Газогенератор своїми руками

Мій саморобний газогенератор

Панелі (батареї) сонячних елементів та вітрогенератори є чи не найпоширенішими автономними джерелами постачання електроенергії, а біомаса та газифікатори біомаси можуть використовуватись для виробництва газу - палива для двигунів внутрішнього згоряння. Цей матеріал є вільним перекладом англомовної сторінки Майка Девіса (Mike Davis) про виготовлення газогенератора своїми руками. Майк Девіс розповідає.

Газогенератор

Створити власний газогенератор неважко.

Я створив багато альтернативних енергетичних проектів і завжди хотів також виготовити своїми руками газогенератор. Чому? Двигун внутрішнього згоряння дійсно займає важливе місце в нашому суспільстві. Я вже отримую власну електроенергію від сонця і вітру, але вона не допоможе моїй вантажівці їхати, не запустить газонокосарку або свій генератор в похмурі, безвітряні дні. Майже у всіх є двигуни внутрішнього згоряння, і всі вони потребують палива для запуску. Я, нарешті, вирішив, що прийшов час отримати моє власне паливо. Навіщо платити арабам за нього, якщо я можу виробити його для себе?

Так що ж таке газогенератор

В основному це хімічний реактор, який перетворює дерево або інші біоречовини в горючий газ, який можна використати на опалення, приготування їжі або для запуску двигуна внутрішнього згоряння. Це досягається за рахунок часткового спалювання біомаси в реакторі з використанням тепла для піролізу або термічного руйнування решти матеріалу і перетворення в летючі гази.

хімічні_реакції_при_газифікації

Добре побудований реактор буде також конвертувати побічні продукти згоряння, такі як CO2 і водяну пару, в легкозаймисті СО і Н2, пропускаючи їх через шар гарячого вугілля.

Перетворення_діоксиду_вуглецю

Вище наведена формула перетворення води на водень і окис вуглецю.

Таким чином, газогенератор перетворює більшу частину маси дерева (або іншої сировини біомаси) в горючі гази лише з деякими залишками золи і неспаленого вугілля. В будь-якому випадку теоретично має бути так. Це крайнє спрощення того, як газогенератор дійсно працює. Дерево та інша біомаса складаються з неймовірно складних макромолекул, таких як целюлоза і лігнін, які розщеплюються на сотні і тисячі різних дрібних молекул по мірі протікання реакції. Тисячі різних складних хімічних реакцій відбуваються всередині реактора. Загальний результат, якщо газогенератор працює добре, представлений в простих формулах, показаних вище.

В ідеалі, газогенератор мав би розкладати біомасу лише на метан (і інші прості газоподібні вуглеводні), водень і монооксид вуглецю. Але в реальному світі такі речі рідко працюють ідеально. Неприємною побічною стороною газифікації біомаси є виробництво дьогтю. Вище я сказав, що макромолекули, з яких складається біомаса, розпадаються на більш дрібні молекули. Деякі з цих дрібних молекул все ще залишаються досить великими. Якщо газогенератор працює добре, ці побічні продукти будуть далі "ділитись" на більш дрібні молекули.

Якщо газогенератор не працює так добре, ці великі молекули будуть потрапляти в газ, що виробляється. Вони будуть конденсуватися з газу у вигляді густого липкого, чорного, напіврідкого дьогтю, що дуже нагадує кровельну або дорожню смолу. Навіть добре сконструйований газогенератор виробляє невелику кількість смоли. Цю історію моєї боротьби за проектування і побудову своїми руками газогенератора можна назвати битвою за зменшення виробництва смоли. Нижче показана найбільш важлива з усіх хімічних реакцій, які новачок-газифікатор повинен знати.

Біомаса + погано розроблений газогенератор = Дьоготь!

Попередження! Цей проект є небезпечним. Металообробка і зварювання при виготовленні можуть призвести до опіків і ураження електричним струмом. Використовуйте всі необхідні заходи обережності! Крім того, працюючий газогенератор виробляє багато тепла, а також легкозаймисті та отруйні гази. Ніколи не працюйте з газогенератором у приміщенні. Вироблені гази є легкозаймистими і потенційно вибухонебезпечними, якщо накопичаться в такому замкнутому просторі, як будівля. Крім того, чадний газ, який газогенератор також виробляє, смертельний! Працювати з газифікатором можна лише на відкритому повітрі і бажано намагатися залишатися з навітряної сторони від нього, коли він працює. Газ виходить з газогенератора з такою ж силою, як природний газ іде по трубах у вашому домі. Він так само потенційно вибухонебезпечний.

Моєю початковою метою був саморобний компактний і простий газогенератор, який використовував би недорогу сировину (наприклад, тріски деревини або мульчу (солому) які доступні, дуже недорогі або навіть безкоштовні) і виробляв би високоякісний газ. Ці цілі, мабуть, в значній мірі несумісні. Прості газогенератори не виробляють хороший газ, і з недорогим паливом важко працювати. Тільки після тривалої роботи з проектом, після кількох великих модернізацій газогенератора і зміни видів палива, я отримав систему, яка працює досить добре. Так що ця сторінка в Інтернеті буде хронікою еволюції газифікатора біомаси від початкових невдач до кінцевого успіху. Я вкажу на помилки, які я зробив, і ви зможете їх уникнути.

