Kirjoittaja Aihe: Hake-pellettipoltin  (Luettu 11196 kertaa)

Yleisajattelija

  • Jr. Member
  • **
  • Viestejä: 94
Vs: Hake-pellettipoltin
« Vastaus #75 : 27.01.2025-12:56 »
Tokihan toisiopalotilassa täytyy lämpöä olla, muuten osa palavista kaasuista jäähtyy ennen aikojaan ja jää palamatta. Toisaalta liian korkea lämpötila aiheuttaa ongelmia rakenteiden kestävyydessä ja voi aiheuttaa NOX päästöjä.

Ensiö/toisioilman suhdetta voi varmasti teoreettisesti laskeakin, mutta käytännössä se on hankalaa kun osa ensiöilmasta menee polttoaineen ohi ja onkin oikeastaan toisioilmaa. Säädin annostelee tarpeen mukaan toisioilmaa, sitä on todella vaikea käsin saada kohdalleen ja tilannehan muuttuu jatkuvasti, kun polttoainemäärä ja polttoaineen laatu kuitenkin vaihtelee.

Materiaalien lämpötilakeston suhteen on tosiaan havaittu ongelmia. Viikonloppuna oli sähkön hinta alhaalla, joten tein pitemmän huoltokatkon ja korjailin samalla lämpövääntymiä polttimesta. Toisiopalolämpötilä ei ole yllättäen ongelma (=siitä aiheutuvia ongelmia ehkäisemään suunniteltu rakenne näyttää toimivan), vaan ongelmana on ollut palopesän sivulevyt, joiden tarkoitus on eristää arinan ympäristö vesipinnoista ja nostaa hiilloksen lämpötilaa. Muu arina jäähtyy aika hyvin paloilmasta, joten iso lämpötilaero aiheuttaa ongelmia. Noihin levyihin on kokeiltu monenlaisia lämpölaajenemisen kestäviä rakenneinnovaatioita, ja nyt alkaa ongelmaan vihdoin löytyä toimivat ratkaisut.

Varsinainen työn alla oleva rakenne on nyt liikkuvan arinan mekaniikka, ja sain vihdoinkin viikonloppuna survottua moottorin ja arinan käyttömekaniikan masiinaan. Tila on muutenkin kortilla, ja lisärakenteille tilan saaminen edellyttää aina isoja rakennemuutoksia. Tämä "pelletti/hakepoltin Tetris" on kohta finaalissa ja pitäisi alkaa suunnittelemaan "hiilloksenpöyhimisstrategiaa". Teoreettisesti taitaa olla mahdoton rasti, ja käytännön kokeilujen suunnittelu hyvin vaikeaa.

Onko palstalaisilla tietoa oikeasta menetelmästä hiilloksen pöyhimiseen?

Muoks: Hiilen sublimoitumislämpötila (=kiinteästä suoraan kaasuksi) on hyvin korkea (yli 3000 astetta), joten ilman happea kaasuja ei synny. Tästä luultavasti seuraa se, että CO kaasunmuodostus on suoraan riippuvainen ensiöilmasta. Optimaalinen ensiöilman määrä riippunee hiilipedin aktiivisen pinnan määrästä, joka taas on riippuvainen hiilloksen raekoosta. Tilanne on selvästikin erilainen pelletillä ja haloilla. JOS tuhkanpoisto toimii vakaasti, ensiöilman määrällä voidaan säädellä syntyvän CO:n määrää niin kauan kunnen ohivirtaavan ylimääräisen ilman jäähdytysvaikutus pudottaa hiilloksen lämpötilan alle 500 asteen. Käytännön kokemus tukee tätä teoriaa (=liika ensiöilma ei ole koskaan ollut hyväksi).

https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon
« Viimeksi muokattu: 27.01.2025-13:38 kirjoittanut Yleisajattelija »

Yleisajattelija

  • Jr. Member
  • **
  • Viestejä: 94
Vs: Hake-pellettipoltin
« Vastaus #76 : 28.01.2025-13:49 »
Tuolla on mielenkiintoinen video Japanilaisesta musteen valmistuksesta:

https://www.youtube.com/watch?v=lUi0IE6acPI

Kupissa poltetaan jotain öljyä ja lampunsydän nojaa kupin reunaan. Kupin päällä on kupu, joka rajoittaa sopivasti ilman saantia jolloin öljylamppu savuttaa maksimimäärän.

Tuo on palamisteknisesti mielenkiintoinen, koska palamisessa ei ylitetä hiilen syttymislämpötilaa. Hiilen syttymislämpötila ilmassa on tosin varsin mielenkiintoinen ilmi, koska timantilla se on n. 850 astetta:

https://fi.wikipedia.org/wiki/Timantti

...ja grafiitilla n. 600-700 astetta:

https://www.xcggraphite.com/news/optimal-temperature-for-burning-graphite-and-its-impact-on-material-properties-and-performance.html

Grafiittiupokkaita kuitenkin tunnetusti käytetään mm. teräksen sulatukseen (min. 1500 astetta), joten joku tässä nyt mättää...

Muoks: kyllä nuo grafiittiupokkaat palavat, tosin hitaasti:

https://www.chaski.org/homemachinist/viewtopic.php?t=107245.

Pointti tässä on nyt se, että ensiöilman annostelun kannalta olennaista on, että syntyykö noki hiukkaspäästönä hiilikökäreen pinnasta vai käykö se CO vaiheen kautta ja osittaisen CO2 palamisen jälkeen "uudestisyntyy" nokena. 

Muoks2: Näyttäisi menevän CO-vaiheen ja korkean lämpötilan kondensoitumisen kautta:

https://aaqr.org/articles/aaqr-17-06-oa-0216.pdf

Vaikuttaisi tukevan käytännön kokemusta, eli nokeaa konvektoria (=sytytysvaiheessa hiillos alle 500 astetta, jolloin syntyy nokea ja polttovaiheessa myös alle 500 astetta joten noki ei pala) mutta ei piippua (lämpö niin alhainen ettei CO2:sta enää synny vaikka välillä ollut rikkaalla alle 0% happipitoisuuden seoksella).



« Viimeksi muokattu: 28.01.2025-14:42 kirjoittanut Yleisajattelija »

Yleisajattelija

  • Jr. Member
  • **
  • Viestejä: 94
Vs: Hake-pellettipoltin
« Vastaus #77 : 28.01.2025-15:31 »
Parasta toisiopalolämpötilaa arvioitaessa on myös NOX päästöt huomioitava:

https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2022/11/IEA-Bioenergy-Task-32_Report-D1-2_Low-emission-wood-stove-design_final.pdf

Yli 1300 liekkilämpötiloilla alkaa NOx päästöt jyrkästi kasvaa.

Lopputulemana on se, että täytynee laittaa kolmaskin termopari jonnekkin hiiloksen yläpuolelle mittaamaan liekkilämpötilaa.