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Gassificatore: chiedo rapido aiuto per dimensionamento di massima

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  • Gassificatore: chiedo rapido aiuto per dimensionamento di massima

    Salve a tutti, sono un nuovo iscritto.

    Mi serve una mano per la mia tesi, nella quale devo accennare a quanta potenza termica potrei ricavare da un gassificatore in equicorrente (downdraft). Non riesco a trovare granchè di utile che faccia al mio caso, riguardo questo dispositivo... Ho trovato solamente questa formula che ne esprime il rendimento:

    Rendim. Gass. = (PCS_syngas * PORTATA_syngas) / (PCS_biomassa * PORTATAinMASSA_biomassa)

    Riguardo la determinazione della portata del syngas pensavo all'applicazione di un tubo di Pitot per calcolare la velocità del syngas al bruciatore, ma poi come lo dimensiono il diametro del tubo?

    Considerando un cippato al massimo di classe M30 (quindi avente un PCI di circa 11-12 MJ/kg) ed un caricamento di 15-20 kg/h di cippato (il gassificatore è pensato essere ricavato dall'utilizzao di un barile in acciaio da 200 litri rivestito internamente di materiale refrattario), e considerato un rendimento del 70% del gassificatore, come la ricavo la potenza termica ripeto, "a grandi linee", ottenibile?


    Ringrazio fin da subito chiunque voglia realmente (e costruttivamente) darmi una mano.

    Saluti a tutti

  • #2
    Magari l'hai già trovato da solo , io e Living che lo studiamo per diletto diciamo sempre che alla maggior parte della gente non interessa perchè è stato fatto ai nostri tempi quando i disegni si facevano a mano e autocad non esisteva . Se lo leggerai attentamente ti accorgerai che contiene la maggior parte delle informazioni che cerchi ( a parte il flussimetro per la portata ) . Chiedi ancora per le parti che ti mancano2.5 Design of downdraught gasifiers

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    • #3
      Sulzer1, non so come ringraziarti... il documento che mi hai passato non lo conoscevo ed è davvero molto interessante. Hai ragione va letto attentamente e per questo ho intenzione di stamparlo... purtroppo il tempo che ho a disposizione per chiarire questa faccenda è estremamente ridotto, per cui per adesso ho provato a fare da me questa breve considerazione energetica di larga massima che vorrei far visionare al mio prof.:

      " Si prenda in esame un gassificatore autocostruito mediante l’utilizzo di un barile di acciaio da 200 litri rivestito internamente di materiale refrattario e si consideri, per la sua alimentazione, di avvalersi di un cippato di classe M30, quindi di contenuto idrico tra il 26 ed il 30%, il cui PCI vale circa 12 MJ/kg ed il costo di mercato è pari ad Euro 88/t (Cap. 4.4, Tabella 55).
      Sapendo che, dalla letteratura, il rendimento di un gassificatore può oscillare tra il 70 e l’85% e considerando il caso peggiore dovuto alle perdite introdotte dalla bassa qualità derivata dalla realizzazione di stampo artigianale del dispositivo, si può pensare che la resa del cippato utilizzato valga, in larga massima:

      ?GASSIF.*12 MJ/kg = 0,7 * 12 MJ/kg = 8,4 MJ/kg

      ovvero prendendo a riferimento, come detto, il rendimento minimo teorico stimato per il gassificatore, la resa energetica del cippato si riduce di un 30%. Sapendo inoltre che 3,6 MJ corrispondono ad 1 kWh di energia termica, facendo una semplice operazione, si deduce quindi che il gassificatore in questione produrrebbe circa 2,33 kWth.

      Stimando una portata massica del cippato in circa 20-30 kg/h al gassificatore, il costo sopra indicato della materia prima garantirebbe un’alimentazione continua per un periodo compreso, rispettivamente, tra le 50 e le 33 ore circa. "

      Che ne pensi? Ammesso che il discorso fili, è questo il "livello" di considerazione energetica che mi servirebbe avere...

      Ciao e grazie mille ancora.

