Caldeira de pirólise

Neste artigo: como o gás gerador é formado em caldeiras de pirólise; como funciona e funciona a caldeira de pirólise; suas características positivas e negativas; fabricantes, preços e critérios de seleção; instalação e operação de caldeiras de pirólise

Caldeira de pirólise

Um indicador da combust√£o completa do combust√≠vel no forno e, consequentemente, da sua transforma√ß√£o completa em energia t√©rmica para aquecimento de alojamentos √© … o fumo que sai da chamin√©. Se essa fuma√ßa for vis√≠vel, como dizem, a olho nu, os gases da fornalha escapam pelo cano, que podem ser convertidos em energia. Hoje existe apenas um tipo de caldeira capaz de queimar completamente o combust√≠vel s√≥lido nelas contido, inclusive gerar e queimar sua fase gasosa, que s√£o as caldeiras de pir√≥lise..

De onde vem a fase gasosa na queima de combustível sólido?

Para ver a fase gasosa com seus próprios olhos, acenda um fósforo comum e apague-o depois que a chama se acender. Você notou a fumaça branca saindo do fósforo assim que ele se apagou? Esta é a própria fase gasosa que ocorre quando a madeira é fortemente aquecida. O gás de pirólise (gerador) consiste em dióxido, monóxido de carbono, metano e outros hidrocarbonetos. Aliás, é na pirólise da madeira que se baseia o trabalho dos fumantes e da própria fumagem.

Como funcionam os fog√Ķes dom√©sticos comuns, tradicionalmente equipados em resid√™ncias particulares nas √°reas rurais? O primeiro abastecimento de combust√≠vel √© a lenha, que aquece o fog√£o at√© a temperatura necess√°ria e, em seguida, o carv√£o √© colocado. Quando o primeiro marcador √© aceso, a fuma√ßa sai da chamin√© nos clubes, porque a temperatura da fornalha √© muito baixa para a combust√£o de combust√≠vel de alta qualidade, ent√£o a intensidade da sa√≠da de fuma√ßa diminui (o carv√£o √© queimado), mas a combust√£o completa da fase gasosa do carv√£o n√£o ocorre e esses gases saem da fornalha para a chamin√© e, em seguida, para a atmosfera.

Para obter e acender a fase gasosa, √© necess√°ria uma temperatura de 450 a 1100 ¬į C, como resultado, √© gerada energia t√©rmica adicional, que permite aumentar o rendimento da caldeira de aquecimento. Mas apenas uma alta temperatura n√£o ser√° suficiente, um fornecimento for√ßado de por√ß√Ķes de ar cuidadosamente calculadas ser√° necess√°rio (uma pequena quantidade n√£o permitir√° que o combust√≠vel queime completamente, mas se houver muito ar, ele simplesmente se aquece e evapora no tubo junto com o calor) e uma c√Ęmara de combust√£o de g√°s, que n√£o tem comprimento menos de meio metro. A alimenta√ß√£o de ar ajust√°vel em modo manual n√£o √© poss√≠vel, aqui √© necess√°rio um automatismo que possa monitorizar a temperatura no interior da caldeira e, de acordo com estes dados, reduzir ou aumentar a alimenta√ß√£o de ar. Na aus√™ncia de uma c√Ęmara de combust√£o, os gases de pir√≥lise ir√£o resfriar, passando apenas 400 mm ao longo das paredes frias da caldeira, sua combust√£o ir√° parar e eles ainda ir√£o evaporar no tubo.

Caldeira de pirólise Рdispositivo e princípio de operação

Seu design cont√©m duas c√Ęmaras – a superior √© projetada para armazenar e queimar combust√≠vel s√≥lido, a inferior √© usada para queimar gases do gerador. O combust√≠vel de madeira colocado na c√Ęmara superior √© adicionalmente seco no processo de combust√£o e forma√ß√£o da fase gasosa (o processo de pir√≥lise da madeira √© exot√©rmico), na mesma c√Ęmara √© aquecido o ar for√ßado pela ventoinha. Entre as c√Ęmaras superior e inferior da caldeira de pir√≥lise, existe um bico de grelha de cer√Ęmica capaz de suportar altas temperaturas – atrav√©s dos orif√≠cios nele, os gases formados durante a pir√≥lise da madeira em condi√ß√Ķes de falta de oxig√™nio penetram na c√Ęmara inferior. As cinzas restantes ap√≥s a combust√£o completa do combust√≠vel tamb√©m se acumulam na c√Ęmara inferior da caldeira.