Для продовження клацніть на кнопці з цифрою 2

Реалізація проекту виготовлення газогенератора своїми руками

Різні_конструкції_газогенератора

Повнорозмірний рисунок конструкцій. Як я вже сказав вище, моєю початковою метою був виробіток високоякісного газу з компактної, простої і легкої у виготовленні конструкції газогенератора. Мої дослідження показали, що конструкції газогенератора з низхідним потоком зазвичай отримують кращу якість газу. Однак дивувала кількість варіацій конструкцій з низхідним потоком газу. Деякі досить складні у виготовленні, інші набагато простіші. Природно, я тяжів до більш простих конструкцій. Я спочатку зупинився на простій відкритій конструкції, такій як на дальньому лівому нижньому ряду рисунка.

Поступово я переконався на власному досвіді, що прості конструкції просто не працюють добре. Принаймні, я не міг змусити їх працювати дуже добре. Схоже, є так багато складних конструкцій через те, що вони працюють набагато краще. Таким чином я почав будувати конструкцію з простим відкритим дизайном ядра. Але з часом, після ряду вдосконалень, мій дизайн став схожим на складну конструкцію J-Tube на крайній правій частині середнього ряду. На щастя, я зміг поступово змінювати початкову конструкцію, щоб дістатися до остаточного дизайну, і не повинен був повністю починати спочатку.

Я вибрав відкрите ядро стратифікованої конструкції газогенератора з низхідним потоком, тому що це була безумовно найпростіша з усіх конструкцій, котрі я зміг знайти. Все, що я читав про це (у той час), говорило, що це має працювати відмінно. Я бачив посилання на людей в Індії, що досягли великого успіху з цим проектом. Однак на практиці виявляється, що цей дизайн - відстій. Він дійсно добрий для виробництва смоли, але не для отримання високої якості газу. На жаль, я повинен був побудувати його, перш ніж я зрозумів це.

оригінальний_дизайн_газогенератора

Ось мій оригінальний (початковий) дизайн стратифікованого низхідного газогенератора. Ця конструкція не працювала дуже добре, але дала хорошу базу для подальшої роботи. У мене є багато фотографій з цього етапу роботи, і більшість з того, що показано нижче, потрапило в остаточний проект.

Я дійсно знайшов кілька хороших рішень. Я вирішив, що потрібно зробити трубу полум'я такою, що легко знімається, оскільки вважав, що згодом необхідно буде вносити зміни. Це зробило більш пізні модифікації набагато простішими. Я також вирішив зробити великі дверцята збоку барабана для чищення попелу. Дверцята також знадобилися, коли мені потрібно було вносити зміни.

Великим невідомим на даний момент було те, що я збирався використовувати для решітки, і як я збирався її трясти (струшувати). Так що ця частина плану була трохи розпливчастою. Я просто йшов вперед з будівництвом і відклав рішення цієї проблеми на потім.

металевий_барабан_газогенератор

Металевий барабан на 5 галонів та трубка з нержавіючої сталі. Як я вже сказав вище, я зробив багато ранніх помилок в цьому проекті. Мені пощастило в тому, що я починав з хорошого фундаменту, міг змінювати і в кінцевому рахунку зробити робочий газогенератор. При виготовленні ще одного блоку, навіть знаючи те, що я знаю зараз, я б починав точно так само.

Базова структура газогенератора будується навколо сталевого барабану на 5 галонів і трубки з нержавіючої сталі 4,25 дюйма внутрішнього діаметру і 14 см в довжину. Ці розміри не дуже критичні. Трубка може бути трохи довшою або коротшою, і трохи ширшою або вужчою в діаметрі. Я знайшов потрібний барабан у себе на роботі. Ми використовуємо різні хімічні речовини, котрі приходять в невеликих металевих бочках, як оця. Трубку з нержавіючої сталі знайшов у металобрухті. Згодом я виявив, що багато вогнегасників мають частини з нержавіючої сталі, які придатні для використання в газогенераторі. Старі вогнегасники легко знайти, і вони дешеві.

Барабан повинен стати основним корпусом газогенератора. Він містить все, і збирає весь газ, попіл — все, що пристрій буде виробляти. Менший з двох виходів на барабані буде служити виходом газу. Трубка з нержавіючої сталі послужить декільком цілям. У нижній частині трубки буде реактор, де відбувається газифікація. Інша частина трубки - бункер для палива. Трубка буде піддана дуже високим температурам і впливу агресивних газів. Нержавіюча сталь є очевидним вибором.

Отвір_верхня_частина_барабана

Я почав різати великий отвір у верхній частині барабана, щоби можна було вставити жарову трубу з нержавіючої сталі. Отвір було зроблено дуже негабаритним, як виявилося, це було випадковим рішенням. Отвір зміщенний в бік барабану навпроти невеликої пробки. Велика пробка була принесена в жертву, так як я не планував використовувати її.

Фланець_зі_шматка_сталі

Потім я вирізав фланець з шматка сталі 1/8 дюйма для кріплення трубки полум'я в барабан.

Затискувачі_для_гайок

Я встановив на кутах отвору у верхній частині барабана затискувачі для гайок і просвердлив відповідні отвори в наведеному вище фланці. Це дозволить мені кріпити болт фланця вниз до верхньої частини барабану. Моя ідея полягала в тому, щоби зробити ядро газогенератора таким, що легко знімається для обслуговування та модифікації.

Кутники_газогенератор

Далі, я зробив кутники з алюмінію і з болтами для з’єднання трубки полум'я з фланцем. Я залишив 6,5 дюйма труби полум'я стирчали над фланцем. Решта виступає вниз в барабан. На даний момент у проекті я ще не можу користуватись зварюванням. Навіть якби я був не один, я не впевнений, міг би так чи інакше приварити фланець з м'якої сталі до труби полум'я з нержавіючої сталі. Тут показаний пристрій, готовий для кріплення до верхньої частини барабану. Отвори в кінцях кутників призначені для кріплення до верхньої частини барабану.

