Tervaton kaasutin

[japikas]

Ensimmäinen prototyyppi pienikokoisesta injektori-suuttimesta valmistumassa teollisista valmisosista. Näiden lisäksi tarvitaan vain RST-puikkoa häkin ja imuraon toteuttamiseen. Tänään ei ehtinyt viimeistelemään koska halpa sähkö ja sauna.




Valmiiden putkiosien käyttö ei ole kallista. Kuvassa näkyvien osien hinta kaupasta 25€ (ALV-0). Auto-kokoluokassa vastaava maksanee n. 50€. Olettaen siis että idea ylipäätänsä on toimiva. Mikä nähdään myöhemmin.

[japikas]

Löytyi tuoreehko artikkeli vuodelta 2020 jossa esitetty toteutus on varsin lähellä suunniteltua Japikas-kaasunkehitintä:
https://backend.orbit.dtu.dk/ws/portalf ... 3_main.pdf [Rahman]

Rahman-kehitin (b) eroaa Susanto-kehittimestä (a) erityisesti sillä että tervakaasujen kierrätys on siirretty polttoainesäiliön yläosasta säiliön keskivaiheille.



Huomionarvoista on ettei Rahman:ssa ole esitetty mitään varsinaista nielua/kuristusta, mikä yksinkertaistaa kaasunkehittimen rakennetta. Kehittimen on havaittu toimivan parhaiten hakkeella. Pelletillä on taipumus hajota ja reagoida tervojen kanssa tuottaen huonosti virtaavaa sotkua. Tästä syystä pelletti sopii paremmin jatkuvasyötteisiin laitoksiin, kuten pellettitakat.

Testikaasuttimessa arina on pelkkä reikälevy, Arinan toimivuutta ei artikkelissa käsitellä.



Alla esitetyssä Rahman-kehittimen ilmasuuttimessa (a) ja polttokammiossa (b) on havaittavissa tiettyä samankaltaisuutta edellä esitettyyn Japikas ejektori-suuttimen prototyyppiin. Erona Rahman:ssa polttokammio on suora putki, kun taas Japikas-1:ssä polttokammio muodostuu ejektorista ja avoimestä häkistä. Kaasujen kierron periaate on molemmissa samanlainen. Erona Äystöön imu sijaitsee korkeammalla.

Rahman:ssa Polttoainesuutin E tuottaa syklonimaisen kiertoliikkeen polttokammioon F. Tämän tarkoitus on pidentää ilman ja tervojen reaktioaikaa ja näin tuottaa täydellisempi palaminen. Tämä herättää kysymyksen onko ejektroin nopea virtaus sittenkään hyvä asia, mutta toisaalta polttohäkki osaltaan parantaa tilannetta.



Artikkelissa esitettyjen tulosten mukaan kehittimellä on saavutettu tuotekaasulle erittäin alhainen tervapitoisuus 10 mg/Nm^3, kun Susantossa vastaava luku on 50 mg/Nm^3. Vastaavan tasoista tulosta tavoitellaan myös Japikas-kehittimellä.

Conclusions
A low-Tar biomass (LTB) gasifier has been designed, developed, and evaluated with the aim to
achieve a low tar content in the producer gas. A moving bed co-current gasifier with internal
recirculation and combustion of pyrolysis gas in the partial oxidation zone with the help of
combustor is the basic principle of the LTB gasifier. The LTB gasifier offers excellent opportunities for
achieve a tar content of 10.6-29.8 mg/Nm3 in the producer gas. This value is much lower compared
to the tar content observed in a previous analysis for moving bed downdraft gasifiers considering the
heating value and makes the producer gas suitable for direct use in internal combustion engines,
without further tar removal.

[jussiäystö]

Tuo vaihtoehto b , on lähes sama kuin palohäkkisysteemi , ainoastaan ilman jako pienempiin suutimiin , injektorivaikutuksen tehostamiseksi , on erona ,, aika jännä homma , jokin muutkin on asiaa ajatellut asiaa saman suuntaisesti --- onko ideatullut itsenäisesti ,, vaiko onko vihjettä tullut täältäpäin , kummatkin vaihtoehdot kelpaa minulle ,,jes .ehkä olen oikealla reitillä,, edelleenkin , vaihtoehtoja toteuttaa rakenne tällä ajattelulla , on useita,, jos ajatellaan tavallinen hake , tai pellettipoltin , niin kaasuuntuvien aineiden liekin pituus näiläkin tehoilla on varsin pitkä..joka tarkoitta sitä että liekin latvat ulttuu jo hapettomalle vyöhykkeelle , joka tarkoitta nokea ,, kaasuuntuvien aineiden kohdistettu poltto tai polttomatkan pidennys on kova sana

[japikas]

"kaasuuntuvien aineiden kohdistettu poltto tai polttomatkan pidennys on kova sana"

Juurikin näin se näyttäisi menevän tieteellisen tutkimuksen valossa. 2-kammioisissa leijupetikattiloissa tämä toteutuu, mutta sellaisen rakentelu omatoimisesti ja varsinkin ajoneuvokäyttöön on hankalaa. Imbert-kehittimen heikkous on juurikin edellämainittujen piirteiden puuttuminen.

Imberttiäkin voisi ehkä jatkokehittää niin että olisi jonkinlainen kaksoisvaippa jonka väliin ilmaa suihkutetaan ja johon tervat imetään esipoltettavaksi, mutta miksi tehdä niin kun Äystö/Japikas/Rahman on paljon helpompi toteuttaa, ja joista jälkimmäinen tutkitusti tuottaa erinmomaisia tuloksia.

