Lesni plin

[Holzman]

Lep pozdrav vsem ljubiteljem tehnike in tehnologije!

Pri naključnem iskanju na netu sem zasledil nekaj topicov na temo lesnega pliina, kogeneracije ipd. na tem forumu.
Ob branju sem opazil orgomno napačnih informacij, mitov, neresnic v zvezi z lesnim plinom. Pa tudi nekaj interesiranih ljudi, ki bi radi poizkusili srečo s tem energetskim virom.

Teme so stare, zato sem se odločil prijavit in odpret novo.

Naj najprej povem nekaj o sebi na omenjeno temo. Z lesnim plinom se ljubiteljsko ukvarjam že približno 10 let. Iz poskusnih Tomosovih motorjev (50ccm) sem postopoma prešel na avtomobilske motorje, lani pozimi sem se prvič vozil v avtu popolnoma brez fosilnih goriv, predelal sem namreč starega Seata Aroso na ogeljni plin. Avto se je vozil odlično, vendar je imel majhen doseg (30km) zaradi majhnega uplinjevalnika.
Družina se je povečala, malega Seata je zamenjal večji Chevrolet Lacetti, ki je lani jeseni tudi doživel preobrazbo.
Sedaj ga poganja lesni plin. Uplinjevalnik je lociran na posebnem nosilcu na vlečni kljuki, podobnem tistem nosilcu za kolesa, skrit pa je pod lično aluminijasto škatlo.
V uplinjevalniku kurim večinoma drva v velikosti jajca ali cigaretne škatle, vendar je možno kurit tudi sekance ali pelete.
Avto ima končno hitrost na 100% les okrog 120kmh, porabo drv okoli 15-20kg/100km. Za boljšo predstavo naj povem da to znese okrog 2-3 jupolove ajmre sekancev/drv na 100km. Z enim poljnjenjem dosežem razdalje do 50km, potem je treba drva dosipat.
Sam pokurim večinoma odpaden les in veje iz lastnega gozda.Za skeptike, imam cel kup posnetkov na Youtube, ki pa so v angleščini (recimo ) zaradi sodelovanja z Ameriškimi in Skandinavskimi kolegi.
Eden je tole

https://m.youtube.com/results?q=kristij ... inger&sm=3

Nekaj splošnih mitov v zvezi z lesnim plinom:

-lesni plin NI sajasta katranasta svinjarija, ki bi se valila iz kakega dimnika
-lesni plin in pirolitski plin sta si zelo različna! Lesni plin je konstantne kakovosti in visoke čistosti, nastane v zelo oksidiranem (zračnem) okolju pri ekstremnih temperaturah (1200c), pirolitski plin pa je produkt suhe destilacije lesa brez zraka.
-lesni plin brez težav in posebnih predelav poganja bilokateri motor z notranjim izgorevanjem, ima tudi zelo visoko oktansko števila.
-regulacija obtatov je več kot možna.
-motor izgubi od 25-50% moči ki jo ima na tekoče gorivo
-lesni plin je čist in dejansko za motor manj škodljiv od bencina.
-avto na lesni plin je varnejši od klasičnega, saj v nobenem trenutku ni v sistemu več kot ~15l plina. Kolikor ga motor rabi, toliko se ga proizvede (za razliko od tanka z gorivom)
-zagon uplinjevalnika traja max 5min, vendar se je v tem času že možno peljati na bencin in kasneje s pritiskom na gumb preklopiti na les.
-možno je tudi hibridno voženje bencin/les v vseh razmerjih. Sam to prakticiram ob prehitevanjih ipd ko je potreben nenaden pospešek-preklopim na režim 25bencin/75les z enim pritiskom gumba
-uspešno upravljanje z lesnim plinom zahteva veliko izkušenj in učenja, vendar pa je ob osvojitvi znanja stvar enostavna. Razen priprave goriva so tu še tedensko čiščenje pepela in letno čiščenje hladilnika/instalacije.
-generator plina ni plinska jeklenka! Je motorju točno in matematično prilagojen sistem, ki zagotavlja optimalno delovanje v vseh situacijah. Priklopi 3kw agregat na moj uplinjevalnik, pa ga bo zalilo s katranom v enem tednu. Priklopi nanj motor z 200kw in od uplinjevalnika bo ostala samo gmota staljene kovine.

