Stufette a biomassa e biochar

[fiorucci]

ti spiego una cosa: la pirolisi funziona perchè il calore, circa 800- 1000 ° c., fà scindere le parti gassose di una biomassa, quindi il principio di queste stufe sono che devi accendere per tutta la superficie omogeneamente, il calore esercitato scinde le materie gassose del combustibile sottostante che sale e in presenza di ossigena si incendia, detto questo si capisce che se il combustibile è di pezzatura grossa non riesce a scaldare quella sottostante, mentre se è di pezzatura molto piccola ci riesce, perchè è molto in contatto, e la piroscissione funziona.

la stufa del sito che ti ho indicato ha un'autonomia di circa 6 ore ( le ricariche non sono così frequenti) e la puoi tenere anche in casa, con un bidone da 200 litri devi costruire un impianto che riscalda l'acqua e la immette in circolo e lo devi tenere all'esterno sprecando l'energia calorica , dentro una casa non sarebbe possibile, la fiamma arriva, sempre parlando di quella del sito sopra citato, a circa 40, 50 cm di altezza ed ha molto calore, un bidone avrebbe una fiamma enorme da incendiare un condominio.

per accendere bene, non mettere liquidi, ma prendi la diavolina ecologica, quella marroncina, no quella derivata dal petrolio che puzza, 3-4 cubetti li sbricioli con un coltello sopra il pellet e dai fuoco, naturalmente metti la diavolina sbriciolata omogeneamente su tutta la superficie, vedrai che non fuma e funziona.

mettere acuaragia per accendere è ( scusa il termine) da pazzi, ti intossichi con i vapori, inoltre i liquidi umidificano il combustibile, e non fanno accendere bene, per non avere fumo su questi tipi di stufe è molto importante avere combustibili asciutti e secchi.
l'umidità provoca abbassamento della temperatura e provoca fumosità e monossido di carbonio.

ora vado a letto, ciao a tutti

 

[Fetente]

Grazie mille fiorucci. Le tue informazioni mi saranno preziose. Ho due ulteriori curiosità da togliermi: guardando la lucia stove, si vede chiaramente che il foro di uscita è praticamente uguale alla dimensione della camera di combustione mentre in tutte le altre che ho visto mi pare di capire che serva il concentratore; è solo perché la lucia stove che si vede è abbastanza piccola da non necessitare un concentratore (ma se fosse più grande si)?
Secondo dubbio: ho visto che qualcuno ha messo un tubo, dal quale esce vapore, proprio in mezzo alla fiamma, chiamandolo flame enhancer. Io sapevo che il vapore le spegneva le fiamme, non che le incrementasse. Voi cosa dite?

 

[fiorucci]

mi spiace, ma per queste due domande, purtroppo non ho risposte.

 

[kanne53]

rapporto volumetrico

rapporto volumetrico

Buongiorno a tutti, è la prima volta che scrivo pur seguendo con attenzione lo sviluppo dei vari progetti e tentativi fin qui presentati. Devo dire che a mia volta ho realizzato alcuni esperimenti di bruciatori sia TLUD che copiando la Lucia stove ma sempre con risultati deludenti, ovvero si forma il biochar ma la fiamma è sempre immancabilmente con presenza di fumo nero di odore disgustoso ( IPA e quant'altro risultante da una cattiva combustione ), anche il colore della fiamma vira dall'arancione al rosa in fase di esaurimento,indice questo di una combustione incompleta. Ho quindi il dubbio che nei miei vari tentativi il rapporto volumetrico tra aria primaria e secondaria non sia corretto, da qui la domanda c'è qualcuno che ha già indagato la questione, e vuole condividere o indicarne le fonti?
grazie.

 

[Sulzer1]

Kanne potresti descrivere meglio le fasi di funzionamento della tua TLUD chiarendo quando la combustione diventa problematica e iniziano le emissioni fastidiose? Ancor meglio , non potresti postare qualche foto o un filmato?

 

[kanne53]

hai ragione, allego mio prototipo con dimensioni e quant'altro. Il numero e il diametro dei fori sono del tutto campati in aria , non ho mai trovato una fonte attendibile che dica tot. fori diametro X sotto e tot fori dai. Y sopra a distanza xz etc.
Converrai con me che l'area complessiva delle singole forature, e il loro rapporto: portata aria primaria (sotto) / portata aria secondaria (sopra) faccia la differenza in termini di efficacia della combustione . Prendendo a riferimento ottimale la Lucia Stove mi piacerebbe sapere quanti sono e relative dimensioni dei fori posti sulla camera interna sia sotto che sopra.

