Zařízení a princip činnosti pyrolýzního kotle

Pyrolýza nebo tzv. Plynový kotel – topná zařízení pracující na tuhá paliva. Kotel na tuhá paliva s pyrolýzou se vyznačuje vysokou účinností a účinností, provozní doba tepelné jednotky na jedné záložce paliva může dosáhnout od 10 hodin do dvou dnů. Jednotky na výrobu plynu lze použít k vytápění obytných budov i průmyslových zařízení.

Zařízení a princip činnosti pyrolýzního kotle ↑

Tepelná jednotka vyrábějící plyn má poměrně komplikovanou konstrukci, pyrolýzní kotelní zařízení obsahuje mnoho komponent a sestav, hlavním rozlišovacím znakem pyro kotle od tradičního zařízení na tuhá paliva je hasicí komora, která se skládá ze dvou komor.

Konstrukční prvky ↑

• nakládací komora nebo pyrolytická komora;
• spalovací komora;
• škrticí ventil (hradlo);
• rošt;
• kanály pro přívod vzduchu (primární a sekundární);
• vodní tepelný výměník;
• komín.

Jak bylo uvedeno výše, spalovací komora jednotky vytvářející plyn se skládá ze dvou komor umístěných nad sebou a oddělených roštem. Pec pyrolýzního kotle je obvykle vyrobena ze slitiny žáruvzdorné oceli. Mřížky z litiny, oceli nebo žáruvzdorné keramiky. Prostřednictvím přívodního kanálu primárního kyslíku je vnější vzduch transportován do pyrolytické komory, druhý kanál zajišťuje přívod vzduchu do spalovací komory. Tepelný výměník topné vody pyrolýzy nebo tzv «vodní bunda» Je určen k ohřevu kapalného chladiva topného systému. Při konstrukci pyrokotlov použijte trubkové nebo deskové výměníky tepla. Komínem jsou spaliny odváděny do atmosféry.

Konstrukce plynového kotle umožňuje možnost nastavení výkonu topné jednotky v rozsahu 30 až 100%. Ovládací prvek je klapka umístěná v zadní části tepelné jednotky. V závislosti na nastavené teplotě chladicí kapaliny na výstupu regulátor automaticky otevře nebo uzavře klapku v automatickém režimu.

Druhy pyrolýzních kotlů ↑

V závislosti na designu je pyrokotla rozdělena na jednotky s přirozenou trakcí a nuceným nafukováním. Hlavní výhodou pyrolýzního kotle s přirozeným tahem je nezávislost jednotky na elektřině. Nevýhody zahrnují zvýšené požadavky na kouřovody. Komínové kotle s přirozeným tahem jsou vybaveny komíny s výškou nejméně 5 m. Komínový tah by měl zajišťovat vzácné stlačení vzduchu v peci v rozsahu 16 až 20 Pa, tah by měl být dostatečný k překonání odporu plynové dráhy kotle a kouřového kanálu.

Design pyrokotlu s nuceným úderem zahrnuje použití ventilátoru. Přívod vzduchu do zplyňovací a spalovací komory může být zajištěn třemi způsoby:

1. ventilátor je namontován na přední stěně kotle;
2. na komín je nainstalován ventilátor (kouřový výfuk);
3. zařízení je namontováno jak na výstupu, tak na vstupu do plynového vzduchového potrubí.

Umístění zplyňovacích a spalovacích komor také závisí na typu konstrukce pyrolytického kotle. U jednotek s přirozeným tahem komína je dohořič umístěn nad splyňovací komorou, takže k proudění vzduchu dochází ve směru zdola nahoru. Naopak u zařízení s umělou trakcí je spalovací komora umístěna nad spalovací komorou, vzduch se pohybuje shora dolů.

Výhody a nevýhody ↑

Výhody pyrolýzní tepelné jednotky zahrnují:

• Účinnost až 90%;
• úspora paliva;
• šetrnost k životnímu prostředí;
• snadná údržba;
• minimální popel, žádné saze.

Další významnou výhodou plynových kotlů je jejich kompatibilita s jakýmkoli topným systémem..

Nevýhody jsou:

• vysoká cena;
• komplexní konstrukce;
• objemnost;
• zvýšené požadavky na palivo kvůli vlhkosti;
• potřeba připojení k elektřině (platí pro modely kotlů s nuceným přívodem vzduchu).

