Как изготовить газогенератор на дровах своими руками?

Как не прекращает работу газогенератор

Чтобы понимать, какая может быть польза от газогенератора в доме, нужно разобраться в его рабочем принципе, а потом и устройстве. Тогда можно будет оценить расходы на его изготовление, а основное, какой получится получить результат.

Итак, газогенераторный газогенератор – это комплекс узлов и агрегатов, который предназначен для выделения смеси горючих газов из твёрдого топлива с целью его применения в двигателях внутреннего сгорания.

Для справки. Конструкции генераторов друг от друга отличаются все зависит от вида сжигаемого твёрдого топлива, мы будем рассматривать самую важную из них – на дровах.

Если древесину сжигать в пространстве закрытого типа, ограничивая кислородную подачу, то на выходе можно получить смесь горючих газов. Вот их список:

• монооксид углерода (оксид углерода СО);
• водород (Н2);
• метан (СН4);
• другие непредельные углеводороды (CnHm).

Примечание. В смеси присутствуют также негорючие балластные газы: двуокись углерода (углекислый газ), кислород, азот и пары перегретые.

Хороший дровяной газогенератор должен не просто генерировать горючую смесь, но и выполнить ее пригодной к применению. Благодаря этому весь цикл получения топлива для ДВС смело можно назвать инновационным процессом, состоящим из подобных этапов:

• газификация: древесина даже не горит, а тлеет при подаваемом количестве кислорода в размере 33—35% от нужного для настоящего сжигания;
• первичная грубая очистка: летучие частицы продуктов згорания, что вырабатывают деревянные газогенераторы после начального этапа, отделяются при помощи сухого вихревого фильтра – циклона;
• вторичная грубая очистка: изготавливается в скруббере – очистителе, где поток горючего пропускается через воду;
• охлаждение: газообразные, жидкие и твердые вещества с температурой до 700 ?С проходят его в воздушном либо водяном теплообменнике;
• тонкая очистка;
• отправка потребителю: это может быть закачка горючего компрессором в бак-распределитель либо подача в водопроводный кран, а потом — сразу в ДВС.

Рассмотреть устройство и рабочий принцип газогенератора в промышленном выполнении можно на технологичной схеме, представленной ниже:

Полный цикл получения газа весьма непрост, потому как в себя включает немного самых разных установок. Самая главная – это газогенератор, собой представляет железную колонну цилиндрической либо четырехугольной формы, имеющую сужение книзу. В колонне есть отрезки трубы для воздуха и выхода газа, а еще лючок доступа в зольник. Сверху аппарат оснащен крышкой для топливные загрузки, дымоотвод к корпусу не прикрепляется, он просто отсутствует. Процесс горения и пиролиза, проходящий в середине колонны, отлично отображает схема газогенератора:

Не вдаваясь в тонкости хим. реакций, идущие в середине колонны, напомним, что на выходе из нее выходит смесь газов, вышеописанная. Только она загрязнена частичками и побочными продуктами горения и обладает большой температурой. Изучив чертежи газовых генераторов самой разной конструкции, можно заметить, что все другое оборудование предназначается для приведения газа в норму. Воздух в территорию горения подается принудительно тяговой или дутьевой машиной (обычными словами — вентилятором).

Нужно сказать, что рукодельный газогенератор на дровах выполняется домашними мастерами-умельцами не такой трудной конструкции и методика выделения газа в нем несколько упрощена, о чем будет рассказано ниже.

Типы газогенераторов

• прямого процесса газогенерации;
• обратного;
• горизонтального.

Газогенераторы прямого процесса

Главной особенностью этого оборудования является то, что они могут работать на таких видах топлива, как полукокс и антрацит. Это топливо является небитуминозным. В плане конструкции агрегаты этого типа отличаются тем, что поступление воздуха в колосниковую решетку происходит с нижней части, а в верхней части осуществляется забор газа. Также необходимо отметить, что влага из топлива в таких установках не попадает в зону горения, поэтому она подводится туда специально. Мощность установки повышается при обогащении производимого газа водородом из воды.

