Уличная печь для сжигания мусора: самые популярные конструкции, кладка своими руками

Сжигание садового мусора на даче зачастую является наиболее простым способом избавления от него, ведь не требуется платить за его вывоз и утилизацию, однако любая ошибка при выборе печи для этой цели или при создании садовой печи своими руками, режиме ее работы во время сжигания, может привести к серьезным неприятностям, вплоть до пожара.

О сжигании мусора

Любой садовый или домашний мусор, это смесь органических и неорганических веществ, которые во время сгорания претерпевают различные изменения, начиная от окисления кислородом и заканчивая образованием новых веществ.

Нередко эти новые вещества оказываются гораздо более опасными, чем утилизируемые отходы, поэтому перед началом сжигания необходимо четко понимать, что вы делаете и зачем.

Когда вы поджигаете отходы, происходит следующее:

1. Под действием высокой температуры органика подвергается процессу пиролиза с образованием пиролизных газов и негорючего остатка, причем химический состав газов и остатка напрямую зависит от температуры и времени термического воздействия.
2. Нагретые пиролизные газы вступают в реакцию с кислородом, образуя не только окись и двуокись углерода, но и множество иных соединений, часть из которых являются крайне токсичными или обладают сильным неприятным запахом.
3. Если вся эта смесь газов достаточно разогрета, то начинается процесс дожига, то есть кислород вступает в реакцию с частично окисленными веществами, образуя новые химические соединения, а при температуре 800 и более градусов продолжается процесс пиролизного распада веществ. То есть сложные органические цепочки рвутся, образуя более простые вещества, которые легче вступают в реакцию с кислородом, причем, чем выше температура, тем интенсивней протекает этот процесс.
4. Максимальной эффективности эти процессы достигают при температуре 2–3 тысячи градусов, когда происходит распад на отдельные элементы и происходит полное окисление углерода до углекислого газа. Минимальная же эффективность с максимальным образованием токсичных и сильно пахнущих веществ достигается при температуре до пятисот градусов.
5. Индикатором эффективности процесса утилизации является цвет дыма, чем он более темный, тем больше в нем не окисленного углерода, входящего в состав промежуточных, зачастую токсичных веществ. Но даже густой белый дым говорит о том, что процессы пиролиза и окисления протекают неэффективно, нередко из-за высокой влажности сжигаемого материала.

Особенности горения различных видов отходов

Чтобы правильно спроектировать печь для сжигания мусора, необходимо понимать, как горят те или иные виды отходов в различных условиях.

К примеру, когда поджигают кучу листьев, то почти всегда они горят с минимальным пламенем и максимальным образованием густого дыма, который низко стелется над землей.

Это происходит из-за следующих факторов:

• высокой влажности;
• минимального расстояния между листьями, из-за чего ограничен доступ воздуха к зоне активного горения, а значит, оно протекает при сильном дефиците кислорода.

В этой таблице вы найдете описание недостатков большинства видов садовых или бытовых отходов, а также рекомендации, которые помогут улучшить их утилизацию путем сжигания:

Популярные конструкции

Вот наиболее популярные конструкции печей для сжигания мусора:

1. Металлическая бочка.
2. Кирпичная простая.
3. Кирпичная с теплоизоляцией
4. Металлическая сварная прямоточная.
5. Кирпичная или металлическая ракетная.
6. Кирпичная или металлическая с наддувом воздуха.
7. Кирпичная или металлическая с максимально эффективным процессом пиролиза (пиролизная).

Металлическая бочка

Бочку из стали можно считать печкой лишь условно, ведь организовать в ней полноценное горение невозможно из-за крайне высокой теплопроводности стенок, которые отводят тепло из зоны пиролизного разложения и сгорания/дожигапиролизных газов, снижая там температуру.

А чем ниже температура, тем менее эффективны все процессы, обеспечивающие горение, поэтому результатом такой утилизации всегда является сильный запах и обилие токсичных веществ.

Можно немного повысить эффективность утилизации нарастив трубу до высоты 5–10 метров, что даст более сильную тягу и увеличит поступление воздуха, или подключить нагнетающий вентилятор, но кардинально ситуацию это не изменит.

Поступление избыточного воздуха активизирует все процессы, поднимет температуру внутри бочки, но тонкие стены станут нагревать окружающий воздух сильней, что как минимум в половину снизит эффективность от увеличенного поступления кислорода.

Еще один способ улучшения печи из бочки – тщательная теплоизоляция внутренней емкости, но это сильно усложнит конструкцию мусоросжигателя.

Ведь теплоизолировать ее придется базальтовой или каолиновой ватой, а эти материалы обладают высокой гигроскопичностью, поэтому сильно впитывают в себя влагу.

Поэтому наружный корпус должен быть максимально герметичен, а отверстия для выхода пара расположены только снизу, чтобы в них не попадали атмосферные осадки.

Все эти улучшения востребованы лишь там, где пытаются максимально снизить токсичность и зловонность полученного при сгорании дыма, а для всех остальных наиболее важным параметром является простота реализации – поставил пустую бочку, пробил снизу пару дырок и можно жечь мусор.