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      • #4
        Il discorso fila ... stai dimensionando una stufa....valuti il rivestimento come fosse una coibentazione per cui teorizzi di non avere perdite ...
        riduci di una serie di fattori empirici i rendimenti ...i numeri ci stanno.
        Adesso mi perdo, da dove ricavi la portata di 20 - 30 kg/h ? Non citi mai un comburente , non citi la produzione di gas e la sua composizione . Più che un flussimetro ti converrebbe appoggiare il fusto su una pesa a bilico prima di iniziare l'esperimento e pesare ogni ora tenendo conto che nel fusto rimarranno le ceneri da calcolare nella sottrazione

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        • #5
          Sì hai ragione, come salta fuori questa portata massica di cippato? In realtà ho teorizzata anche questa, basandomi sul fatto che il gassificatore è relativamente piccolo ed il caricamento in esso avverrebbe in automatico tramite un'altrettanto piccola coclea (della quale avevo già accennato nel mio testo). La realtà in effetti potrebbe essere diversa, lo so: non so, alla fine, con quale velocità il dispositivo mi "mangerebbe" il cippato... solo costruendone fisicamente uno e monitorando il processo di ossidazione (a proposito, utilizzo l'aria come elemento ossidante) potrei ottenere effettivamente un valore di portata... Per quanto riguarda le perdite, pensavo di averne considerate abbastanza tenendo conto di un rendimento del 70%, ma posso fare anche calcoli con un 50-60%, non importa, quello che m'interessa capire è se il "processo" di calcolo potrebbe essere corretto oppure no! La mia paura, infatti, è più quella di scontrarmi con "ordini di grandezza" degli elementi in gioco totalmente irrispettosi della realtà ed è soprattutto per questo che chiedo aiuto... Col tubo di Pitot posso ricavarmi la portata del syngas il quale, sempre "teoricamente" e mantenendomi -credo- sufficientemente "stretto", dovrebbe possedere un PCI intorno ai 3-3,5 MJ/kg... questo syngas dovrebbe scorrere in un tubo e raggiungere poi un bruciatore: che temperatura di fiamma potrei ottenere con questi dati?

          Ti ringrazio di nuovo molto, pare che tu sia l'unico a volermi dare una mano.

          Ciao

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          • #6
            Partiamo dal fondo
            1)la componente combustibile del gas di gasogeno ( il syngas è un altra cosa) è CO ha un PCI basso ma raggiunge temperature ragguardevoli, sicuramente in miscela stechio supera i 1.000 °
            2)Non capisco sta fissa del Pitot , è un aliante? fai un gasometro con cosa estrai il gas? In laboratorio una volta si usavano gasometri a campana in vetro da una ventina di litri con la guardia idraulica ad acqua . Tu fanne uno con due fusti di diametro leggermente diverso e per contrastare la spinta eccessiva allo affondamento del superiore aperto verso il basso lo fissi a una corda che fai passare in una carrucola appesa in alto , l'estremità della corda la contrappesi sino a equilibrare il peso del fusto sino a renderlo sensibile alla spinta di Archimede provocata dal gas insufflato. A quel punto basterà misurare in quanto tempo si riempirà il volume del gasometro
            3) A proposito , come estrarrai il gas dal gasogeno? O lo estrai o lo pompi, se lo estrai la macchina è tutta in depressione e da ogni minimo buco entrerà ossidante, se lo pompi da ogni minimo buco uscirà gas. Nel primo caso rischi che si trasformi in una stufa da cui esce solo un gas esausto rovente , nel secondo rischi di avere molti punti da cui escono fiamme .
            4)Come farai a alimentare il gasogeno con la coclea senza che entri un eccesso di agente ossidante ?
            Ultima modifica di Sulzer1; 29-03-2012, 17:35.

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            • #7
              No, il tubo di Pitot era tornato fuori ripensando al calcolo del rendimento del gassificatore con la formula sopra, nella quale è richiesta la portata del syngas... Sì le cose a cui dover pensare sono tante, capisco quello che vuoi farmi intendere. Come la vedresti la soluzione di praticare dei fori sul "barile" di determinato diametro e spaziatura alla giusta altezza (in corrispondenza della zona di ossidazione) a mo' di come si vede spesso che vengono realizzate artigianalmente delle piccole "stufe pirolitiche"? Sicuramente è una castroneria, mi dirai che l'immissione dell'aria dovrà avere un flusso ben determinato e quindi regolabile... Quale soluzione riterresti più costruttivamente semplice e sicura tra le due da te proposte per l'estrazione del syngas? per quanto riguarda il bruciatore ho già cercato e visto che -come tra l'altro m'aspettavo già- c'è tutto un altro dimensionamento da fare, per cui lasciamo stare.

              grazie comunque di nuovo per l'aiuto! mi sa che questo dimensionamento di massima richiede un po' troppo tempo...

              Ciao!

