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Caldeira de pirólise

Caldeira de Pirólise oferece capacidade de reciclagem de grandes volumes de resíduos sólidos. Possui alta eficiência de queima, a capacidade de reutilizar materiais como combustível, resultando em baixo custo de operação e alta performance de conversão. Sua construção robusta e durabilidade garante um investimento de longo prazo. Esta caldeira de combustão é capaz de lidar com resíduos perigosos perenes e produzir quantidades enormes de poder. É a solução ideal para instalações de processamento de resíduos sólidos, pois fornece notável qualidade de queima com baixa emissão de poluentes.

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 combustão completa do combustível no forno e, consequentemente, da sua transformação completa em energia térmica para aquecimento de alojamentos é … o fumo que sai da chaminé. Se essa fumaça for visível, 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 combustível sólido nelas contido, inclusive gerar e queimar sua fase gasosa, que são as caldeiras de pirólise..

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 fogões domésticos comuns, tradicionalmente equipados em residências particulares nas áreas rurais? O primeiro abastecimento de combustível é a lenha, que aquece o fogão até a temperatura necessária e, em seguida, o carvão é colocado. Quando o primeiro marcador é aceso, a fumaça sai da chaminé nos clubes, porque a temperatura da fornalha é muito baixa para a combustão de combustível de alta qualidade, então a intensidade da saída de fumaça diminui (o carvão é queimado), mas a combustão completa da fase gasosa do carvão não ocorre e esses gases saem da fornalha para a chaminé e, em seguida, para a atmosfera.

Para obter e acender a fase gasosa, é necessária uma temperatura de 450 a 1100 ° C, como resultado, é gerada energia térmica adicional, que permite aumentar o rendimento da caldeira de aquecimento. Mas apenas uma alta temperatura não será suficiente, um fornecimento forçado de porções de ar cuidadosamente calculadas será necessário (uma pequena quantidade não permitirá que o combustível queime completamente, mas se houver muito ar, ele simplesmente se aquece e evapora no tubo junto com o calor) e uma câmara de combustão de gás, que não tem comprimento menos de meio metro. A alimentação de ar ajustável em modo manual não é possível, aqui é necessário um automatismo que possa monitorizar a temperatura no interior da caldeira e, de acordo com estes dados, reduzir ou aumentar a alimentação de ar. Na ausência de uma câmara de combustão, os gases de pirólise irão resfriar, passando apenas 400 mm ao longo das paredes frias da caldeira, sua combustão irá parar e eles ainda irão evaporar no tubo.

Caldeira de pirólise – dispositivo e princípio de operação

Seu design contém duas câmaras – a superior é projetada para armazenar e queimar combustível sólido, a inferior é usada para queimar gases do gerador. O combustível de madeira colocado na câmara superior é adicionalmente seco no processo de combustão e formação da fase gasosa (o processo de pirólise da madeira é exotérmico), na mesma câmara é aquecido o ar forçado pela ventoinha. Entre as câmaras superior e inferior da caldeira de pirólise, existe um bico de grelha de cerâmica capaz de suportar altas temperaturas – através dos orifícios nele, os gases formados durante a pirólise da madeira em condições de falta de oxigênio penetram na câmara inferior. As cinzas restantes após a combustão completa do combustível também se acumulam na câmara inferior da caldeira.

Caldeira de pirólise
1 – combustível, 2 – ar primário, 3 – ar secundário, 4 – gases de exaustão, 5, 6 – entrada e saída de água
A – câmara de gaseificação, B – grelha, C – pós-combustão, D – duto de gás de combustão, E – exaustor de fumaça

O fornecimento de ar forçado com regulação de seu volume é produzido por um ventilador que fornece ar através do duto de ar localizado na câmara superior da caldeira de pirólise, ou com o auxílio de um exaustor de fumaça instalado dentro do tubo de exaustão.