Теоретически, можно сократить образование неприятных запахов увеличением высоты бочки, ведь тогда у дымовых газов будет больше пространства для:

• продолжающегося пиролизного разложения;
• более качественного перемешивания с кислородом;
• более полного окисления углерода и содержащих его соединений.

Но даже с трубой высотой 5–10 метров невозможно достичь полного окисления углерода и избежать появления токсичных веществ, которые поступят в атмосферу при сжигании:

• изделий из резины;
• остатков нефтепродуктов;
• различных пластмасс, в том числе одежды из синтетики.

Тем не менее, в бочке можно сжигать обрезанные и предварительно порезанные на небольшие куски ветви деревьев, а также хорошо просушенные траву и листву, ведь появляющийся при этом запах идентичен тому, который возникает при топке дома дровами, а также при естественных пожарах в лесу.

Кроме того, проблемой подобных конструкций является высокая пожароопасность, вызванная разлетающимися искрами, а снижение интенсивности горения приводит к появлению густого дыма.

Простая кирпичная

Такая печь более эффективна, чем бочка из-за заметно меньшей теплопроводности кирпича, однако для ее установки необходим фундамент, а кирпичи придется класть на цементном растворе, который плохо переносит нагрев.

Из-за меньшей теплопроводности она, после прогрева, хорошо справляется с любыми растительными отходами влажностью 10–20%, то есть в ней можно жечь не только ветки, но и опилки.

Однако в последнем случае придется не только вносить их небольшими партиями, но и добавлять дрова или уголь, ведь опилки нарушают циркуляцию воздуха, если их окажется слишком много, горение превратится в тление и нивелирует все плюсы такой конструкции.

Чтобы поднять температуру в зоне пиролизного разложения, необходим не только принудительный наддув воздуха, но применение дополнительного топлива, дающего сильный жар, например, каменного угля.

В свою очередь, увеличение температуры в зоне пиролиза вынуждает использовать более жаростойкие материалы, в идеале камеру сгорания необходимо делать из вольфрама с тщательной теплоизоляцией, а камеру дожига футеровать шамотом.

Все это сильно усложняет конструкцию печи и увеличивает ее стоимость, но не гарантирует, что любые полимеры, попав в нее, превратятся в безобидные углекислый газ и азот с водяным паром.

А для сжигания обрезанных веток или собранных после уборки урожая стеблей растений, подойдет и самая простая кирпичная печка.

Плюсом такой конструкции является то, что ее можно сложить из любого кирпича, главное, обеспечить гладкую внутреннюю поверхность и высоту от пода как минимум 1,5 м, причем оптимальным внутренним размером квадрат со сторонами в 40–60 см.

Такое сечение обеспечит относительно быстрый прогрев и высокую эффективность печи.

Когда она прогреется и температура наружных кирпичных стенок поднимется хотя бы до пятидесяти градусов, даже отходы, влажность которых превышает 50%, будут сгорать с минимальным образованием густого дыма и почти без появления неприятных запахов.

Кирпичная с теплоизоляцией

Если вы планируете сжигать не только ветки, но еще и пластиковые бутылки, то необходимо своеобразное подобие ракетной печи.

Эта конструкция представляет собой круглую или прямоугольную трубу высотой 1,5–2 метра, изнутри утепленную базальтовой ватой и футерованную шамотом, с подачей горячего воздуха над зоной активного горения (примерно 1 метр от колосниковой решетки).

Благодаря этому в печи возникает мощная тяга, обеспечивающая интенсивное горение любых материалов, а значит и эффективное пиролизное разложение.

Из опыта известно, что в подобных конструкциях пластиковые бутылки, заложенные вместе с дровами, сгорают почти без запаха, но это не избавляет от выброса в атмосферу токсичных веществ, что запрещено на законодательном уровне, поэтому утилизировать бутылки так все же не стоит.

Дешевле, да и полезней для здоровья, вывезти их на свалку или переработать во что-нибудь нужное, об этом мы подробно рассказывали тут (Пластиковые бутылки).

Минусом подобных печей является необходимость использования дополнительного топлива, то есть угля или дров.

Без дополнительного топлива в подобных утилизаторах можно сжигать:

• сухие ветки, порезанные на небольшие (10–40 см) фрагменты;
• бумагу;
• сухие или трухлявые доски;
• небольшие порции хорошо высушенной листвы, травы и стеблей растений, оставшихся после уборки урожая.

Отходы влажностью 20 и более процентов, хорошо горят только с дополнительным топливом, известны случаи, когда в таких конструкциях сжигали мокрый гнилой паркет и он горел без дыма и запаха.

Еще одним минусом таких прямоточных печей является высокая вероятность вылета искр и легких горящих фрагментов, поэтому при сжигании бумаги желательно накрывать выходное отверстие металлической сеткой с размером ячеек от 5х5 до 20х20 мм.

После топки и остывания эту печь накрывают металлической крышкой, которая защищает шамотное ядро и теплоизолятор от атмосферных осадков.

