация химических соединений. Чтобы их нейтрализовать,желательно установить дополнительное оборудование, которое будет сжигать их. Оно должно располагаться отдельно от основных печей.

По такой схеме работают:

  • вертикальные реторты.Снизу происходит прокаливание, в середине – пиролиз, сверху – сушка;
  • печи с заменяемыми контейнерами:

Реторты и камеры для углевыжигания собирают из металла с обязательной теплоизоляцией.

Агрегаты периодического цикла

Самым простым вариантом углевыжигательной печи является обычная бочка на 200 л. В ней производится розжиг заложенного сырья, она не подразумевает использование дополнительного тепла. Пар и газ выводятся через отверстие в емкости. Результатом является продукт низкого качества с выходом около 15%, загрязненный, но практически беззатратный.

Еще один вид углевыжигательной печи – с нагревом стен камеры, которая передает тепло закладке. Как правило, это конструкция периодического цикла. В ней происходит следующая последовательность действий:

  • загрузка древесины;
  • переугливание;
  • выгрузка;
  • повторение цикла с загрузки.

В таком устройстве часть древесины все время находится в процессе пиролиза.

углевыжигательная печь периодического цикла

Переносная углевыжигательная печь периодического цикла действия

Трехкамерная печь

Печь углевыжигательная на 3 камеры позволяет экономно расходовать топливо и не наносит вред окружающей среде. В ней газопаровая смесь выводится из основной камеры, остывает и конденсируется. Образуемая жижка и другие не поддающиеся конденсации газы используются в виде дополнительного источника тепла, добавляясь в топку.

Трехкамерные печи относятся к непрерывным – в каждом отсеке происходит свой этап. Важно то, что в первой камере сушка достигается за счет тепла от горения пиролизных смесей газов. Помимо экономии топлива, такие печи полезны:

  • равномерностью использования рабочего персонала, так как загрузка и выгрузка происходят в разное время;
  • длительностью использования. При установке на крупных предприятиях и дооснащении газогенераторным котлом оборудование рассчитано на использование опилок для топливного источника;
  • наиболее доступной ценой по сравнению с однокамерными вариантами такого же объема, но большей эффективностью за счет распределения нагрузки на разные участки.

Однокамерная печь

Однокамерные печи позволяют перерабатывать до 8 тонн сырья ежемесячно. Полный цикл требует от 1 до 3 дней работы. Их приобретают как для индивидуального использования, так и для промышленных производств с целью переработки отходов пищевой промышленности, остатков с дерево-перерабатывающих предприятий.

Разница между промышленными образцами и вариантами поменьше для однокамерных печей заключается только в объемах перерабатываемого сырья и легкости транспортировки оборудования. В некоторых странах углевыжигательные печи используют в домашних условиях – такой уголь потом применяют для приготовления блюд на огне.

 схема простейшей переносной печи

Схема простейшей углевыжигательной переносной печи

Как сделать углевыжигательную печь своими руками

Умельцы предлагают 2 способа изготовления агрегата в бытовых условиях, они настолько простые, что даже не всегда нужен чертеж.

Первый вариант

Для самостоятельного изготовления следует обеспечить наличие:

  • металлической толстостенной бочки;
  • подставки под устройство (бочку);
  • кирпича;
  • минеральной ваты.

Печка из бочки – это самый простой способ получения пожаробезопасной, эффективной конструкции.

Обязательное условие – невозгораемое основание. Для этого подойдет обычная яма с диаметром, достаточным для установки бочки. Ее нужно обложить кирпичом.

В дне емкости потребуется сделать отверстие диаметром 10 см, ее ставят прорехой вниз.

Следующий этап – закладка бочки кирпичами, камнями. Щели нужно закрыть негорючим материалом, а верхнюю часть утеплить минеральной ватой.

На этом монтаж конструкции можно считать законченным. Кустарная печь не будет выдавать качественный уголь, по сравнению с описанными выше конструкциями, но его будет достаточно, чтобы из имеющихся древесных отходов получить топливо для мангала.

 схема печи

Схема углевыжигательной печи УВП-5Б

Второй вариант

Если использовать в устройстве 2 бочки, конструкция будет более надежной. Для этого в 2 раза меньшая ставится в середину большей. Именно в меньшую кладут древесину и закрывают крышкой.В оставшееся пространство между стенками емкостей засыпают мелкие отходы и поджигают их. Дальше закрывают большую бочку крышкой с трубой.

В целях обеспечения безопасности сборка и использование таких вариантов допускаются только на открытом воздухе.

Читайте также: