Піролізний котел - різновид твердопаливного, як правило, водогрійного котла, в якому паливо (наприклад, дрова) і виходячі з нього летючі речовини згорають окремо. Зазвичай, як "вірний синонім" вживається назва газогенераторний котел, зрідка роблять відмінність.
Фактично, піроліз (розкладання - це негазифікація, але при газифікації частина реакції - це піроліз) відбувається при будь-якому способі спалювання твердого органічного палива.
Так звані, «піролізні котли», по своїй суті, є котлами - «газогенераторами», що в своїй суті використовують принципово іншу реакцію, в порівнянні з «піролизом», дана реакція має назву «газифікація», в результаті газифікації, наприклад біомаси, отримують два основні продукти:
1. Зольний залишок (зола)
2. Синтез газ (горючий генераторний газ), який в свою чергу, фактично не може бути сконденсованим при природних температурах (+10 - 40°С).
В результаті "чистої" реакції "піроліз" виникають: вуглецевий залишок (вуглець) і піролізний газ, який, в свою чергу, за своїм складом відрізняється від "генераторного газу".
Паливо. Піролізні котли ефективні на паливі з високим вмістом летких речовин - деревині (дрова, деревні відходи, паливні брикети та пелети), бурому вугіллі; деякі моделі споживають кам'яне вугілля (класу «горіх 1» або «камінь») і навіть кокс. Даний тип котлів пред'являє досить високі вимоги до вологості палива - для дров не більше 20-35%. Це пов'язано з тим, що водяна пара розбавляє піролізні гази і заважає горінню, при роботі на вологому паливі потужність різко падає або котел взагалі згасає. У ситуаціях, коли сухого палива немає, це серйозний недолік.
Конструкція. У піролізних котлах топка розділена на дві частини. У першій частині (газифікуюча камера, або камера завантаження) при нестачі кисню повільно горить і піролізується паливо, а гази, які виділяються при цьому, у другій частині (т.н. Камера згоряння), куди подається вторинне повітря (подвійне дуття). Відведення тепла з камери завантаження мінімізується. В існуючих конструкціях цей простір розділяє колосник, на якому лежить паливо; первинне повітря проходить крізь шар палива зверху вниз. Таким чином, характерною відмінністю піролізних котлів від інших побутових котлів є верхнє дуття. Топки такої конструкції мають підвищений аеродинамічний опір, тому тяга їх, як правило, примусова. Часто з технологічних міркувань вони реалізуються за допомогою димососа, а не дуттєвого вентилятора (більше характерного для невеликих котлів); в статтях зазвичай все одно вживається термін «вентилятор».
Принцип дії. Дрова (або інше паливо) завантажуються на колосник. Їх підпалюють, дверцята закриваються і запускається димосос. При нестачі повітря і під дією високої температури (200-800°C і вище), відбувається обвуглювання і виділення деревного газу, тобто власне піроліз. Продукти, які виділились (в основному вуглеводні, чадний газ і водень, плюс азот з первинного повітря), надходять під колосник. Там до продуктів піролізу підмішується вторинне повітря, в якому летючі згорають; частина тепла при цьому повертається до нижнього шару дрів і підтримує піроліз. Отримане тепло може бути використано для нагріву будь-яких теплоносіїв - води, повітря.
Переваги і недоліки. Основний конкурент піролізних котлів в сфері спалювання дров - традиційні котли з єдиною топкою з нижнім дуттям. При цьому, слід мати на увазі, що в багатьох їх сучасних моделях теж є можливість подачі вторинного повітря в факел (в деяких старіших котлах все повітря подавалося під колосник, в наслідок чого летючі речовини могли згорати не повністю).
Переваги:
- Регульований (подачею первинного повітря) процес горіння дозволяє працювати з однією закладкою досить тривалий час, до 12 годин (у звичайних дров'яних котлів близько 3-4 годин, однак у котлів верхнього горіння цей показник більше - від 30 годин на дровах до 6-7 днів на вугіллі). Можна забезпечити автоматичне регулювання параметрів.
- Повне згоряння палива. Як наслідок, гарантована економічність горіння, рідше треба чистити зольник і газоходи.
- Двоступінчате спалювання дозволяє знизити надлишок повітря у вихідних газах (підвищує економічність).
- Процес горіння піролізних газів легко піддається управлінню і регулюванню, що дозволяє автоматизувати роботу такого котла приблизно в тій же мірі, що і роботу газових або рідкопаливних котлів.
- Зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу (зокрема, висока температура у верхній камері пригнічує CO).
- Застосування даного типу котлів стимулює до відмови від застосування непідсушенного палива, що підвищує ефективність господарювання.
- Можливість спалювання великих (навіть неколотих) дрів.
Як наслідок, економічність даного типу котлів в порівнянні з «традиційними» аналогами може бути вища на 4-7%.
Недоліки:
- Більш висока (в 1,5 - 2 рази) вартість.
- Енергозалежність - без димососа працювати не можуть (за рідкісним винятком).
- Вимогливість до вологості палива.
- У деяких моделей помічені зміни потужності в процесі спочатку зростаючого, потім затухаючого виходу летючих в ході піролізу закладки - до 40%.
- На малих (нижче 50%) навантаженнях горіння нестабільно, відзначається утворення дьогтю в газоходах.
- Температура зворотної води повинна бути не менше 60°C (рідко 40°), щоб уникнути випадання в газовому тракті конденсату і низькотемпературної корозії (це звичайна вимога до казанів, проблема легко вирішується підмішуванням прямої води до зворотньої).
- У дров'яний піролізний котел не можна організувати автоматичну подачу палива (потрібні великі дрова); разом з тим є пелетні піролізні котли.
- Значна частина публікацій про піролізні котли носить яскраво виражений рекламний характер, в результаті сформувати об'єктивне уявлення про них часом проблематично.
Захисні пристрої піролізного котла:
- термостатичний регулятор повітря;
- підривний (запобіжний) клапан з робочим тиском 2-4 bar;
- пристрій від закипання котла, який представляє собою систему скидання гарячої води (у разі перегріву заслінка відкривається за допомогою термостатичного клапана для зниження температури всередині котла).