Силікон

Високотемпературна силіконова прокладка - мій новий найкращий друг. Я використовував високотемпературну силіконову прокладку, щоб заробити всі тріщини, щілини, шов і болт в газогенераторі. Вона прекрасно працює.

Ущільнення_зазору

Ущільнення зазору між фланцем і жарової труби. Тут я використовував матеріал високотемпературної силіконової прокладки для ущільнення зазору між фланцем і жарової труби.

Тест_газогенератор

Потрібно переконатись, що всі отвори для болтів збігаються з відповідними у верхній частині барабану. Я також встановив кульовий клапан на маленькій пробці.

Дверцята_барабану_газогенератора

Тут показані дверцята в бічній стороні барабану. Я вирізав прямокутний отвір в бічній стороні барабану, достатньо великий для того, щоби мої руки потрапили всередину і могли очистити його від попелу та рештків палива. Потім я вирізав велику прямокутну частину з іншого барабану і використав її в якості дверцят. Дверцята утримуються на місці шістьма кріпленнями з гайок та болтів і зароблені великою кількістю матеріалу силіконової прокладки.

Решітка_з_пароварки

Нержавіюча сталь пароварки використовується як решітка. Прийшов час вирішити проблему, як зробити решітку для нижньої частини трубки полум'я. У мене не було жодної придатної для реалізації ідеї, допоки я не побачив пароварку з нержавіючої сталі. Ось воно! Я вирішив спробувати використати пароварку як решітку. Я сполучив пелюстки разом нержавіючим сталевим дротом, щоби отримати форму чаші.

Встановлення_решітки

Встановлення шейкера (жаровні) решітки. Тут жаровня підвішена на ланцюгах трохи нижче нижньої частини труби полум'я. Жаровня виконана у формі чаші дещо більшої за діаметр трубки полум'я. Я припідняв жаровню з дна фланця ланцюгами так, щоб вона могла рухатися вперед і назад. Потім я прив'язав дріт з нержавіючої сталі (не показаний) до жаровні і вивів провід назовні барабану через невеликий отвір, просвердлений в барабані. Буксирування дротом змусить жаровню тремтіти і повертатись. Я не був у захваті від результату, але я вважав, що це буде працювати досить добре при тестуванні газифікатора.

Згодом я знайшов кращий дизайн решітки. Про це далі, внизу сторінки.

Кріплення_ланцюгів

Ця фотографія показує, як інші кінці ланцюгів закріплені на болтах в нижній частині фланця. Я застосував кабельні наконечники і обтиснув їх на кінцях ланцюжків.

Фланець_на_барабані

Фланець, встановлений на верхній частині барабану. З внутрішньою частиною розібралися, прийшов час зібрати газогенератор. Тут я встановив все на основу (жарову трубу, фланець і решітку) і використав значну кількість високотемпературної силіконової прокладки, щоб ущільнити пристрій.

Вентилятор

Таку повітрядувку я використовував, щоб тягнути повітря через газогенератор. В більшості проектів газифікатора використовуються вентилятори для тяги повітря через блок. Це звичайно використовується для запуску газогенератора, бо, як тільки він запрацює, вакуум від приймаючого двигуна, до якого газогенератор приєднаний, витягує газ, що надходить. Це єдиний повністю металевий вентилятор, який я міг знайти. Більшість вентиляторів в наші дні мають пластикові деталі. Пластик повинен плавитися при температурах, на яких газогенератор працює.

Я використав гнучкий металевий шланг, яким підводиться природній газ до газових плит, для підключення газогенератора до вентилятора. Такий газопровід трохи вузький, і це, ймовірно, викликає зниження продуктивності насоса.

Сушка_трісок_дерева

Сушка трісок дерева. Найвигідніше паливо для газогенератора - це безкоштовні дерев’яні тріски і мульча (сухі рослинні стебла, солома). Я знаю, принаймні, три місця, де я регулярно буваю, що пропонують безкоштовну мульчу для тих, хто прийде і вивезе її. Так я отримав собі мішок. Вона була вологою, я її сушив вентилятором. Через 2 тижні сушки під вентилятором, вона були абсолютно сухою і готовою для горіння в газогенераторі. Я зрозумів, що для того, аби це працювало, я мав би знайти менш енергоємний спосіб сушіння палива в майбутньому.

Деревне_вугілля

Деревне вугілля для запуску газогенератора. Тепер прийшов час подумати про те, як запустити газифікатор. Я вирішив попередньо завантажити в газогенератор вугілля, а потім заповнити решту бункера паливом, котре збирався спалити. Ця процедура фактично працює досить добре, і я як і раніше використовую її. Реакція починається майже відразу, і газогенератор (у його остаточному варіанті, показаному нижче) виробляє багато газу всього за пару хвилин.

Я використовую тверде дерев'яне вугілля, а не брикети, хоча вони могли б працювати теж. Я розпорошив вугілля на шматки розміром не більше 1/4 - 1/3 дюйма в поперечнику.

