Gazogène automatisé avec arduino

[valles]

bonjour a tous

L'objectif de ce projet a été de concevoir un gazogéne avec la technologie Arduino et des composants simples et économiques, afin qu'il soit accessible autant à la fabrication (il suffit d'un poste a souder TIG et de quelques outils éléctroportatifs) qu'à l'utilisation avec une procédure de démarrage simplifiée et des dimensions réduites le tout avec un budget de 450€.
Il fonctionne de façon continu grâce à un rechargement de combustible géré par arduino, le temps de fonctionnement maximum est déterminé par le volume du réservoir de cendres ( environ 1ltr/20 h selon la qualité des pellets de bois)
L’utilisation d'un mélange sciure/granulés permet une concentration optimum du combustible (et du gaz) dans le foyer et permet aussi de part sa fluidité une homogénéité suffisante autour des bougies de préchauffages pour un démarrage rapide.
Son effet bouchon limite l'apport en air dans le foyer qui est contrôlé par la nature du broyage et le niveau de chargement dans le foyer.

Puissance max éléctrique 1,5kW/h

[div=none]

[/div]

la prochaine étape étant la fabrication d'un modèle multi foyer, je cherche une personne intéressée possédant une table de découpe numérique pour économiser ma disqueuse et surtout mes doigts

 

[Num]

Salut ,
bien l'installation, incroyable la puissance que cela peut donner ...
belle réalisation technique.
A+

 

[valles]

merci Num

Je ne pensai pas aussi sortir autant de puissance, a la base il était prévu pour un 100 cm³ mais celui-ci n'a pas résisté longtemps aux premiers tests de filtrations

 

[moissan]

pourquoi multifoyer ? jusqu'a 100 kw il vaut mieux un seul gazo que plusieurs petit

je travaille la dessus depuis longtemps et j'en suis a avoir un certain nombre d'idée a breveter ... mon soucis n'est plus la realisation de proto mais la creation d'une entreprise pour deposer les brevet sans me ruiner

ton petit gazo est très beau ! il prouve qu'on peut faire simple et efficace ... mais j'y voit quelques probleme : c'est un gazogene simple a contre courant : ça fait un gaz très sale plein de goudron qui encrasse les moteur : le filtrage du gaz est compliqué

il manque une injection de vapeur d'eau dans le foyer pour faire du gaz mixte : la reaction de combustion partielle de C a CO degage de l'energie qui est perdue a faire surchauffer le gazogene : en lui faisant avaller la bonne dose de vapeur d'eau la decomposition 2(H2O) > 4H2 + O2 absorbe la chaleur et stabilise la temperature , et O2 alimente la combustion de C ce qui permet de reduire l'admission d'air donc reduit l'azote inutile

ce principe de gaz mixte a été utilisé avant les arduino : je l'ai vu dans des vieux livre de 1890 ... oui 1800 pas 1900 !

j'ai aussi rencontré un vieux meunier qui avait un moulin avec roue a aube et en a construit un autre plus moderne un peu avant 1914 , avec un moteur a gaz et un gazogene , mais la guerre a fait fuir l'instalateur du gazogne : il n'avait pas tout compris le mode d'emploi : le gazogene ne pouvait pas travailler une journé entiere il consomait trop de charbon ... la solution est arrivé avec un prisonier de guerre allemand qui connaissait ce type de gazo : il y a un robinet qui devait etre ouvert a fond pour envoyer de l'eau dans une espece de chaudiere a la base du foyer : la chaleur du foyer fait de la vapeur qui est envoyé dans l'admission et ça fait du gaz mixte , et ça reduit la consomation du charbon ... il n'y avait pas d'arduino ! la conception du foyer etait assez bien faite pour vaporiser juste la bonne quantité de vapeur

 

[gégé62]

Belle réalisation qui sort de l'ordinaire !

