Gorvinovy stránky


   Doplňující informace; 2.5.2012 Vyřešení problému s přítomností dehtu v dřevoplynu


   Doplňující informace; 13.5.2011

   Brožuru Dřevoplynové generátory můžete stáhnout též
ZDE. Zip obsahuje scany jednotlivých stránek - některé chybějící informace a obrázky.

   Další velmi zajímavou knihou je publikace Motory spalovací autora Fr.Turečka. Dokument obsahuje kapitoly zabývající se zplyňovacími generátory, zejména protiproudými, určenými hlavně pro dřevěné uhlí a koks, kterážto paliva prakticky neobsahují dehet, tudíž se vzniklý plyn snadno čistí. Scan knihy mi poslal Jaryk, za což mu děkuji (jeho zajímavá videa, nejen pokusy s dřevoplynem, jsou k vidění zde na YouTube).

   V době okupace, v r. 1944 vyšla skvělá kniha Adolfa Tůmy Generátory a jejich obsluha, zatím nejlepší co jsem četl. Obsahuje ucelený přehled generátorů a stavu technologie v té době. Nechybí ani úvahy o zlepšení a využití v době budoucí. Za možnost prostudování opět vděčím Jarykovi, který mi poslal odkaz.


   Dále mě pan Ladislav Jiránek upozornil na chybu v knize pana Navrátila (viz dole): ventily nejsou vysunuté, ale visuté - od slova viset. Takže motory OHV a OHC - ventily shora, visí, visuté. Ty mohou mít vyšší kompresní poměr než motory spodové...

   To je tedy prozatím vše. Dřevoplynu zdar! :-)


   Doplňující informace; 10.2.2011

   Milí čtenáři, obávám se, že tento můj generátor dřevoplynu, uvedený níže, který jsem zde publikoval v r. 2004, nejspíš dobře fungovat nebude, i když, vyzkoušený není... K tomuto závěru jsem dospěl na základě prostudování následujících dokumentů o niklových katalyzátorech. Katalytický proces totiž nebude s největší pravděpodobností tak jednoduchý, jak jsem se původně domníval a to ani za použití poniklovaných železných špon, které by se do trubek vložily. Ovšem podotýkám, že vyzkoušené to není...

      Deaktivace kovových katalyzátorů

      Čištění energoplynu kovovými katalyzátory

      Kogenerace s fluidním zplyňováním biomasy a odpadů


   Rád bych se též podělil o následující dokument. Velmi zajímavé a praktické informace obsahuje brožura z r. 1954, Dřevoplynové generátory, za kterou zde chci poděkovat nadšenci Liboru Ježovi, jenž ji oscanoval a poslal mi ji. Doporučuji prostudovat.


      Následuje původní článek z r. 2004 >

Zplyňovací generátor s katalytickým štěpením dehtu


   Varování: Při výrobě dřevoplynu vzniká velmi jedovatý oxid uhelnatý (CO), který je navíc výbušný! Za jakékoli poškození majetku, zdraví či smrt v důsledku experimentů podle zde uvedených informací, nenese autor zodpovědnost! Případný pokus o sestrojení zde uvedeného generátoru plynu je pouze na vaše vastní riziko!

   Takže, po nezbytném varování můžu přejít k popisu generátoru. Jak jsem již uvedl, palivem, z kterého toto zařízení tvoří hořlavý plyn je dřevo. Je možné zde použít i jiná paliva bohatá plynem, hlavní podmínkou je, aby palivo bylo dostatečně suché. Pro paliva chudá plynem (dřevěné uhlí, koks) odpadá nutnost likvidace dehtu, protože se v plynu prakticky nevyskytuje a proto se pro jejich zplyňování dají výhodněji použít jednodušší protiproudé zplyňovací generátory.

   V generátoru dřevoplynu mé konstrukce se pokouším o spojení výhod protiproudého a souproudého zplyňování.

Protiproudý zplyňovací generátor

   Výhodou protiproudých generátorů je jejich jednoduchá konstrukce. Je to v podstatě nádoba s palivem, kde je vzduch nasáván dole roštem a prochází palivem, nejprve zónou oxidace (hořením vzniká CO2) poté zónou redukce (CO2 se redukuje na využitelný CO), zónou pyrolýzy, kde se uvolňuje methanol, kys. octová a dehet a nakonec přes zónu vysoušení (uvolňování vodní páry) je vzniklý plyn odsáván vrchem generátoru. Hlavní nevýhodou, jak je patrné, je velké znečištění plynu dehtem.