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              • #8
                Nelle stufe pirolitiche i fori non sono in contatto diretto con l'atmosfera altrimenti sarebbero semplicemente stufe. Non riesco a immaginarmi un modo sperimentale di determinare i parametri da inserire nella formula che sia più semplice ( inventarsi i parametri non è " sperimentale").
                secondo me la maniera più semplice per estrarre il gas è un sistema di aspirazione direttamente nel bruciatore . Un venturi ad aria compressa ad alta pressione ti consentirebbe di mantenere i gas ad alta temperatura senza dover condensare i tar per tutto il percorso dal gasogeno al bruciatore e farli uscire già miscelati al comburente pronti per essere incendiati all'ugello del bruciatore ( se trovi la maniera di scaldare l'aria compressa prima del venturi è meglio ancora ) . Il gasometro con questo sistema non sarebbe utilizzabile e dovrai per forza utilizzare il pitot o un venturi per la misurazione della portata.

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                • #9
                  gassificatore e produzione elettrica.

                  Mi inserisco in questa discussione per una domanda al volo e chiedo venia sia per la deviazione dal tema di base, sia per non aver letto tutto ciò che EA potrebbe forse aver già scritto in proposito, ma sono all'estero, di frettissima e necessiterei di una risposta ad un dubbio, della quale dovrei poi relazionare a breve.

                  Supponendo di installare un generatore elettrico a gas di legna, magari da 10, 20 Kw, per uso domestico e vendita di energia, suppongo a tariffa omnicomprensiva di 0,28, orbene, tale tariffa rimarrebbe fissa per 15 anni, ovvero potrebbe essere soggetta a variazioni?

                  Grazie e cari saluti a tutti.
                  Gigi

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                  • #10
                    Ad oggi non dovrebbero esserci variazioni, domani non si sa

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                    • #11
                      Grazie Sulzer per la tempestiva risposta.

                      Certamente il futuro non è noto, ma io chiedevo, non avendo mai visto un contratto per la cessione di energia all'Enel, nemmeno per il FV, per generatori eolici, a olio vegetale, ecc, se tale contratto prevedesse la variabilità della tariffa in base alle disposizioni legislative, ovvero se invece stabilisse una tariffa fissa per i tre lustri previsti dal contratto stesso.
                      Forse, leggendo le indicazioni del Gse, potrei trovare le risposte, ma sarei comunque grato a chi mi fornisse qualche dritta.

                      A presto.
                      gigi

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                      • #12
                        Uh, gigi , in 4 righe hai fatto domande che richiedono risposte lunghe come romanzi . FV , Eolico e olio vegetale in funzione della potenza e del periodo in cui sono stati autorizzati godono di regimi , tariffe e interlocutori diversi . Oggi siamo tutti in attesa di un nuovo decreto ( la madre di tutti i decreti ) che dovrebbe rivoluzionare ciò che abbiamo visto sino ad ora e di cui girano parecchie bozze molto simili una all'altra. Per le ditte direi che senza sapere cosa vuoi fare diventa difficile indirizzarti , forse più che una azienda che produca impianti hai necessità di un consulente sulle energie rinnovabili ......

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                        • #13
                          Mi sa tanto che finabordi ha cambiato tesi......

                          Commenta


                          • #14
                            ho da quando sei diventato pure professore universitario, leggendo tutto quello che fatto fare allo studente (si fa per dire) questo fa un gassificatore che funziona sai, ciao e buona pasqua

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                            • #15
                              "un gassificatore in equicorrente (downdraft)"
                              Un gassificatore in equicorrente non e neccessariamente un downdraft.

                              "Nel primo caso rischi che si trasformi in una stufa da cui esce solo un gas esausto rovente , nel secondo rischi di avere molti punti da cui escono fiamme."
                              Il CO e tossico ed in miscela con l´area esplosivo.
                              Nell´ caso del gassificatore a depressione il rischio principale e dovuto a spazi stagnanti dove si forma miscela esplosiva. Non sottovalutate questo rischio. A causa della tossicita sono esperimenti da fare al aperto.

                              "e considerato un rendimento del 70% del gassificatore"
                              Questo e un dato che si basa su un gas uttilizzato poi per alimentare dei motori o cmq. raffreddato e "lavato". Come dice giustamente Sulzer devi coibentare bene tutte le condotte, in maniera che ti arrivino anche tutti TAR al bruciatore. Se in piu riscaldi il comburente sia del gasogeno che del bruciatore, di quei 30% che dai per perso, molti ti arriveranno in caldaia.

