Como fuente de energía, no solo se utiliza gas natural prefabricado. Se produce de forma independiente, quemando uno u otro tipo de combustible orgánico, en particular leña. Puede ensamblar un generador de gas con sus propias manos, lo que costará mucho más barato que la unidad terminada. Los gases combustibles CO, CH4, H2 y otros se forman en el generador de gas, que luego se utilizan para diversos fines.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de un generador de gas en madera.
En condiciones normales, con libre acceso de oxígeno, el proceso de quemar madera se acompaña de la liberación de una cierta cantidad de calor. Pero cuando el oxígeno no es suficiente para la combustión activa, la leña arde lentamente para producir gas de madera, que incluye gases combustibles CO (monóxido de carbono), H2 (hidrógeno), CH4 (metano) e hidrocarburos insaturados sin resinas. Además, se forman sustancias no combustibles en la salida: CO2, O2, N2, H2O, que son lastres, y finalmente la mezcla de gases debe limpiarse de ellos.
El generador de gas está dispuesto de la siguiente manera:
- La caja está hecha de acero con mayor frecuencia de forma cilíndrica. Hay una cámara de llenado en la que se carga el combustible. La cámara está montada dentro de la carcasa y atornillada. La escotilla de la cámara de carga está equipada con un sello.
- La cámara de combustión está instalada en la parte inferior, es de cerámica en el interior. El combustible arde en él. El agrietamiento de la resina se produce en su parte inferior: hay un cuello de acero al cromo con un cordón de asbesto, que desempeña el papel de una junta entre este y el cuerpo.
- El aire se suministra a la cámara de combustión a través de aberturas conectadas a la caja de distribución de aire, las llamadas toberas. Se instala una válvula de retención en la salida de la cámara para evitar el escape de gas combustible. Un ventilador instalado en la entrada le permite aumentar la potencia del motor o quemar combustible con un contenido de humedad de más del 50% en un generador de gas de madera.
- La rejilla se encuentra en la parte inferior del generador de gas y está diseñada para contener carbones calientes. Proporciona agujeros a través de los cuales la ceniza cae en el cenicero. Su parte central es móvil para poder limpiarla.
- Hay varias trampillas de carga: la parte superior con un amortiguador que levanta la tapa en caso de sobrepresión, y dos laterales: una arriba para agregar combustible a la zona de recuperación y la otra debajo para eliminar las cenizas.
- Un filtro de vórtice ciclónico se encuentra detrás de la carcasa. La limpieza de gas grueso se lleva a cabo aquí. Luego, la mezcla de gases se enfría en un refrigerador, ingresa al filtro fino. Después del filtro, se envía al mezclador, donde se satura con aire. Luego, la mezcla de gas y aire fluye al lugar de uso.
La tubería a través de la cual se transporta el gas al lugar de uso directo se conecta con mayor frecuencia a una tubería instalada en la zona de recuperación. Mientras el gas está caliente en la salida del generador de gas, puede usarse para calentar agua y secar la leña en la cámara de carga. Por ejemplo, en el último caso, se pasa una tubería entre el cuerpo del generador de gas y la tolva de llenado.
El gas combustible en el generador de gas se obtiene de la siguiente manera:
- En la parte superior de la cámara de carga, la temperatura está entre 150-200 ° C. Debido al hecho de que se organiza una tubería anular a través de la cual el gas caliente acaba de salir del generador de gas, la leña se seca aquí.
- La parte media de la tolva es una zona de destilación seca. En este nivel, el combustible se carboniza a una temperatura de 300-500 ° C sin acceso de aire. La resina y el ácido se liberan del combustible.
- En la zona de combustión, que se encuentra debajo de la cámara de combustión, la temperatura se mantiene a 1100-1300 ° C. Los combustibles carbonizados, así como el alquitrán y los ácidos liberados por él, se queman por el suministro de aire para producir gases de CO y CO2.
- La zona de recuperación se encuentra por encima de la zona de combustión: entre ella y la parrilla. El gas CO2, que se forma en la zona de combustión, se eleva, supera el carbón caliente e interactúa con el carbono del carbón, recuperándose para formar monóxido de carbono. Además de CO, también se forman CO2 y H2.
A la salida de la zona de reducción, la mezcla de gases se enfría, luego se limpia de ácido acético y fórmico, partículas de cenizas y se mezcla con aire.
Tipos de generadores de gas
Hay generadores de gas de proceso directo, inverso y horizontal. En los generadores de gas con un tipo directo de generación de gas, el aire se suministra desde abajo a través de la rejilla, y el gas se toma desde arriba. Tal generador de gas es ideal para la combustión de carbón semi-coque y antracita. La potencia del generador aumenta debido al enriquecimiento de gas con hidrógeno del agua.
El generador de gas de proceso inverso se caracteriza porque el aire se suministra a la zona de combustión, a la parte media, y el gas se toma del cenicero, debajo de la zona de combustión. En un generador de gas de este tipo, el gas generalmente se usa para calentar la madera. El dispositivo es ideal para quemar combustibles que contengan resinas: desechos de madera, leña, carbón.