To področje energetike je zelo napredovalo od okornih, težkih, umazanih sistemov iz druge svetovne, vendar ima ogromen potencial. Vem, da je dan danes malo ljudi pripravljeno reskirat svoj čas za tako stvar v smislu pogona vozil, plus nima vsak svojega gozda, a je stvar zanimiva za kogeneracijo.

S to temo želim spodbudit ljudi k razmisleku, idejam, poleg tega pa bi rad spoznal kakšnega Slovenca, ki se s tem ukvarja. Več glav na vsezadnje več ve
Prosim, povejte svoja mnenja, izkušnje, baje imamo tudi prinas strokovnake s področja, pa da vidimo če se da dorečt kakšna skupna beseda.

Lep pozdrav, Kristijan

[fikus_]

Zanimiva zadeva. Kolikšen je pa izkoristek zgorevanja oz. vložene energije v obliki lesa in dobljene mehanske energije? Ali bi bilo uporabno za kogeneracijo proizvodnjo elektrike in toplote?

Mogoče kakšen link do teorije.
Hvala za odgovore.

Sem šel malo gledat na YouTube. Tam se dosti najde o tem. Kakšne so težave pri kogeneraciji? Zakaj ni bolj razširjeno, ekonomika?

[Holzman]

Kolega iz ZDA je naredil test na uradnem inštitutuisti, isti motor (Dodge Ram) na lesni plin ima v primerjavi z bencinom za 37% večji izkoristek. Če kot osnovo gledamo kurilne vrednosti obeh goriv glede na izdano mehansko energijo.
Drugače pa se približno 75% energije lesa pretvori v plin, ostalo je odpadna toplota, ki jo je na mobilnih sistemih treba odvajat, pri kogeneraciji (skupaj z toploto izpušnih plinov) pa se vsa odpadna toplota da uporabit za ogrevanje.
Kdor zna Angleško, je tu www.driveonwood.com, is še mnogo mnogo strsni, ampak so vse v tujih jezikih.

Drugače je pa stvar v teoriji taka. Uplinjevalnik je sestavljen iz dveh delov. V prvem les zgori v zelo vroči, s kisikom bogati atmosferi. Vse smole, katrani, hlapni del lesa zgori v CO2 in H2O, ostane le lesno oglje (žerjavica)
Do tu je vse isto kot pri navadni peči.
Magija se zgodi v drugi coni, ko oglje pada v spodnji, redukcijski prostor, kjer nastala CO2 in H2O s pomočjo ogljika iz žerjavice in visoke temperature razpadeta na vodik, ogljikov monoksid in metan, vsi so gorljivi plini.
Sledi hlajenje plina, filtracija pepelov in saj, mešanje z zrakom v uplinjaču podobni napravi in izgorevanje v motorju.

[grega09]

Omenil si produkcijo treh gorljivih plinov. Se potem vsi uporabljajo pri procesu izgorevanja v motorju? V kakšnem razmerju približno so prisotni, ko jih pridobiš?
Ker proces, ki temelji na razbijanju vezi med H in O v molekuli H2O in potem koriščenju plina H2, je v celoti verjetno proces z izgubami, glede na to, da moraš za razbijanje porabiti več energije, ki jo potem lahko z izgorevanjem plina pridobiš. Kako pa zagotovimo dovolj visoko temperaturo, ki si jo omenil, da se to zgodi?
Kot celota in ideja se sliši pa zanimivo. Nisem pa še uspel priti do kakšnih teoretičnih razlag...

[Holzman]

Lesni plin sestoji iz približno 20% H2, 20% CO, 5% CH4, ostalo je dušik. Vse gorljive pline motor izkoristi, dušik pa je neželen, a neizogiben (zaradi vpihovanja zraka v reaktor)
Glede vprašanja o energiji; povedano na kratko- s pomočjo vode kot medijaizkoriščamo energijo ki je shranjena v ogljiku.
V prvem delu reaktorja les gori. Gorenje je zelo intenzivno, in nikakor ne tlenje kot si mnogi predstavljajo. Poteka eksotermna reakcija
C6H10O5 + O2 > CO2 + H2O + energija

Do tu je vse enako navadni peči.

Sedaj pa sprememba, namesto da bi dimni plini potovali gor in v dimnik, kot pri peči, potujejo DOL skozi plast oglja.

