Gaz drzewny jako paliwo awaryjne
By Survivalista (admin) on June 8th, 2011
Autorem dzisiejszego artykułu jest
Krzysztof Lis, który prowadzi bloga o alternatywnych paliwach silnikowych.
Jeśli rozmawiacie czasem ze swoimi dziadkami, być może kojarzycie bardzo popularne w czasach II Wojny Światowej awaryjne paliwo silnikowe. Gaz drzewny, z niemieckiego holzgas, bo o nim mowa, bardzo wspomagał transport cywilny w czasie, gdy prawie całe paliwo było zużywane przez wojsko do prowadzenia kampanii na wielu frontach. Przy odrobinie szczęścia nasi dziadkowie mają szansę pamiętać ciężarówki obwieszone dziwaczną aparaturą, dziś już zupełnie niespotykaną.
Gaz drzewny jest paliwem, które może zastąpić zarówno benzynę jak i olej napędowy. Nadaje się do zasilania silników z zapłonem iskrowym i z zapłonem samoczynnym (z pewnym zastrzeżeniem, o którym mowa będzie niżej). Wytwarza się go w niezbyt skomplikowanej aparaturze z drewna, węgla drzewnego, torfu, węgla (tu już raczej pasuje szersze pojęcie — gaz generatorowy), a w zastosowaniach stacjonarnych z różnych jeszcze ciekawszych substancji. Wytwarza się go na bieżąco, podczas pracy silnika, stąd w polskojęzycznej literaturze można spotkać się również z pojęciem gaz ssany. Zresztą ten gaz to nie tylko zastosowania do napędzania silników — całe miasta korzystały z wytwarzanego z węgla gazu miejskiego do oświetlania ulic, gotowania, czy przygotowania ciepłej wody użytkowej. Gaz miejski został wyparty z rynku dopiero przez gaz ziemny. Urządzenie wytwarzania gazu drzewnego nosi nazwę zgazowarki, gazogeneratora albo czadnicy.
Ta ostatnia nazwa bierze się stąd, że bardzo istotnym składnikiem gazu drzewnego jest czad, czyli tlenek węgla. Jest go w gazie drzewnym około 20% i jest to podstawowy palny składnik gazu drzewnego. Kolejne ok. 20% gazu drzewnego stanowi wodór, również palny. Trzecim w kolejności palnym składnikiem gazu drzewnego jest metan (nie więcej niż kilka procent). Pozostałe składniki są niepalny azot i dwutlenek węgla.
Wartość opałowa (kaloryczność) gazu drzewnego jest kilka razy mniejsza, niż gazu ziemnego i wynosi ok. 6-8 MJ/m³. Aby więc zastąpić jeden litr benzyny trzeba spalić ok. 4,5-6 m³ gazu drzewnego, ale łatwiej zapamiętać inny przelicznik. Aby zastąpić litr benzyny, trzeba zgazować 2,5-4 kg drewna.
Aparatura do zgazowania drewna na samochodzie w czasie II WŚ mogła wyglądać na przykład tak, jak na poniższej fotografii.
Ciężarówka na gaz drzewny (holzgas) z czasów II WŚ
Najważniejsza część produkcji gazu drzewnego, czyli zamiana drewna na palny gaz odbywała się w samej zgazowarce, widocznej po lewej stronie fotografii, za kabiną. Od góry ładowało się paliwo, widać płaską sprężynę dociskającą szczelnie wieko do obudowy, by uniknąć przecieków toksycznego i palnego gazu. Duży otwór na dole służył do wybierania popiołu, zaś dwa otwory powyżej do rozpalania zgazowarki. Najmniejszy, nie zamknięty otwór, to wlot powietrza, które do środka wpadało przez kilka dysz. Gorący i zanieczyszczony pyłem i substancjami smolistymi gaz trafiał następnie do odpylaczy na dachu, gdzie mijał szereg ścianek ustawionych mu na drodze tak, by wyłapać możliwie dużo cząstek pyłu. Następnie trafiała do kolejnego odpylacza umieszczonego z przodu pojazdu, pod stelażem, na którym montowano zderzak i tablicę rejestracyjną. Tu również się odpylała a następnie trafiała do drugiej chłodnicy, również umieszczonej na wspomnianym stelażu. Tu gaz miał za zadanie się schłodzić, w tym procesie skraplała się para wodna i substancje smoliste. Ale chodziło też po prostu o to, by obniżyć temperaturę. Im gaz jest chłodniejszy, tym ma większą wartość opałową (kaloryczność) na jednostkę objętości (jest mniej rozrzedzony).
Wytwarzanie gazu drzewnego nie jest trudne i można to próbować robić w znacznie mniej skomplikowanym urządzeniu. Zajęli się tym tematem Amerykanie w latach 1980-tych, gdy na zlecenie FEMA (Federalnej Agencji Zarządzania Kryzysowego) poszukiwali możliwości produkowania awaryjnych paliw na wypadek powtórki kryzysu naftowego. Myślę, że skoro już Peak Oil mamy za sobą, warto byłoby choćby zapoznać się bliżej z tą technologią.
Poniższa fotografia przedstawia właśnie opracowany na zlecenie FEMA gazogenerator zamontowany na ciągniku.
Uproszczona zgazowarka opracowana na zlecenie FEMA zamontowana na ciągniku
W tym przypadku sercem procesu zgazowania jest stalowa beczka z zamontowanym u góry blaszanym pojemnikiem na śmieci (który służy za zbiornik paliwa). Jak widać na fotografii, właśnie jest uzupełniany o zrębki drzewne. Przymocowana do uchwytu na pojemniku na śmieci sprężyna służy do dociśnięcia pokrywy do obudowy. Tu jednak nieco inaczej, niż poprzednio, powietrze do zgazowania drewna zasysane jest właśnie przed zbiornik paliwa. Później gaz trafia do chłodnicy i filtra w jednym (zrobionego z wiadra po farbie), do mieszacza i dalej do silnika.
Szczegółowy projekt tej zgazowarki znajdziecie w książce “Drewno Zamiast Benzyny…”, która zawiera schematy, rysunki montażowe, oraz trochę teorii na temat gazu drzewnego. Z tej książki zresztą pochodzi powyższa fotografia.
Zgazowarka opracowana na zlecenie FEMA była mocno uproszczona. Co się z tym wiąże, nie pracowała aż tak wydajnie, jak projekty z czasów II WŚ, gdy gaz drzewny był u szczytu popularności. Rozmawiałem z jednym użytkownikiem tego urządzenia, według niego do projektu należałoby wprowadzić kilka zmian — jednak zamontować dysze do doprowadzania powietrza, oraz zastosować porządną chłodnicę gazu i odpylacz przed nią. Mimo to, jak na sytuacje awaryjne, projekt ten powinien się nadawać doskonale.
Wspomniałem o zastrzeżeniu odnośnie gazu drzewnego i silników wysokoprężnych. Mianowicie gaz drzewny nie może się w takim silniku spalić, jeśli nie zostanie czymś zapalony. Można więc do diesla zamontować instalację zapłonową ze świecami (jak w benzyniakach), co jest kłopotliwe, albo pozostawić niewielką dawkę oleju napędowego, który zainicjuje zapłon gazu drzewnego.
Niestety, gaz drzewny nie jest pozbawiony wad. Silniki na gazie drzewnym zużywają się nieco szybciej (zwłaszcza gdy gaz jest źle oczyszczony), wymagają częstszych zmian oleju silnikowego, no i tracą sporo mocy. Spadek ten może sięgać nawet 30-40%, mniejszy jest w silnikach diesla.
chemik0