15. Dezember 2014

upside/down DriZzleR Gasifier

Der DriZzleR Gasifier hat sich bereits in hunderten von Betriebsstunden beweisen können.

Der Handbetrieb wurde schon vor langer Zeit auf einen Automatik Betrieb umgestellt.

Die Brennstoffzuführung wurde mittels Förderschnecke realisiert. Die Regulierung der Flammenden Pyrolyse wurden durch den "Pyrotouch" erledigt. Der Rost wurde durch Druckveränderungen im Vergaser automatisch "abgereinigt".



Man könnte also davon ausgehen das die Entwicklung nun abgeschlossen ist. Der Vergaser läuft vollkommen Automatisch. Störungsfrei und ist durch das einfache Design sehr wartungsfreundlich.



Allerdings gibt es bei allen "Downdraft" Vergasern irgendwann Probleme mit dem Rost. In meinen Augen ist der Rost die wichtigste Komponente in einem Vergaser. Ist der Rost zu grob gewählt wird jede Menge Brennstoff verschwendet. Wird der Rost zu fein gewählt muss er häufiger ab gereinigt werden, um sich nicht zuzusetzen. Häufiges Abreinigen des Rostes erzeugt Teer Bestandteile die dann im Filter aufwendig abgeschieden werden müssen. Auch ist jede Störung des Vergasungsprozesses kontraproduktiv. Die Temperatur im Vergaser beginnt zu schwanken und damit auch die Gasqualität. Bei Benutzung von DIN Pellets hat man einen Kraftstoff wie Super Benzin. Genormt, absolut frei von Metallteilen, Steinen oder Tonklumpen. Allerdings neigen Pellets dazu, mit den enthaltenen feinst Bestandteilen, den Rost durch eine fein Kohleschicht zu verstopfen. Dann liegt eine Art „Teppich“ auf dem Rost und setzt ihn zu. Bei Hackschnitzeln besteht ein ähnliches Problem. Neben den Feinanteilen in Form von Nadel, Blättern oder Rindenanteilen. Zusätzlich befinden sich noch diverse Verunreinigungen in den Hackschnitzeln. Hackschnitzel werden häufig in Landwirtschaftlichen Betrieben irgendwo gelagert wo Verunreinigungen an der Tagesordnung sind. Diese Bestandteile befinden sich dann später natürlich auch im Vergaser. Dort setzten, diese den Rost zu und blockieren Ihn. Selbst die Abreinigung des Rostes funktioniert irgendwann nicht mehr und man muss den Vergaser Stoppen und den Rost manuell von Hand reinigen.



Diese Problem wird häufig durch eine „spezielle“ Rostkonstruktion kompensiert. Man verschwendet bewusst Holzkohle. Ein grober Rost sorgt dann dafür das auch Steine und Nägel aus dem Vergaser raus fallen können. Kohle sollte, meiner Meinung nach, bis zum letzten nutzbaren Bestandteil im Vergaser verbleiben. Die nicht nutzbaren Überreste für die Vergasung, werden dann im Zyklon und später im Feinfilter abgeschieden.



Ein weiteres großes Rostproblem ist die Temperatur. Ich habe mittlerweile schon ziemlich viele Metalle geschmolzen. Ob nun Guss, V2A oder V4A alle bereiten bei hohen Temperaturen irgendwann Probleme. Diese Hitzeprobleme lassen sich natürlich mit „hitzefesten“ Stählen beseitigen. Aber die Preise für Stahl dieser Güte sind nicht gerade günstig. Gerade bei der Vergasung von Kohle treten sehr hohe Temperaturen auf. Warum wird wohl auf einem Kohlefeuer geschmiedet? :-)



Gerade das offene Design hat den DriZzleR Gasifier zum Erfolg verholfen. Einfach in der Bauart und wohl auch der ein zigste Vergaser überhaupt der komplett ohne Schweißgerät oder besondere Fähigkeiten in der Metallverarbeitung gebaut werden könnte. Es gibt DriZzleR Vergaser die nur mit einer Bohrmaschine und Werkzeugen die in jedem normalen Haushalt zu finden sind, gebaut wurden. Jeder kann Ihn bauen. Oder in kurzer Zeit in Metallverarbeitenden Betrieben aus unterschiedlichen Materialien bauen lassen.