Газогенераторы обратного процесса

• дрова;
• древесный уголь;
• отходы деревообработки.

У них тоже имеются свои отличия конструкции. Одним из главных является то, что в среднюю часть установки зону горения попадает воздух. Ниже этой зоны осуществляется забор газа. В большинстве таких установок отобранный газ используется для задач обогрева находящегося в бункере топлива.

Газогенераторы горизонтального процесса

Подобные установки также имеют свои отличия. В них воздух подводится сбоку, в нижнюю часть корпуса. Причем отметим, что его подача через фурмы происходит с высокой скоростью. Напротив фурмы присутствует газоотводная решетка, через которую производится отбор газа. Очень небольшой является активная зона газификация в установках этого типа. Она сосредоточена между концом фурмы и газоотводной решеткой. Такие агрегаты отличаются небольшим временем пуска, а также легкостью приспособления при смене режимов работы.

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

В основу работы газогенераторной установки положен процесс пиролиза — получение горючей газовой смеси из древесины. В ее составе значительную часть занимает угарный газ, или окись углерода, также присутствуют свободный водород, метан и некоторые углеводородные соединения. Незначительный процент в смеси составляют балластные газы — азот, водяной пар и углекислый газ. Пиролиз происходит в газогенераторе. Конструкция устройства представляет собой закрытую емкость с колосниками, в которую через верхний бункер поступает твердое топливо. В качестве дымохода используется патрубок для выхода полученной газовой смеси. Последовательность пиролиза выглядит следующим образом:

• В нижней части газогенератора под колосниками сгорают дрова. В процессе их горения в камеру нагнетается воздух в объеме около 35% от необходимого количества для переработки всех дров.
• Большое количество тепловой энергии от сгорания дров запускает реакцию кислорода воздуха и углерода, в результате чего образуется углекислота.
• В зоне газификации газогенератора углекислый газ дополнительно получает углерод из древесины, превращаясь в угарный газ. Одновременно в результате разложения водяного пара образуется свободный водород.
• Проходя через сухую древесину, раскаленные газы способствуют ее подсушиванию и превращению в полукокс, что способствует выделению еще большего объема углерода. Процесс носит название сухой перегонки и сегодня находит свое применение в ряде отраслей топливной промышленности.
• Образовавшаяся газовая смесь выходит из газогенератора через патрубок и поступает на очистку от посторонних примесей и взвесей для дальнейшей подачи в двигатель внутреннего сгорания.

Очистка получившейся газовой смеси — обязательный процесс переработки дров. Отказ от нее вызывает быстрое загрязнение и порчу двигателя, чувствительного к качеству и химическому составу газового топлива. Специально для его очистки была сконструирована фильтрующая система, состоящая из трех частей:

• Циклон, или фильтр грубой очистки. Представляет собой вертикальный цилиндр конусообразной формы. Газовая смесь циркулирует вдоль стенок на высокой скорости, в результате чего под воздействием центробежной силы крупные частицы выделяются из общей массы и падают на дно устройства. Затем они выводятся из фильтра, чтобы не загрязнять новую порцию смеси.
• Радиатор — охладитель газовой смеси. Здесь очищенная смесь охлаждается до температуры, при которой она легко воспламеняется. Подача газа в радиатор осуществляется методом нагнетания.
• Фильтр тонкой очистки. Здесь происходит удаление из газовой смеси мелкой взвеси сажи и золы, которую не удалось извлечь в циклоне.

Очищенная и охлажденная газовая смесь подается в двигатель внутреннего сгорания автомобиля или отопительного котла. Ее горение дает необходимое количество энергии для движения транспортного средства или для обогрева здания.

Устройство

Основной корпус газогенератора (рис.1) представляет собой вертикальную металлическую колонну, имеющую цилиндрическую или прямоугольную форму. В нижней части, в районе топки, колонна сужается. В этой области генератора расположены патрубки забора наружного воздуха, ниже располагается зольное отделение, оборудованное лючком для удаления золы, либо специальным механизмом золоудаления. Также имеется лючок для осуществления розжига генератора.

