Como fazer um gasogênio caseiro: particularidades da fabricação de um dispositivo caseiro

Gerador de gás – aparelho para produzir gás a partir de carvão, lenha, resíduos de processamento de madeira e outros materiais. O combustível gerado pode substituir o combustível hidrocarboneto tradicional – gás natural para aquecimento residencial e gasolina para automóveis.

A ideia principal do uso de tal aparelho – economia nos gastos com combustível. O constante aumento dos preços da gasolina, propano e metano leva os artesãos domésticos a buscar maneiras alternativas de obter combustível.

Para fazer um gerador de gás faça você mesmo, é necessário entender sua estrutura e princípio de funcionamento.

Explicaremos como ocorre a transformação do combustível sólido em gás combustível, destacaremos as características construtivas do aparelho e daremos exemplos de montagem independente de dispositivos simples. Para melhor assimilação das informações, complementamos o artigo com diagramas ilustrativos, fotografias e vídeos.

Gerador de gás: estrutura e princípio de funcionamento

Gerador de gás é um dispositivo que converte combustível líquido ou sólido em estado gasoso para posterior combustão com o objetivo de obter calor.

Opções de combustível para a unidade geradora

Aparelhos que funcionam com óleo combustível ou óleo residual têm uma construção mais complexa do que modelos que usam vários tipos de carvão ou lenha.

Por isso, os geradores de gás a combustível sólido são os mais comuns – felizmente, o combustível para eles é acessível e barato.

Como combustível sólido no gerador de gás, utiliza-se:

• carvão vegetal, linhito e carvão mineral;
• pellets de combustível feitos de resíduos de madeira;
• palha, serragem e lenha;
• briquetes de turfa, coque;
• casca de sementes.

Donos particularmente econômicos preparam pessoalmente briquetes de serragem.

A geração de gás é possível a partir de todos esses tipos de combustível. A liberação de energia depende do poder calorífico de diferentes tipos de combustível.

Além disso, o calor obtido da queima de matéria-prima em um gasogênio é maior do que o uso de combustível sólido em caldeiras. Se a eficiência de uma caldeira a lenha comum varia entre 60–70%, o índice do complexo gasogênio atinge 95%.

Mas aqui deve-se considerar um detalhe. A caldeira queima combustível para aquecer água, enquanto o gerador de gás apenas produz combustível. Sem um aquecedor, fogão ou motor de combustão interna, um gasogênio caseiro não terá utilidade nenhuma.

O gás obtido deve ser usado imediatamente – acumulá-lo em algum recipiente não é economicamente viável. Para isso, será necessário instalar equipamentos adicionais que dependem de energia elétrica.

Na era soviética, os gasogênios eram usados até mesmo para operar caminhões, o gás produzido é suficiente para o funcionamento de um motor de combustão interna.

O que acontece dentro do gerador de gás

O princípio de funcionamento do gerador de gás é a pirólise do combustível sólido, que ocorre em altas temperaturas e baixo teor de oxigênio na fornalha. Dentro do dispositivo gerador de gás, várias reações químicas ocorrem simultaneamente.

O esquema de um gerador de gás industrial representa uma instalação bastante complexa, com vários dispositivos individuais, cada um realizando sua própria operação (+).

Tecnologicamente, o processo de geração de gás combustível é dividido em três etapas que ocorrem sequencialmente:

1. Decomposição térmica do combustível. O processo ocorre em condições de deficiência de oxigênio, sendo fornecido ao reator apenas um terço do necessário para a combustão normal.
2. Limpeza do gás obtido. Em um ciclone (filtro seco de vórtice), ocorre a filtragem da nuvem de gás das partículas voláteis de cinzas.
3. Resfriamento. A mistura gasosa obtida é resfriada e submetida a uma limpeza adicional de impurezas.

Na verdade, no bloco do gasogênio propriamente dito ocorre apenas o primeiro processo – a pirólise. Todo o resto – é a preparação da mistura gasosa para queima posterior.

A câmara de pirólise do gasogênio caseiro é dividida em funil de combustível sólido (1), fornalha (2) e cinzeiro (3).

Na saída da instalação geradora de gás, obtém-se uma mistura combustível de monóxido de carbono, hidrogênio, metano e outros hidrocarbonetos.

Além disso, dependendo do combustível usado na pirólise, adicionam-se a eles, em quantidades variadas, água na forma de vapor, oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio. Pelo princípio descrito funcionam também caldeiras de pirólise para aquecimento, que demonstram alta eficiência.