                              La coibentazione serve solo nella zona di riduzione. Nella zona di pirolisi ed ossidazione serve poco, dato che nella zona di ossidazione si forma da solo un cono isolante da ceneri e carbone. E l´apertura nell ristringimento prima della zona di riduzione si allargera da solo se e troppo piccola in confronto con i dati degli uggelli.

                              Ciao
                              Frank
                              ??????
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                              • #16
                                Bentornato Crucco, era un po' che non ti facevi sentire

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                                • #17
                                  Grazie di cuore

                                  ho letto ogni tanto qui, ma ero troppo preso da altre cose. Adesso ho convinto la donna, che l´Italia sia un paese con un sistema socio-economico molto migliore e piu equamente distribuito di quello cinese e quindi nutro delle speranze di un rientro nella mia "patria d´addozione".

                                  Mi piace il suggerimento del tubo venturi per miscelazione ante brucciatore.

                                  Frank
                                  ??????
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                                  • #18
                                    Non è farina del mio sacco , il più bravo a aspirare gas roventi usando i tubi di venturi era Dante Livio Porta

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                                    • #19
                                      ...a volte ritornano...

                                      Salve e tutti ed un saluto particolare a Sulzer1!

                                      No, non ho cambiato tesi, Sulzer, per fortuna non ne ho il bisogno... mi sono solamente voluto regalare un po' di tempo di pausa, visto che tanto ero già un po' troppo precisino coi tempi di consegna ed il lavoro a turni che svolgo non mi ha permesso di dedicarmi doverosamente e a tempo pieno all'elaborato... ormai, purtroppo, se ne riparlerà per la prox sessione .

                                      Ho letto e riletto il documento FAO-72 che mi passasti riguardo ai gassificatori downdraft ed effettivamente ci ho trovato cose molto interessanti che mi permettono di ampliare la tesi partendo proprio da un dimensionamento geometrico del gassificatore stesso (prendo in esame il single throat, side air-inlets), e pergiunta ho visto che nelle Appendici 1 e 2 sono riportati i criteri di calcolo per il progetto di tale componente.
                                      Ora, ricordando che nel tuo primo (ris)post mi avevi detto "Chiedi ancora per le parti che ti mancano", ne approfitto per farti -e fare, a tutti quelli che vorranno rispondermi- una domandina forse un po' più tosta, che è questa: l'Appendice 1 del suddetto documento riporta il calcolo della potenza in uscita di un gassificatore per un motore -mi pare di capire- a combustione interna, partendo dai dati di "Bore", "Stroke" e "Displacement"...giusto? E l'Appendice 2, poi, in base a tale potenza ricavata, permette di calcolare tutto il resto. Tutto ciò è fantastico, io non chiederei altro... se non fosse che ho il bisogno di accopiare il gassificatore non ad un motore a c.i. ma ad un motore Stirling bicilindrico a V in configurazione Alfa (configurazione più semplice, sfasata di 90°). Come posso eseguire allora in questo caso il calcolo della potenza del gassificatore visto in Appendix 1 e necessario poi per l'Appendix 2?


                                      Ringrazio chiunque riesca a rispondermi!! Ciao!

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                                      • #20
                                        lascia stare il striling dove è,ti dico solo questa 20 milioni buttani in nulla,in quel di castel d'aiano pro di bo, ciao

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                                        • #21
                                          Se devi alimentare un bruciatore, moltissimi accorgimenti dei classici imbert concepiti per motori CI non centrano. Non serve togliere i TAR ma solo le polveri in un ciclone oppure con una candela. In teoria converebbe lasciare tutti prodotti gasosi della pirolisi tale quale e ossidare e ridurre solo la carbonella. Non sarebbe pero piu un imbert.

                                          Fai passare dei tubi quadrati sopra il ristringimento con un angolo verso il sopra. Dentro fai passare il gasificato, che dopo la zona di riduzione avra ancora ben oltre i 500 gradi quindi sufficiente per indurre la pirolisi. Poi realizzare anche un doppio tubo di ossidazione/riduzione ceramico della carbonella con iniezione del comburente nell primo con uggelli laterali che inducono un vortice nella carbonella e un successivo tubo con diametro maggiore dove aviene la vera riduzione dove vengono introdotte anche i gas della pirolisi presi nella parte dove passano i tubi quadrati.

                                          In ogni caso anche con un imbert fao senza raffreddamento del gas andrai sopra l´80% del PCI iniziale del cippato usato.