Caldeira de pirólise
1 Рcombustível, 2 Рar primário, 3 Рar secundário, 4 Рgases de exaustão, 5, 6 Рentrada e saída de água
A – c√Ęmara de gaseifica√ß√£o, B – grelha, C – p√≥s-combust√£o, D – duto de g√°s de combust√£o, E – exaustor de fuma√ßa

O fornecimento de ar for√ßado com regula√ß√£o de seu volume √© produzido por um ventilador que fornece ar atrav√©s do duto de ar localizado na c√Ęmara superior da caldeira de pir√≥lise, ou com o aux√≠lio de um exaustor de fuma√ßa instalado dentro do tubo de exaust√£o.

A caldeira de pir√≥lise funciona assim: o combust√≠vel (lenha) √© colocado na c√Ęmara superior, aceso, a porta da c√Ęmara fecha e o ventilador da caldeira √© ligado. Assim que a temperatura dentro da c√Ęmara superior sobe acima de 250 ¬į C, a madeira come√ßa a carbonizar, liberando o g√°s gerador que flui atrav√©s do bico para a c√Ęmara inferior. Aqui, o ar secund√°rio √© adicionado aos gases obtidos na pir√≥lise por meio da pressuriza√ß√£o e eles queimam, devolvendo parte do calor ao n√≠vel inferior da carga de combust√≠vel. Ar secund√°rio – fluxo de ar que se curva ao redor do combust√≠vel na c√Ęmara superior nas laterais ou entra por fendas especiais na porta da c√Ęmara inferior da caldeira de pir√≥lise.

A entrada de calor da caldeira de pir√≥lise e sua transfer√™ncia para o refrigerante (√°gua ou ar) √© realizada atrav√©s do contato da tubula√ß√£o com o refrigerante interno com o fundo da c√Ęmara inferior da caldeira.

Com uma carga completa da c√Ęmara de combust√≠vel (superior), a caldeira de pir√≥lise gera calor de 6 a 12 horas, dependendo da qualidade do combust√≠vel e das necessidades de calor.

Se dividirmos os processos que ocorrem na caldeira de pirólise em etapas, acontece o seguinte:

  1. Temperatura 450 ¬į C – o combust√≠vel de madeira √© seco e desgaseificado;
  2. Temperatura 560 ¬į C – o g√°s do gerador conectado ao ar secund√°rio √© incinerado;
  3. Temperatura 1100 ¬į C – res√≠duos do g√°s de pir√≥lise s√£o queimados, o calor √© retornado para a camada inferior de combust√≠vel na c√Ęmara superior;
  4. Temperatura 160 ¬į –° – exaust√£o de produtos de p√≥s-combust√£o na chamin√©.

Prós e contras de caldeiras de pirólise

Em primeiro lugar, apenas as caldeiras de pirólise são capazes de queimar o gás do gerador, ou seja, capacidades semelhantes à pós-combustão de gases de pirólise anunciados pelos fabricantes de caldeiras de convecção do tipo Buleryan não correspondem à realidade.

Prós e contras de caldeiras de pirólise

Características positivas:

  • alta efici√™ncia alcan√ßada por dois est√°gios de combust√£o de combust√≠vel, alta efici√™ncia – at√© 90%;
  • a gera√ß√£o de calor com uma aba de combust√≠vel dura cerca de 12 horas (um fog√£o a lenha convencional funciona com uma aba por no m√°ximo 4 horas);
  • baixo desperd√≠cio devido √† combust√£o quase completa do combust√≠vel de madeira, raramente √© necess√°ria a limpeza do cinzeiro na c√Ęmara inferior e dos canais da chamin√©;
  • o processo de combust√£o pode ser automatizado, facilmente regulado e controlado;
  • integra-se em quase qualquer sistema de aquecimento sem a necessidade de grandes mudan√ßas;
  • a coloca√ß√£o de toras n√£o cortadas √© permitida;
  • respeito ao meio ambiente alcan√ßado pela queima de subst√Ęncias mais nocivas na c√Ęmara inferior, devido √†s quais n√£o s√£o emitidas para a atmosfera.

Características negativas:

  • a necessidade de eletricidade necess√°ria ao funcionamento do ventilador (exaustor de fuma√ßa);
  • alto custo, em compara√ß√£o com caldeiras de aquecimento convencionais – cerca de 2 vezes;
  • a necessidade de baixa umidade do combust√≠vel, ou seja, a lenha deve ser seca, ter um teor de umidade n√£o superior a 20%;
  • requer uma alta carga em opera√ß√£o, quando cai abaixo de 50%, a estabilidade da combust√£o √© perturbada, o alcatr√£o se acumula no canal de fuma√ßa.

Preço e fabricantes, critérios para escolher uma caldeira de pirólise

Caldeiras de pir√≥lise das empresas checas “Dakon”, “OPOP” e “Atmos”, esloveno “Attack”, alem√£o “Viessmann”, austr√≠aco “Wirbel” s√£o apresentados no mercado russo. O custo de uma caldeira de pir√≥lise com capacidade de 20 kW ser√° em m√©dia 45.000 rublos.