Jäljelle jää enää varmistaa että rakenne tukee pitkäaikaista toimintaa; mikään paikka ei pääse tukkeutumaan tervasta ja arina hoitaa hommansa luotettavasti ja hiiliä tuhlaamatta. Jos sen jälkeen pärjättäisiin pelkällä syklonilla ja lämmönvaihtimella/jäähdyttimellä niin se olisi kyllä rakenteen yksinkertaisuuden kannalta liki optimi.

[japikas]

Olisi kiva jos syklonin saisi jotekin yhdistettya suutinhässäkkään siten että noki ja tuhka tippuisi suoraan polttokammioon. En vaan keksi rakennetta missä tuloilma ei imeytyisi pienimmän vastuksen tietä eli alakautta syklonin läpi suoraan poistokanavaan.

[japikas]

Tässä toteutuksessa räjähdyspaineen vapautus on toteutettu vesilukolla jousitetun kannen sijaan.



Etuna lienee lähinnä se että kannesta on helpompi tehdä tiivis kun sen voi kiristää ruuvilla monesta kohtaa.

Pakkasella toki vähän ongelmallisempi, ellei käytä jäänestoainetta.

[japikas]

Ohessa eräs tekemäni tutkielma painovoimaisesti syötetystä pelletinpolttimesta. Käytännössä tällaisessa alkaa jossakin vaiheessa tapahtua pyrolyysi polttoainesäiliössä jolloin liekin koko ja teho kasvavat merkittävästi, mikä entisestään tehostaa pyrolyysiä.

Jussin mainitsema pyrolyysikaasujen pitkäliekkisyys näkyy kuvassa hyvin. Matkaa ilman ja kaasun sekoituspisteestä liekin kärkeen on n. metri. Tämä saa miettimään olisiko pyörre polttokammiossa sittenkin parempi idea.




https://www.puuppa.org/~jap/Hakapontto/liekinheitin.mov

Muutenhan tuollainen voisi olla hyväkin poltin, mutta pelletin pyrolyysi aiheuttaa pelletin hajoamisen ja tervaantumisen, jolloin pellettisiilo holvaantuu eikä enää valu painovoimaisesti. Kuten aikaisemmassa viestissä todettu, pelletinpolttimen täytyy olla jatkuvasyöttöinen, ei panostoiminen.

[jussiäystö]

silloin kun rakensin pellettipolttimia siinä oli tietynlainenn annostelusysteemi .. periaatekuva näkyy ehkä nimihaulla patentti ja rekisterilaitoksen sivuilla -- vapaapudotteinen ei toimi. meitä oli kolmen kaverin porukka , minä olin keksijänä-- tuo maatalouden muutos , ja ilmapumput vei markkinat,, siellä voi myös näkyä automaattinen stokeripoltin syöttö systeemi , jos jotakuta kiinostaa,, taisi olla mallisuojaukset kyseessä

[japikas]

Stokeri-, mäntä-, sylinteri-, siipi-, spiraali- jne syöttölaitteita voidaan kehitellä. Yhteistä kaikille että polttoainetta annostellaan tarpeen mukaan jatkuvatoimisesti. Erityisesti pelletin tapauksessa tällä vältetään pelletin ennenaikainen pyrolyysi ja tästä aiheutuvat ongelmat, mitkä tulevat esiin erityisesti panostoimisessa ratkaisussa.

Pelletin tiputuskin toimii jos kyseessä on open-top/open-core tyyppinen flaming-pyrolysis/flaming-oxidation kehitin, jollaisia olen aikaisemmin rakennellut paikallismoottorikäyttöön.

Semanttisesti polttokammio-kaasuttimen voidaan ajatella vastaavan ylösalaisin käännettyä Dual Fluidized Bed kaasutinta, jonka kaksi rinnakkaista kammiota on sijoitettu sisäkkäin.



Vielä pitäisi keksiä miten valmistaa kierresuutin polttokammiota varten. Rahman on siirtynyt Tanskasta takaisin Intiaan ja jatkanut siellä tutkimuksia LTB-kaasuttimen suuttimen osalta. Vuonna 2022 julkaistussa artikkelissa esitetään kaaviokuva optimoidusta suuttimesta. Kuvan perusteella vaikuttaa konepajalla työstetyltä osalta, joka ei sellaisenaan välttämättä helposti sovellu kotitarvevalmistukseen.



Yksi mahdollisuus voisi olla ejektori-suuttimen alapäähän lisätyt siivekkeet, joilla tuotetaan kierre polttokammioon.

Mietin voisiko polttokammio olla heiluteltava holvin pudottamiseksi.

[japikas]

Hahmottelin toisenlaisen version pyörresuuttimesta, jonka on toteutettavissa autotallityökaluilla ilman hankalaa koneistusta. Suutinosa ei ole polttoputken sisällä, kuten Rahman-kaasuttimessa, vaan sen yläpuolella siten että kaasut imetään suuttimen ja putken välissä olevasta raosta.

Tässä toteutuu myös Jussin takaa-ajama usean suuttimen periaate. Äystö-kaasuttimesta tämä eroaa siten että suuttimet ovat kallistettu pyörteen aikaansaamiseksi. Lisäksi polttokammien seinät ovat umpinaiset, kun taas Äystössä joko reikäputkea tai häkki. Pyörivän kaasun tapauksessa kammion täytyy olla umpiseinäinen, muuten pyörivä kaasu pyrkisi aukkojen kautta ulos, mikä ei liene toivottavaa (?).



Ohessa eräs mahdollinen tapa toteuttaa kallistettu suuttimisto käyttäen valmiita letkuliitosnippoja.