instalacje nie tylko klimatyzacyjne

Jak to możliwe, że silnik spalinowy zamiast benzyną czy olejem napędowym będzie zasilany drewnem??
Ano normalnie… :)
Dla zrozumienia zasady zasilania silników drewnem czy wÄ™glem musimy wyjaÅ›nić jednÄ… rzecz klimatyzacji. Otóż każdy silnik spalinowy zasilany jest gazem, nie zaÅ› cieczÄ… (jak benzynÄ…), choć mogÅ‚oby siÄ™ wydawać odwrotnie. W gaźniku lub za pomocÄ… wtryskiwacza ciecz jest zamieniana na postać gazowÄ…, czyli w przybliżeniu — odparowywana. Dopiero te opary bÄ™dÄ… siÄ™ piÄ™knie palić w silniku.
No to w takim razie pojawia siÄ™ pytanie — skoro silnik jest już zasilany gazem, to czemu nie zasilać go innym gazem niż oparami benzyny? No wÅ‚aÅ›nie…nic nie stoi na przeszkodzie — stÄ…d taka popularność instalacji LPG.
A drewno? W zasadzie ‘gaz drzewny’, lub ‘gaz generatorowy’, bo tak fachowo nazywa siÄ™ gaz wytworzony z paliwa staÅ‚ego przez zgazowywacz. Jest on paliwem gazowym takim samym jak gaz z butli czy z zapalniczki. Tyle, że trochÄ™ gorszej jakoÅ›ci.

Jak powstaje gaz drzewny??
Na proces zgazowania drewna (lub dowolnego innego paliwa staÅ‚ego) skÅ‚ada siÄ™ kilka procesów / reakcji chemicznych, które nie zostanÄ… tu opisane. Generalnie mamy klimatyzacjÄ™ tu do czynienia z niezupeÅ‚nym spaleniem drewna. WÄ™giel zawarty w drewnie zostaje spalony do tlenku wÄ™gla — gazu w dalszym ciÄ…gu palnego. I ten tlenek wÄ™gla lÄ…duje w silniku, gdzie zostaje dopalony do CO2.

Czy w gazie drzewnym jest tylko tlenek węgla??
OczywiÅ›cie nie. Niestety nie… IdeaÅ‚em byÅ‚oby mieć gaz drzewny w 100% palny, tymczasem jest to trudne, jeÅ›li w ogóle wykonalne.
Pozostałymi składnikami są:
CO2 — niestety niepalny
H2 — wodór jest jak najbardziej pożądanym skÅ‚adnikiem gazu drzewnego, jako że bardzo dobrze siÄ™ pali i przy okazji wydziela siÄ™ dużo energii, co zwiÄ™ksza kaloryczność gazu drzewnego; wodór powstaje gdy para wodna przepÅ‚ywa w okolicach żarzÄ…cych siÄ™ wÄ™gielków
H2O — zwykÅ‚a para wodna, nie tylko niepalna, ale i nieprzyjemna dla silnika (stÄ…d specjalne procedury wyÅ‚Ä…czania silnika)
N2 — azot jako główny skÅ‚adnik atmosfery jest również głównym skÅ‚adnikiem gazu drzewnego, bowiem do zgazowywacza wchodzi (w przypadku ogólnym) powietrze atmosferyczne, niestety niepalny
CnHm — wÄ™glowodory znajdujÄ… siÄ™ w gazie drzewnym w Å›ladowych iloÅ›ciach, klimatyzacji sÄ… palne

Wszystko zależy od tego, jak skonstruowana jest instalacja. JeÅ›li pracuje ona na podciÅ›nieniu (jak OdwrotnociÄ…gowy Gazogenerator Warstwowy), to nie ma problemu — wszelkie nieszczelnoÅ›ci nie koÅ„czÄ… siÄ™ zatruciem personelu. UrzÄ…dzenia wiÄ™kszej skali pracujÄ… na ciÅ›nieniu wiÄ™kszym od atmosferycznego, wiÄ™c tu już przecieki sÄ… poważnym problemem. Ale do kupienia sÄ… czujniki wykrywajÄ…ce czad i alarmujÄ…ce przy przekroczeniu pewnego poziomu zawartoÅ›ci tlenku wÄ™gla w atmosferze.
Jeśli zaś chodzi o materiały, z których taki generator ma zostać zbudowany, nie ma przecież obowiązku korzystania z beczki po oleju, jeśli można ten sam cylinder wykonać z żaroodpornej blachy nierdzewnej (do tego może nawet kwasoodpornej). Kwestia pieniędzy, którymi przyszły użytkownik dysponuje. Projekt pokazuje, że MOŻNA użyć tej beczki, ale nie TRZEBA. :)
Wartość opaÅ‚owa (czy ciepÅ‚o spalania — w tym przypadku nie ma różnicy) tlenku wÄ™gla wynosi 12690 kJ / kg, wartość opaÅ‚owa wÄ™gla (czystego pierwiastka) — 33190 kJ / kg. A poza tym w gazie drzewnym jest jeszcze wodór. JeÅ›li zaÅ› chodzi o okreÅ›lenie iloÅ›ci tego ciepÅ‚a zużywanego na proces pirolizy czy też sprawnoÅ›ci energetycznej produkcji takiego gazu, pozwolÄ™ sobie przytoczyć przykÅ‚adowy skÅ‚ad (molowy, w przybliżeniu objÄ™toÅ›ciowy) gazu generatorowego wytworzonego z wÄ™gla, gdzie czynnikiem zgazowujÄ…cym jest powietrze.
CO — 26,7 %
CO2 — 6,6 %
H2 — 11,6 %
H2O — 1,9 %
CH4 — 0,05 %
N2 — 53,1 %
Wartość opałowa takiego gazu wynosi 4580 kJ/nm3.

Uwzględniając, że:
wartość opałowa wodoru wynosi 120 * 10^3 kJ / kg = 10,8 * 10^3 kJ / nm3
wartość opałowa (i ciepło spalania) tlenku węgla wynosi 12690 kJ / kg = 10,1 * 10^3 kJ / nm3
będziemy mogli obliczyć, że strata wynikająca z nieprzetworzenia CO2 na CO i H2O na H2 wynosi:
0,019 * 10,8 + 0,066 * 10,1 = 872 kJ/nm3.

Tak więc przy idealnym przetworzeniu paliwa z tego przykładu klimatyzacje na gaz generatorowy otrzymalibyśmy gaz generatorowy o wartości opałowej 5450 kJ / nm3. Stąd sprawność procesu przetwarzania paliwa wynosi dla tego przykładu ok. 84%.

Posted on: September 16, 2012, by : klimatyzacja