Oglje je razžarjeno od energije, sproščene v zgornjem delu, in močno željno kisika. Ker ga v prosti obliki ni, ga iztrga iz vode in CO2,
C + CO2 + H2O > CO + H2 - energija

Reakcija poteka le pri temperaturi višji od 700c.
Toliko kot se energije proizvede z gorenjem v zgornjem delu, se spremeni v energijo plina. V idealnem svetu. Ker pa so v realnosti še toplotne izgube, je dejanski izkoristek nekje okrog 75-85%.

[kruster]

Moje mnenje:

-Za vsakodnevno rabo ni najbolj primerna zadeva - generator plina s "filtrno kolono" na avtu, uporabna zadeva bi bila , podobno kot CNG , stisnjen lesni plin , na avtu plinski sistem, generator s filtri pa doma ....

-s trditvijo , da v zgornjem delu reaktorja poteka popolno zgorevanje lesa (nastaja CO2 in H2O) pa se ne morem strinjat, saj je nastale energije pri tem preveč, ki pa povzroča pregrevanje lesne mase , ta pa na temperaturi razpada (poteka piroliza) , ...intenzivno izhajanje plinov iz lesa , kisik porabljen,... nepopolno zgorevanje.

[Holzman]

Lesni plin je nepraktično stiskati. Najprej je tu varnost. Tlak, možnost kontaminacije s kisikom in posledično eksplozivnost.
Kot drugo ekonomija. Potrebno je vložiti veliko energije za stiskanje.
In zadnje, lesni plin pod tlakom počasi razpada na CO2 in ogljik. CO2 zmanjša kalorično vrednost plina, ogljik pa (saje) bi zamašil sistem. Polegtega je tu uhajanje vodika skozi porozne stene rezeroajha..

Na nek način je lesni plin že stisnjen. V lesu. Le ven ga je treba pravilno dobit.

Strinjam se da ni praktična zadeva za 90% ljudi ki bi radi prišli na točko B še preden se usedejo v avto.
No, sam vozim na les vsak dan že skoraj 1 letio (in prej 1 leto na oglje) in najbrž ne bom nikdar več presedlan na bencin/nafto. Vzdrževanje mi vzame 5 minut na teden (apiranje vodnega filtra in hladilnika),
Zagon traja manj kot minuto, les je zastonj in poraba goriva je za 80% manjša. Plus nudi en poseben užitek v vožnji

Kar se tiče zgorevanja v zgornji coni pa se žal motiš. Ne pozabi da so pirolizni plini kahko vnetljivi in se takoj ob stiku z zrakom vnamejo. Pred direktno vročino in sevanjem pa surov les varuje tudi precej debela plast oglja, ki postopoma zgoreva in nastaja.
Kadar je zgorevanje v zgornji coni nepopolno, to se zgodi če generator ni prilagojen motorju, pirolizni plini ne zgorijo popolnoma in v sistemu se pojavi katran. Prvi znak je trd gas pedal, dušilna loputa se je zlepila. Uplinjevalnik je pre velik za motor.
Tudi meni se je zgodilo podobno. Par majnsih nastavitev in sistem deluje popolno od tedaj.

[kruster]

Holzman, z občudovanjem te podpiram pri tvoji vztrajnosti pri koriščenju lesa kot goriva in tudi sam razmišljam, kako se rešiti fosilnih goriv za več strojev oz. širše (pri hiši so trije avti, dva traktorja , kosilnica , ..)
V nekaterih detajlih se ne morem strinjati s tabo oz. mi niso logični:
- ekonomičnost stiskanja plina; če se plin iz posode ekspandira za reducirnim ventilom izgubiš vso energijo vloženo na stiskanju , če pa plin spuščaš preko napr, https://www.youtube.com/watch?v=ZGiviT-C_oY potem pa izkoristiš precej vložene energije.
-

pirolizni plini kahko vnetljivi in se takoj ob stiku z zrakom vnamejo

res je, če ostane še kaj zraka , ... zakaj potem dodajati sekundarni zrak za popolno zgorevanje, oziroma matematično vprašanje :
Koliko toplotne nastane , če pri popolnem zgorevanju zgori 1 kg lesa?
Koliko toplotne energije je potrebno, da uplinimo 1 kg lesa?

[Holzman]

Kar se tiče stiskanja plina, en čisto enostaven izračun. 50l jeklenka napoljnjena na 200bar drži v sebi 10000l plina. Poraba plina za moj 1.6l motor pri polni obremenitvi (110kmh na avtocesti) je okrog 1000l na minuto. Torej, 50l jeklenka zadostuje za 10 minut vožnje. 20 mogoče po lokalni cesti.
Če prištejemo še nevarnosti opisane zgoraj...