 

[valles]

Salut moissan

J'ai l'impression qu'il n'y a pas de hasard, moi aussi j'ai un vieux livre avec les premières usines de production en 1890 et en plus j'ai moulin en face de la maison qui a été équipé, du temps de mon grand-père, avec un moteur Gardner
Pour ce qui est du système multi foyers, je voudrais garder la faible inertie thermique de ce tout petit foyer pour que le préchauffage soit le plus rapide possible
Sa configuration a posé effectivement pas mal de problème de filtration mais en utilisant de la laine de mouton brut, le résultat est bon avec une utilisation facile et pas chère, j'ai bien pensé un moment à fabriquer un système OLGA mais avec le prix des tubes en métal fritté que je voulais utiliser, j'ai vite abandonné
Pour l'injection d'eau c'est dans les tuyaux mais il faut que j'équipe le foyer d'un bon thermocouple pour faire les tests

 

[valles]

merci gégé62

 

[moissan]

il n'y a pas besoin de thermocouple pour mesurer la temperature du foyer : il faut plutot mesurer la composition du gaz : tant qu'il n'y a pas de CO2 c'est que le foyer est trop chaud donc on peut augmenter la dose de vapeur d'eau , et quand le foyer est trop froid il commence a y avoir un peu de CO2 , il faut reduire la vapeur

dans les ancien gazogene il arrivaient a placer la chaudiere qu vaporise l'eau au bon endroit près du foyer pour que ça produise la bonne quantité de vapeur ... a cette epoque il avaient plus de patience que maintenant pour la mise au point ... maintenant on prefere une regulation electronique qui marche du premier coup

 

[valles]

Je veux bien mais les analyseurs de gaz ne sont pas donnés et le faire à l'oreille avec le moteur risque d'être impossible avec la composition du gaz qui change il faudrait à ce moment-là une gestion par sonde lambda pour avoir un moteur qui tourne rond en permanence, encore de l'électronique
Est-ce que tu crois qu'un injecteur haute pression pourrait remplacer la chambre de vaporisation?

 

[bipbip30]

bonsoir, je salue le travail surtout pour ce budget.

tu ne nous as pas dis tes besoins en découpe.

 

[moissan]

il ne faut pas injecter d'eau : la vaporisation consome de la chaleur , et plus on refroidi le foyer plus le rendement du gazo diminue ... il faut donc placer une chaudiere au bon endroit pour utiliser de la chaleur qui autrement serait perdue

il faut aussi un echangeur de chaleur pour recuperer la chaleur du gaz qui sort et prechauffer l'air qui entre

il faut une bonne isolation thermique de l'ensemble du gazogene pour ne pas perdre sa chaleur

pour l'analyse du gaz je me mefie des capteur electronique moderne qui se font trop facilement polluer par un gaz sale : pour mesurer le CO2 je modernise une technique qui date d'avant 1900 : mesurer l'absorbtion dans de la soude

une pompe volumetrique envoi un peu de gaz barboter dans de la soude caustique ... une autre pompe evacue le gaz qui sort avec asservissement pour garder un volume constant : la difference de vitesse des 2 pompe donne directement le taux de CO2

si on utilise une qualité de combustible bien constante comme les pelet on doit pouvoir après mise au point remplacer la mesure de CO2 par une simple mesure de temperature , mais mon but est d'utiliser des combustible divers , bois broyé de qualité quelquonque : la temperature optimum sera variable avec le combustible : avec la mesure du CO2 ça s'adaptera tout seul au combustible

l'avantage de ce systeme est de reduire la temperature au strict minimum pour non seulement maximiser le rendement mais surtout pour obtenir une longue duré de vie du foyer , ça permet aussi de tout faire en acier ... les ancien gazogen avaient un foyer en brique refractaire pour supporter une temperature inutilement trop haute

des gazogene plus recent tout en acier se degradent a chaque fausse manoeuvre faisant monter la temperature

j'en ai vu fonctionner un ( de 100kw ) qui bouzillait la grille du foyer chaque fois qu'on oubliait de le recharger , et qu'il arrivait a la fin de sa capacité en combustible : et ce gazogene je l'ai revu sur un forum : il a été racheté et installé ailleur http://gazogenes.superforum.fr/t322-histoire-de-la-construction-d-un-gazo-industriel

 

[valles]

Si j'ai bien compris pour tester le gaz tu mesures la baisse de densité du gaz lié à l'absorption du CO ou un des autres composants, dans la soude .
cette technique doit être très fiable pour un cout dérisoire merci pour l'astuce ...