Запалювання_вугілля

Тут я запалюю вугілля моїм пропановим пальником. Показане подрібнене вугілля в жаровні з нержавіючої сталі пароварки. Маленькі шматочки деревного вугілля легко займаюються і горять дуже жарко. Достатньо кількох швидких проходів факелу. Після того, як вугілля починає добре горіти, я скидаю його в трубку полум’я газогенератора, і заповнюю ним верхню частину секції відновлення. Тоді я заповнюю  паливом решту труби полум'я.

Газогенератор_Марк_1

Ось фотографія завершеного газогенератора Марк 1 в експлуатації. Я розширив бункер у верхній частині жарової труби. Це був експеримент, я спробував збільшити запас палива в газифікаторі. Однак я більше так не роблю. Алюмінієва фольга знаходиться на вершині, бо трохи йшов дощ, і я намагався тримати паливо сухим.

Довгий час я не міг отримати газогенератор, котрий би добре працював. Деякі горючі гази виходили, але в основному просто вироблялось багато смердючої смоли і диму. У мене було багато неприємностей з міграцією зони. Тобто, там де зона полум'я (і, отже, всі інші зони теж) переміщується вгору стовпець полум’я, а паливо рухається вниз. Результатом було те, що в короткі терміни, полум'я досягало вершини палива бункеру і не було більше палива для вироблення газу в газогенераторі. Якби я хотів зробити машину для виробництва деревного вугілля і смоли, це було б відмінне рішення. Проте, як для машини, що має виробляти газ, це був провал.

Гранули_сіна

Мішок Тімоті гранул (гранул сіна). Після виконання деяких додаткових досліджень, (їх я, ймовірно, повинен був зробити з самого початку), я прийшов до висновку, що тріски дерева є важким паливом. Без однакового розміру і форми їх важко спалити в простому газогенераторі. Так я прийшов до рішення змінити паливо. Я хотів використовувати деревні гранули, але їх важко знайти тут, у Флориді. Тому я зупинився на гранулах з сіна. Я міг би отримати їх від магазинів корму, і вони були за помірною ціною. Вони здавалися розумною заміною для деревних гранул.

У результаті гранул з сіна виявились лише незначно кращими, ніж деревні тріски. Більш газу було вироблено, але проблема міграції зони не вирішилась, і проблема дьогтю також. Газогенератор, здавалося, не буде підтримувати таку високу температуру, як це повинно було бути. Я знав, що низька робоча температура може зменшити обсяг газу і підвищити вихід дьогтю. Я підозрював, що саме поганий потік повітря через палива був частиною проблеми. Єдиний розмір, форма і склад гранул зробили їх ідеальним паливом, на мою думку. Отже мені довелося визнати, що проблема була в конструкції газогенератора, а не у паливі. Останній цвяхом у труну цієї конструкції була мить, коли я виявив, що інший розробник газогенератора також нарікає на таку конструкцію. Він говорив, що побудував машину для виробництва смоли замість газогенератора. Це був час для переосмислення.

Так що я сів і склав список проблем, які я мав з газогенератором, в порядку їх важкості. Моя буденна робота включає в себе використання великої кількості статистичного аналізу. Як один з інструментів ми використовуємо на роботі діаграми Парето. В Парето діаграмах ви перелічуєте проблеми або дефекти у вашому процесі в порядку від вищого до нижчого (у відсотках). Потім ви починаєте намагатися виправити проблеми у верхній частині списку, тому що їх першочергове усунення буде впливати найбільше на поліпшення вашого продукту. У мене був список дефектів газогенератора, і тому я перерахував їх, як здавалося, в найбільш логічному порядку.

  • Зона міграції.
  • Поганий потік повітря.
  • Низька робоча температура.
  • Надмірне виробництво дьогтю.
  • Решітка не працює добре.
  • Слабкий повітряний насос.

Дивлячись на цей список, я розумів, що проблема міграції зони була найбільшою проблемою, з якою я зіткнувся. Паливо в основному перетворювалось на вугілля, замість того, щоби належним чином газифікуватись. Вирішення цієї проблеми матиме великий вплив на поліпшення роботи газогенератора. Я також розумів, дивлячись на список, що рішення проблеми поганого повітряного потоку також, ймовірно, поліпшить або навіть усуне інші проблеми в списку, такі як низька температура і виробництво смоли. Так що я вирішив зайнятися спочатку двома верхніми проблемами, а інші вирішувати по мірі можливості.

Газогенератор_Марк_2

Схема газогенератора Марк 2. Треба було повернутися до креслярської дошки. Я знав, що найпростішим способом вирішити проблему міграції зони було накриття вершини труби полум'я. Полум'я переміщується проти вітру у напрямку до джерела кисню. Оскільки в оригінальному дизайні потрібне повітря для переміщення по всій товщі палива, полум'я просто підходить до джерела повітря і створює проблему міграції зони. Перекриваючи трубку, я повинен був знайти новий спосіб подати повітря в газифікатор.

Я вивчав різні конструкції газогенератора. Я розумів, що повинен встановити для впуску повітря в нижній частині трубки полум'я так звані J-Труби (J-Tubes). J-трубки також матимуть додаткову перевагу завдяки попередньому нагріванню повітря, адже вони будуть проходити через гарячий газ в барабані перед входом в трубу полум'я. Я також помітив, (можливо трохи пізно), що майже всі конструкції газогенераторів мають звуження або горловину, де апарат звужується нижче зони полум'я. Подальші пошуки пояснили, що звуження допомагають скоротити виробництво смоли, змушуючи летючі речовини, утворені в зоні піролізу, пройти поруч або через зону гарячого полум'я, де смоли переходять в газ. Я вирішив, що додам пластину стиснення (звуження). Крім того, навіть при тому, що це не було супервисоким пріоритетом на моїй Парето діаграмі, я б замінив решітку шейкера, так як я бачив спосіб легко зробити нову.

