Kako narediti plinski generator z lastnimi rokami: posebnosti izdelave domače naprave

Plinski generator – naprava za proizvodnjo plina iz premoga, drv, odpadkov lesnopredelovalne industrije in drugih materialov. Proizvedeno gorivo lahko nadomesti tradicionalno ogljikovodikovo gorivo – zemeljski plin za ogrevanje stanovanj in bencin za avtomobile.

Osnovna ideja uporabe take naprave – prihranek pri stroških goriva. Nenehno podraževanje bencina, propana in metana sili domače mojstre k iskanju alternativnih načinov pridobivanja goriva.

Če želite narediti plinski generator z lastnimi rokami, morate razumeti njegovo zgradbo in princip delovanja.

Pojasnili bomo, kako poteka pretvorba trdega goriva v gorljivi plin, označili konstrukcijske značilnosti naprave in podali primere samostojne sestave preprostih naprav. Za boljše razumevanje informacij smo članek dopolnili z nazornimi shemami, fotografijami in video posnetki.

Plinski generator: zgradba in princip delovanja

Plinski generator se imenuje naprava, ki pretvarja tekoče ali trdo gorivo v plinasto stanje za nadaljnje sežiganje z namenom pridobivanja toplote.

Različice goriva za proizvodno enoto

Agregati, ki delujejo na kurilno olje ali odpadno olje, imajo bolj zapleteno konstrukcijo kot modeli, ki uporabljajo različne vrste premoga ali drva.

Zato najpogosteje naletimo na plinske generatorje na trdo gorivo – na srečo je gorivo zanje dostopno in poceni.

Kot trdo gorivo v plinskem generatorju uporabljamo:

• lesni, rjavi in črni premog;
• gorivne pelete iz lesnih odpadkov;
• slamo, žagovino in drva;
• šotni briketi, koks;
• lupine semen.

Posebno varčni gospodarji sami pripravljajo brikete iz žagovine.

Pridobivanje plina je mogoče iz vseh teh vrst goriva. Sproščanje energije je odvisno od kurilne vrednosti različnih vrst goriva.

Poleg tega se pri sežiganju surovin v plinogeneratorju pridobi več toplote kot pri uporabi trdnega goriva v kotlih. Če izkoristek običajnega kotla na drva niha med 60–70 %, potem pri plinogeneratorskem kompleksu doseže 95 %.

Vendar je treba upoštevati eno podrobnost. Kotel sežiga gorivo za ogrevanje vode, plinski generator pa samo proizvaja gorivo. Brez grelnika, peči ali motorja z notranjim zgorevanjem bo doma izdelan plinogenerator popolnoma neuporaben.

Pridobljeni plin je treba takoj uporabiti – kopičiti ga v kakršni koli posodi je ekonomsko neupravičeno. Za to bo treba namestiti dodatno opremo, ki je odvisna od električnega napajanja.

V sovjetskem času so plinogeneratorje uporabljali celo za obratovanje tovornjakov, proizvedenega plina je povsem dovolj za delovanje motorja z notranjim zgorevanjem.

Kaj se dogaja znotraj plinskega generatorja

Osnova delovanja plinskega generatorja je piroliza trdnega goriva, ki poteka pri visokih temperaturah in nizki vsebnosti kisika v kurišču. Znotraj naprave za proizvodnjo plina hkrati poteka več kemičnih reakcij.

Shema industrijskega plinskega generatorja predstavlja precej zapleteno napravo z množico posameznih naprav, v vsaki od katerih poteka svoja operacija (+)

Tehnološko je postopek pridobivanja gorilnega plina razdeljen na tri zaporedne faze:

1. Toplotni razpad goriva. Proces poteka v pogojih pomanjkanja kisika, katerega v reaktor dovajajo le tretjino tistega, ki je potreben za običajno gorenje.
2. Čiščenje pridobljenega plina. V ciklonu (suhem vrtinčnem filtru) poteka filtracija plinskega oblaka od hlapnih delcev pepela.
3. Ohlajanje. Pridobljena plinska mešanica se ohlaja in je podvržena dodatnemu čiščenju od nečistoč.

Dejansko v bloku samega plinogeneratorja poteka ravno prvi proces – piroliza. Vse ostalo – je priprava plinske mešanice za nadaljnje sežiganje.

Pirolizna komora doma izdelanega plinogeneratorja je razdeljena na zabojnik za trdno gorivo (1), kurišče (2) in pepelnik (3)

Na izhodu iz naprave za proizvodnjo plina dobimo gorilno mešanico ogljikovega oksida, vodika, metana in drugih ogljikovodikov.

