30.03.2019
Пиролиз — это термическая трансформация различных органических и неорганических веществ. Принцип работы пиролизного котла базируется на превращении целлюлозы в горючие газообразные олефины — пропилен и этилен. Для чего в топку котла загружается целлюлозосодержащее топливо — дерево, уголь или пеллеты, которое под действием высокой температуры трансформируется в горючий газ, и уже он при сгорании нагревает теплоноситель — воздух или воду. Такая система отопления экономичнее твердотопливного котла в пять раз, а газового — в три раза.
Но вся предполагаемая экономия может свестись к нулю из-за высокой стоимости самого котла: процесс пиролиза протекает в специфических условиях, поэтому такие котлы имеют особую конструкцию. Но и на приобретении пиролизного котла можно сэкономить, если построить его самостоятельно. Это вполне возможно, и в результате отопление дома будет стоить сущие копейки. Потому что счастливчики, имеющие дома такой агрегат, уже убедились, что в качестве топлива можно использовать пластиковые бутылки, старую обувь и любое другое сырье, содержащее целлюлозу и углеводороды.
Как же сделать пиролизный котел своими руками?
Для отопления применяются только фильтрованные олефины, пропущенные через металлические сетки, которые задерживают сажу и частицы золы. Кроме того, газы пропускаются через трубчатый конденсатор для отделения органических кислот: муравьиной и уксусной.
Прошедшие через конденсатор олефины имеют температуру 100-120 градусов, что положительно влияет на КПД котла: охлажденные газы горят с гораздо большей теплоотдачей, чем раскаленные, выходящие из пиролизной камеры.
Внизу агрегата находится приточный канал, называемый поддувало, работа которого регулируется металлической заслонкой. Она дозирует количество воздуха, поступающего в камеру сгорания.
Над приточным каналом располагается топка-газогенератор, отделенная от предыдущей зоны колосниковой решеткой. Топливо — пеллеты, дрова или иной источник целлюлозы — загружается в топку через специальную герметично закрывающуюся дверцу. Избыточное количество воздуха может помешать нормальному протеканию пиролизного процесса.
Верхняя часть топки оборудована отводом — штуцером, соединяющим газогенератор с системой охлаждения образующихся олефинов. На ее входе и выходе стоят фильтры для очищения газов от сажи и золы. Последний на пути движения пиролизных газов фильтр вмонтирован в стенку газовой топки, где и сгорают олефины, нагревая теплоноситель. Поэтому у второй топки всегда двойные стенки — свободное пространство между ними заполняется воздухом или водой.
Над второй топкой имеется воздухообменник — это особый узел, который отвечает за насыщение кислородом камеры сгорания газов. Он соединен с ней обратным клапаном, который не позволяет горючей смеси выйти за пределы пиролизного котла.
В боковой стенке газовой топки присутствует специальный патрубок, он нужен для монтажа трубы дымохода.
Из описания понятно, что котел состоит из трех зон: первой топки или газогенератора, охлаждающего и фильтрующего контура и второй топки, где сгорают охлажденные олефины. Чтобы собрать пиролизный котел своими руками, необходимо обустроить все эти три зоны в общем корпусе.
Первым делом необходимо определиться с мощностью котла. Потому что излишне производительный агрегат будет расходовать слишком много топлива, а недостаточно мощный не сможет поддерживать в доме комфортную температуру. Самый простой способ сделать расчет — воспользоваться калькулятором на каком-нибудь сайте производителя котлов.
Следующий шаг — поиск чертежей пиролизного котла нужной мощности. Дело это непростое, но при достаточной настойчивости на тематических форумах можно найти не только нужные чертежи, но и технологические карты сборки агрегата.
После этого необходимо приготовить все нужные инструменты, голыми руками ничего сделать не получится. Для сборки пиролизного котла понадобятся:
Помимо этого необходимо запастись струбцинами, тисками, трубогибом, шлифовальными кругами, напильником, молотком и прочими слесарными инструментами.
После того, как весь инструмент готов, нужно собрать расходные материалы:
Количество труб и площадь листов определяется исходя из потребности, описанной в спецификациях к чертежам. Так что грамотный и точный чертеж — гарантия успешного результата.
Собирая пиролизный котел своими руками, необходимо следовать такому порядку действий:
1. Раскроить стальные листы и трубы и вырезать все необходимые заготовки для сборки газогенератора, топки и контура охлаждения олефинов. Края заготовок обработать шлифовальным инструментом, сгладив кромку и обозначив разделку для сварочных швов.
2. Подготовить сварочный аппарат, с помощью которого будет выполняться работа, а также стол для сборки.
3. Собрать корпус. Для чего необходимо уложить на стол торцевую стенку и примонтировать к ней точечными швами боковые стенки, укрепить их распорками, затем поставить на место дно и крышку. С монтажом лицевой стенки нужно повременить до окончания сборки всей «начинки» котла. То есть в результате должен получиться металлический ящик без лицевой стенки.
4. Смонтировать газовый генератор. Топка формируется в корпусе горизонтальными стальными полками, на которые крепится колосниковая решетка и горловина патрубка для отвода пиролизных газов.
5. Собрать систему фильтрации и охлаждения олефинов, которая заполняет весь корпус котла и частично выходит за его пределы. Она собирается из труб, которые монтируются в местах заранее просверленных отверстий в корпусе котла.
6. Смонтировать вторую топку — камеру сгорания олефинов. Ее необходимо расположить над газогенератором и подвести к ней трубу фильтрационно-охладительной системы. Также нужно смонтировать двойные стенки для организации системы отопления.
7. Установить воздухообменник и патрубок дымохода.
8. Установить переднюю стенку корпуса, навесить на нее дверцы и установить патрубки приточной системы (поддувала).
Сборку пиролизного котла необходимо вести односторонними сварочными швами, герметизируя зону газогенератора и второй топки.
Пиролизный котел обладает очень большой мощностью. Поэтому его необходимо монтировать в отдельном помещении в строгом соответствии с требованиями техники безопасности:
Установка котла производится только на собственный кирпичный или бетонный фундамент, который возвышается над уровнем пола на 0,1 м.
Пространство перед топкой площадью 0,5 кв.м. необходимо защитить специальным стальным фартуком, который укладывается поверх напольного покрытия.
Помещение, где установлен котел, должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию, соответствующую «газовым» стандартам: минимальный размер вытяжного отверстия — 0,01 кв.м, воздухообмен — минимум тройной о общего объема помещения.
Расстояние от котла до стен котельной и других предметов должно быть не менее 0,2 м.
Соблюдение этих правил позволяет увеличить уровень пожарной безопасности при использовании собранного своими руками отопительного пиролизного котла.