Прощавай дизайн простого відкритого ядра, і привіт, комплексне проектування J-Труб (J-Tubes). Все це я міг виготовити на вже існуючому обладнанні. Мені не потрібно було починати все заново з нуля.

Встановлення_J-трубки_газогенератор

Встановлення J-трубки. Тут я встановив шість J-трубок. Вони зроблені з мідних труб 3/8 дюйма. Їх називають J-труби, тому що вони мають форму літери J. Я використав великий хомут, який щільно тримає трубки на місці. У верхній частині барабана необхідно мати мітки, щоб розмістити J-труби, які не мають стирчали занадто далеко.

Ця фотографія також показує ланцюг, на якому підвішена решітка з пароварки. Нова поліпшена решітка буде показана нижче.

Вигляд_знизу_J-трубки_газогенератор

Вигляд знизу J-трубки. Погляньте на нижню частину трубки полум'я з робочими кінцями J-трубок. Мідь, ймовірно, не є ідеальним матеріалом для використання, так як, принаймні в теорії, температура в точці, де повітря входить, може бути досить високою, щоб їх розплавити. До цих пір, здається, мідь тримається добре. Проте в моєму наступному газогенераторі, я, ймовірно, зроблю принаймні кінчики забірників повітря зі сталі. Мідь, в свою чергу, легко зігнути і працювати з нею зручно порівняно з сталевими трубами.

Нова_пластина_кріплення

Так виглядає пластина, яку я зробив. На цей момент в проекті у мене вже був свій зварювальний апарат і я мав досвід користування ним. Щоб виготовити пластину, я вирізати коло з сталевого листа 1/8 дюйма, яке мало відповідати нижній частині жарової труби. Тоді я вирізав 2,5 дюйма — це діаметр отвору в центрі кола. Для установки пластини в трубці полум'я, я приварив три 1/4-20 гайки до плити, і просверлив скрізні отвори в трубі полум'я для трьох 1/4-20 болтів.

Пластину_кріплення_приварено

Тут показаний вигляд пластини кріплення, встановленої в нижній частині жарової труби.

Нова_решітка_шейкера_газогенератор

Тут я встановив нову решітку шейкера. Я зробив її з дна друшляка з нержавіючої сталі, який купив дешево на дворі продажу. Друшляк вже мав багато отворів в собі, але я просвердлив значно більше. Решітка підвішена під трубою полум'я за допомогою тих же чотирьох ланцюгів, які тримали оригінальну решітку з пароварки. Я використовував ту ж систему кріплення дротом з нержавіючої сталі в одному з кутів решітки і випустив його зовні барабана. Буксирування на дроті примушує решітку тремтіти і повертатись Це не ідеальна система, але це, здається, працює. Також я сформував кільце на зовнішньому кінці дроту, щоб зробити його зручнішим для захоплення.

Верхні_частини_J-труб

Ось фотографія з верхньої частини повторно зібраного газогенератора, де показані верхні частини J-труб, що стирчать з моря червоного силіконового матеріалу прокладки. Виглядає трохи брудно, але для мене це був витвір мистецтва.

Погляд_вниз_по_трубі_полум'я

Ось подивіться в низ трубки полум’я з новим і поліпшеним плануванням.

Решітка шейкера в експлуатації (відео)

На цьому відео я зняв трубку полум'я повторно зібраного газогенератора, показані всі нові деталі і решітка шейкера в експлуатації.

Новий газогенератор в експлуатації (відео).

На цьому відео я знімав новий і поліпшений газогенератор в експлуатації. Нарешті, проблиски надії. Пристрій насправді виробляє пристойні обсяги горючого газу і дещо менше смол. Газогенератор працює багато спекотніше, ніж це було спочатку, але все ще не так жарко, як я очікував. Після запуску, дивлячись під кришкою побачив, що паливо рухається вниз по трубі в зоні полум'я, так як це повинно бути, і згорає. Немає більше зона міграції! Я був дуже щасливий з цього приводу. Проте продуктивність залишала бажати кращого. Було ще багато дьогтю. Крім того я був переконаний, що малосильний вентилятор і втрати в моєму вузькому виході шлангу дійсно заважають газифікатору досягти більш високих температур і погіршують його продуктивність.

Після кількох серій випробувань такої конструкції і спалення багатьох гранул сіна, я переконався, що наступною великою проблемою, яку необхідно вирішити, було подальше поліпшення потоку повітря через пристрій. Я зробив кілька тестів, де я використовував порохотяг, котрий купив дешево на дворі продажу, в звязці з вентилятором для збільшення проходження повітря через газогенератор. Я виявив, що температура газогенератора росте зі збільшенням потоку повітря, і якість виробленого газу здавалося також збільшується. Підтвердилась моя підозра, що мені потрібен кращий потік повітря через газогенератор.

Що робити? Більш потужний вентилятор — такою була очевидна відповідь. На жаль, потужні металеві повітрядувки (вентилятори) коштують дуже дорого. Я нарешті знайшов один на складі металобрухту і отримав його за безцінь. Але коли я спробував його, виявилось, що двигун був спалений. Новий двигун для нього коштуватиме більше $100! Так я залишив цю ідею.

