Zplynování

Obnovitelné zdroje energie jako alfa i omega pro udržitelný svět
Zpráva
Autor
Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Zplynování

#1 Příspěvek od lyn_x » 14 črc 2008 14:45

Jednou z možností využití biomasy (ale při vhodné konstrukci reaktoru i uhlí a pravděpodobně i plastového odpadu bez obsahu chlóru) je její zplynování.
Jde o proces, kdy v uzavřeném nebo průběžném reaktoru je biomasa bez přístupu nebo za omezeného přístupu vzduchu zahřívána a složité organické komplexy se rozkládají na jednoduché anorganické plyny(CO, H2, CO2) a složitější organické plyny (CH4, aromatické uhlovodíky) a dehty.
Pokud hovoříme o čistém dřevě bez kůry a nečistot, obsah popele bývá 0.5 až 1%, zbylou hmotu je možné beze zbytku přeměnit na plyn.

Důvody, proč je někdy výhodné dřevo měnit na dřevoplyn, přestože je přeměna pochopitelně spojena s určitou ztrátou energie, jsou:

1. možnost používat plynové spotřebiče, jako jsou sporáky, s rychlou a účinnou regulací výkonu
2. možnost skladování plynu a jeho okamžitého použití v případě potřeby
3. možnost pohonu klasických motorů s vnitřním spalováním, a to buď pro pohon zemědělských strojů, automobilů, tak pro kogeneraci, neboli kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla (elektrický generátor, například upravený dieselaregát, je poháněn plynem a dodává el. energii do sítě, odpadní teplo ze spalin a chlazení motoru je použito například pro vytápění domků apod..)



Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Zplynovač se spodním tahem

#2 Příspěvek od lyn_x » 23 črc 2008 14:28

Přikládám schematický obrázek jedné z možných konstrukcí dřevozplynovače - tzv. zplynovač se spodním tahem.
Výhodou této konstrukce je, že ze dřeva vydestilované těkavé látky ještě procházejí výhní a redukční zónou, kde jsou složité organické látky(dehet aj.) rozštěpeny na jednodušší plyny. Plyn z takového zplynovače je tedy vhodný pro pohon motoru s vnitřním spalováním, protože odpadají starosti s kondenzujícím dehtem, který zanáší útroby motoru.
Přílohy
downdraft2.PNG
Schematické zobrazení zplynovače se spodním tahem.
downdraft2.PNG (77.9 KiB) Zobrazeno 4339 x

Uživatelský avatar
agemoo
nebeský/á
Příspěvky: 632
Registrován: 17 črc 2008 16:49
Kontaktovat uživatele:

Re: Zplynování

#3 Příspěvek od agemoo » 23 črc 2008 14:43

znam cloveka, co ma neco podobnyho v garazi 8-) :lol: :P
SEM SE DA VLOZIT JAKEJKOLIV TEXT NEBO ODKAZ, KTERYM CHCETE SPAMOVAT VSECHNY A VSUDE KDE BUDETE NECO PSAT. JE TO DOBRE, ZE?:)
SAVE THE PLANET - KILL YOURSELF

Uživatelský avatar
newerMore
mimozemský/á
Příspěvky: 811
Registrován: 19 čer 2008 19:13
Kontaktovat uživatele:

Re: Zplynování

#4 Příspěvek od newerMore » 23 črc 2008 16:38

Dobré téma, jen tak dál ;-) Zkus se třeba i podělit jak to vidíš s realizací (požadavky na materiál, práci, termíny...). Výroba elektřiny je jedním z nejdůležitějších projektů vedle bydlení, pěstování a chovu, takže čím dřív začnem třeba v garáži vyrábět kogen, tím dřív můžem postavit první barák na louce bez elektrické přípojky :-)
youtube?4qOvd1E_i7I
"Logic will get you from A to Z; imagination will get you everywhere." ;-) (Logika tě dovede od A do Z; představivost tě dostane všude.) ~ Albert Einstein

Uživatelský avatar
agemoo
nebeský/á
Příspěvky: 632
Registrován: 17 črc 2008 16:49
Kontaktovat uživatele:

Re: Zplynování

#5 Příspěvek od agemoo » 24 črc 2008 08:52

jen glosy: kogen v garazi se vyrabi uz...dva roky? a jeste chvili se vyrabet zrejme bude. barak na louce bez elektricky pripojky nepostavis i kdyby jsi mel vlastni temelin na zahradce. Ze stavebniho zakona totiz vypliva, ze NESMIS stavet, dokud ti CEZ nepripichne prave tu elektrickou pripojku. Mam pocit, ze ti dokonce nemovitost nezanesou do katastralnich map, pokud neni pripojena k siti. Tohle si CEZ posichroval. Ale jak uz jsme kdysi konstatovali s Petou, stejne ji potrebujem, pac jak by jsme jinak CEZu prodavali elektriku co nevyuzijem?:) Plan je rekl bych jasny.....vyrabet elektriku jako "odpadni" produkt k teplu pro vsechny obydli a tu prodavat CEZu za zakonem stanovenou cenu, ktera je cca 3x vyssi (peto oprav me) nez cena, za kterou ji od CEZu budem spotrebovavat:) a z rozdilu si muzeme zivit pasacka krav:)
SEM SE DA VLOZIT JAKEJKOLIV TEXT NEBO ODKAZ, KTERYM CHCETE SPAMOVAT VSECHNY A VSUDE KDE BUDETE NECO PSAT. JE TO DOBRE, ZE?:)
SAVE THE PLANET - KILL YOURSELF

Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Re: Zplynování

#6 Příspěvek od lyn_x » 24 črc 2008 10:45

Dobré téma, jen tak dál ;-) Zkus se třeba i podělit jak to vidíš s realizací (požadavky na materiál, práci, termíny...). Výroba elektřiny je jedním z nejdůležitějších projektů vedle bydlení, pěstování a chovu, takže čím dřív začnem třeba v garáži vyrábět kogen, tím dřív můžem postavit první barák na louce bez elektrické přípojky :-)
Takže .. jak již bylo zmíněno, něco již bylo počato, ale postupuje to dost pomalu :(
V současnosti to je tak, že mám v garáži automobilový motor 40kW 1.6D, usazený na svařené konstrukci a schopný běhu na naftu. Při běhu na dřevoplyn odhaduju výkon kolem 10kW. Dále mám nějaký materiál na zplynovač a hrubou představu jeho konstrukce, která se ale neustále mění, jak zjišťuji nové informace. Sice to bude trochu zahozená práce, ale myslím, že bude lepší se momentálně soustředit spíš na samotný zplynovač, na motoru ho potom vyzkoušet, a když bude vše OK, pořídit nějaký větší certifikovaný dieselagregát a ten přestavět. To závisí na legislativě, kterou nemám moc prozkoumanou - je ale možné že stavba vlastního agregátu, resp. napojení generátoru na zmíněný motor nebude problém, pokud bude mít generátor vlastní certifikaci. V tom případě by šlo asi o levnější řešení s možností při poruše motoru získat na vrakovišti nový prakticky zdarma.
Pokud se však nebudeme orientovat na prodej el. energie, z dlouhodobého hlediska se určitě víc vyplatí věnovat se stirlingům. Dokonce myslím, že v začátku by mohl postačit i sm0 nebo něco na něm založeného, co by bylo schopné dodat 10-30W el. výkonu + autobaterie.
Pokud mluvíme o slaměných domech, tak ty myslím půjdou řešit jako prakticky pasivní, tzn. po většinu topného období vytápěné sluncem, pokud venku bude týden chumelenice a -25°C, pak se ráno hodí do kamen jedno-dvě polínka a to by mělo stačit. Takže prodávat elektřinu jako "odpadní" produkt z vytápění domů asi nepůjde.
Dospěl jsem k tomu, že pokud vůbec prodávat elektřinu, tak by to znamenalo řídit se cenovými tarify ČEZu a dodávat ve špičkách(nejvýhodnější prodej) plný výkon, odpadní teplo uskladňovat do nějakého bazénu s vodou a vytápět jím například skleníky. Aby se toto vůbec vyplatilo, bylo by třeba alespoň 30kW instalovaného výkonu, znamenalo by to taky nutnost nákupu paliva, nebo obětování většiny nebo celého pozemku jeho produkci. V každém případě se jedná o byznys, ne o udržitelný model.

Nicméně ve vývoji zplynovače je určitě dobré pokračovat - i kdybysme jej nepoužili pro kogeneraci, dřevoplyn se bude hodit pro pohon traktoru a jiné těžší techniky.

Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Zplynování

#7 Příspěvek od lyn_x » 11 srp 2008 17:21

Načmáral jsem schéma zplynovače, který by možná stálo za to vyzkoušet. Možná jste si všimli, že postrádá rošt a že přívod sekundárního vzduchu je řešen tak, že obchází konstrukční problém vzduchotěsných průchodek zkrz sud. Díky šamotu by neměl být problém s korozí nebo odhoříváním zplynovače ani při vysokých teplotách redukční zóny. Naopak otázkou je velikost tlakové ztráty, množství popele v odcházejícím plynu a odstraňování popele obecně - to by bylo možné jen mezi jednotlivými běhy zplynovače. Je to jen nápad..
Přílohy
paco-downdraft.png
paco-downdraft.png (19.81 KiB) Zobrazeno 4266 x

Uživatelský avatar
simir
konstruktér
Příspěvky: 461
Registrován: 11 črc 2008 11:36
Bydliště: Liberec
Kontaktovat uživatele:

Re: Zplynování

#8 Příspěvek od simir » 12 srp 2008 09:38

imho bude problém s tím ,že se bude posouvat redukční zóna podle množství popelu a to by mohlo dělat bordel. myslím, že roštu se jen tak nezbavíš. leč neříkám, že je to špatnej směr 8-)
Nepřehlédněte! vývoj příměstského vozítka pro jednu osobu

Před napsáním odpovědi si prosím důkladně přečtěte dané téma. A pro jistotu ještě jednou mezi napsáním a odesláním!

Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Re: Zplynování

#9 Příspěvek od lyn_x » 19 zář 2008 23:19

imho bude problém s tím ,že se bude posouvat redukční zóna podle množství popelu a to by mohlo dělat bordel. myslím, že roštu se jen tak nezbavíš. leč neříkám, že je to špatnej směr 8-)
Pozdě, ale přeci jen - reakce:

Množtví popele po spálení (nebo zplynování*) dřeva je velice malé, řekněme do dvou procent. Než by se redukční zóna významně posunula, bylo by možno zplynovat poměrně velké množství dřeva. Vlastně to je imho ten optimističtější scénář, další možnost je, že plyn s sebou vetšinu popele odnese.

Otázka je, jestli snaha o takové zjednodušování má vůbec cenu, jelikož i složitější konstrukce budou poměrně jednoduché, navíc bych rád aby byl použitelný i pro mobilní zařízení, tedy aby byl co nejlehčí a nejkompaktnější, navíc odolný nárazům a vibracím.


* procesy probíhající v normálním táboráku jsou defakto stejné jako ve zplynovači bez redukční zóny, jen nejsou jasně vymezeny prostorové hranice a vzniklý dřevoplyn okamžitě hoří plamenem (v lepším případě :)

Uživatelský avatar
lyn_x
nebeský/á
Příspěvky: 715
Registrován: 19 čer 2008 18:37
Bydliště: La Ter'

Re: Zplynování

#10 Příspěvek od lyn_x » 20 zář 2008 00:52

Možnosti uspořádání reaktoru:

1. reaktor s horním tahem (viz obrázek)

Jedná se snad o nejjednodušší možnou konstrukci.
Přes spodní rošt a vrstvu žhavého dřevěného uhlí je nasáván vzduch, kyslík vyhoří ve vrstvě dřevěného uhlí, čímž se uvolní teplo potřebné pro běh, horký plyn pokračuje dále, ohřívá dřevo, které se teplem rozkládá na plynné produkty, jenž jsou unášeny dále.

nevýhody:
a) při přikládání vrchem dochází k úniku plynu, je třeba obezřetné obsluhy
b) vysoký obsah kondenzujících složek (dehet a podobně), plyn není vhodný pro motory s vnitřním spalováním ani pro skladování;
obsah dehtu dále závisí na druhu dřeva a především na vlhkosti - se stoupající vlhkostí stoupá i obsah dehtu

výhody:
a) jednoduchá konstrukce
b) malé tepelné ztráty a tím pádem běh i na poměrně vlhké dřevo (až 40%; dřevo je před pyrolýzou vysušeno přímo procházejícím horkým dřevoplynem)
c) z předchozího plynoucí poměrně nízká teplota výstupního plynu


2. reaktor se spodním tahem a redukční zónou (Imbertův)

Jedná se o typ schematicky zakreslený výše ve fóru.
Směr toku plynu je obrácený oproti předešlé konstrukci, ve spodní části reaktoru se ovšem nachází zůžení (krk), do kterého je přiváděn vzduch, kyslík prudce reaguje se žhnoucím dřevěným uhlím a teplota narůstá na 1000°C i výše. V této zóně dochází k tepelnému rozkladu kondenzujících složek dřevoplynu (krakování). Pod oxidační zónou teplota klesá a tepelná energie se opět částečně přeměňuje na chemickou energii vázanou v odcházejícím dřevoplynu (redukční zóna).

nevýhody:
a) komplikovanější konstrukce, některé části jsou vystaveny vysokým teplotám
b) o něco nižší účinnost
c) potřeba suchého dřeva (méně než 20% vlhkosti)
d) vysoká teplota plynu

výhody:
a) jednoduché přikládání
b) poměrně čistý plyn bez kondenzujících složek(tzv. syntézní plyn), po ochlazení a filtraci pevných částic vhodný pro motory s vnitřním spalováním
c) vydatnost plynu je možné zvýšit přiváděním vodní páry do oxidační zóny (zvýšení obsahu H2)

Výsledný syntézní plyn je možné dále přeměnit pomocí složité a povrchně chápané, leč empiricky ověrěné(v masovém měřítku například za Protektorátu) katalytické reakce známé jako Fischer-Tropschova syntéza, kdy je plyn za vysoké teploty a tlaku a za účasti katalyzátoru (železa, kobaltu, aj.) přeměněn na kapalné uhlovodíky - naftu, benzín, parafín a jiné. Nezanedbatelná část energie se ovšem přemění na teplo, což kromě ztráty přináší také problémy s chlazením reaktoru. Složení výsledného produktu je značně závislé na mnoha proměnných, obvzláště na teplotě, tlaku a použitém katalyzátoru.


3. .. další typy možná později
Přílohy
updraft.png
zplynovač s horním tahem
updraft.png (17.17 KiB) Zobrazeno 4232 x

Odpovědět

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 host