Dicen que todos los artículos nuevos son viejos olvidados. La creación de sistemas de calefacción basados en la combustión por pirólisis no es una excepción. Las primeras plantas que utilizan la tecnología de pirólisis se construyeron en los años 70 del siglo XIX antes del último.
Caldera de pirólisis casera.
Hasta el momento, esta tecnología es muy utilizada tanto en nuestro país como en el exterior para la refinación de petróleo. En realidad, la "pirólisis" es el proceso de descomposición química de la materia orgánica bajo la influencia de altas temperaturas. En los dispositivos que utilizan combustible orgánico sólido (generalmente madera), la parte sólida y los gases liberados durante la descomposición térmica se queman por separado, lo que aumenta significativamente la eficiencia de dichas calderas.
A pesar del nombre complejo y la descripción intrincada del proceso, puede construir fácilmente una caldera de pirólisis con sus propias manos, para esto necesitará chapa de acero, una máquina de soldar y dibujos que puede tomar en nuestro sitio web.
Contenido
La esencia del proceso de pirólisis.
En las calderas de pirólisis para combustibles sólidos, se utilizan tales tipos de compuestos orgánicos que, durante la descomposición térmica, dan un gran rendimiento de sustancias combustibles volátiles.Estas calderas funcionan no solo con madera (y todo tipo de combustible de madera, como pellets o briquetas de combustible), sino también con carbón, hasta grados de coque, ¡cuya temperatura de combustión alcanza valores muy altos!
combustible humeante
El combustible en las calderas de pirólisis se coloca en la parrilla. Después de encender el lote cargado de combustible, la puerta hermética se cierra y el extractor de humos comienza a funcionar. Como resultado, se eleva una alta temperatura en la cámara de combustión, hasta 800 grados, pero no hay oxígeno del aire para una combustión intensiva normal. En cambio, los combustibles fósiles arden sin llama y se carbonizan, liberando gases volátiles, predominantemente hidrocarburos.
Bajo la acción de la convección, el gas combustible volátil ingresa al espacio de la parrilla. Junto con ellos, también migra el nitrógeno, que se encuentra en el aire primario del horno. Debajo de la rejilla de la rejilla, el oxígeno del circuito de suministro de aire secundario se mezcla con la mezcla de gases. La mezcla resultante ya tiene la capacidad de quemarse. Se quema y realiza una función útil (por ejemplo, calentar agua en un intercambiador de calor) y, además, el calor liberado vuelve al combustible fósil y apoya el proceso de combustión lenta.
Principales características de las calderas de pirólisis
Las principales características de las calderas que funcionan con tecnología de pirólisis son las siguientes:
- Posibilidad de fabricación a partir de materiales estructurales económicos.
- Largo tiempo de un ciclo de pirólisis, llegando a unas 30 horas,
- Seguridad completa contra explosiones e incendios.
- Simplicidad de diseño, disponible para fabricación propia.
- Amplia gama de combustibles de madera utilizados (desde la clásica leña hasta el pellet).
- Alto respeto al medio ambiente de las calderas, baja cantidad de productos de combustión.
¿Cada cuánto hay que tirar leña?
En un horno convencional, deberá cargar combustible al menos cada dos horas. La razón de esto es la alta intensidad de combustión de combustible en los hornos de este diseño. La mayor parte del calor en este caso literalmente "vuela hacia la tubería". La eficiencia de tales calderas es mínima, además, hay muchos residuos que deben rastrillarse regularmente.
Pero si limita el flujo de oxígeno, el período de combustión aumenta significativamente. En este caso, el calor se libera no solo durante el propio proceso de pirólisis sin llama, sino también a partir de la combustión de los gases desprendidos. Como resultado, el tiempo de funcionamiento de una carga puede aumentar hasta un día o más.
Proceso de fabricación de calderas de pirólisis de bricolaje.
Notamos de inmediato que las calderas de pirólisis se pueden usar no solo para calentar. Pero también para la calefacción directa de habitaciones pequeñas, como un cobertizo con ganado o un garaje.
Matices con combustible
Buenas noticias para los propietarios de automóviles: su caldera puede ser "alimentada" no solo con leña, sino también con aceite de motor usado. El precio de dicho combustible es simplemente ridículo, y en una caldera de pirólisis no se quemará peor que la leña común. Pero hay un matiz: la caldera, "comiendo" la minería, debe tener un diseño especial.
Esquema de una caldera de pirólisis para minería.
Crear una caldera de este tipo es muy simple. Tiene dos contenedores: el inferior, en el que se carga el combustible y donde se produce realmente el proceso de pirólisis, y la cámara de aire superior.
El horno de pirólisis más simple en desarrollo
En la parte inferior se suelda un tubo con paredes gruesas, en el que se hacen agujeros.En realidad, en esta tubería tiene lugar la postcombustión de los vapores de la "elaboración".
Esquema del horno de pirólisis.
Las particiones están montadas en la cámara de aire superior, que dirigen el aire caliente a lo largo de una ruta sinuosa, logrando así una mayor transferencia de calor desde la cámara superior a la habitación.
Descripción detallada del diseño de la caldera de pirólisis.