 

[Sulzer1]

Kanne scusami ma non capisco come funziona la tua TLUD. Dalle foto ho l'impressione che quella che chiami " camera interna" sia un contenitore impermeabile come una scodella . Nella Lucia la parte che svolge questa funzione è forata a circa 1/3 dell'altezza. da questi fori, teoricamente , per depressione dovrebbero uscire i gas di pirolisi formatisi dopo che i gas roventi combusti del tappo di fiamma hanno attraversato la biomassa dal basso verso l'alto. Se la camera interna è stagna come avviene questo fenomeno?
Certo che rispetto al bruciatore di Dan il sistema della corona da bruciatore a gas è un po' meno raffinato ma ho l'impressione che la combustione imperfetta che lamenti sia dovuta al fatto che più che una pirolisi tu ottenga una combustione in due fasi a cui il carbonio partecipa dall'inizio grazie al notevole apporto di aria data dalle ventole.
Se ho sbagliato interpretazione chiariscimi meglio la costruzione.
Sulzer

 

[kanne53]

Sulzer, alla foto 10 trovi la camera interna e , alla base, una doppia riga di fori diametro 4 mm.

Comunque ho superato il problema in altro modo ovvero con una camera a doppia foratura, sia in alto dia 3 mm che in basso dia 4 mm, ma soprattutto ho eliminato il problema dei Tar che si formavano nel precedente esperimento. in pratica ho allungato il percorso dei fumi , ovvero mi sono ricordato che molti combustori di rifiuti hanno una doppia camera, oppure ne hanno una sola di lunghezza equivalente a tempi di permanenza e contatto di almeno due secondi .

p.s unica fregatura è che mi piaceva l'idea di realizzare un barbecue, invece ho realizzato tutt'altro che non mi interessa più di tanto, a parte la soddisfazione di esserci riuscito.

 

[Sulzer1]

Hai ragione , non le avevo viste, nella lucia la depressione è determinata da un anello sagomato un po' più su all'interno del condotto che provoca l'effetto venturi, tu hai costruito questo anello ? Nel caso di una stufa i tar devono solo raggiungere la temperatura di combustione e essere mescolati in maniera adeguata con l'ossigeno atmosferico. Sono condizioni che devono verificarsi all'interno della intercapedine per il raggiungimento della temperatura e nel combustore per la miscelazione - combustione

 

[kanne53]

Si, sopra alla serie di fori da 3 mm, al top della camera interna , ho inserito una flangia di riduzione con foro da 55 mm , ovvero la metà circa del diametro della camera esterna.
inoltre nell'ultimo prototipo ho i seguenti valori di area totale delle tre forature :
- piastra base area mm^2 =981,25 ,
-Camera interna riga di fori in alto : area totale 190,75
-Camera interna riga di fori alla base : area totale 175,84
Purtroppo, non disponendo di attrezzatura adeguata non sono riuscito a misurare la portata del ventilatore, però visto le ridotte dimensioni ritengo sia molto bassa .

P.s. quanto sopra mi riporta alla domanda con cui avevo esordito : c'è qualcuno che può indicarmi la dimensione dei fori sopra e sotto presenti sulla camera interna della Lucia?

 

[kanne53]

Due domande ai più esperti:
1) ho notato che mi si annerisce il fondo interno del contenitore che uso per le prove. Why : - troppo vicino al focolare? dista circa 5 cm, oppure, dato che uso una sorta di concentratore, ovvero riduco la bocca del fuel da 80 a 55 e sopra a questa riduzione dispongo la pentola, che sia eccessiva la temperatura ?

2) è corretto vedere la fiamma che oltre a uscire dal fuel vada anche verso l'interno dello stesso ,implode ?

allego due foto.
grazie a chi vorrà rispondere.

 

[Sulzer1]

xKanne
quando ti si annerisce la pentola è probabile che la stove emetta una parte di incombusti contenti tar. Le cause possono essere molteplici, e prime che mi vengono in mente sono:
1) insufficiente apporto di ossigeno al combustore con conseguente emissione di catrame non bruciato e di soot ( particolato primario o secondario sempre causato da cattiva combustione)
2) Insufficiente temperatura di combustione con conseguente condensazione dei catrami, scarsa miscelazione con il comburente e stesse conseguenze indicate sopra.
Forse non ho capito la tua seconda domanda. Il tappo di fiamma per proseguire la reazione di pirolisi deve essere in parte aspirato verso la biomassa, puoi regolare l'intensità della aspirazione regolando la velocità del ventilatore.
Vista l'ultima foto penso che la reazione di pirolisi avvenga correttamente e i problemi che riscontri con la combustione siano dovuti esclusivamente alla inefficienza del combustore, forse imitando meglio il combustore della Lucia o creandone uno con più efficace miscelazione risolveresti tutti i problemi

 

[kanne53]

Ok, grazie, se me lo consenti ne approfitto per un'altra domanda.