En los generadores de gas del proceso horizontal, se suministra aire desde el costado, en la parte inferior, y se instala un ventilador en la salida de la cámara de admisión de aire para bombear aire. La zona activa ocupa un lugar pequeño, entre el orificio de la lanza y la ventilación de gas. Tal generador se calienta rápidamente y responde a los modos de operación cambiantes.
La caldera de pirólisis tiene un diseño mejorado en comparación con un simple generador de gas. Tiene dos cámaras de combustión: en la primera de ellas, se quema combustible y se forma gas combustible, y en el otro gas se quema y el calor se transfiere al refrigerante. Para convertir el generador de gas en una caldera de pirólisis, debe agregar otra cámara de combustión y un intercambiador de calor.
El esquema de acción del generador de gas de pirólisis es el siguiente:
- Se suministra aire a la cámara de combustión a través de una ventana ajustable de la cámara de admisión de aire primario hasta que se quema la leña.
- El suministro de oxígeno se reduce. La caldera entra en modo de generación de gas, la leña comienza a arder lentamente. Esto se logra con la ayuda de un regulador automático, que reduce el acceso de aire al horno.
- Como resultado, comienza a liberarse gas de pirólisis. Entra en el postquemador.
- Cuando la caldera entra en modo de generación de gas, se suministra el aire secundario necesario para la postcombustión. Mientras el aire alcanza la cámara deseada, se calienta a la temperatura a la que reacciona con el gas de pirólisis.
- En la cámara superior hay distribuidores de aire con agujeros. A través de ellos llega el aire secundario, encendiendo los gases combustibles. Debido a esto, los gases de pirólisis se convierten en energía térmica.
Las emisiones de óxidos peligrosos a la atmósfera son mínimas, la temperatura de los gases de la madera que salen del generador de gas de pirólisis no supera los 130-160 ° C. El portador de calor pasa de la parte inferior a la superior de la caldera, tomando energía térmica de todas las superficies.
Conexión y arranque de un generador de gas en madera
Es necesario tener en cuenta las características del uso de un generador de gas en la madera al conectarlo a un automóvil.Los expertos no recomiendan abandonar completamente la gasolina, porque es problemático arrancar un motor en madera. Se recomienda arrancar el motor suministrando gasolina, y solo luego cambiar a gas. El cambio a diferentes tipos de combustible se puede organizar usando un mezclador hecho de acuerdo con el esquema de I. Mezin.
Hay otras limitaciones:
- El tamaño de la leña no es más de 6 cm.
- Solo se utiliza madera seca como combustible, ya que se gasta calor adicional en el proceso de evaporación del agua, en este caso se forman menos gases de pirólisis.
- Un motor generador de gas a leña pierde un 50% de potencia en comparación con un motor de gasolina.
- El encendido se realiza con el ventilador 20 minutos antes de la salida.
Trabajando con combustible improvisado, el motor se desgasta más rápido.
Ventajas y desventajas del gas.
Una de las ventajas de un generador de gas es la amplia posibilidad de usar gas combustible:
- para cocinar alimentos;
- para calentar la casa;
- como combustible para motores de combustión interna.
En el primer caso, las tuberías del generador de gas son conducidas a la estufa. En el segundo, el gas resultante se quema en una caldera de pirólisis y se usa para calentar edificios residenciales, invernaderos, así como locales industriales, talleres y empresas. Los motores de combustión interna a gas impulsan generadores eléctricos, estaciones de bombeo e incluso automóviles.
Además, se destacan otros aspectos positivos:
- Algunos modelos de generadores de gas en madera son autónomos. Se pueden instalar donde sea imposible conducir electricidad o donde el suministro de gas en los cilindros sea difícil.
- En comparación con una caldera de combustible sólido, cuya eficiencia es de aproximadamente el 60%, la caldera generadora de gas funciona con una eficiencia del 80-95%.
- En una caldera ordinaria, la leña se quema en 3-5 horas. En el generador de gas, una pestaña se quema en aproximadamente 8-12 horas, y la velocidad de combustión depende del tipo de combustible y del dispositivo de la caldera. Si la caldera está encendida, la leña arde hasta 25 horas y el carbón de 5 a 8 días.
- El combustible de madera se quema por completo, por lo que no es necesario que limpie la chimenea y el cenicero.
- La potencia del generador de gas es ajustable del 30 al 100%.
- El generador de gas prácticamente no emite sustancias nocivas a la atmósfera.
- Las instalaciones son económicas en comparación con las calderas convencionales de gas o combustible líquido.
- Algunos generadores de gas hacen frente a madera incompletamente seca e incluso madera recién cortada.
- No es necesario cortar troncos; puede colocar leña de hasta 1 metro de largo en gasgen.
- Es posible cargar materiales poliméricos en el generador de gas de caucho sobre aserrín y leña: caucho, polietileno, plástico.
