Историческое отступление

Процесс газификации был открыт одновременно в Великобритании и Франции в 1798 году и уже к середине 19 века Европейские города освещались светильным газом (газ, полученный из каменного угля). В начале 20 века подобный газ можно было найти на кухне обычной домохозяйки. В то же время начинается широкое распространение дешевого природного газа и популярность угольного газа начинает снижаться вплоть до начала второй мировой войны. В 1939 году в результате немецкой блокады Европа остается без нефти и технологии газификации твердого топлива древесины и угля получают новый импульс развития. Что бы оценить размеры популярности, можно лишь сказать, что во время Второй Великой Отечественной войны в Европе функционировало более 1 млн. газогенераторных установок, установленных на транспорте (автомобили, автобусы, катера). В 1943 году в Швеции 90% автомобилей работали на газе полученном из древесины. Именно в это время создаются оптимальные технические решения и принципиальные схемы, определившие дальнейшее развитие технологий. В нашей стране до середины 50 годов серийно выпускались газогенераторные автомобили УралЗиС-21А.

Затем наступает эра дешевого бензина и больших красивых автомобилей и технологии пиролиза и газификации уходят в небытиё на почти 50 лет. Уходит в небытие так глубоко, что попытки найти чертежи и результаты исследований тех лет не приводят к желаемым результатам. В результате, большинство материалов изложенных в предлагаемой ниже статье, взято из зарубежных источников.

Кстати говоря, как и в случае с Интернетом, к процессу воскрешения технологий газификации приложили свои руки Американские военные, проводившие в середине 80 годов исследования по конструированию бытовых газогенераторов для получения энергии в условиях ядерной войны, когда обычные виды топлива (бензин и газ) не доступны. На Западе новая волна интереса к газогенераторам поднялась после топливных кризисов 1973 и 1979 годов.

Что такое газификация и пиролиз

В двух словах, что такое газификация: когда происходит просто сжигание древесины на открытом воздухе, то образуется водяной пар и CO2 с выделением достаточного количества тепла что бы обогреть окружающих этот костёр. Однако, если мы поместим полученную воду и CO2 в зону горения древесного угля (получаемого в свою очередь из горящей древесины), где температура может превышать 1500 градусов, то вода сможет разложиться до водорода, а СО2, в свою очередь превратится в СО (данный процесс называется редукцией). И на выходе данного процесса мы получаем газ, состоящий примерно из 20% водорода, 20 % СО, плюс немного метана и 60 % прочих балластных веществ. Смесь этих газов, очищенная и охлажденная я до температуры менее 100 градусов обладает октановым числом 118 и замечательно горит в ДВС. Это если кратко.

Газогенераторы (где это происходит)

Согласно теории, что 80 % биомассы составляют летучие органические молекулы, основной задачей газогенератора, работающего на биомассе ( но не угле, в котором летучие вещества составляют лишь 20%) является превращение этих летучих веществ в устойчивые газы, пригодные для дальнешего использованияю. Вторичной задачей (но по прежнему важной) является превращение полученного в процессе пиролиза древесного угля в газ.

Существуют различные конструкции газогенераторов, однако для небольших установок, в силу простоты своей конструкции, наибольший интерес, пожалуй, представляют установки с неподвижными колосниками (fixed bad). Установки в неподвижными колосникам можно разделить на две основные группы: с верхним отводом газов (updraft) (рис а) и нижним отводом (downdraft ) (рис b). Схематично модели отличаются нахождением зоны Редукции.

Pirolysis Пиролиз : биомасса + температура = уголь, горючий газ
Reduction (Газификация) : биомасса + ограниченное кол-во воздуха = газ, горючий газ
Combustion Сжигание: биомасса + достаточное кол-во воздуха = продукты горения

Updraft газогенераторы используются когда полученный газ сразу же необходимо сжечь, и нет необходимости в его дальнейшей подготовке (фильтрации и охлаждению). Downdraft генераторы используются в качестве источников топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Принципиальная схема установки на автомобильном транспорте.

Часть 2 Бытовое использование>>

Часть 3 Пиролизные котлы >>