Características operacionais de diferentes conversores

Os gasogêneros, quanto ao design e tecnologia dos processos internos, podem ser:

• diretos;
• invertidos;
• horizontais.

Eles se diferenciam pelos pontos de entrada de ar e saída do gás gerado.

Processo direto ocorre com a injeção de ar pela parte inferior e saída da mistura combustível na parte superior da estrutura.

Variante invertida implica o fornecimento de oxigênio diretamente na zona de oxidação. Nesse caso, ela é a mais quente no dispositivo de gaseificação.

Fazer a injeção nela de forma independente é bastante difícil, por isso esse princípio de funcionamento é aplicado apenas em instalações industriais.

No processo direto de gaseificação, forma-se na saída um grande volume de alcatrão e umidade; o processo invertido é muito complexo para ser implementado artesanalmente; já o horizontal tem produtividade reduzida, mas construção extremamente simples (+).

No gasogênero horizontal, o tubo de saída do gás está localizado logo acima da grelha, na zona de combinação das reações de oxidação e redução. Esta construção é a mais simples para ser executada por conta própria.

Vantagens e desvantagens dos geradores de gás

Um gasogênero doméstico fabricado em fábrica custará 1,5 a 2 vezes mais caro que uma caldeira comum a combustível sólido. Vale a pena investir nessa 'tecnologia milagrosa'?

Entre os pontos positivos do uso de geradores de gás estão:

• combustão completa do combustível carregado na fornalha e volume mínimo de cinzas;
• eficiência relativamente alta quando operado em conjunto com motor de combustão interna ou caldeira a gás;
• ampla escolha de combustível sólido;
• simplicidade de operação e ausência da necessidade de monitorar continuamente o funcionamento do equipamento;
• intervalo de tempo entre recargas da fornalha – até um dia com lenha e até uma semana com carvão;
• possibilidade de usar madeira não seca – a matéria-prima úmida só pode ser utilizada em alguns modelos de gasogêneros;
• ecologicidade do dispositivo – este dispositivo não possui tubo de escape, todo o gás gerado vai diretamente para a câmara de combustão do motor ou da caldeira.

Ao usar lenha úmida, o gerador funcionará, mas a produção de gás será reduzida em 20–25%. A queda de produtividade ocorre devido à evaporação da umidade natural da madeira.

Isso leva a uma redução da temperatura na fornalha, o que retarda o processo de pirólise. O melhor é secar bem as toras antes de carregá-las na câmara de pirólise. Os dispositivos industriais são totalmente automatizados, e o combustível é alimentado por um parafuso sem fim a partir de um recipiente localizado nas proximidades.

Um gasogenerador feito à mão não oferece essa autonomia, mas também é bastante simples de operar. Basta carregá-lo com combustível até o topo de vez em quando.

As temperaturas de operação no gasogenerador atingem valores de 1200–1500°C, e seu invólucro deve ser feito de materiais que suportem tais cargas.

O gasogenerador tem menos desvantagens, mas elas existem:

• fraca regulagem dos volumes de gás gerado – quando a temperatura na fornalha diminui, a pirólise para e, em vez da mistura de gás combustível, forma-se uma mistura de alcatrão na saída;
• volume da instalação – mesmo um gasogenerador caseiro de média potência (10–15 kW) ocupa um espaço considerável;
• demora na ignição – leva de 20 a 30 minutos para o reator produzir o primeiro gás.

Após o 'aquecimento', o gerador fornece de forma estável um determinado volume de mistura gasosa, que deve ser queimada ou liberada no ar. Para fazer este equipamento você mesmo, serão necessários cilindros de gás resistentes ou aço grosso, o que custa um dinheiro considerável. Mas tudo isso é compensado pela economia do gerador e pelo baixo custo do combustível original.

Alguns modelos de gasogeneradores são equipados com ventilador de sopro de ar, outros não. A primeira opção permite aumentar a potência da instalação, mas a torna dependente da rede elétrica. Se você precisa de um gerador pequeno para cozinhar ao ar livre, pode optar por um modelo compacto sem insuflador de ar.

A maioria das unidades geradoras de gás feitas por conta própria funciona por tiragem natural.