Poleg tega se glede na gorivo, uporabljeno pri pirolizi, v različnih količinah dodajajo voda v obliki pare, kisik, ogljikov dioksid in dušik. Po opisanem načelu delujejo tudi pirolizni ogrevalni kotli, ki izkazujejo visoko učinkovitost.

Značilnosti delovanja različnih pretvornikov

Plinski generatorji so glede na zasnovo in tehnologijo notranjih procesov lahko:

• premi;
• obrnjeni;
• horizontalni.

Razlikujejo se po točkah dovoda zraka in izhoda proizvedenega plina.

Direktni proces poteka pri potiskanju zračne mase od spodaj in izhodu gorljive mešanice na vrhu konstrukcije.

Obrnjena različica pomeni neposreden dovod kisika v oksidacijsko območje. Pri tem je to območje v plinskem generatorju najbolj vroče.

Samostojno narediti vbrizg vanjo je precej težko, zato se tak način delovanja uporablja le v industrijskih napravah.

Pri direktnem procesu plinskega generatorja se na izhodu tvori velika količina smol in vlage, obrnjeni je preveč zapleten za izvedbo z lastnimi rokami, horizontalni pa ima nižjo produktivnost, a izjemno preprosto konstrukcijo (+).

Pri horizontalnem plinskem generatorju je izhodna cev za plin nameščena neposredno nad rešetko v območju združevanja oksidacijskih in redukcijskih reakcij. Ta konstrukcija je najpreprostejša za samostojno izvedbo.

Prednosti in pomanjkljivosti plinskih generatorjev

Gospodinjski plinski generator tovarniške izdelave bo stal 1,5–2-krat več kot običajen kotel na trdo gorivo. Ali se splača porabiti denar za to »čudežno tehniko«?

Med prednostmi uporabe plinskih generatorjev so:

• popolno izgorevanje goriva, naloženega v kurišče, in minimalna količina pepela;
• razmeroma visoka učinkovitost pri skupnem delovanju z motorjem z notranjim zgorevanjem ali plinskim kotlom;
• širok izbor trdega goriva;
• enostavnost uporabe in odsotnost potrebe po stalnem spremljanju delovanja naprave;
• časovni interval med ponovnimi polnitvami kurišča – do enega dneva na drva in do enega tedna na premog;
• možnost uporabe neposušene lesne mase – vlažno surovino je mogoče uporabiti le v nekaterih modelih plinskih generatorjev;
• okoljska prijaznost naprave – ta naprava nima izpušne cevi, ves proizvedeni plin gre v neposrednem toku v zgorevalno komoro motorja ali kotla.

Pri uporabi vlažnih drv bo generator deloval, vendar se bo proizvodnja plina zmanjšala za 20–25 %. Padec produktivnosti nastane zaradi izhlapevanja naravne vlage iz lesa.

To vodi do znižanja temperature v kurišču, kar upočasni proces pirolize. Polena je pred nalaganjem v pirolizno komoro najbolje temeljito posušiti. Industrijske naprave so popolnoma avtomatizirane, dovod goriva vanje poteka s polžem iz bližnjega zabojnika.

Plinski generator, izdelan z lastnimi rokami, ne razveseljuje s takšno avtonomnostjo, vendar je tudi on dovolj preprost za uporabo. Le občasno ga je treba napolniti z gorivom do vrha.

Delovne temperature v plinskem generatorju dosegajo vrednosti 1200–1500 °C, njegovo ohišje mora biti izdelano iz materialov, ki prenesejo takšne obremenitve.

Slabosti plinskega generatorja je manj, vendar obstajajo:

• slaba nastavljivost količin proizvedenega plina – ob znižanju temperature v kurišču se piroliza ustavi in namesto gorljive plinske mešanice na izhodu nastane zmes smol;
• gromoznost naprave – tudi doma izdelan plinski generator srednje moči 10–15 kW zavzema precej velik prostor;
• dolgotrajnost kurjenja – preden reaktor proizvede prvi plin, mine 20–30 minut.

Po 'ogrevanju' generator stabilno oddaja določeno količino plinske mešanice, ki jo je treba sežgati ali izpustiti v zrak. Za izdelavo te naprave z lastnimi rokami so potrebne trdne plinske jeklenke ali debelo jeklo, kar ni malo denarja. Toda vse to se povrne z ekonomičnostjo generatorja in poceni izvornega goriva.

Nekateri modeli plinskih generatorjev so opremljeni z ventilatorjem za vpihovanje zraka, drugi ne. Prva možnost omogoča povečanje moči naprave, vendar jo veže na električno omrežje. Če potrebujete majhen generator za kuhanje na prostem, lahko uporabite kompaktno napravo brez zračnega puhala.