Тоді я подумав, що можна продути стисненим повітрям через газогенератор, а не використовувати вентилятор, щоби тягнути повітря через нього. В моїй майстерні є величезний повітряний компресор. У мене є по суті необмежена кількість стисненого повітря. Я міг регулювати тиск і швидкість потоку через газогенератор легко тільки регулятором і клапаном. Але є одна невелика проблема. В поточній конструкції було шість повітрязабірників. Як я приєднаюсь до них разом, щоб підключити їх до стислого повітря?

Третє_оновлення_конструкції_газогенератор

Повертаюсь до креслярської дошки ще раз. Під час мозкового штурму над проблемою, як подати стиснене повітря в газогенератор, я помітив сталевий фітінг, котрий я раніше використовував в проекті під час невдалої спроби розширення бункера палива. Я зрозумів, що можу скоротити його і зробити колектор, який охоплюватиме вершини всіх шести J-трубок. Це дозволить мені подавати повітря в систему тільки в одній точці і живити всі шість J-трубок. Блискуча думка, і цього разу це виглядало зрозумілим.

Я був впевнений, що поліпшення потоку повітря через газогенератор зробить великий крок вперед в роботі. Однак, порівнюючи свій дизайн з іншими газогенераторами, я думав про невеликий розмір моєї зони відновлення. Я розумів, що якість газу, можливо, страждає через недостатність зони відновлення. Я вирішив, що, оскільки в черговий раз переробляю газогенератор, я маю подовжити зону зниження. Я вважав, що це буде легко зробити, просто наварити короткий відрізок сталевої трубки в нижній частині, де пластина стиснення, і подовжити ланцюги, що підтримують решітку шейкера. На жаль, я, здається, не маю фотографій цієї конкретної модифікації. Я забув взяти мою камеру в майстерню в той день. Я отримаю зображення розширення зони зниження наступного разу, коли у мене буде газогенератор відкритим. Я вірю, що вирішу проблему, доваривши 2,5 дюйма на 3,5-дюймову сталеву трубу а її, в свою чергу, на дно пластини стиснення, а потім просто подовжу ланцюг, підтримуючий решітку шейкера. (I'll get a shot of the reduction zone extension the next time I have the gasifier opened up. I believe I welded a 2 1/2 inch length of 3 1/2 ID inch steel tubing to the bottom of the constrictor plate, then just lengthened the chains suspending the shaker grate. - англ.).

Моє раннє рішення зробити корпус газогенератора розбірним в черговий раз дозволило ці зміни реалізувати швидко і легко.

Створення_впускного_колектора_газогенератор

Створення впускного колектора. Ось це я зробив, щоби покрити входи всіх шести J-трубок. Це був вирізаний з 6 дюймів до 4 дюймів сталі AC обмежувач протоку фітинга. Він ковзає вниз по жаровій трубі і заробляється силіконом до верхньої частини фланця. Один фітінг на вході повітря буде встановлений на стороні колектора.

Новий_вхід_повітря_газогенератор

Ось нова одностороння подача повітря на стороні колектора. Я використовував трійник. Одна нога з трійника йде в колектор. Друга нога має фітінг шланга, який я можу використовувати, щоби подати стисле повітря. Третій вхід трійника закритий на даний момент. Моя ідея полягає в тому, що я міг би запустити газифікатор на стислому повітрі, як тільки він буде запущений, потім я міг би відкрутити пробку, і нехай вакуум двигуна тягне повітря через газогенератор (до якого двигун зрештою підключається).

Новий_колектор_газогенератор

Ось новий і покращений (знову) газогенератор готовий для тестування. Я не міг чекати, щоби випробувати його. Тому, хоча загрожував падати дощ, я виніс газогенератор назовні і запалив.

Мішок_деревних_гранул

Мішок деревних гранул. Я, нарешті, знайшов деякі деревні гранули. Підчас однієї з моїх поїздок в Арізону я купив два 40-фунтових мішки деревних гранул. Вони були дешеві. Менш ніж $6 за мішок. Я не міг знайти їх у Флориді. Тепер у мене є багато високоякісного палива для тестування нового і покращеного (знову) газифікатора. На щастя, я їздив до Арізони два рази на рік. Тому перевезти 80 фунтів деревних гранул додому в моїй великій вантажівці не було проблемою.

Газогенератор_працює_на_деревині

Мій саморобний газогенератор спалювання газу працює на деревині. Нарешті! Газогенератор працює добре. Він виробляє багато газу і майже не дає дьогтю. Все працює добре. Газогенератор виробляв таку величезну кількість газу, що я вирішив знайти кращий спосіб спалювання його. Спочатку я використав швидкий і брудний газовий пальник. Я просто просвердлив купу дірок в нижній частині 18 унцій сталі і болтами закріпив його на верхній частині газовідвідної труби. (I just drilled a bunch of holes in the bottom of an 18 ounce steel can, and bolted it on top of the gas outlet pipe). Потім я взяв стару пароварку з нержавіючої сталі, яку на перших порах використовував як решітку шейкера. Вона прекрасно працює в якості пальника. Полум'я не задути навіть дуже сильними поривами вітру. Мені потрібно збільшити висоту стопи, тому що тепло від пальника починає трохи нагрівати гумову і силіконову частини.

Перший тестовий запуск нового газогенератора (відео).

Ось це відео я знімав протягом першого тестового запуску нового поліпшеного газогенератора. Було вітряно. Пальник працювала так добре, що я планую переробити його, зроблю меншим і змонтую вище, щоби полум’я він виробляв далеко від гумових деталей у верхній частині газогенератора.