A caldeira de pirólise funciona assim: o combustível (lenha) é colocado na câmara superior, aceso, a porta da câmara fecha e o ventilador da caldeira é ligado. Assim que a temperatura dentro da câmara superior sobe acima de 250 ° C, a madeira começa a carbonizar, liberando o gás gerador que flui através do bico para a câmara inferior. Aqui, o ar secundário é adicionado aos gases obtidos na pirólise por meio da pressurização e eles queimam, devolvendo parte do calor ao nível inferior da carga de combustível. Ar secundário – fluxo de ar que se curva ao redor do combustível na câmara superior nas laterais ou entra por fendas especiais na porta da câmara inferior da caldeira de pirólise.

A entrada de calor da caldeira de pirólise e sua transferência para o refrigerante (água ou ar) é realizada através do contato da tubulação com o refrigerante interno com o fundo da câmara inferior da caldeira.

Com uma carga completa da câmara de combustível (superior), a caldeira de pirólise gera calor de 6 a 12 horas, dependendo da qualidade do combustível e das necessidades de calor.

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

  1. Temperatura 450 ° C – o combustível de madeira é seco e desgaseificado;
  2. Temperatura 560 ° C – o gás do gerador conectado ao ar secundário é incinerado;
  3. Temperatura 1100 ° C – resíduos do gás de pirólise são queimados, o calor é retornado para a camada inferior de combustível na câmara superior;
  4. Temperatura 160 ° С – exaustão de produtos de pós-combustão na chaminé.

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 eficiência alcançada por dois estágios de combustão de combustível, alta eficiência – até 90%;
  • a geração de calor com uma aba de combustível dura cerca de 12 horas (um fogão a lenha convencional funciona com uma aba por no máximo 4 horas);
  • baixo desperdício devido à combustão quase completa do combustível de madeira, raramente é necessária a limpeza do cinzeiro na câmara inferior e dos canais da chaminé;
  • o processo de combustão pode ser automatizado, facilmente regulado e controlado;
  • integra-se em quase qualquer sistema de aquecimento sem a necessidade de grandes mudanças;
  • a colocação de toras não cortadas é permitida;
  • respeito ao meio ambiente alcançado pela queima de substâncias mais nocivas na câmara inferior, devido às quais não são emitidas para a atmosfera.

Características negativas:

  • a necessidade de eletricidade necessária ao funcionamento do ventilador (exaustor de fumaça);
  • alto custo, em comparação com caldeiras de aquecimento convencionais – cerca de 2 vezes;
  • a necessidade de baixa umidade do combustível, ou seja, a lenha deve ser seca, ter um teor de umidade não superior a 20%;
  • requer uma alta carga em operação, quando cai abaixo de 50%, a estabilidade da combustão é perturbada, o alcatrão se acumula no canal de fumaça.

Preço e fabricantes, critérios para escolher uma caldeira de pirólise

Caldeiras de pirólise das empresas checas “Dakon”, “OPOP” e “Atmos”, esloveno “Attack”, alemão “Viessmann”, austríaco “Wirbel” são apresentados no mercado russo. O custo de uma caldeira de pirólise com capacidade de 20 kW será em média 45.000 rublos.

Prós e contras de caldeiras de pirólise

Ao escolher uma caldeira deste tipo, é melhor parar nos fabricantes europeus, pois as caldeiras de pirólise domésticas geralmente têm características de baixa qualidade. Observe atentamente a caldeira, especialmente a caixa da câmara inferior e o bico – a caldeira durará mais se os elementos mencionados forem feitos de cerâmica que podem suportar altas temperaturas. Certifique-se de que existem duas câmaras de combustão na caldeira, de que existe uma alimentação de ar ajustável para ambas as câmaras. O canal em que o refrigerante circula deve estar apenas em contato com a câmara inferior da caldeira de pirólise e o canal da chaminé, caso contrário, as altas temperaturas necessárias para a pirólise e pós-combustão dos gases nas câmaras do forno não serão formadas – o refrigerante irá remover ativamente o calor.

