加载中…木柴气化柴火炉
(2013-03-21 05:52:12) | 分类： 社区、生态、新能源 |
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利用一个1.2升的不锈钢保温锅制作
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木柴气化柴火炉原理图
两个基本概念：
干馏——干馏是在隔绝空气的条件下，对木材、煤加强热使之分解的一种加工处理方法。干馏后，原料的成分和聚集状态都将发生变化，产物中固态、气态和液态物质都有。对木材干馏可得木炭、木焦油、木煤气。
柴火炉的分类：
基本上可以分作2类，第一类是直接燃烧木柴的柴火炉（wood stove）
工作原理就是木柴在燃烧室内通过加热点燃之后自行燃烧的过程。这种炉子结构比较简单，如下图所示（可以有不同的变形，但原理相同），点火是从燃料下方开始点火，只要加入的燃料（木柴）比较干燥，能够获得比较理想的火力输出。缺点是，通常燃烧不充分，燃烧过程会产生烟，而且想要获得比较好的燃烧效果，只能使用一定长度，枝条状的燃料能在燃烧室内保持竖直。这个就不细说了。
第二种是木煤气炉，或者叫木柴气化炉（woodgas stove）
工作原理跟前一类炉子略有不同，这类炉子点火是从燃料上方开始点火，最上方的燃料在燃烧之后会产生一层高温的碳，这些碳对在他下方燃料进行加热，这个过程其实就是类似干馏的一个过程，下方燃料受热之后主要会分解成为新的碳以及一些气态物质，这种气态物质是木煤气，也就是我们平常所说的烟（这种表达不是特别准确），木煤气在产生之后会向上流动（热空气上升），穿过上方的高温碳层，跟空气接触，燃烧产生火焰，这个过程一直持续到最底部燃料，最后在炉膛内所剩余的都是燃烧的木炭。
此类炉子的结构如图所示：
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大家可以注意一下，在最下方有个空气调节阀，这个阀门的作用是用作在燃料全部被碳化之后，将其关闭，炉内的碳因为燃烧不充分，会继续产生一氧化碳等可燃气，在二次供氧的通风口跟空气混合之后完全燃烧，产生二氧化碳和水。
使用这种炉子的最大优点我们从原理和工作过程可以看出来，就是在燃烧过程当中不会产生烟（不包括最初的预热阶段），而且对使用的燃料没有太多讲究。炉体本身对热量的损失是相当大的（不利于内部燃料的干馏过程），所以在有的木煤气炉的炉体上使用了耐温保暖材料，但是在使用小型或者是微型的炉体的时候，使用上这些材料并不是太合适。因此，出现了很多不同的变形。
几种不同结构的炉子
在以上的工作描述中，我们可以看出来，小型/微型柴火炉在使用上有他的先天不足，主要表现是2点：炉体自身热损失太大；供给空气不能在炉膛内很好的混合，造成燃烧不充分。所以基于这方面的考虑，演变出不同的柴火气化炉。
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木柴气化柴火炉原理图双层结构
上图所示的就是一种简单变体，整体是双层结构，通过在燃烧室外层再包覆第二层炉壁，在之间形成夹层，通过内壁来对夹层内的空气加热，提高夹层中的空气流速以及温度，使之在燃烧室内更好的燃烧，增加效率。这里要注意一下，燃烧室内虽然有热空气助燃，但是燃烧仍然是不完全的，还有部分可燃物在接触到外界空气之后才会燃烧，所以这种炉子的锅架不能太低，否则烟也会比较大。
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为了解决热损失和空气混合问题，下边这个炉子结构就要更复杂一点，三层结构（炉子享有美国专利权，专利号：US6615821b1）
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木柴气化柴火炉原理图三层结构
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