Uplinjevalnik lesa je sestavljen iz dveh delov. V zgornjem se vsa energija iz lesa sprosti pri izgorevanju. Ta del je toplono izoliran in podprt z izmenjevalnikom toplote ki izgubljeno toploto uporabi za predgretje zraka. Na ta način jo vso dobimo nazaj.
V drugem delu pa se 70-80% nastale toplotne energije pretvori nazaj v kemično. Ostalih ~25% pa je izguba in se odvede v ozračje in dodatno predgretje vstopnega zraka.

Zakaj je v zgornjem delu NUJNO potrebna popolna oksidacija (izgorevanje)?
Samo na ta način dobimo v spodnjem delu dovolj energije (jedro reaktorja doseže nad 1200c)
In, najpomembnejše, samo na ta način zgori/oksidira ves katran. Če nebi, bi potoval skupaj s plinom do motorja. Neprijetno.

Obstahajo pa tudi sistemi ki izgorevajo nepopolno. T.i. updraft sistemi. Proizvedejo zelo kaloričen plin, a ogromno katrana in so neuporabni za pogon motorjev (dobri edino za gorilce).
Vsaka kalorija ki pa jo dodatno vnesemo v reaktor (v obliki predgretega zraka) je kalorija več pri kvaliteti plina. Tako npr kolegi iz ZDA za predgretje zraka poleg predgretja z odpadno toploto reaktorja uporabljajo še toploto iz auspuha. Njihov zrak je ogret na 600c še preden vstopi v reaktor, ti sistemi imajo odličen izkoristek.
Nekateri lovijo kalorije z predgretjem lesa-voda v lesu je velik porabnik energije...
V odgovor na vprašanje koliko energije je potrebno za uplinjanje 1kg lesa. Okrog 20%, torej bo 200g lesa uplinilo 800g lesa.

Uplinhecalnik ni peč. V peči najprej zgorijo pirolitski plini, nato pa oglje. Pri uplinhevslniku zgoraj zgorije le pirolitski plini, čimbolje zmešani z zrakom, oglje pa pada dol v drugi del, kjer v vroči atmosferi CO2 in pare reagira z njima, daje plin.

[hscnc]

Kako pa je z izpusti pri takšni mobilni kotlovnici? A je to podobno muzejskemu vlaku ali je kaj bolje? Saj veste, pariški podnebni sporazum določa da so že šporheti starih mamc sporni.....

[Holzman]

V lesnem plinu ni žvepla in ogljikovodikov (razen metana). Pri izgorevanju ne nastaja NOx, edini možni izpust je CO v primeru da voznik narobe nastavi razmerje plin/zrak. Trdi delci se izločijo že v filtru plina.
V bistvu je izpuh popolnoma brez vonja.
V videih na Youtubu vidiš vse sorte specialistov. Ob zagonu reaktorja se kadi ko hudič. Po pravici povedano, nimam pojma kako jim to rata.
Sam vedno zakurim s prenerjem globoko v srcu reaktorja. Tam je samo oglje in se nima kaj kaditi. Ko se vročina razširi do lesa je v srcu že 1000° in se ves dim skrekira.

V prvem postu je link od mojega Youtube kanala. Če te zanima, si poglej. Okrog 40 videov, vse od notranjosti kotla do zagona in vožnje.

[Vooooolja]

Glede uplinjevalnika na vlečni kljuki ... Kaj to je vse po predpisih? Si moral kaj homologirat?

[mkorit5]

Mi smo se ukvarjali z lesnim plinom.

Prišli daleč vendar ni ekonomije......

https://youtu.be/jFFeBDm2zwc

[Oldi]

Tole ne razumem
>CO + H2 - energija.
Mal čudno je to, CO je strupen, les je pa pretežno iz ogljika, kam ta gre? Aja, CO in H2 izgorita, nastane CO2 in H2O.

Da bi lesni plin obogatili z vodikom pridobljenim s sončno elektriko in mešanico vtiskovali v plinovod verjetno odpade, zaradi ogl. monoksida.

[kruster]

Minilo je nekaj let , ko je tekla ta debata , no , "globoko sem zabredel" v praktično uporabo lesnega plina , lahko rečem , da Holzmanove navedbe v praksi držijo , lesni plin je "zakon".

https://youtu.be/OLzXOplRkXA?si=ueS8bMHlKs5u7vp3