Pour ce qui est de la vaporisation de l'eau, je pensais faire un anneau tubulaire sur la paroi extérieure du foyer autour de la zone de température max, sinon j'avais pensé aussi au filtre cyclone qui chauffe énormément mais les points de condensations que cela engendrerait me dérangent un peu

Qu'elle est la température optimum du foyer ? je n'ai jusqu'à maintenant testé le foyer que dans une fourchette limitée et qui est tombée juste avec un gros coup de bol

 

[valles]

merci bipbip30

je dois me replonger dans 3ds max pour faire les plans de détails et d'ici demain je les poste, cela doit représenter une dizaine de pièces le restant étant composé de tubes découpés a l'ancienne

 

[moissan]

pas de mesure de densité : simplement mesure de volume de gaz , sachant que la soude absorbe totalement le CO2 et laisse passer les autres gaz ... si quand il entre 1cm3 il sort 0,95cm3 c'est qu'il y a 5% de CO2

il ne faut pas oublier de refroidir completement le gaz a analyser pour condenser toutes les vapeur avant de mesurer le CO2

tu a peur que ça condense dans le cyclone : il faut pourtant absolument condenser au maximum pour bien epurer

ton gazogene simple fait tous les produit de la pyrolyse du bois : on y trouve donc du metanol de l'acetone et de l'acide acetique , , ça pourait etre separé pour faire une petite production de carburant liquide

même l'acide acetique peut finir en carburant ... absorber l'acide par de la chaux , et ensuite chauffer l'acetate de chaux a 200° ce qui fait de l'acétone ( en plus de l'acétone deja present dans la pyrolyse du bois )

sans valorisation de ces carburant liquide , c'est une part importante de l'energie du bois qui ne fait que salir les filtre

on pourait aussi penser maintenir le gaz assez chaud pour que ces combustible ne se condensent pas : tuyaux et carburateur maintenu a plus de 100° ... mais dans ce cas il faut un moteur special supportant le goudron

dans mon cas le gazo est plus compliqué avec 2 partie separé pour la pyrolyse et le gazo : le gaz chaud sortant du gazo est partagé en 2 : une partie sort vers le moteur , l'autre partie va chauffer le combustible dans la partie pyrolyse , et cette partie du gaz melangé au produit de pyrolyse et renvoyé a l'admission du gazo : donc les produits de pryrolyse passe dans le point chaud et son decomposé , et le gaz qui sort du gazo est propre comme un gazo a charbon de bois : il ne contient qu'un peu de goudron

c'est un peu une usine a gaz ... mais c'est normal pour faire du gaz

 

[valles]

on y trouve donc du metanol de l'acetone et de l'acide acetique

effectivement j'ai regretté de ne pas avoir mis de gants pour les premiers nettoyages de filtres...

je ne pourrai jamais contrôler l'admission de mon gazo avec ce principe mais il y a peut-être un moyen de transformer les goudrons récupérés dans les filtres ?

 

[moissan]

pour un gazogene simple , il est indispensable de faire un bon condenseur qui refroidi le gaz avant filtrage : le liquide condensé ne doit pas etre jeté , mais distillé ensuite pour recupérer le methanol et l'acetone et l'acide acètique : a la sortie du condenseur le filtrage est plus simple

j'ai trouvé beaucoup d'information la dessus dans les vieux livre au sujet de la distilation du bois , a l'epoque ou l'alcool a bruler s'appelait esprit de bois ... cette industrie est disparue quand le petrole est devenue la source de tous les produit chimique

le choix de faire le gazogène le plus simple possible et recupérer le jus pyroligneux , et le distiller plus tard est une solution tout a fait valable ... ça partage la complexité en 2 chose completement indepandante

si il y avait de nombreux gazogene de ce type pour faire chauffage a cogeneration , la distilation du jus pyroligneux pourrait etre centralisé

 

[pbc74]

Bonjour
Je me raccroche a ce post car je recherche des plans et de la documentation pour construire un gazogene moderne et performant pour alimenter un moteur thermique d'un groupe electrogene d'environ 50 kw.
j'ai essayé de commander un livre americain: wood gas Builder guide et je n'arrive pas à l'obtenir.
ou puis je trouver des éléments techniques pour cette construction?
Plus particulièrement pour le système de filtration et éventuellement de distillation ?
merci a tous

 

[Dombes69]

Bonjour
Peut etre ici : http://www.fao.org/3/a-t0512e.pdf
A+

 

[valles]

Beaucoup d'études existent sur le sujet primordiale de la filtration mais elles sont très complexes car destinées aux grosses industries,
ci-joint un PDF très documenté qui permet d'appréhender le sujet dans sa globalité mais qui reste bien trop complexe a mettre en œuvre pour un particulier comme moi.
Mon prochain test consiste tester un système de douche pour combiner les gaz acides dans une eau alcaline qui passe ensuite dans un bassin d'oxygénation pour séparer les acides et les faires décanter dans un derniers bassin