Um gasogenerador portátil de 2,4 kW, que funciona com lenha, permite cozinhar o almoço sem problemas no campo, longe da civilização (+)

Para aquecer uma casa particular, será necessário um dispositivo mais potente e dependente de energia. No entanto, neste caso, vale a pena cuidar de um gerador elétrico reserva, para não ficar sem eletricidade e sem aquecimento de uma só vez em caso de acidente na rede.

Componentes funcionais do aparelho caseiro

Para entender como fazer um gasogenerador de combustível sólido você mesmo, é necessário ter uma compreensão clara de sua construção. Cada elemento tem seu propósito, e a ausência de qualquer um deles é inaceitável.

Dentro do invólucro de um gerador de gás caseiro deve estar presente:

• um depósito para combustível sólido na parte superior da unidade;
• câmara de pirólise, onde ocorre o processo de combustão lenta;
• dispositivo de distribuição de ar com válvula de retenção;
• grelhas com cinzeiro;
• tubo de saída para o gás produzido;
• filtros de limpeza.

Em um gerador caseiro a lenha, é gerada uma temperatura bastante alta, portanto, requisitos rigorosos são aplicados a cada um de seus elementos. Para o corpo, utiliza-se chapa de aço resistente, e todas as peças internas são selecionadas para serem o mais resistentes ao calor possível.

Para garantir a estanqueidade da escotilha de carregamento de combustível quando fechada, a tampa precisará de um vedante. O material mais barato para isso é o amianto. No entanto, ele não é inofensivo para a saúde humana; é melhor procurar em lojas juntas especiais resistentes ao calor à base de silicones ou silicatos.

Os gases gerados na câmara de combustão são primeiro misturados com ar e resfriados, e depois passam por uma limpeza em um filtro de argila expandida ou serragem (+)

O corpo pode ser cilíndrico ou retangular. Frequentemente, para simplificar o trabalho, são usados um par de botijões de gás natural ou barris de ferro. Uma das grelhas na parte inferior da fornalha é soldada 'firmemente', e a segunda é instalada de forma que possa ser movida. Isso é necessário para limpeza de escória e cinzas.

O conjunto de distribuição de ar está localizado do lado de fora do corpo. Ele garante a entrada dos volumes necessários de oxigênio na fornalha, mas, ao mesmo tempo, graças a uma válvula de retenção, não libera gases combustíveis para fora.

Tecnologias de fabricação do gerador de gás

É possível construir uma unidade geradora de gás caseira de várias maneiras. A escolha depende da disponibilidade de materiais e do uso posterior do gás produzido.

Opção #1: Exemplo de construção de um aparelho a carvão

Vamos considerar um exemplo de fabricação de uma útil peça caseira a partir de um balde metálico com tampa. Primeiro, prepararemos o equipamento que converterá o gás obtido da instalação em eletricidade.

Após preparar o consumidor para a operação futura, pode-se dedicar à construção do próprio gasogênio.

O tubo que desvia o gás da instalação deve ser equipado com um filtro, pois durante a combustão, o carvão libera muitas partículas finas e poeira.

Após concluir o processo de construção do gaseificador caseiro, é necessário verificar seu funcionamento.

Opção #2: Gerador de gás a partir de barris de duzentos litros

Para um gaseificador caseiro feito de barris, são necessários dois recipientes de 200 L. Um deles é inserido no outro em dois terços.

O espaço formado na parte inferior será usado como câmara de combustão, e a parte superior será ideal como depósito para lenha ou pellets.

Dentro do corpo feito de barril, ocorrerá a queima lenta com geração de gás, e do lado de fora, no cilindro de um extintor antigo, no filtro de purificação, ele será limpo de impurezas não combustíveis.

Na lateral, ao nível da seção de pirólise, é soldado um tubo com seção de 50 mm para injeção de ar, e mais perto da tampa, um tubo de saída de gás. No fundo do barril interno, é cortada uma abertura para a entrada de combustível na câmara de combustão, e no fundo do barril externo é fixada uma porta para o soprador.

Resta apenas fazer os filtros de purificação da mistura gasosa antes de enviá-la para a caldeira de aquecimento de água. Para isso, serão necessários extintores usados ou pedaços de tubo de tamanho semelhante.

Eles são fechados hermeticamente por cima, e por baixo é soldado um bocal cônico, na extremidade do qual há um conector para remoção de cinzas. Em seguida, é cortado lateralmente um tubo para alimentação da mistura gasosa para purificação, e na tampa, uma saída para o gás já filtrado.

