30. Dezember 2014

running engine with unfiltered woodgas ???

Maybe It was a little strange idea over the Christmas holidays .....

Why should hassle with the woodgas filtering  ??? 
If you can produce the same gas which is almost free of debris you do not need more filters?

Call me crazy :-) 

For this reason, I did a test today.

First I installed a glass tube just behind the gas cooler. So i can now visually view the gas flow. Not the best solution for a gas analysis. But unfortunately I do not have a meter to measure particles in the gas stream. If anyone has a good source for such a device just tell me.
The gasifier was started.

After 10 minutes, something happens in the glass tube:

 It collected condensation on the inside of the tube. The gas was cooled by the gas cooler down to 15°C and the water condensed out. If really large quantities are in the gas, the condensation should change color. What does not happen, however, the tube remained clear and transparent and that although without a filter!

After cleaning the glass tube, I rebuild it and started the Honda generator with this "unfiltered GAS" and some stomach pains  .....

 The generator ran pretty exactly 5 hours with a load of 850 to 2050W. I changed permanently the current output. To see whether the condensation in the glass tube during load variations discolored.
But it changed nothing. The glass tube was always good Transparent and wet with condensation from the inside.

After 5 1/2 hours the test was terminated.

I wanted for the next test still put a swimming pool filter as a security filter in between. If you have further what should come through.

What do you think we can assume that this gas the engine does not hurt?

Suggestions and discussions in the forum, I would be delighted.
regards Pascal

15. Dezember 2014

upside/down DriZzleR Gasifier (english version)

The DriZzleR gasifier was able to prove his concept in hundred hours of operation.

The manual drizzle mode has been changed a long time ago to automatic operation.

The fuel supply was realized by an auger. The regulation of the flaming pyrolysis been done by the "Pyrotouch". The grate shaking "cleaned" by pressure changes in the gasifier automatically.

We might therefore assume that the development is now complete. The gasifier runs completely automatically. Trouble-free and is very easy to maintain by the simple design.

However all "Downdraft" gasifiers had sometimes problems with grate. In my eyes, the grate is the most important component inside a gasifier. If the grate is designed "to open" a lot of fuel will be wasted. If the grate is too fine it must often cleaned off, to prevent blockings. Frequent cleaning of the grate produces tar components which must be deposited in the filter. Also, any changing of the gasification process is counterproductive. The temperature in the gasifier starts to oscillate and thus the gas quality drops up and down. When using DIN pellets you have a fuel such as premium gasoline. Standardized, absolutely free of metal parts, stones or lumps of clay. However pellets tend, with the finest ingredients contained, to clog the grate by a fine carbon layer. Then there is a kind of "carpet" on the grate and blocks it. With wood chips, there is a similar problem. In addition to the fines in the form of wooden needles leaves or wood bark. Additionally, there are various items in the wood chips. Wood chips are often stored in agricultural holdings somewhere where impurities are on the agenda. These components later lay in the gasifier. There the lay on the grate and block it. Even the cleaning of the grate has stopped working sometime and you have to clean the gasifier manually by hand.

This problem is often compensated by a "special" grid construction. A "opened" grate then ensures that stones and nails can also fall out from the grate. Charcoal should be remain in the gasifier until the last useful ingredient are used. The remains unusable for gasification are deposited then in the cyclone and later deposited in the fine filter.

Another major problem is the grate temperature. I've gotten quite a few already melted metals grates. Also V2A or V4A make problems at high temperatures. This heat problems can be naturally eliminate with steels for "refractory". But prices for steel of this quality are not cheap. Very high temperatures just during the gasification of charcoal. Why is a blacksmith working on a charcoal fire? :-)

Just the open design has helped the DriZzleR Gasifier to success. Simple in design and probably one of the easiest gasifiers to build without welding equipment or special skills in metalworking. There are DriZzleR gasifiers built only with a drill and tools that can be found in every household. Anyone can build it. Or can take it to and metal-working shop to build a DriZzleR with different materials in a short time.

In some countries opentop gasifiers are banned because of fire hazard. To understand laws and to test for meaningfulness I will leave to other people. Often some people feel fear running an open gasifier.It may come at an detonation to backfiring. I myself have never experienced with a DriZzleR gasifier had made any flashbacks. And I know this kind of flashback from my time with the Imbert clone gasifier. In my opinion, a closed gasifier is much more dangerous.

