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Erster Teil hier verfügbar
Die Verknüpfung von Umwelttechnologie, Kreislaufwirtschaft und Landwirtschaft ist ein Buffet mit herausfordernden, interessanten Projekten. In den Jahren 2017 und 2018 haben uns unsere fortgesetzte Arbeit in Biokohle und Vergasung sowie unter anderem unsere Arbeit mit kleinem Kunststoffrecycling – ganz zu schweigen von der Organisation des WNC Repair Cafe–Projekts – in viele Richtungen gezogen. Mit so vielen neuen Grenzen, wenn wir eine Minute Zeit haben, ist es schön, zu etwas zurückzukehren, mit dem wir uns recht wohl fühlen: unserem Pyrolyseölbrenner im Babington-Stil.
Wir haben unseren vorherigen Pyrolyseölzerstäuber so modifiziert, dass er in ein kleineres Paket passt. Beachten Sie die manuellen Übersteuerungssteuerungen für die Wartung, und der kleinere Sumpf ist erforderlich, um eine Schnittstelle zu unseren Pflanzenkohle-Geräten herzustellen.
Pyrolyseöl
Denken Sie an das, was wir Pyrolyseöl nennen, als etwas austauschbar mit dem, was manchmal ‚Bio-Rohöl‘ oder einfach Teer und ‚Kreosot‘ genannt wird. Obwohl die allgemeine Definition von Kreosot (zumindest im Südosten der USA) dazu neigt, alle Holzflüssigkeiten zu umfassen, wird sie normalerweise angesprochen, wenn es um den Aufbau in einem mit Holz befeuerten Schornstein geht. Dieses klebrige / manchmal knusprige Durcheinander, das Ihren Schornstein auskleidet, ist im Grunde kondensierter Rauch eines schwelenden Feuers – das Produkt von Kälte und teilweiser Verbrennung. Pyrolyseöl ist ein wenig anders: es wird durch Kondensation der während der Pyrolyse freigesetzten Gase hergestellt – etwas, das alles vor der Einführung von Sauerstoff geschieht. Es ist auch wichtig zu beachten, dass Holzkreosot anders ist als das inhärent giftigere Kohlenteer-Kreosot, das im 20.Jahrhundert häufig als Holzschutzmittel verwendet wurde. Um Verwechslungen zu vermeiden, nennen wir es nicht Kreosot, sondern Teer und Pyrolyseöl.
Pflanzliche Teere und Öle haben eine gut dokumentierte lange Geschichte der Verwendung im vorindustriellen Schiffbau – Teere funktionierten gut, um die Fugen abzudichten und Fäulnis an Holzrümpfen zu verhindern. Einige Historiker haben behauptet, dass für einen Zeitraum während des 18. und 19.Jahrhunderts, dass North Carolina (go Tarheels!) führte die Welt in der Produktion von Kiefernteer und Terpentin. Weniger bekannt ist seine Rolle im frühen Straßenbau (siehe: Asphalt), Dacheindeckung und interessanterweise in unterschiedlichem Maße legitim und Quacksalber wie Teerwasser. (Wenn Sie neugierig sind, ist die Geschichte des Philosophen und UC Berkeley Namensvetter George Berkeley Besessenheit mit Teerwasser sicherlich eine bizarre.)
Angesichts der Tatsache, dass sich die Pyrolyse heute neben landwirtschaftlichen und forstwirtschaftlichen Abfällen als praktikables Abfallbewirtschaftungsinstrument für Reifen und Kunststoffe herausbildet, ist es möglich, dass diese weitreichenden Pyrolyseflüssigkeiten wieder einen wichtigen Beitrag zur chemischen Industrie leisten. Die Kunststoff-zu-Kraftstoff-Technologie erhält viel Aufmerksamkeit, und Biomasse-Teere in Bioasphalt scheinen eine gute Alternative zu herkömmlichen Erdölbindemitteln zu sein.
Die Crew von LWF Biochar fertigte diesen Asphaltblock mit einem herkömmlichen Aggregatverhältnis an und ersetzte Bindemittel auf Erdölbasis durch Holzteer. Obwohl es keine normalen Verschleißbedingungen sieht, bleibt es seit einigen Jahren in der Sonne, im Regen und im Schnee.
Pyrolysekondensate variieren stark mit unterschiedlichen Einsatzstoffen und Prozessen. Unsere ist abgeleitet von meist hohe-lignin Appalachian hartholz mühle abfall, was zu einer melasse dick, sauerstoff und wasser reiche, sehr klebrig und hoch sauren komplexe öl/teer mischung. Ich habe bereits darüber geschrieben, dass wir Pyrolyseöle als konsistenten und dosierbaren, stabilen flüssigen Brennstoff verwenden. Diese Vorteile flüssiger Brennstoffe gegenüber anderen erneuerbaren Alternativen sind definitiv attraktiv, und obwohl die saubere Verbrennung von Pyrolyseölen eine Herausforderung darstellt, glauben wir, mit dem Babington-Kugeldüsendesign eine geeignete Lösung gefunden zu haben.