Souproudý zplyňovací generátor               

   Souproudé generátory mají trochu složitější konstrukci. Vzduch se přivádí (zhruba) do spodní čtvrtiny paliva, kde opět vzinká oxidací CO2, který postupuje stejným směrem jako palivo - dolů (proto souproudý) a prochází vrstvou žhavého uhlí, kde dochází nejen k jeho redukci na CO (CO2 + C ® 2 CO), ale také se zde štěpí podstatná většina vzniklých organických látek (včetně dehtu) na spalitelné plyny, což je velkou výhodou. Horší je však zase manipaulace s odpadním popelem. Ten musý být v zasobníku, který je součástí generátoru a popelová dvířka musí být dobře utěsněná, aby přisáváním vzduchu nevznikala výbušná směs už v generátoru, což by bylo velmi nebezpečné!


Vylepšená konstrukce zplyňovacího generátoru

   V mé zlepšené konstrukci generátoru dřevoplynu vzduch nejprve oxiduje palivo nad roštem jako v protiproudém generátoru, v zóně pyrolýzi se však plyn dostává do středové trubky, zakryté stříškou zabraňující vniknutí paliva, sestupuje dolů (souproudně), odkud se kolmými trubkami připomínající loukotě kola dostává do vnějšího pláště, kde stoupá vzhůru a předehřívá palivo. Vnitřní středová trubka i "loukoťové" trubky jsou uvnitř poniklovány a vyhřívány teplem vzniklým oxidací paliva vzduchem nad roštem. Nikl způsobuje za velké tetploty katalytický rozklad dehtu, zejména za přítomnosti vodních par a vodíku obsažených v dřevoplynu za vzniku dalšího oxidu uhelnatého a vodíku. Je možné, že myšlenka čištění plynu od dehtu katalytickým krakováním není nová, osobně jsem se s ní v literatuře však dosud nesetkal.

   Horní 200 litrový sud slouží nejen jako zásobník paliva, ale může být též využik k dosušování paliva horkým vzduchem, ohřívaným odpadním teplem z motoru, které se dá pochopitelně využívat nejen k předsoušení paliva, ale též v zimě k vytápění, ohřevu užitkové vody a pod.

   Plyn bude zřejmě nutné dočistit od zbylých stop dehtu. Také je nutno jej ochladit, aby zkondenzovala přítomná voda a zmenšil se objem plynu před vstupem do spalovacího motoru.

   Složení čistého dřevoplynu vyrobeného ze 100% suchého dřeva za ideálních podmínek by mělo být:

   Složka plynu    hmot. %    obj. %

   Z 1 kg absolutně suchého dřeva vzniká 2,7 m3 čistého dřevoplynu o výhřevnosti 5,8 MJ/m3, tj. 15,6 MJ z 1 kg 100% suchého dřeva. Teoretická tepelná účinnost přeměny je asi 85%.

   dusík (N2)    49,3%    40,3%
   oxid uhelnatý (CO)    29,5%    24,5%
   oxid uhličitý (CO2)    18,6%      9,8%
   vodík (H2)      2,1%    25,0%
   ostatní (např. argon)      0,5%      0,4%
   výhřevnost     5,5 MJ/kg      5,8 MJ/m3


   Celková koncepce je následující: dřevoplyn vyvýjený v generátoru s katalytickým štěpením dehtu (1) je nasáván do spalovacího motoru přes hrubý filtr s dřevěným uhlím (2) (póry dobře zachytávají zbylý dehet), potom se čistí probubláním vodou v nádrži (3) a dále pokračuje přes chladič (5), kde zkondenzuje přítomná vodní pára a zvyšuje se energetický potenciál dřevoplynu vůči objemu, postupuje přes jemný filtr (6), kde se zachytávají poslední prachové částice, nakonec se dřevoplyn mísí s (rovněž filtrovaným) vzduchem (9). Klapka slouží k nastavení bohatosti směsi, a tím otáček motoru. Výbušná směs pak vstupuje do spalovacího motoru (10), kde získáváme mechanickou energii. Výkonu motoru můžeme využít k výrobě elektrické energie a k pohonu strojů (11) (např. štěpkovače dřeva, kterým připravujeme palivo nejen pro generátor, ale třeba i k topení v pyrolýzním kotli).