Prós e contras de caldeiras de pirólise

Ao escolher uma caldeira deste tipo, √© melhor parar nos fabricantes europeus, pois as caldeiras de pir√≥lise dom√©sticas geralmente t√™m caracter√≠sticas de baixa qualidade. Observe atentamente a caldeira, especialmente a caixa da c√Ęmara inferior e o bico – a caldeira durar√° mais se os elementos mencionados forem feitos de cer√Ęmica que podem suportar altas temperaturas. Certifique-se de que existem duas c√Ęmaras de combust√£o na caldeira, de que existe uma alimenta√ß√£o de ar ajust√°vel para ambas as c√Ęmaras. O canal em que o refrigerante circula deve estar apenas em contato com a c√Ęmara inferior da caldeira de pir√≥lise e o canal da chamin√©, caso contr√°rio, as altas temperaturas necess√°rias para a pir√≥lise e p√≥s-combust√£o dos gases nas c√Ęmaras do forno n√£o ser√£o formadas – o refrigerante ir√° remover ativamente o calor.

A garantia do fabricante para o funcionamento da caldeira de pir√≥lise deve ser superior a um ano, para eventual queima das paredes da c√Ęmara – pelo menos 10 anos.

Fique atento às garantias da automação da caldeira e do bico Рseu custo em caso de conserto pode chegar a 50% do custo da própria caldeira.

Ao selecionar a pot√™ncia da caldeira, deve-se proceder da √°rea a ser aquecida. A escolha de uma caldeira de pir√≥lise de baixa pot√™ncia ou excessivamente potente levar√° ao seu colapso prematuro: no primeiro caso, devido a cargas extremas; no segundo – devido ao ac√ļmulo de condensado no canal da chamin√©.

Avalie meticulosamente o aspecto da caldeira, inspecione as soldaduras, descubra a espessura e o grau do metal utilizado na sua constru√ß√£o. As paredes internas da caldeira devem ser feitas de a√ßo de caldeira de alta liga com espessura de 4 mm ou mais – se o vendedor chamou o a√ßo a partir do qual as c√Ęmaras da caldeira de pir√≥lise s√£o formadas “estrutural”, ent√£o se recuse a comprar e sair desta sa√≠da (o a√ßo estrutural n√£o suportar√° altas temperaturas em fornos caldeira e queima em dois a tr√™s anos).

O projeto da caldeira de pir√≥lise descrito neste artigo foi testado por usu√°rios europeus e dom√©sticos e √© o mais eficaz – modelos improvisados ‚Äč‚Äčde alguns fabricantes nacionais e europeus, cujo projeto difere do “cl√°ssico”, na maioria das vezes n√£o t√™m a capacidade de gerar ou queimar gases de pir√≥lise.

Como instalar e operar uma caldeira de pirólise

Essas caldeiras devem ser colocadas fora de instala√ß√Ķes residenciais. De acordo com as normas de seguran√ßa contra inc√™ndio, a base da caldeira de pir√≥lise deve ser de tijolo ou pedra, a √°rea do piso em frente √†s c√Ęmaras do forno deve ser coberta com uma folha de metal de 1,5-2 mm de espessura. A dist√Ęncia m√≠nima entre paredes ou objetos na sala da caldeira e o tambor da caldeira √© de 200 mm. Os fabricantes de caldeiras de pir√≥lise recomendam isolar a chamin√© com l√£ mineral – o resfriamento dos gases de combust√£o causar√° o ac√ļmulo de condensado e alcatr√£o.

Como instalar e operar uma caldeira de pirólise

As caldeiras de pirólise, no entanto, como qualquer outra caldeira de aquecimento operando com combustível combustível, precisam de um fornecimento constante de ar fresco Рum orifício de ventilação na sala da caldeira com uma área mínima de 100 cm2 absolutamente necessário.

Esteja atento ao teor de umidade das toras de madeira colocadas no forno superior da caldeira Рna operação de caldeiras de pirólise, este é um fator importante para seu sucesso e longo serviço.

Importante: os fabricantes pro√≠bem categoricamente a queima de qualquer material sint√©tico em caldeiras de pir√≥lise. os produtos de combust√£o resultantes ir√£o corroer ativamente o corpo interno da caldeira, reduzindo drasticamente sua vida √ļtil.

Durante a opera√ß√£o, √© necess√°rio remover as cinzas do fundo das c√Ęmaras do forno (cerca de uma vez por semana, a frequ√™ncia depende da intensidade do trabalho e da pot√™ncia desta caldeira), certifique-se de que os orif√≠cios no bico localizado entre as c√Ęmaras superior e inferior n√£o est√£o entupidos com cinzas. Uma vez por m√™s √© necess√°rio limpar completamente as c√Ęmaras do forno, uma vez por semana – as portas dos fornos usando um raspador.

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