Применение газогенераторов с ДВС для тепличных хозяйств.

Применение газогенераторов с ДВС для тепличных хозяйств в том числе и использование выхлопных газов ДВС работающих на генераторном газе для подкормки растений.

Использование выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих на генераторном газе, для подкормки растений в теплицах технически возможно, но требует тщательного анализа состава газов и внедрения систем очистки. Вот основные аспекты этого вопроса:

1. Состав выхлопных газов генераторного газа

Генераторный газ, получаемый из древесины или древесного угля, содержит:

• Углекислый газ (CO₂) — основной компонент, необходимый растениям для фотосинтеза .
• Водород (H₂), метан (CH₄), оксид углерода (CO), а также следы оксидов азота (NOx) и сажи. Ссылка.При этом выбросы токсичных веществ (CO, CH) у двигателей на генераторном газе ниже, чем у бензиновых аналогов .

2. Преимущества для теплиц

• CO₂ для фотосинтеза: Углекислый газ повышает урожайность, ускоряет рост растений и улучшает их устойчивость к болезням ссылка - тепличные хозяйства.
• Утилизация тепла: Тепловая энергия выхлопных газов может использоваться для обогрева теплиц, что снижает затраты на отопление ссылка - подача СО2.

3. Проблемы и риски

• Токсичные примеси: Даже при использовании генераторного газа в выхлопе присутствуют CO, NOx и сажа, которые могут навредить растениям и персоналу.
• Температура газов: Горячие выхлопные газы требуют охлаждения перед подачей в теплицу .
• Техническая сложность: Необходимы системы очистки (например, каталитические конвертеры) и контроль состава газов .

4. Примеры реализации

• Каталитические конвертеры: В энергоцентрах теплиц используют установки типа COdiNOx, которые очищают выхлопные газы газопоршневых двигателей, оставляя почти чистый CO₂ .
• Совмещение с котлами: В некоторых случаях выхлопы комбинируют с газами от водогрейных котлов для стабильной подачи CO₂ .

5. Экономическая целесообразность

• Затраты на оборудование: Установка систем очистки и газопроводов требует инвестиций (например, стоимость COdiNOx — около 13,7 млн рублей) 6.
• Экономия ресурсов: Использование CO₂ из выхлопов позволяет сократить расходы на сжигание природного газа для подкормки растений. Окупаемость систем очистки может составить менее 3 лет .

Заключение

Направлять выхлопы ДВС на генераторном газе в теплицы можно, но только после:

1. Очистки от токсичных компонентов (CO, NOx, сажи) .
2. Охлаждения газов до безопасной температуры .
3. Постоянного мониторинга состава воздуха в теплице.

Это решение особенно актуально для крупных тепличных комплексов с собственными энергоцентрами, где выхлопы могут стать частью замкнутой экосистемы, сочетая выработку электроэнергии, тепла и CO₂ .

Наше производство изготавливает газогенераторы которые работают с двигателями ЗиЛ, Газ, Газ52, ЗМЗ53, ЗиЛ 375 (Урал бензиновый) и так далее. Где степень сжатия 6.5 - 7.6 ***, что ставит под вопрос выбросы CO, NOx, в том числе у нас в системе подается с избытком кислород, что гарантирует отсутствие СО- монооксида углерода.

*** - зависимость между степенью сжатия ДВС и выбросом оксидов азота (NOx) очень тесная и прямая:

Вот почему:

чем выше степень сжатия, тем больше образуется NOx.

• Температура:

Степень сжатия напрямую влияет на температуру в цилиндре двигателя во время сгорания. Более высокая степень сжатия означает более высокую температуру.

• Механизм образования NOx:

NOx образуются в результате высокотемпературной реакции азота и кислорода, содержащихся в воздухе, поступающем в двигатель. Эта реакция становится значительно интенсивнее при температурах выше примерно 1800°C. Чем выше температура, тем больше азота и кислорода реагируют с образованием NOx.

• Время:

Время, в течение которого газы находятся при высокой температуре, также влияет на образование NOx. В двигателях с высокой степенью сжатия время пребывания газов при высокой температуре может быть немного короче, но увеличение температуры обычно перевешивает этот фактор.

Влияние на разные типы двигателей:

• Бензиновые двигатели:

В современных бензиновых двигателях высокая степень сжатия повышает эффективность сгорания и увеличивает мощность, но и значительно увеличивает выбросы NOx. Поэтому современные бензиновые двигатели с высокой степенью сжатия часто оснащаются сложными системами управления сгоранием и каталитическими нейтрализаторами для снижения выбросов NOx.

• Дизельные двигатели:

Дизельные двигатели обычно имеют значительно более высокую степень сжатия, чем бензиновые (Степень сжатия часто составляет от 14:1 до 23:1 для дизельных двигателей с непосредственным впрыском и от 18:1 до 23:1 для дизельных двигателей с непрямым впрыском). Это необходимо для самовоспламенения дизельного топлива. Из-за высокой температуры в цилиндре дизельные двигатели производят больше NOx, чем бензиновые. Для снижения выбросов NOx в дизельных двигателях используются различные технологии, такие как рециркуляция отработавших газов (EGR), селективное каталитическое восстановление (SCR) и нейтрализаторы NOx.

Другие факторы, влияющие на выбросы NOx:

Помимо степени сжатия, на выбросы NOx влияют и другие факторы:

• Состав топливной смеси:

Богатая смесь (избыток топлива) приводит к снижению температуры сгорания и, следовательно, к снижению выбросов NOx. Однако богатая смесь снижает эффективность и увеличивает выбросы углеводородов и угарного газа.

• Угол опережения зажигания (для бензиновых двигателей):

Раннее зажигание увеличивает время, в течение которого газы находятся при высокой температуре, что приводит к увеличению выбросов NOx.

• Температура воздуха на впуске:

Более высокая температура воздуха на впуске приводит к повышению температуры сгорания и увеличению выбросов NOx.

• Нагрузка на двигатель:

Чем выше нагрузка, тем выше температура сгорания и, следовательно, выше выбросы NOx.

В заключение:

Степень сжатия является одним из ключевых факторов, влияющих на выбросы оксидов азота в двигателях внутреннего сгорания. Более высокая степень сжатия приводит к более высокой температуре сгорания и, следовательно, к большему образованию NOx.

Видео газогенератора с ДВС ЗиЛ.

Работа газогенератора обращенного типа, горение газа после очистки, видео.