Babington Style Burner, Revisited
Vor einem Jahr, als ich über unseren Babington Style Burner der ersten Generation schrieb, habe ich mit Bemerkungen darüber aufgehört, welche Art von Verbesserungen wir vornehmen möchten. Unsere erste Einheit war groß, mit einem klobigen Vorheizsystem, umständlichen Bedienelementen und einem unzuverlässigen (und ehrlich gesagt etwas gefährlichen) Zündsystem. Wir sind mit unserer Arbeit noch lange nicht fertig, aber wir haben seitdem einen langen Weg zurückgelegt. Unsere neue Einheit wird größtenteils in ein herkömmliches Brennergehäuse im Pistolenstil gequetscht. Es sitzt jetzt niedrig genug am Boden, da es mit unseren Biokohle-Produktionsanlagen verbunden ist. Wir können in ⅓ der Zeit vorheizen und den Sumpf automatisch aus einem 20-Gallonen-Gefäß für (theoretisch) bis zu 20 Stunden ununterbrochene Brenndauer füllen. Start-up ist viel zuverlässiger, und vielleicht am wichtigsten, zerstäubung ist ausreichend für kontinuierliche + 900C verbrennung. Es gibt noch viel zu tun mit (um nur einige zu nennen) verbesserten Schwimmersteuerungen, Emissionstests, Wetterschutz und Kaltwetterbetrieb. Trotz der Probleme bin ich zuversichtlich, dass wir nicht weit von dieser Maschine entfernt sind, die als primäre Startwärmequelle für die Biokohleproduktion dient – wo wir möglicherweise unsere Holzspanvergaser vollständig eliminieren können – und eine Quelle von (debattiert) klimaneutrale Wärme für eine, die, wenn man sequestrierte Biokohle betrachtet, tatsächlich als kohlenstoffnegativ bezeichnet werden könnte.
Wenn Sie wie die meisten Leute Ölbrenner untersuchen , haben Sie bereits eine Quelle für Motor- oder Pflanzenöle. Für diese Brennstoffe stehen viele gewerbliche Motorölbrenner zur Verfügung. Wenn Sie einen in Aktion sehen möchten, besteht eine gute Chance, dass Sie einen in einem der üblichen Drive-Through-Ölwechselgeschäfte sehen können. Die meisten dieser Brenner können zwischen Motor- und Pflanzenölen wechseln, solange auf eine ordnungsgemäße Filtration geachtet wird und ein Mittel zur Einstellung der Wärme verfügbar ist. Denken Sie daran, dass Siphondüsen im Vergleich zu herkömmlichen Ölbrennerdüsen etwas größere Durchgänge haben und einen gewissen Spielraum bei der Kraftstoffqualität ermöglichen. Wenn Sie jedoch wie wir sind und Ihr Kraftstoff einen geringen Filtrationsgrad erfordert, geht nichts über das Babington–Kugeldüsendesign hinaus – bei dem Kraftstoff über die Düse verteilt wird, nicht wie bei anderen Konstruktionen durch die Düse. Ein weiteres wichtiges Detail: Herkömmliche Altölbrenner benötigen robuste Luftkompressorsysteme, um die Zerstäubung zu erreichen und das Siphon-Kraftstofffördersystem anzutreiben. Babington-Brenner benötigen immer noch Druckluft, aber das Volumen ist aufgrund des sehr kleinen Lochs an der Düse viel geringer. Unsere Einheit hat eine (vergleichsweise große) .0137 „loch und hat sich bewährt zu arbeiten (wo andere nicht) auf das volumen der luft von typischen schrottplatz bezogen kühlschrank kompressoren. Zugegeben, dies ist nicht die sicherste und sicherlich nicht für den Langzeitbetrieb geeignet, aber es ist ein anständiges Werkzeug, um die relativ geringe Menge an Druckluft zu demonstrieren, die tatsächlich benötigt wird.
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Genau wie beim letzten Mal werde ich mit ein paar Anmerkungen zu Verbesserungen gehen. Verbesserte Schwimmersteuerungen und Überlaufalarme sind die ersten, die kommen – es gibt ein empfindliches Gleichgewicht mit diesem kleinen Sumpf und Überläufe sind chaotisch und gefährlich. Ohne den Aufbau in der langen Brennröhre wäre unsere Laufzeit wahrscheinlich nur auf das Kraftstoffvolumen in unserem Vorheiztank beschränkt. Durch Modifizieren des Brennkammereinlassrohrs wird dies möglicherweise behoben; Für eine verbesserte Zerstäubung können kleinere Düsenlöcher und ein echtes Kugeldesign nicht schaden. Eine spezielle Abdeckung mit technischer Kühlluft hält die Elektronik kühl, verhindert katastrophale Brände und ermöglicht den Betrieb bei Regenwetter. Es gibt noch viel zu tun.
Bevor wir fertig sind: Eine Erinnerung an die Sicherheit. Obwohl wir gerne Geschichten lesen und hören und unsere Erfahrungen mit alternativen Kraftstoffen teilen, sollte beachtet werden, dass das System, das wir hier entworfen und geteilt haben, experimentell und für unsere spezifische Mischung aus Hartholzteeren und Ölen optimiert ist. Wir empfehlen niemals, einen Ofen für den Altölbetrieb zu modifizieren, und wir befürworten nicht, dass DIY-Maschinen ohne ständige Aufsicht in Innenräumen betrieben werden. Seien Sie sicher – ein paar Dollar zu sparen ist schön, aber es ist nie das Risiko für Menschen und Eigentum wert.
Wie immer können Sie sich bei Fragen gerne an uns wenden,