Верхняя часть колонны оборудована крышкой, через которую осуществляется загрузка дров или деревянных отходов. Чуть ниже находится патрубок для отвода продукта пиролиза — горючего газа. Проходя через фильтр грубой очистки, где происходит осаждение крупных частиц сажи и дегтя, газ попадает в охладитель, который обычно выполняется в форме змеевика или радиатора.

Фильтр грубой очистки представляет собой стальную емкость, имеющую овальное сечение (показано на рисунке). Внутри емкость оборудована специальными перегородками для более надежного улавливания крупных частиц сажи. Содержащийся в газе водяной пар конденсируется, образовавшаяся при этом влага скапливается на дне фильтра. После охлаждения в радиаторе, газ поступает в фильтр тонкой очистки, где осуществляется отделение мелких механических примесей.

На этапе розжига и выхода генератора на рабочий режим, желательно использовать принудительную подачу воздуха. После запуска двигателя внутреннего сгорания, дутье следует отключить, так как разрежение в цилиндрах двигателя обеспечит необходимое движение воздуха.

Виды газовых установок

Современный рынок силовых установок предлагает оборудование, работающее на газе трех основных типов:

1. Прямого способа генерации;
2. Обратного;
3. Горизонтального.

Первые подходят для сжигания угля и полукокса. В таких агрегатах кислород поступает снизу, а забор газа выполняется сверху агрегата. Но так как в этих моделях влага из топлива не поступает в зону горения, то ее приходится подводить специально. Это позволяет повысить мощность устройства.

Агрегаты обращенного процесса – это идеальный вариант для сжигания отходов из древесины. В них подача воздуха осуществляется непосредственно в зону горения, а газ отбирается снизу.

Устройства поперечного способа отличаются высокоскоростной подачей воздуха черед фурмы в нижней части корпуса. Причем здесь же, только с противоположной стороны производится и отбор газа. Эти агрегаты отличаются минимальным временем пуска и хорошей приспосабливаемостью к смене режимов.

Схема силовой установки – для народных умельцев

Собрать такой агрегат собственноручно не так уж и сложно. Однако, прежде чем приступить к изготовлению газогенератора своими руками нужно ознакомиться с принципом действия агрегата, а также подобрать наиболее подходящую под ваши условия схему.

Конструкция установки и схема подключения

Для простейшего прибора вполне сгодятся предметы, которые несложно найти в каждом доме:

• Бочка;
• Трубы;
• Радиатор;
• Фильтры;
• Вентилятор.

Этот набор может быть дополнен и другими элементами. Что и в какой последовательности собирать можно найти в интернете. Причем это не обязательно чертежи и фото, а чаще всего видео, на котором подробно показано и доступно объяснено, как собрать газогенератор своими силами на навозе, дровах и другом топливе. Если схема выбрана, то можно приступать непосредственно к сборке.

Инструкция по созданию

Любой агрегат состоит из корпуса, внутри которого располагаются основные узлы и механизмы. Не чуждо это и для газогенератора, собранного своими руками. Он также имеет корпус, в который помещены:

• Бункер;
• Отсек сгорания;
• Воздухораспределительная часть;
• Колосниковая решетка;
• Патрубок;
• Фильтры.

Корпус агрегата обычно выполняется из листового металла. Для удобства установки ко дну привариваются ножки. По форме конструкция может быть, как овальной, так и прямоугольной.

Делаем самостоятельно, этапы работ:

Бункер изготавливается из малоуглеродистой стали и крепится внутри агрегата. Он оснащается крышкой с уплотнителем из асбеста или другого материала. Низ устройства занимает камера сгорания. Для ее изготовления выбирают специальные марки стали, наиболее устойчивые к высоким температурам. К камере присоединяется горловина, которую от корпуса также отделяют изоляционным материалом.

Специалисты, которым не один раз приходилось собирать газогенераторы своими руками предлагают камеру сгорания выполнять из газового баллона.

Воздухораспределительная камера обычно располагается вне корпуса прибора. Причем на выходе из нее устанавливается обратный клапан, предназначенный для недопущения выхода газа через это отверстие. Перед коробкой располагают вентилятор.