A través de la chimenea soldada a la cámara superior se evacuan a la atmósfera los productos de la combustión.
Tal horno se puede mejorar un poco. Para hacer esto, se monta un tanque de reabastecimiento de combustible al lado del tanque inferior, conectado a él por una tubería. El reabastecimiento de combustible se realiza según el principio de los vasos comunicantes.
Pero, preste atención, estrictamente no está permitido introducir agua en una estufa de este tipo. No debe colocarse en un lugar donde sea posible la precipitación. Cuando entra agua, el aceite humeante forma espuma y se expande bruscamente en volumen. Esto puede incluso conducir a una ruptura en la estructura.
Además, al crear un horno de este tipo, tenga en cuenta que la altura de la chimenea debe ser de al menos dos metros.
Si equipa la cámara superior de dicho horno con una camisa de agua, es posible que caliente el flujo de agua que pasa a través de él. Además, el tanque superior puede calentar el aire que pasa.
calderas industriales de pirolisis
Caldera de pirólisis para residuos de madera
Quizás haya acumulado muchos desechos de madera en el sitio: astillas, aserrín, virutas. Para quemar efectivamente tal "basura", puede construir una caldera especial. Tal dispositivo también se convertirá en un asistente indispensable en los talleres de carpintería.
caldera de pirólisis casera de un barril
Para crear un horno de este tipo, se gasta un mínimo de materiales y su diseño es extremadamente simple.
Abastecerse de los siguientes materiales:
- Un barril de metal con una capacidad de 200 litros, del cual debe cortar la tapa superior.
- Tapa acanalada que se ajusta exactamente a la boca de la barrica.
- Pistón redondo de sección ligeramente inferior a la sección interna del cañón. Debe estar hecho de una pieza de trabajo masiva o ponderada artificialmente.
- Un tubo con una sección transversal de 10 centímetros y una longitud de 20 centímetros más que la altura del barril.
- Una chimenea con una sección transversal de unos 10 centímetros y una longitud de al menos 40 centímetros.
En una cubierta exterior bien ajustada, se corta un orificio con una sección transversal ligeramente mayor que la del tubo indicado en el párrafo "4", también es el "tubo de aire". El tubo de la chimenea está soldado en la parte superior de la superficie lateral del cañón.
Diagrama de una caldera de pirólisis de un barril.
El tubo de aire está firmemente soldado al pistón. En el extremo superior del tubo de aire se coloca un amortiguador móvil que regula el volumen de aire suministrado. Soldamos costillas en la parte inferior del pistón, lo que apisonará la masa de combustible.
ajuste de la cubierta superior
Ponemos cualquier combustible de madera seca en el barril. Puede enviar cualquier cosa, hasta papel y conos. Cabe señalar que la sequedad del combustible inicial es muy crítica para las calderas de pirólisis. Llenamos el barril a 2/3 de su altura. Ponemos astillas o papel encima de la leña y les prendemos fuego. No está prohibido salpicar unas gotas de gasolina. Después de que el combustible se haya encendido, insertamos el pistón con el tubo de aire, cerramos el cañón con la tapa superior. El combustible se quemará gradualmente y el pistón bajará por su propio peso.
Debido al peso del pistón y sin suficiente acceso al oxígeno, el combustible en el cañón arderá lentamente.El gas liberado durante la pirólisis penetrará en la parte superior del barril, donde también arderá. La parte superior del barril se calentará más, en esta parte la temperatura del aire puede alcanzar los 900 grados. Esta temperatura quema completamente incluso el hollín.
apariencia del pistón y conducto de aire
Con un buen ajuste y combustible seco, una estufa de pirólisis de este tipo puede funcionar continuamente en una pestaña hasta por 30 horas.
Versión horizontal de la caldera de pirólisis.
Un barril de metal de 200 litros también se puede convertir en una caldera horizontal. Además de la versión vertical, en dicho horno habrá una cámara de combustión lenta y una cámara de postcombustión para los gases liberados.
horno de pirólisis horizontal
En principio, dicha caldera se puede comprar en forma prefabricada. La industria moderna ofrece muchas opciones para tales dispositivos para todos los gustos y presupuestos.
horno industrial de pirolisis
Equipamiento adicional para calderas de pirólisis
Además de calentar el aire circundante, las calderas de pirólisis pueden realizar muchos otros trabajos útiles. En primer lugar, por supuesto, se pueden conectar a sistemas de calefacción con aire o líquido refrigerante.
caldera de pirólisis con convección
Por lo tanto, los hornos de convección son muy populares. Utilizan el principio de convección de aire. Para esto, se colocan conductos de aire curvos especiales en la caldera. Sus boquillas inferiores toman aire frío y el aire caliente sale por las boquillas superiores.
caldera de pirólisis casera con convección
Y, por supuesto, nadie se molesta en equipar cualquier caldera con una tubería de intercambio de calor que calentará agua para un sistema de suministro de calor o para un sistema de suministro de agua caliente sanitaria.
Y como conclusión, puedes ver un breve videotutorial que describe la fabricación y el funcionamiento de la caldera de pirólisis.
Video: Caldera de pirólisis de bricolaje.