Fungování pyrolýzního kotle ↑

Princip činnosti pyrolýzního kotle je založen na tepelném rozkladu pevného paliva na chemické složky:

• uhlík;
• pyrolýzní plyn.

Proces výroby hořlavého pyrolýzního plynu ze dřeva a jiných druhů pevného paliva je možný při vysokých teplotách v rozmezí 200 – 800⁰, za podmínek nedostatku kyslíku a následného dodatečného spalování uvolněného plynu, který se mísí se sekundárním ohřátým vzduchem v dohořiči. Během procesu spalování pyrolýzy obsahují spaliny na výstupu z kotle hlavně oxid uhličitý a vodní páry, množství škodlivých nečistot je minimalizováno.

Režimy provozu plynového kotle ↑

Všechny kotle na pyrolýzu zajišťují provoz ve třech režimech:

1. režim zapalování. Při tomto režimu činnosti pyrokotlu je škrticí ventil otevřený co nejvíce, spaliny jsou odváděny přímo do kouřovodu;
2. provozní režim – brána je zcela zavřená, pyrolýzní proces probíhá v komoře. Přívod vzduchu v závislosti na modelu kotle je zajišťován přírodními nebo nucenými prostředky;
3. reloading mode – proces rozkladu pevného paliva pod vlivem teplot pokračuje, škrticí klapka je otevřená, provádí se plnění paliva.

Plnění paliva by se mělo provádět rychlým tempem, aby se zabránilo plnění plynného oxidu uhelnatého a ztrátám tepla..

Schéma provozu kotle Pyro ↑

Schéma pyrolýzního kotle spočívá v sledu následujících procesů:

• plnění paliva do kotlové pece, zapalování;
• po zapálení paliva je uzávěr zakryt a spalovací proces postupně přechází do fáze doutnání;
• přes primární kanál je do zaváděcí komory přiváděn vnější vzduch, jehož část se používá k udržení procesu doutnání a dosažení požadované teploty zplyňování;
• pyrolytické plyny roštem vstupují do spalovací komory;
• pro zajištění procesu spalování pyrolýzních plynů se do spalovací komory přivádí vzduch sekundárním kanálem;
• těkavé produkty shoří, uvolňují určité množství tepla, jehož část je posílána pod rošt a slouží k udržování pyrolýzy, druhá jde přímo k ohřevu kotle;
• odpadní spaliny procházejí vodním tepelným výměníkem a jsou vypouštěny do komína;
• udržování optimální teploty spalování je podporováno systémem regulace teploty.

Další informace o provozu pyrolýzního kotle naleznete ve videu.

Instalace pyrolýzního kotle ↑

Pro zajištění bezpečného provozu tepelného zařízení je třeba dodržovat základní pravidla:

• kotel pyrolýzy je instalován v samostatné místnosti;
• vzdálenost od bodu tepla ke stěně je alespoň 200 mm;
• průřez ventilačního potrubí v kotelně nesmí být menší než 100 cm².

Palivo pro pyrolýzní kotel ↑

V zařízeních na výrobu plynu lze jako palivo použít následující materiály: dřevo; hnědé a černé uhlí; palivové brikety; rašelina; odpad ze zpracování dřeva.

Kvalita a typ paliva přímo ovlivňuje účinnost tepelné instalace, životnost baterie při jednom zatížení, životnost tepelné jednotky. Doba spalování dřeva v pyrolýzním kotli je tedy v závislosti na typu a tvrdosti materiálu asi 6 hodin. Doba spalování hnědého uhlí je 8 hodin, černá objednávka 10 hodin.

Studie ukázaly, že nejracionálnějším typem paliva pro pyrokotlov je suché dřevo, jehož obsah vlhkosti nepřesahuje 20%. Navzdory skutečnosti, že doba hoření dřeva je kratší než doba uhlí, množství uvolněného pyrolýzního plynu je mnohokrát větší. Odborníci tvrdí, že dřevo nejen zvyšuje účinnost pyrolýzního kotle, ale také zvyšuje jeho životnost.

Obsah vlhkosti dřeva přímo souvisí s množstvím generovaného tepla, takže kilogram dřeva s vlhkostí 20% má přenos tepla 4 kW / h, když takové množství palivového dřeva s vlhkostí 50% je 2 kW / h. Nakládací komora plynového kotle na tuhá paliva zajišťuje použití dřeva o průměru 10 až 250 mm a délce 40 až 65 cm.