In manchen Ländern sind OpenTop Vergaser wegen angeblicher Feuergefährdung verboten. Gesetze zu verstehen und auf Sinnhaftigkeit zu prüfen überlasse ich anderen Leuten. Oft bereitet manchen Leute ein offener Vergaser auch Angst. Da es bei einer Verpuffung zu Rückzündungen kommen kann. Ich selbst habe bei einem DriZzleR Gasifier so eine Rückzündung nie erlebt. Und kenne diese Art der Rückzündung eigentlich nur aus meinen Zeiten mit dem Imbertclone. In meinen Augen ist ein geschlossener Vergaser viel gefährlicher.



Was tut man nun um die Problem mit dem Rost und auch das "in manchen Ländern gesetzlich fragliche" OpenTop Design zu verändern, ohne die Vorteile des DriZzleR Gasifier´s zu verlieren ?



Der upside/down DriZzleR Gasifier arbeitet nach dem gleichen Prinzip. Natürlich mit reichlich Luftüberschuss, einer gleichbleibenden "Flammenden Pyrolyse" und der Brennstoffzuführung nach Bedarf, nur soviel wie gerade unbedingt benötigt wird um den Vergasungsprozess zu erhalten.

Auch auf die Sicherheit wurde Wert gelegt. Beim upside/down DriZzleR Gasifier ist ein Überdruckventil installiert. Sollte es wirklich zu einer Rückzündung kommen öffnet dieses Ventil und lässt „Dampf“ ab. Auch für eine Absicherung des Rückbrandes in die Förderschnecke ist gesorgt. Sobald die Temperatur in der Schnecke die 90°C Marke überschreitet wird die Schnecke komplett mit Wasser geflutet um ein übergreifen der Flammen in den Behälter zu verhindern.




Um das Rost Problem zu beseitigen gibt es eigentlich nur eine Möglichkeit um die Anforderungen eines Dauerrostes zu ermöglichen. Es handelt sich um das Modell des "Fluidized bed gasifier" Vergasers. Dieser Vergasertyp wird normalerweise nur bei Vergasers oberhalb der 500KW Klasse angewendet. Kleinere "Fluidized bed gasifier" gibt es wenige. Einzige Aunahme des "Fluidized bed gasifier" Designs bilden 2 Eigenbau Vergaser. Einen von Herrn Pertl und einen von Holzigas. Dieser Vergasertyp besitzt kein herkömmliches Rostdesign. Es besteht kein Rost aus Metall der unter der Hitze schmilz oder zerstört werde könnte. Die Restkohle im Vergaser bildet einen dreidimensionalen Rost. Durch den Unterdruck im System kommt es zu keinerlei Verdichtungen und es wird nur feiner Kohlenstaub mit dem Gas aus dem Vergaser abgeschieden. Reststoffe wie Nägel Steine oder Tonklumpen fallen zur Seite und behindern den Vergasungsprozess nicht messbar. Die Vergasung findet komplett statt. Es bleibt nix außer Kohlenstaub von der Vergasung als Restprodukt zurück. Eine Restlose Nutzung des Brennstoffes steigert die Wirtschaftlichkeit und führt zu Energie effizienteren Nutzung.


Durch diese Art des Vergasertypes wird der komplette Reststoff (Kohlestaub) mit dem Gas ausgetragen. Ungefiltert „flitzten“ dann tausende von Kohlenstaub Partikeln mit dem Gas aus dem Vergaser. Wenn man das Gas ungefiltert „abfackelt“ kann man dieses Kohlenstaub „Feuerwerk“ sehr gut erkennen. Der Kohlenstaub muss für den Motorbetrieb (EGG – Engine Grade Gas) ausgefiltert werden, bei der Nutzung zum Heizen (HGG – Heating Grade Gas) bietet bringt er potenteres Gas. Ein Ausfiltern des Kohlenstaubs ist nur für EGG Zwecke notwendig. Ein Zyklon Abscheider sorgt beim EGG Betrieb später dafür diesen Kohlenstaub als erst Filterstufe vom Gas zu trennen. In der 2. Filterstufe muss ein Feinfilter die letzten feineren Bestandteile entfernen.