Večina doma izdelanih plinskih generatorjev deluje z naravnim vlekom.

Prenosni plinski generator moči 2,4 kW, ki deluje na drva, omogoča brez težav pripraviti kosilo zunaj mesta, daleč od civilizacije (+).

Za ogrevanje zasebne hiše bo potrebna že močnejša in energetsko odvisna naprava. Vendar se v tem primeru splača poskrbeti za rezervni električni generator, da ob izpadu omrežja ne bi ostali brez oskrbe z elektriko in brez ogrevanja.

Delovne enote domače naprave

Da bi razumeli, kako lahko izdelate trdno-gorivni plinski generator z lastnimi rokami, si morate jasno predstavljati njegovo konstrukcijo. Vsak element ima svoj namen, celo odsotnost enega je nesprejemljiva.

Znotraj ohišja doma izdelanega plinskega generatorja morajo biti prisotni:

• zalogovnik za trdno gorivo na vrhu naprave;
• pirolizna komora, kjer poteka proces tlenja;
• naprava za distribucijo zraka s povratnim ventilom;
• rešetke s pepelnikom;
• izhodna cev za proizvedeni plin;
• filtri za čiščenje.

V domačem generatorju na drva nastane dovolj visoka temperatura, zato so za vsak element postavljene stroge zahteve. Za ohišje se uporablja trpežna pločevina, vsi notranji deli pa so izbrani čim bolj ognjevarni.

Da bi zagotovili tesnost lopute za polnjenje goriva v zaprtem stanju, bo pokrov potreboval tesnilo. Najcenejši material za to je azbest. Vendar ni neškodljiv za zdravje ljudi; bolje je poiskati v trgovini posebne ognjevarne tesnila na osnovi silikonov ali silikatov.

Plini, nastali v zgorevalni komori, se najprej mešajo z zrakom in ohlajajo, nato pa se očistijo v filtru iz ekspandirane gline ali žagovine (+)

Ohišje je lahko valjaste ali pravokotne oblike. Za poenostavitev dela se pogosto uporabi par jeklenk za zemeljski plin ali železnih sodov. Eno od rešetk na dnu kurišča privarijo "na trdo", drugo pa vgradijo tako, da jo je mogoče premikati. To je potrebno za čiščenje žlindre in pepela.

Enota za razdeljevanje zraka je zunaj ohišja. Zagotavlja dovod potrebnih količin kisika v kurišče, vendar zahvaljujoč povratnemu ventilu ne prepušča gorljivih plinov iz njega.

Tehnologije izdelave plinskega generatorja

Plinsko generatorsko napravo lahko sami izdelate na več načinov. Izbira je odvisna od razpoložljivosti materialov in nadaljnje uporabe pridobljenega plina.

Različica #1: Primer izdelave naprave na premog

Poglejmo si primer izdelave uporabnega domačega izdelka iz kovinskega vedra s pokrovom. Najprej pripravimo agregat, ki bo pretvarjal plin iz naprave v električno energijo.

Po pripravi porabnika za prihodnje delovanje se lahko lotite gradnje samega plinskega generatorja.

Priključek, ki odvaja plin iz naprave, je treba opremiti s filtrom, ker pri zgorevanju premog oddaja veliko drobnih delcev in prahu.

Po zaključku postopka izdelave domačega plinskega generatorja ga je treba preizkusiti v delovanju.

Različica #2: Plinski generator iz dvestolitrskih sodov

Za domači plinski generator iz sodov bosta potrebna dva soda po 200 L. Ena se vstavi v drugega za dve tretjini.

Spodaj nastali prostor bo uporabljen kot zgorevalna komora, zgornji del pa bo idealen za bunker za drva ali pelete.

Znotraj ohišja iz soda bo potekalo tlenje s proizvodnjo plina, zunaj pa se bo v cilindru iz starega gasilnega aparata v filtru za čiščenje čistil od negorljivih primesi.

Ob strani, na ravni sekcije za pirolizo, privarijo cev preseka 50 mm za vpihovanje zraka, bližje pokrovu pa plinski odvodni priključek. V dnu notranjega soda izrežejo odprtino za vstop goriva v zgorevalno komoro, na dno zunanjega pa pritrdijo vratca za puhalo.

Ostane le še izdelati filtre za čiščenje plinske mešanice pred njenim prenosom v kotel za ogrevanje vode. Za to bodo potrebni rabljeni gasilni aparati ali odseki cevi podobne velikosti.

Od zgoraj jih tesno zaprejo, od spodaj pa privarijo stožčasti nastavek, na koncu katerega je priključek za odstranjevanje pepela. Nato ob strani vrežejo priključek za dovod plinske mešanice v čiščenje, v pokrovu pa odvod za že filtrirani plin.