Now how can we fix the problem with the grate and also the "in some countries legally questionable OpenTop Design" without losing the benefits of the DriZzleR Gasifier?

The upside / down DriZzleR gasifier operates on the same principle. Of course with plenty a lot of air, a constant "flaming pyrolysis" and the fuel supply as needed, just as much as just absolutely needed to stay the gasification process running.

Just turn the DriZzleR upside/down ;-)
Also the security attention was paid. The upside/down DriZzleR Gasifier has a pressure valve installed. Should there would really be a flashback this valve opens and allowing "steam" to blow out. Even for hedging a burn back into the auger is provided. When the temperature in the auger exceeds the 90°C it will be completely flooded with water to prevent back burning into the container.

To remove the grate problems, there is actually only one way in order to enable the requirements of a permanent gasification. This model called the "fluidized bed gasifier". This type of gasifier is normally only used for Gasifiers above the 500KW class. Smaller "fluidized bed gasifier" are rare. The only exception of the "fluidized bed gasifier" styles are 2 homemade gasifier i know. One of Mr. Pertl and one of Holzigas. This type of gasifier has not a traditional grate design. There is no grate of metal melting away under the heat or could be destroyed. The residual charcoal in the gasifier forms a three-dimensional grate. The vacuum in the system removes the fine pulverized coal deposited with the gas stream from the gasifier. Waste materials such as stones or lumps of clay nails apart and try to hinder the gasification process can not be measured. The gasification takes place completely. There remains nothing except coal dust from the gasification as a waste product. A residual-free use of fuel increase the efficiency and leads to more efficient use of energy.

In this type of gasifier the complete residue (charcoal dust) is discharged with the gas. Unfiltered "darted" then thousands of pulverized coal particles with the gas from the gasifier. In the unfiltered "flare" you can see this pulverized coal as a "firework". If you need engine operation (EGG - Engine grade gas) the gas must be filtered out when you use it for heating operating (HGG - Heating degree gas) the coal dust offers more potent gas. A filtering of the pulverized coal is only necessary for EGG purposes. A cyclone separator ensures this pulverized coal in first filter stage from the gas. In the 2nd stage filter, a fine filter, the last finer elements ,ust be removed.

Usually this type of gasifier has a rather bad reputation. So assuming, in the literature that this gasifier produce less tar than a "updraft" gasifier. But even more tar than the normal "Downdraft" gasifier. This must be proved however only. FAO writes about the gasifier type the following:
Other disadvantages of the fluidized bed gasifier lie in the relatively high tar content of the product gas (up to 500 mg / m³ gas), the incomplete coal combustion and poor response to load changes. "

In the literature we finds similar statements about the DriZzleR design. Which have proved in reality to be completely false. Does not produce tar, delivers bad gas and similar statements. This sentence had not been able to stop us refuting these theoretical literature. :-)

The pilot plant is operated in the first step only with standartized DIN wood pellets in 6mm diametre. Thus, one can assume that any "whims" not caused by the fuel in gasification.

The first tests were not really promising, The gasifier hurl tar up to the ceiling and around to the gasifier, it looked as if someone had the floor badly paved. But that's actually in any attempt at the beginning folds almost nothing. Doubters of system would now probably thinking, "Do you see has already told the literature". ;-)

The second test was promising. The flame was still not really "nice" but except of coal dust were no other undesirable ingredients more from the gasifier. The gasifier produced the most beautiful HHG (Heating degree gas). However, not so perfect that I would take the trouble to filter it. So after the test is prior to the test :-)

The third test run after some modifications was even worse than the first test. Tar and nothing as tar was produced.

Even tar components be in contact with the skin cannot be removed.
Mixed tar components which cannot been removed also mechanically.

Here's a video of this dirt stuff:

Until the gasifier running 4 hours and about 50kg pellets, a nice charcoal bed had formed. Then 80kg more woodpellets were put into the gasifier to watch whether the state can be considered as stable.

The flame had changed significantly. The "flame" now was what might be called "unfiltered" EGG. In order to increase the sucking force i switched on the ejector additionally.
To be really sure that this is not just a fleeting appearance of nature. I need to do this last test several times to really make sure that the results are reproducible.

So it remains exciting .... Now a lot of more few hundred kilos must be eaten by the gasifier. But problems with his figure, he certainly will not get :-)

Comments, suggestions and criticisms like to ask in the forum post at:



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."


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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