                                          Tieni presente, che la temperatura della fiamma sara piu alta dei 1.000 gradi citati da Sulzer in funzione della temperatura del combustibile e potresti preriscaldare anche l´area usato nel bruciatore con il gas di scarico. Non so fino a quale punto l´efficienza di tutto l´impianto abbia importanza ma basandoti sulle esigenze del tuo Stirling dovresti essere in grado di scegliere nelle tabelle della fao.

                                          Buon divertimento con tutto.

                                          Frank
                                          ??????
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                                          • #22
                                            Premettendo che Il Crucco ti ha già suggerito tutti i trucchi possibili direi sopratutto che ti ha dato 2 dati importanti :
                                            1) Utilizzare un gassificatore adatto a produrre carburanti raffinati per motori a combustione interna per alimentare motori a combustione esterna è un po' un controsenso
                                            2) Sfruttando gli accorgimenti che ti suggerisce potresti arrivare a ottenere c.a. l' 80 % della energia termica contenuta nel combustibile iniziale ( è un dato empirico ma mi sa tanto che è vicino alla realtà).
                                            Detto questo , di Stirling capisco poco mentre c'è una sezione apposita , mi sembra " Macchine a combustione esterna "dove scrivono persone molto preparate . Mettendo assieme le informazioni .....
                                            Le tabelle FAO sono la raccolta dei dati di tutti coloro che hanno pubblicato sulla gassificazione a partire da prima della seconda guerra mondiale . Ancora oggi nessuno è riuscito ad avere dati più precisi sul contenuto di solidi e sulle caratteristiche degli stessi a monte della filtrazione ....

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                                            • #23
                                              Dimensionamento di un gassificatore

                                              Buon giorno a tutti ed in particolare mado a sulzer1 del quale ho letto parecchio, devo relizzare un gassificatore pilota da utilizzare inizialmente con cippato o cmq probotti legnosi per poi arrivare ad eseguire delle altre sperimentazioni più specifiche e particolari, vedo che la discussione è già molto accentrata sul dimensionamento e mi chiedevo se ci fosse qno che potrebbe aiutarmi con il sizing di base. Per quanto riguarda la la costruzione sia meccanica che elettrica non ho alcun problema compreso anche tutto il sistema di monitoraggio che dovrà essere realizzato per gestire l'impianto.

                                              Ringrazio tutti quelli che interverranno.

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                                              • #24
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                                                • #25
                                                  Ciao jonny, secondo me finabordi ha risolto da tempo i suoi problemi e ha altro a cui pensare che non siano i gassificatori....

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                                                  • #26
                                                    si effettivamente non avevo letto la cronologia....

                                                    Sulzer riesce a darmi una mano in merito al gassificatore pilota?
                                                    Ultima modifica di Zanna91; 01-10-2012, 09:10. Motivo: Unione messaggi consecutivi dello stesso utente.

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                                                    • #27
                                                      se sulzer ti aiuta io mi in*****, ma è possibile chiedere in un forum quello che tutti gli stregoni in italia fino ad ora anno fallito, le dimensioni,ci sono un sacco e nello stesso tempo non troppo pubblicazioni di massima, vuoi un gassificatore devi leggere e sbatterti un poco,oppure vuoi vederne uno che funziona con il suo motore, bene se sulzer che risponderà mi darà il parere positivo, c'è questa opportunità, naturalmente si firma per vedere, un patto di non divulgazione, saluti a tutti

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                                                      • #28
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                                                        Vi terrò cmq informati, non si sa mai che finalmente lo "stregone" di turno è arrivato e potrà darvi qualche dritta anche a voi....ad ogni modo io non cerco un gassificatore, quallo mi serve solo per sperimentare qsa di molto più importante, la salvaguardia dell'ambiente non si fa bruciando cippato per produrre energia e cerdando di riuscire a smaltire rifiuti che fino ad oggi possone essere trasformati ma non smaltiti o addirittura riciclati. Quindi, di vedere un gassifcatore con il suo motore funzionante e addirittura firmare un "patto di non divulgazione" non è di mio interesse anche perchè non solo li ho già visti ma li ho anche costruiti su ingegneria di terzi.
                                                        Grazie cmq per la risposta. "pietra miliare".

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                                                        • #29
                                                          no0n credo ad una tua parola, poi che tu abbia costruito, cosa non so, io ho solo detto la mia saluti

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                                                          • #30
                                                            sei libero di credere cio che vuoi carissimo amico....hai detto la tua e l'hai detta male....

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