Normalerweise hat dieser Vergasertyp einen eher schlechten Ruf. So dass man in der Literatur davon ausgeht, dass diese Vergaser weniger Teer als ein "Updraft" Vergaser produzieren. Aber auch mehr Teer als die normalen "Downdraft" Vergaser. Das muss allerdings erst bewiesen werden. FAO schreibt über die Vergasertyp folgendes:
"
Weitere Nachteile der Wirbelschichtvergaser liegen in der relativ hohen Teergehalt des Produktgases (bis 500 mg / Gas), die unvollständige Kohlen Ausbrand und schlechte Ansprechen auf Laständerungen."

http://www.fao.org/docrep/T0512E/T0512e0a.htm 

In der Literatur findet man auch ähnliche Aussagen zum DriZzleR Design. Welche sich in der Realität als vollkommen Falsch erwiesen haben. Geht nicht produziert Teer, liefert schlechtes Gas und ähnliche Aussagen. Das hat uns allerdings auch bisher nicht abhalten können, diese theoretischen Literatur zu widerlegen. :-) 

Die Versuchsanlage wird im ersten Schritt nur mit Holzpellets der DIN Norm in 6mm betrieben. So kann man davon ausgehen das eventuelle „Launen“ beim Vergasen nicht durch den Brennstoff verursacht werden.

Die 1. Tests liefen nicht wirklich erfolgversprechend, Der Vergaser schleuderte Teer bis unter die Decke und ringsherum um den Vergaser sah es aus als ob jemand dem Boden schlecht geteert hatte. Aber so ist das eigentlich bei jedem Versuch am Anfang klappt fast nix. Zweifler am System würden jetzt wahrscheinlich denken "Siehst du hat doch bereits die Literatur gesagt". ;-)




Der 2. Test war schon vielversprechender. Die Flammen war zwar immer noch nicht wirklich „schön“ aber außer Kohlenstaub kamen keine anderen unerwünschten Bestandteile mehr aus dem Vergaser. Der Vergaser produzierte schönstes HHG (Heating Grade Gas). Allerdings noch nicht so optimal, dass ich mir die Mühe machen würde es zu filtern. Also nach dem Test ist vor dem Test :-)


Der 3. Testlauf nach einigen Umbaumaßnahmen verlief zuerst sogar noch schlechter, als beim ersten Test. Teer und nix als Teer wurde produziert. 


Sogar Teerbestandteile die sich bei Kontakt mit der Haut nicht mehr entfernen lassen. 
Gemischt mit Teerbestandteilen die sich nicht mal mechanisch entfernen lassen.

Hier ein Video von diesem Dreckszeug:




 Bis der Vergaser nach ca 4 Stunden und ca 50kg Pellets, ein schönes Holzkohlebett geformt hatte. Danach wanderten weitere 80kg in den Vergaser um zu sehen ob der Zustand als Stabil betrachtet werden kann. 

Die Flamme hatte sich deutlich verändert. Das „Flammbild“ entsprach nun dem, was man als „ungefiltertes“ EGG bezeichnen könnte. Um die Saugkraft noch zu erhöhen wurde zusätzlich noch der Ejector zugeschaltet.
 
Um wirklich sicherzugehen das es sich nicht nur um eine flüchtige Erscheinung der Natur handelt. Muss dieser letzte Test nun mehrere Male wiederholt werden, um wirklich sicherzugehen das die Ergebnisse reproduzierbar sind.

Es bleibt also weiterhin spannend....es müssen noch einige Hundert Kilo durch gejagt werden. Aber Probleme mit der Figur wird er sicherlich nicht bekommen :-)

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