- Un generador de gas es más seguro en comparación con una caldera de combustible sólido.
Desventajas
- Un generador de gas cuesta aproximadamente 2 veces más que una caldera de combustible sólido convencional.
- No todos los modelos pueden funcionar sin electricidad, algunos dispositivos usan un ventilador para bombear aire, lo que requiere una conexión eléctrica.
- La consecuencia del uso a potencia incompleta es la combustión inestable, que conduce a la formación de alquitrán.
- Una temperatura de retorno baja (inferior a 60 ° C) hace que se forme condensación.
- Algunos modelos solo funcionan en madera bien seca.
Dado el costo de los consumibles, incluso un generador de gas de leña hecho a sí mismo será bastante costoso.
Fabricación de generador de gas de bricolaje
Puede hacer un diagrama del generador de gas usted mismo, después de haber estudiado el principio de su funcionamiento, o utilizar como base un dibujo de una caldera terminada y ensamblar su análogo. Los artesanos mismos incluso recogen generadores de gas diseñados para generar electricidad en la madera.
Para hacer un generador de gas en madera para una motocicleta con sus propias manos, necesitará:
- Barril de metal de 100 litros;
- tubería de paredes gruesas con un diámetro de 160 mm;
- filtros para limpieza fina y gruesa;
- tetera de acero inoxidable;
- cortacésped
- hexágono;
- batería de baja temperatura;
- tubo de chimenea;
- extintor de incendios;
- Lata de metal;
- receptor.
Se perforan agujeros en la tubería para instalar toberas. Se hace un agujero en el disco desde la segadora rotativa para el diámetro de la tubería. El disco y la tubería están soldados entre sí. Las latas superiores están soldadas, así como las boquillas para suministrar aire y ventear gas.
Se necesita un extintor de incendios para hacer un limpiador centrífugo. Se le sueldan dos boquillas, desde arriba y desde el costado, y el extintor de incendios, al barril, que no tiene tapa ni fondo. En el barril, en la parte inferior, se corta un agujero para recoger cenizas y se cierra con un tapón roscado.
La construcción soldada de la tubería y la lata se instala en el barril. Anteriormente, los soportes se sueldan al disco y en las cadenas, desde abajo, se suspende un cenicero hecho de una tetera. Una tapa de barril con un orificio precortado está montada en la lata.
Se construye un refrigerador a partir de una batería de baja temperatura y se conecta a la estructura terminada mediante bridas. Asegúrese de hacer un agujero para drenar el condensado.
El filtro está hecho de dos cubos metálicos de pintura. Se colocan uno encima del otro y se sueldan. Los agujeros se hacen en la parte inferior. La parte superior está llena de lana mineral y la parte inferior con arcilla expandida.
El ventilador de encendido se puede hacer desde el horno del tractor. Se instala en el área frontal de un cochecito de motocicleta con un bastidor auxiliar y se conecta al sistema mediante tubos de polímero. Se montan dos válvulas de bola como reguladores de suministro de gas: una para el ventilador de encendido y la otra para el mezclador. El mezclador se coloca frente al carburador y se conecta al distribuidor. Debajo del carburador, se construye un colector de tubos de acero.
La tolva de combustible sólido se fija dentro de la carcasa o una parte de la carcasa del generador de gas se desvía para este propósito separándola con láminas de metal.
Al fondo del barril hay que soldar las patas, lo que asegurará la estabilidad de la estructura.
Es necesario sellar cuidadosamente el gasgen ensamblado, porque la falta de acceso incontrolado de oxígeno es la condición principal para el correcto funcionamiento del dispositivo.
Consejos de operación
Los generadores de gas, así como las calderas de calefacción que funcionan según el principio de un generador de gas, se instalan dentro de edificios residenciales, en locales especialmente designados: bodegas y sótanos. Además, se pueden colocar en la calle. El lugar se selecciona según el tipo de caldera y las características de su dispositivo. Las calderas de pirólisis a menudo se instalan dentro de la casa, porque cuando se les da servicio, no se forma mucha basura. Además, el combustible es bastante ligero y no hay problemas especiales con su movimiento.
Los generadores de gas que funcionan con madera, carbón y especialmente diseñados para quemar troncos largos se instalan mejor fuera de la casa: será más fácil limpiar el dispositivo de cenizas y cargar leña. Además, el gasgen instalado en la calle es más resistente al fuego.
Si la caldera se encuentra fuera de la casa, es necesario realizar un aislamiento a granel para que la temperatura ambiente no afecte el funcionamiento del generador de gas de ninguna manera. Se recomienda proteger el sistema de control con una cubierta con una cubierta para que la precipitación no entre. Si el generador de gas se usa como una caldera de calefacción, los tubos de escape de gas se colocan en el suelo para evitar enfriar significativamente la mezcla de gases.
Se recomienda conectar la chimenea en el orden inverso a la dirección del movimiento del humo, luego se acumularán menos partículas de humos y alquitrán.
El espacio alrededor de la caldera debe permanecer libre porque hace mucho calor.