A purificação primária do gás das partículas de fuligem e cinzas ocorre por forças centrífugas no filtro externo para limpeza grosseira (+)

Em seguida, para reduzir a temperatura do gás combustível, é feito um radiador de resfriamento com vários tubos de 10 cm de diâmetro. Eles são conectados entre si por pequenos tubos.

Para a purificação final do gás, é instalado mais um filtro com argila expandida, pequenas arruelas de metal ou serragem no interior. O uso deste último material só é permitido se o gás de entrada já tiver esfriado, caso contrário, pode resultar em incêndio.

A partir de um botijão de gás, é possível fazer um “fogão improvisado”. As instruções para criar um fogão primitivo estão neste artigo.

Opção #3: Modelo caseiro para motor de combustão interna

Para carro ou motocicleta, um gerador de gás caseiro é feito de acordo com um esquema semelhante. Só que aqui será necessário reduzir as dimensões da instalação ao mínimo. Carregar um equipamento pesado é dispendioso e também não parece muito estético.

Para facilitar o trabalho, para a versão automotiva do gerador, o melhor é usar botijões de gás doméstico. O principal – antes de soldar, certifique-se de que não haja nenhum vestígio de propano no recipiente, caso contrário, pode ocorrer uma pequena explosão. Para isso, é necessário desapertar a válvula do botijão e enchê-lo completamente com água.

Para resfriar a mistura combustível na saída da instalação, pode-se adaptar um radiador de aquecimento comum.

Inicialmente, o gerador de gás automotivo produz gases muito quentes. Eles devem ser obrigatoriamente resfriados. Caso contrário, ao entrar em contato com as partes quentes do motor, podem inflamar-se espontaneamente. Além disso, o combustível gasoso aquecido tem baixa densidade, o que torna problemático acendê-lo nos cilindros.

Um gerador de gás caseiro para automóvel pode ser montado no porta-malas ou em um reboque.

O segundo método é preferível devido a:

• simplicidade de reparo;
• possibilidade de deixar o gerador de gás na garagem;
• disponibilidade de espaço livre no porta-malas;
• possibilidade de usar a instalação para outras necessidades além do fornecimento de combustível ao motor de combustão interna.

Não precisa temer os buracos na estrada. Ao saltar em lombadas, o combustível sólido na câmara de combustão será sacudido, o que só contribuirá para uma melhor mistura e queima.

Nuances de operação e manutenção de geradores de gás

É importante lembrar que o gás produzido pela instalação é inodoro e venenoso. Se houver erros ao soldar as peças metálicas do gerador de gás manualmente, o desastre será inevitável.

Para a entrada natural de ar na câmara de combustão, você pode fazer furos de 5 mm ao redor da circunferência do corpo. Todos os trabalhos de montagem e teste de funcionalidade devem ser realizados em uma oficina bem ventilada ou ao ar livre.

O acendimento de um gerador de gás de combustível sólido não difere do acendimento de um fogão a lenha. Coloca-se lenha ou outro tipo de combustível dentro e depois acende-se com uma lasca.

Após a ignição, a comporta é fechada para limitar a entrada de oxigênio na câmara de combustão. Para que o dispositivo caseiro gerador de gás funcione corretamente, é necessário ajustar adequadamente a saída da mistura gasosa e o fornecimento de oxigênio.

Antes de começar a construir o gerador de gás, você deve fazer cálculos de engenharia, levando em consideração a área de combustão e o tipo de combustível, bem como a potência de saída necessária e o modo de operação pretendido.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como usar um gerador de gás que processa carvão vegetal como fornecedor de combustível para um carro de pequeno porte:

Gerador de gás simples feito de botijões de propano:

Dispositivo do gerador de gás a lenha:

Os métodos acima são adequados para fabricar um gerador de gás eficiente por conta própria. Mas existem muito mais modelos desse dispositivo. Alguns são mais fáceis de fazer, outros mais difíceis.

O principal ao montar o conjunto é prestar a máxima atenção à qualidade das soldas, caso contrário, podem ocorrer vazamentos de gás e explosão. Se tudo for feito corretamente, o gerador de gás funcionará adequadamente por 10 a 15 anos. Depois disso, o metal da carcaça começará a queimar e tudo terá que ser refeito.

Você tem habilidades práticas de montagem ou experiência no uso de um gerador de gás caseiro? Por favor, compartilhe seus conhecimentos e faça perguntas sobre o tema do artigo nos comentários abaixo.