Ви можете побачити темні хмари відображення у вікні позаду газогенератора. Насувався шторм. Я запланував запуск газогенератора з високою швидкістю потоку газу, щоб побачити, скільки часу він буде працювати при повному завантаженні деревними гранулами. Десь менше години в перспективі, хоча в цей час почалась буря з дощем і я змушений був усе зупинити. Я промок, більше години чекав, щоб зупинився проливний дощ.

Я повинен буду провести це випробування в інший час.

Відео вдалого випробування.

Це відео іншого тіста проведеного через тиждень. Цього разу погода була відмінною, хоча і було дуже жарко. Я збільшив висоту стопи під пальником. На цей раз мені вдалося перевірити все, що я хотів зробити. Газогенератор пропрацював близько 50 хвилин при повному завантаженні гранул.

Я був щасливий від того, що я зробив. Він працював здорово. Обсяг газу, який він може виробити, дивував. Як тільки я збільшував подачу стислого повітря, потік пального газу до пальника збільшувався настільки, що був схожим на реальний вогнемет в моїх руках. Тепло від пальника було настільки сильним, що стало важко підійти до пристрою, щоби внести зміни або порухати решітку. Я був відверто вражений і схвильований обсягом газу, котрий мій маленький газогенератор може виробляти. Цей невеликий блок може привести в рух навіть величезний двигун. Навіть у найсміливіших мріях я не міг про це думати.

Тепер я мав робочий газогенератор. Час підключити його до двигуна і почати отримувати енергію, чи не так? Ні, ще не час. Яскраво-жовтий колір палаючого газу говорить мені, що є ще багато дьогтю в газі. Не так багато, як на початку, в старій конструкції, коли смола просто витікала з насоса в калюжу навколо нього, але є ще деякі смоли в газі, а смола погана для двигунів. Тому я був сповнений рішучості зменшити кількість смоли, що виробляється. Подальші дослідження привели мене до думки, що зменшення розміру звуження в осередку може скоротити виробництво смоли. Найбільш ефективні газогенератори, здається, мають звуження 1/3 діаметра реактора. Мій був ближчим до 1/2 діаметра.

Нова_вужча_конструкція

Нова вужча конструкція. Я розібрав газогенератор і зварив нову пластину. Тепер відкрито тільки 1,5 дюйма в діаметрі. Теоретично, коли обмеження стало меншим, смола повинна пройти через найбільш жарку частину реакційної зони і руйнуватись. Моя первісна більш відкрита конструкція дозволяла дьогтю текти без проходження через гарячі зони.

Відео нічного випробування.

Ось відео з нічного випробування модифікованого газогенератора з меншим звуженням. Я дуже задоволений цією перспективою. Набагато менше смоли. Модифікація працює прекрасно. Запуск вночі дозволив мені побачити справжній колір полум'я, і я бачу, що там набагато менше смоли.

Відео тесту з деревним вугіллям.

В цей час я вирішив зробити тест, про який думав протягом тривалого часу. Я завантажив весь бункер деревним вугіллям, у ньому не було нічого, крім вугілля. Полум'я було дуже чистим і майже чисто синім (див. відео). Газогенератор виробляє дуже чистий газ на вугіллі. Хоча є дві проблеми з запуском на деревному вугіллі. По-перше, вугілля дає більшу температуру, ніж деревні гранули. Газогенератор не призначений для роботи з такими високими температурами. Щось може розплавитися або зламатися швидше, ніж тоді, коли працює на деревному вугіллі. Я мав би переробити і перебудувати газогенератор для безпечної роботи на вугіллі. По-друге, при виготовленні деревного вугілля викидується багато енергії. Я хочу використати цю енергію в моєму газогенераторі. Так що на даний час я буду продовжувати експериментувати зі спалюванням деревних гранул та іншою біомасою.

Для продовження клацніть на кнопці з цифрою 3

Вдосконалення конструкції газогенератора

В газі, що отримується при спалюванні деревних гранул, є ще деякі смоли. Я також бачу частинки золи і випадкові іскри, які виходять з пальника. Після горіння на пальнику видно (небагато) сажу і кокс, як і на матеріалі всередині. Всі ці речі повинні бути відфільтровані, перш ніж газ потрапить по трубах до двигуна, або двигун, ймовірно, не буде довго працювати. Клапани стануть клейкими, і стінки циліндра будуть у смолі. Також було б добре охолодити газ перед його відправкою в двигун. Прохолодний газ щільніший, а це значить, що більше газу може бути втягнуто в циліндр на кожному такті впуску. Тому мені потрібно побудувати скрубер і кулер для газу.

Багато людей використовують циклони і радіатори для очищення і охолодження газу зі своїх газогенераторів. Я розглянув цей варіант. Однак мої навички роботи з металом дещо обмежені. Я також хотів зробити газогенератор якомога компактнішим. Циклон і великі радіатори зроблять пристрій величезним. Я сподіваюся зробити пристрій, який в кінцевому підсумку буде живити автомобіль. Поки я не виправлю всі зроблені помилки, він буде живити тільки силові стаціонарні двигуни, але я не хочу, аби він став занадто великим. Я бачив вантажівки, що працюють на деревних газогенераторах. Гігантські речі стирчать високо з кузова вантажівки або з їх причепів. Я сподіваюся зробити щось більш компактне, ніж це. Може бути, щось досить мале, щоб поміститися в багажнику автомобіля з закритою кришкою багажника. Принаймі я про це мрію. Так що я хотів спробувати зробити компактний скрубер і кулер, сполучені з моїм компактним газогенератором.