   Nezbytnou součástí je ventilátor (8), který nahrazuje sání motoru při roztápění generátoru (1). Až teplota v generátoru dosáhne potřebné teploty, kdy vzniká dřevoplyn vhodného složení a nehořlavý plyn je odsátý, což se zjistí provedením zkoušky na hořlavost plynu, je ventilátor vypnut, ventil (7) uzavřen, aby se do motoru nedostával nefiltrovaný vzduch a sání plynu je zajištěno sací dobou pístů v motoru (10).

   Z nádoby (3) lze nadbytečnou vodu, která přitéká z chladiče (5) odstraňovat odkalovacím kohoutem (4).

   Předpokládám-li účinnost celého zařízení (počítáno na vyrobenou elektrickou energii) přibližně 23% pak z 1 kg dobře vysušeného dřeva lze získat asi 1 kWh elektřiny a asi 3 kWh tepla (1 kWh = 3,6 MJ). Při vlhkosti dřeva do 10% je ho potřeba asi 1,1 - 1,2 kg, při vlhkosti od 10% do 20% je potřeba 1,2 - 1,5 kg dřeva na 1 kWh elektřiny. Optimální vlhkost dřeva je do 10%. Vyšší vlhkost paliva podstatně zhoršuje proces zplyňování, protože spousta energie se zpotřebovává na odpařování vody, snižuje se teplota spalování a v důsledku toho se zvyšuje množství nespalitelného CO2 v dřevoplynu. Proto je nutné dřevní štěpku před vlastním zplyněním dobře vysušit.

   Správně připravený čistý, chladný dřevoplyn je velmi vhodným palivem, neboť má příznivé oktanové číslo (100 až 105) a proto je chod motoru měkký, bez klepání.

   Několik zásad při úpravě motoru dřevoplynem (z knihy Jana Navrátila):

   1) Nenzapomínat na jedovatost a výbušnost oxidu uhelnatého v dřevoplynu! Odvětrání prostoru klikové skříně připojit na sací potrubí přiváděného vzduchu, aby jedovatý oxid uhelnatý vnikající do klikové skříně nemohl unikat do místnosti s agregátem. Celé zařízení pracuje v podtlaku, což zabraňuje úniku netěstnostmi. Plyn se vytváří přímo do spotřeby, ne do zásoby.

   2) Pro přestavbu na dřevoplyn se hodí zejména motory s nižším počtem otáček, obsahem válců min. 2 litry a vysunutými ventily. K dosažení přiměřeného výkonu je nutná komprese 8 až 12 : 1. Válce se opatří speciálními svíčkami na provoz plynem.

   3) Mísení dřevoplynu se vzduchem se provádí v poměru 1:1 případně s nepatrným přebytkem vzduchu. Protože směs dřevoplynu hoří pomaleji, je nutno zvýšit předstih. Vstupující plyn do motoru nesmí být teplý - např. nasávácí roura se nesmí dotýkat výfukového potrubí.

   4) Olej motoru se může více znečišťovat než u pohonu tekutým palivem, takže je nutná jeho častější kontrola i výměna.

   5) Filtry se musí pravidelně čistit nebo vyměňovat. Zvýšený odpor se projeví poklesem výkonu motoru. Pozor na zamrznutí při odstavení zařízení, protože obsahem vodních par v plynu filtr vlhne. Vodní páry jsou také vůči železu agresivní, proto se styčné plochy, závity šroubů a pod. natírají olejem nebo řidší vazelínou s obsahem grafitu.

   

    V případě dotazů mě můžete kontaktovat:

Email: gorvin(a)centrum.cz

 
   Poznámka: Zásady úpravy motoru dřevoplynem jsem čerpal z knihy:

   Jan Navrátil; Domácí kutil a ... dřevoplyn; 1989; Tiskárna Olomouc. Doporučuji knihu si koupit, je tam spousta zajímavých informací např. o historických autech na dřevoplyn a pyrolýzním spalování, výhřevnosti různých typů biomasy atp. Některé drobné chybičky laskavý čtenář promine (např. při karbonizaci dřeva za nepřístupu vzduchu nevzniká popel, jak uvádí autor).

 
 
  • < Zpět
    Gorvin (c) 2004