Колосниковая решетка в газовом генераторе, собранном своими руками выполняется из чугуна, при этом средняя часть должна быть подвижной для упрощения процесса обслуживания. Но недостаточно только собрать генератор, нужно еще и правильно отрегулировать подачу воздуха в него, а также отвод газов.

Устанавливать такое оборудование можно как на улице, так и в цокольном помещении, обеспечив его хорошую вентиляцию.

Дровяной газогенератор своими руками

Если вам требуется газогенератор, то необязательно приобретать его в магазине. Изготовить это оборудование можно своими руками.

Материалы

Чтобы изготовить газогенератор своими руками, необходимо заранее подготовить необходимые материалы:

• бочка;
• трубы;
• фильтры тонкой и грубой очистки;
• вентилятор.

Вы можете построить своими руками как обычный газогенератор на дровах, так и пиролизный. Последний отличается тем, что в составе своей конструкции имеет две камеры сгорания. В первой происходит сгорание топлива и образуется газ. В другой сгорает газ и располагается теплообменник. Если вы хотите сделать своими руками пиролизный котел, то при работах в его конструкцию нужно установить дополнительную камеру, расположив её в верхней части корпуса. Теплообменник тоже должен находиться в верхней части установки. В некоторых случаях монтаж теплообменника производится сбоку. Также необходимо помнить о том, что вторая камера газогенератора пиролизного типа может располагаться не только сверху.

Выполняя работы по сборке дымохода, необходимо выполнять все операции в последовательности, обратной движению дыма. В этом случае на его стенках будет образовываться гораздо меньше отложений. Сам же он должен быть разборным, чтобы в случае необходимости его можно было почистить. Вокруг установки должно быть достаточно свободного пространства, поскольку в процессе работы он серьезно нагревается. После того как монтаж котла будет завершён, необходимо выбрать оптимальный режим работы, при котором будут сгорать все смолы.

Разновидности дровяных генераторов

Существует достаточно большой модельный ряд газогенераторов, которые работают на дровах. Здесь и очень простые конструкции в виде буржуек, есть и сложные агрегаты, в которых проводятся все процессы: от сжигания дров до чистки топочных газов и их сгорания.

К примеру, твердотопливный котел-буржуйка. По сути, это обычная буржуйка с разделенной пополам топкой горизонтальной перемычкой, один конец которой не доходит до стенки печки. Остается небольшой зазор, по которому топочные газы перемещаются в верхнюю камеру сгорания. Вторая топка представляет собой систему каналов, по которым газы перемещаются снизу вверх. При этом они захватывают свежий холодный воздух, поступающий внутрь котла из нижних сопел. Здесь же и происходит смешение и получение воздушно-газовой смеси. Кстати, холодный воздух, проходя по соплам и каналам, тоже нагревается, так что волноваться, что смесь не загорится, нет причин.

Такая буржуйка хоть и обладает неплохим КПД, все равно является малопроизводительным отопительным агрегатом. Использовать ее для основной радиаторной системы отопления не рекомендуется. А вот для теплых полов она в самый раз.

Пиролизная печь буржуйка

Для основной отопительной системы лучше всего подойдут твердотопливные пиролизные котлы длительного горения. Основа их эффективной работы – это правильно проводимый процесс пиролиза в первой камере сгорания, куда закладываются дрова. Как уже было сказано выше, они в топке должны просто тлеть, ведь сюда поступает небольшое количество свежего воздуха.

От того, как правильно будет проведено размещение топлива и будет зависеть качество его сжигания. Поэтому рекомендуется дрова укладывать как можно ближе друг к другу, оставляя минимальные зазоры между ними. Чем меньше свободного пространства останется, тем лучше. Существует два вида укладки дров:

1. Рядами в горизонтальной плоскости.
2. В виде клети или колодца.

Итак, подведем итог. Газогенераторы, работающие на дровах — это неоспоримо наилучший вариант из категории «твердотопливных котлов». У них достаточно большое количество преимуществ перед другими моделями данной категории. Но хотелось бы отметить высокий КПД. Даже только из-за него можно было сделать выбор в сторону газогенератора.