План_газового_скрубера_і_кулера

Ось моє початкове креслення системи скрубера і кулера. Моя ідея полягає у використанні водяного охолодження для очищення і охолодження газу. Газ буде рухатися вгору колонки, наповненої або каменями або м'ячами для гольфу, проти течії води. Пакувальний матеріал має збільшити площу поверхні, де мокрий газ піддається впливу, коли проходить вгору по скрубберній колонні. Чим більша площа поверхні, тим легше газ може віддати своє тепло і частинки смоли воді. У верхній частині колонни буде форсунка, щоби конус води випліскувався, створюючи завісу падаючої води, через яку газ буде повинні пройти до кінця. Це було б остаточним кроком охолодження та очищення. Вода буде потім текти вниз по колонні через пакувальний матеріал і зливатись в барабан. Чистий, холодний газ буде виходити у верхній частині колонни.

Все це буде побудовано навколо іншого сталевого барабана на 5 галонів, як і в газифікаторі. Барабан проведе кілька галонів води, і збере весь залишок вимитого з газу. Насос буде використовуватися для перекачування води до розпилювальних сопел. Така моя початкова ідея в будь-якому випадку. Чи буде вона працювати? Я не знаю. Ймовірно, потрібні настройки і доопрацювання, щоби все працювало правильно, так само, як я робив при виготовленні газогенератора. Я тільки що почав будувати це, тому потрібен буде деякий час, перш ніж я дізнаюсь, як воно працює.

Скрубер_і_газогенератор

Вище показаний скрубер і газогенератор.

Результат плачевний ... Це не спрацювало :-(. Ну, я повинен сказати, що це не дуже добре працює. Це фото завершеного скрубера. Видалені деякі смоли, я можу це сказати, тому що вода стала коричневою через деякий час. Тим не менш, було все ще багато дьогтю в газі, який пройшов через скрубер. Я був дуже розчарований. Одне добре - те, що скрубер виконав велику роботу по охолодженню газу, як я і сподівався, що так буде. Отже я отримав прохолодний, смолистий газ, замість гарячого, смолистого газу. Я зробив додаткові дослідження і знайшов деяку інформацію, котру якось пропустив раніше: цей метод розпилення води для очищення не працює добре, коли справа доходить до видалення смоли з газу.

Я не збираюся витрачати більше часу на опис розпилення води скрубером, так як це, здається, глухий кут. Може бути, це стане в нагоді для охолодження газу, але я маю вигадати щось ще, щоби видалити смолу з газу. Я шукаю шляхи подальшого зменшення кількості смоли, виробленої газогенератором, і більше традиційних методів видалення того, що залишається від газу.

Для того, щоб спробувати отримати деяке уявлення, чому мій газогенератор досі виробляє стільки дьогтю, я встановив термопари в ньому для вимірювання температури в горлі (біля пластини стиснення). Температура була вищою, ніж я очікував. Такої температури в газогенераторі досить, щоби спалювати гудрони. Щось ще не так. Смола повинна бути якимось чином текти з реакційної трубки без проходження через горло. У мене є деякі ідеї, де це може бути. Я зроблю ще декілька модифікацій.

Інший пробний пуск газогенератора (відео).

На цей раз я переглянув газогенератор повністю, всі можливі розриви і з'єднання, де ймовірний витік дьогтю з реакційної трубки без проходження через гарячу зону і подрібнення на менші частинки. Попередній пробний пуск показав, що газогенератор досить гарячий, щоб розкладати дьоготь. Єдине пояснення надлишкового дьогтю я міг бачити у витоку. Звичайно ж, я бачив, де смола може втекти: де J-труби входять в реакційну трубку, і навколо (зовні) пластини стиснення. Я намазав велику кількість червоного високотемпературного силікону у всіх цих місцях. Це не для постійного використання, так як тепло швидко проб’є силікон, але я вважав, що зможу сказати, чи у цьому причина. Схоже, менше смолистих речовин. Мені потрібно знайти спосіб, щоб назавжди заткнути всі ці прогалини. Якщо не в цьому газогенераторі, то в моїх наступних.

Моєю майбутньою метою є під’єднання газогенератора до двигуна. Краще до двигун, який би робив щось корисне. Потрібно автоматизувати тремтячу решітку, щоби я не робив це сам кожні кілька хвилин. У мене є деякі ідеї про те, як це зробити. У якийсь момент я, напевно, перебудую всю систему шейкера, щоб зробити його більш надійним і більш придатним для автоматизації. Я також грався з ідеєю автоматичної подачі пелет. Автоподатчик дозволить пристрою працювати протягом декількох годин поспіль, а не 45 хвилин або близько того, як на одному завантаженні пелет. Обмежуючим фактором потім буде нарощування золи і напів-коксу в нижній частині газогенератора. Це, звичайно, призведе до нової мети створення автоматизованої системи видалення рештків згорання. Тоді не було б ніяких реальних обмежень на те, скільки часу пристрій може працювати.

Цей газогенератор є прототипом. В кінцевому рахунку я хочу перепроектувати газогенератор і зробити більш надійним і міцним, щоб він міг витримати роки напруженої експлуатації і використовувався для запуску автомобіля. Так що я, ймовірно, буде працювати над проектами газогенератора ще протягом багатьох років і викладатиму оновлені матеріали тут в міру розвитку проекту.

Оригінальний текст Майка Девіса можна прочитати на англомовному сайті www.mdpub.com.

Українська

Додати новий коментар

Користувацький пошук