A fine combustione, quando i gas in uscita dalla linea di fori superiori del fuel tendono a diminuire e quindi a cessare ho la formazione di leggero fumo nero da incombusti. La cosa cessa quando la fiamma si spegne totalmente e restano le soli braci. Premetto che non uso un ventilatore regolabile, anche se ci sto seriamente pensando, ma uso una ventolina da 80 mm da PC a 12 V che data la sua modesta potenza lascio sempre in funzione.

 

[Sulzer1]

Mah, secondo me il fumo a fine pirolisi potrebbe derivare dal fatto che nell'ultima fase si distillano solo altobollenti. I catrami a viscosità più elevata potrebbero non essere del tutto in fase gassosa ma in parte trascinati come goccioline nel flusso gassoso. Questo potrebbe determinare una combustione imperfetta e di conseguenza la formazione di particolato e gocce di catrame incombuste che si manifestano con il fumo. E' una teoria attaccabile perchè le modalità di pirolisi non sono le stesse di un reattore batch a riscaldamento esterno e le fasi di distillazione sarebbero da studiare per conoscerne la dinamica.
Se non volessi cambiare ventilatore potresti variare la portata dell'aria con un parzializzatore sul condotto in uscita

 

[kanne53]

Ho risolto, forse, con una ventolina da 120 mm mantenuta a 12 v per i primi 10 minuti, poi a 7,5 V sino al termine, in questo modo il fumo nero si è notevolmente ridotto. Si ha inoltre che la fiamma, dopo che si è spenta dai fori alti del fuel, resta accesa a livello di braci, in questo modo penso che eventuali tar bruciano comunque. allego foto.

 

[kanne53]

Ciao, alla fine mi sono accorto che la mia stufa è simile a quella schematizzata da En.ergo al post 7, quindi con flusso dell'aria che va dall'alto verso il basso in equicorrente alla biomassa. Il syngas esce dai fori inferiori, risale miscelandosi con l'aria primaria e viene quindi combusto. Ora se tutto ciò è corretto , come si chiama questo tipo di combustore ? é un downdraft o altro ? Comunque, a conferma di quanto scritto in precedenza non ho annerimento della pentola. grazie a chi mi risolverà il dubbio.

 

[Sulzer1]

Direi di no kanne. Downdraft e Updraft sono termini che si usano abitualmente in relazione a pirogassificatori ( l'updraft funziona meglio con combustibile già pirolizzato). Anche se la la traduzione letterale lo definirebbe un downdraft. Lo schema che postò a suo tempo Energo era lo schema della Lucia, un pirolizzatore con tappo di fiamma in cui i gas di combustione surriscaldati della fiamma , attraversando la biomassa ne provocano la pirolisi. Usualmente questo processo è realizzato in ambiente pressurizzato e surriscaldato da una fonte esterna. Non per niente il processo è brevettato, prima non esisteva....

 

[kanne53]

Sulzer, secondo te come posso fare x verificare se il flusso del Syngas è : ascensionale interno al reattore oppure ascensionale ma esterno ad esso ? Oppure, rigirando il punto di vista, se l'aria entra dai fori sotto oppure esce da sotto e rientra da sopra ? grazie .

Considera inoltre che il mio bruciatore è molto simile alla Lucia, utilizzo una ventola di spinta dell'aria primaria che fluisce esternamente al reattore e vi rientra dai fori in alto. Alla base, il reattore ha il fondello chiuso, mentre ho una serie di fori laterali protetti da un nuova camicia che secondo le mie intenzioni dovrebbe avere un effetto venturi, cioè di aspirare i gas interni al reattore.

 

[Sulzer1]

X Kanne, se vai al post 335 di Dakar a pagina 14 trovi tutte le spiegazioni

 

[kanne53]

Non metto in dubbio la lucida spiegazione di dakar, ma forse era specifica per la sua stufetta . Per quanto mi riguarda ho qualche dubbio, corroborato dal fatto che il mio prototipo ha questa sorta di venturi esterno al reattore nel quale -vedi foto- all'altezza dei fori inferiori si vede una sorta di "anello" che non può essere provocato dall'aria in ingresso al reattore ma, semmai, dai gas caldi in uscita dal reattore stesso . cosa ne pensi ?