Газогенератор – это специальное приспособление по преобразованию топлива в горючий газ. Данное устройство представляет собой пиролизные печи на органичных отходах, в которых при высокой t и нехватке кислорода, из твердого топлива вырабатывается газ, используемый для ДВС вместо бензина.

Возможно использование генератора, как исходника топлива, для тех же двигателей. Казалось бы, что это безупречное, дешевое и к тому же, экологичное топливо. Но спрос на него достаточно низкий, поэтому производство данных генераторов практически прекратилось.

Помимо дров, они могут работать и на любом виде угля. Реже применяются генераторы, в которых может использоваться мазут и прочие виды жидкого топлива.

Генератор превращает топливо в газ, благодаря чему, применение становится более удобным, будь то ДВС, отопительный котел или газовая турбина.

Конструкция установки

Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

• фильтр грубой очистки – циклон;
• радиатор – охладитель;
• фильтр тонкой очистки.

Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

Способ №3

Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.

Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:

• в барабане вырезается специальное отверстие для установки подготовленной трубы;
• вырезается фланец. Для этого используется небольшой кусок стали на 1/8 дюйма. Он необходим, чтобы закрепить трубку пламени в барабане;
• с помощью алюминиевых уголков и болтов производится крепление трубки пламени к фланцу.

В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;

в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Проверяем свечи накала на дизеле – все доступные способы

• в качестве решетки для нижней части трубки можно использовать решетчатую часть из пароварки. Главное требование, чтобы она была выполнена из нержавейки;
• жаровня решетки подвешивается немного ниже нижней части трубы пламени с помощью цепей;
• все элементы устанавливаются на основу, а именно решетка, фланец, жаровая труба. Для уплотнения стыков, как упоминалось выше, должна использоваться высокотемпературная смазка;

• для прогонки газа используется вентилятор.

Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.

Очередной образец.

Область применения

Область применения газовых резаков весьма широка. Их используют везде, где нужно резать, паять или сваривать металл:

• на заготовительных участках машиностроительных и металлообрабатывающих заводов;
• на стройплощадках — от дачного домика до гидроэлектростанций;
• в автосервисе;
• на судостроительных верфях;
• в оборонной и аэрокосмической промышленности;
• при разборке старых металлоконструкций ;
• в производстве электроники и радиотехники;
• в ювелирном деле;
• на художественных промыслах.

Кроме того, газовый резак может стать вашим надежным и производительным помощником в домашней мастерской

Механизм и принцип работы газогенератора на дровах

С виду газогенератор кажется высокотехнологическим устройством, начиненным разнообразными сопутствующими устройствами. Однако, понимая физико-химические процессы, происходящие внутри, домашний мастер приходит к выводу, что собрать подобную конструкцию своими руками, несложно. Дровяной котел состоит из следующих комплектующих:

1. Корпус из жаропрочной стали.
2. Камера для загрузки дров и сгорания под действием высоких температур. Она оснащается колосниками и загрузочными люками – для топлива и удаления золы. Котел на опилках требует сетки из стали.
3. Распределительная коробка для воздуха с обратным клапаном, сообщающаяся посредством отверстий с камерами, где происходит основной процесс.
4. Патрубок для вывода сгенерированных газов в соответствующую разводку.
5. Охладители и фильтры. Получившийся продукт на выходе очищается от примесей, кислот и смол.

Комплектующие несложны в понимании и при навыках сварного дела газогенераторы на дровах своими руками изготавливаются быстро. КПД у кустарной установки не хуже чем у заводского агрегата.

Принцип работы и устройство: выработка электроэнергии  и  другие варианты

• Обеспечиваются особые условия для поддержания горения. Это минимальный процент кислорода, при котором «бушующее пламя» исключено – топливо тлеет, а температура создана чрезвычайно высокая – от 1100⁰С.
• В результате горения образуется концентрат горючего газа, который нельзя использовать сразу без охлаждения, иначе произойдет взрыв из-за притока большого количества кислорода и высокой температуры. Охладителем выступает патрубок, ведущий в газосборник.