A garantia do fabricante para o funcionamento da caldeira de pirólise deve ser superior a um ano, para eventual queima das paredes da câmara – pelo menos 10 anos.

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

Ao selecionar a potência da caldeira, deve-se proceder da área a ser aquecida. A escolha de uma caldeira de pirólise de baixa potência ou excessivamente potente levará ao seu colapso prematuro: no primeiro caso, devido a cargas extremas; no segundo – devido ao acúmulo de condensado no canal da chaminé.

Avalie meticulosamente o aspecto da caldeira, inspecione as soldaduras, descubra a espessura e o grau do metal utilizado na sua construção. As paredes internas da caldeira devem ser feitas de aço de caldeira de alta liga com espessura de 4 mm ou mais – se o vendedor chamou o aço a partir do qual as câmaras da caldeira de pirólise são formadas “estrutural”, então se recuse a comprar e sair desta saída (o aço estrutural não suportará altas temperaturas em fornos caldeira e queima em dois a três anos).

O projeto da caldeira de pirólise descrito neste artigo foi testado por usuários europeus e domésticos e é o mais eficaz – modelos improvisados ​​de alguns fabricantes nacionais e europeus, cujo projeto difere do “clássico”, na maioria das vezes não têm a capacidade de gerar ou queimar gases de pirólise.

Como instalar e operar uma caldeira de pirólise

Essas caldeiras devem ser colocadas fora de instalações residenciais. De acordo com as normas de segurança contra incêndio, a base da caldeira de pirólise deve ser de tijolo ou pedra, a área do piso em frente às câmaras do forno deve ser coberta com uma folha de metal de 1,5-2 mm de espessura. A distância mínima entre paredes ou objetos na sala da caldeira e o tambor da caldeira é de 200 mm. Os fabricantes de caldeiras de pirólise recomendam isolar a chaminé com lã mineral – o resfriamento dos gases de combustão causará o acúmulo de condensado e alcatrão.

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 – um 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 – na operação de caldeiras de pirólise, este é um fator importante para seu sucesso e longo serviço.

Importante: os fabricantes proíbem categoricamente a queima de qualquer material sintético em caldeiras de pirólise. os produtos de combustão resultantes irão corroer ativamente o corpo interno da caldeira, reduzindo drasticamente sua vida útil.

Durante a operação, é necessário remover as cinzas do fundo das câmaras do forno (cerca de uma vez por semana, a frequência depende da intensidade do trabalho e da potência desta caldeira), certifique-se de que os orifícios no bico localizado entre as câmaras superior e inferior não estão entupidos com cinzas. Uma vez por mês é necessário limpar completamente as câmaras do forno, uma vez por semana – as portas dos fornos usando um raspador.

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Paul Conselheiro

Olá! Meu nome é Paul Conselheiro, e sou o autor deste sítio Web de artigos sobre renovação e construção de casas. Desde muito jovem, sempre me interessei pela arquitetura e pelo design de interiores. A ideia de transformar espaços e criar ambientes acolhedores sempre me fascinou. Leia mais

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Comments: 3
  1. Joaquim

    Olá! Gostaria de saber mais informações sobre a caldeira de pirólise. O que exatamente é, como funciona e quais são os seus principais benefícios? Também, gostaria de entender se existe alguma aplicação específica para esse tipo de caldeira e se a sua utilização é ecologicamente sustentável. Desde já, agradeço a atenção e aguardo sua resposta.

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  2. Filipe

    Qual é o processo de funcionamento de uma caldeira de pirólise e quais são os benefícios ambientais associados a esse tipo de tecnologia?

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  3. Clara Oliveira

    Qual é a finalidade da caldeira de pirólise e como esse processo funciona? Como a pirólise difere de outros métodos de decomposição de resíduos orgânicos? Quais são os benefícios da utilização de uma caldeira de pirólise em comparação com outros métodos de tratamento de resíduos? Existe algum impacto ambiental associado à caldeira de pirólise?

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