Primarno čiščenje plina od delcev saj in pepela poteka zaradi centrifugalnih sil v zunanjem filtru za grobo čiščenje (+)

Nato za znižanje temperature gorljivega plina naredijo hladilni radiator iz več cevi premera 10 cm. Med seboj jih povežejo z majhnimi priključki.

Za končno čiščenje plina namestijo še en filter s keramzitom, majhnimi kovinskimi podložkami ali žagovino v notranjosti. Slednji material je dovoljeno uporabiti le pod pogojem, da se je vstopni plin že ohladil, sicer lahko pride do požara.

Iz plinske jeklenke je mogoče narediti 'buržujko'. Navodila za izdelavo primitivne peči so podana v tem članku.

Različica #3: Domači model za motor z notranjim zgorevanjem

Za avtomobil ali motocikel izdelajo domači plinski generator po podobni shemi. Le tu bo treba zmanjšati dimenzije naprave na minimum. Prevažati težek agregat s seboj je drago in tudi ne izgleda zelo estetsko.

Da si olajšate delo, za avtomobilsko različico generatorja najbolje vzeti jeklenke iz gospodinjskega plina. Glavno je, da pred varjenjem preverite, da ni niti sledu propana v posodi, sicer lahko pride do manjše eksplozije. Za to je treba odviti ventil jeklenke in posodo do vrha napolniti z vodo.

Za hlajenje gorljive mešanice na izhodu iz naprave lahko prilagodite običajen grelni radiator.

Sprva avtomobilski plinski generator proizvaja preveč vroče pline. Te je treba nujno ohladiti. Sicer lahko ob stiku z razbeljenimi deli motorja samovžgejo. Poleg tega ima segret plinasti gorivo nizko gostoto, zaradi česar ga bo v valjih težko vžgati.

Domači plinski generator za avtomobil je mogoče namestiti v prtljažnik ali na prikolico.

Drugi način je bolj prednosten zaradi:

• enostavnosti popravila;
• možnost, da plinski agregat pustite v garaži;
• razpoložljivost prostega prostora v prtljažniku;
• možnost uporabe naprave za druge namene, poleg dovajanja goriva v motor z notranjim zgorevanjem.

Ni se treba bati cestnih neravnin. Ko vozilo poskakuje na grbinah, se trdno gorivo v zgorevalni komori pretresa, kar le pripomore k boljšemu mešanju in zgorevanju.

Nianse delovanja in uporabe plinskih generatorjev

Pomembno si je zapomniti, da plin, ki ga proizvaja naprava, nima vonja in je strupen. Če pri ročnem varjenju kovinskih delov plinskega generatorja pride do napak, se težavam ne bo mogoče izogniti.

Za naravni dotok zraka v zgorevalno komoro lahko po obodu ohišja izvrtate luknje premera 5 mm. Vsa montažna dela in preverjanje delovanja je treba opraviti v dobro prezračevani delavnici ali na prostem.

Razkurjanje trdnogorivnega plinskega generatorja se ne razlikuje od prižiganja peči na drva. Notri naložimo drva ali drugo gorivo, nato pa jih prižgemo s trsko.

Po vžigu se loputa pripre, da se omeji dotok kisika v zgorevalno komoro. Da doma narejena naprava za proizvodnjo plina deluje pravilno, je treba pravilno uravnavati odvod nastale plinske mešanice in dotok kisika.

Preden začnete izdelovati plinski generator, morate izvesti inženirske izračune, pri katerih je treba upoštevati površino zgorevanja in vrsto goriva ter zahtevano izhodno moč in predviden način delovanja.

Zaključki in koristen video na to temo

Kako uporabiti plinski generator, ki predeluje oglje, kot dobavitelja goriva za majhen avtomobil:

Preprost plinski generator iz propanskih jeklenk:

Zgradba generatorja plina na drva:

Zgoraj navedene metode so primerne za samostojno izdelavo učinkovitega plinskega generatorja. Vendar obstaja veliko več modelov te naprave. Nekatere je lažje narediti, druge težje.

Glavno je, da pri sestavljanju agregata posvetite največjo pozornost kakovosti zvarov, sicer lahko pride do uhajanja plina in eksplozije. Če je vse narejeno pravilno, bo plinski generator brezhibno deloval 10–15 let. Nato bo kovina ohišja začela preperevati in vse bo treba narediti znova.

Ali imate praktične veščine sestavljanja ali izkušnje z uporabo doma narejenega plinskega generatorja? Prosimo, delite svoje znanje in postavljajte vprašanja o temi članka v komentarjih spodaj.