Основной проблемой, которая возникает при разработке подобных конструкций, является сложность расчетов сечений переходных отверстий и отверстий для подачи воздуха, ведь под каждый вид утилизируемого мусора необходим свой набор этих параметров.

Поэтому большого распространения они не получили, так и не выйдя из стадии экспериментальных образцов, но потенциал развития у такой схемы весьма велик.

Ведь при правильном подборе сечений и высоты дымовой трубы она создает пламя с температурой до полутора тысяч градусов, чего хватает для термического разложения и сжигания/дожига большинства видов твердых бытовых отходов.

Более подробную информацию по принципу работы ракетных печей, а также особенностям их расчета, вы найдете тут .

Металлическая сварная прямоточная

Эта печь, по принципу работы, идентична описанной в предыдущем разделе, только сделана из стальных листов.

Чтобы защитить ее от выгорания, всю внутреннюю часть защищают футеровкой шамотным кирпичом и теплоизолятором из базальтовой ваты. В футеровке можно сделать каналы для подачи вторичного воздуха (ВВ), который улучшает дожигпиролизых и дымовых газов.

Встречаются конструкции без футеровки, в них горячий вторичный воздух подают с помощью эжектора, который изготавливают из металлопрофиля или любого другого подобного негорючего материала с высокой теплопроводностью.

Печи без футеровки и теплоизоляции менее эффективны, ведь они теряют часть тепловой энергии, которую можно было использовать для дожига газов, на обогрев атмосферного воздуха, печи же с футеровкой и теплоизоляцией гораздо сложней в изготовлении.

Работа подобного утилизатора не зависит от его наружной или внутренней формы, поэтому ее делают из тех материалов, которые можно недорого приобрести на ближайшем пункте приема черного металлолома.

Кирпичная или металлическая с наддувом

Такая конструкция по эффективности превосходит описанные выше печи, ведь благодаря избыточному поступлению воздуха происходит более полное сгорание углерода и водорода, полученных в результате термического разложения отходов.

А увеличение температуры приводит к более полному пиролизному разложению органики, что опять же, способствует росту выделения тепловой энергии.

Если же камеру сгорания сделать круглой, то наддув воздуха породит в ней вихревые процессы, которые улучшат перемешивание пиролизно-дымовых газов с воздухом, что опять же, приведет к повышению температуры.

Для дальнейшего увеличения эффективности печи с наддувом, топку необходимо тщательно теплоизолировать, а выходящий из нее газ направлять в камеру дожига, тоже круглой формы, что создаст и в ней вихревые явления, улучшающие перемешивание, а значит и дожиг газов.

Хорошие результаты показывают прямоточные металлические конструкции с футеровкой шамотным кирпичом и теплоизоляцией базальтовой ватой – благодаря наддуву и использованию дополнительного топлива они почти без запаха сжигают многие полимеры.

Некоторые конструкции таких устройств предусматривают пиролизное разложение полимеров с образованием и сжижением горючего пиролизого газа, который затем используют в качестве дополнительного топлива.

Несмотря на заметно более сложную конструкцию, никаких реальных преимуществ перед утепленными кирпичными (ракетными) печами у них нет.

Ведь в камере сгорания и дожига, при нагреве до температуры свыше тысячи градусов, продолжается пиролизное разложение с последующим окислением полученных веществ, а значит, химический состав дыма будет идентичным.

Исключение составляют мощные профессиональные печи, в которых все режимы максимально оптимизированы, а температура в камере сгорания превышает две тысячи градусов, что обеспечивает более полное разложение, а значит и максимальное окисление углерода.

Производительность подобных аппаратов составляет несколько тонн, а то и десятков тонн в сутки, а стоимость исчисляется в миллионах рублей, поэтому для утилизации домашнего или садового мусора одного домовладения они не подходят.

Кирпичная или металлическая пиролизная

Эти печи являются наиболее сложными по конструкции, поэтому их применяют лишь для утилизации биологических отходов, а все пиролизные процессы, равно как и дожигание полученных газов, доведены до наибольшей эффективности.

Поскольку они предназначены для утилизации вредных и опасных отходов, то для поддержания температуры внутри пиролизной камеры используют дополнительный источник тепла, которым могут быть как дрова или уголь, так и жидкое или газообразное топливо.

Встречаются модели, в которых дополнительный подогрев пиролизной зоны производят за счет собственного пиролизного газа, переведенного в жидкое состояние за счет конденсации, но такие устройства менее эффективны, а их дым содержит больше токсичных веществ.

Встречаются попытки сделать пиролизную печь для утилизации бытового мусора на своем участке, а также сжигания тех же покрышек в отопительных пиролизных котлах, но дальше стадии экспериментов такие разработки не прошли.

Как своими руками построить печь для сжигания мусора

Если вы решили сделать такую конструкцию самостоятельно, то сначала определите, какой тип печи вам нужен, а также хватит ли для его изготовления ваших навыков и доступного инструмента?

Для этого мы предлагаем вам просмотреть видео, на которых показано изготовление мусоросжигающих печей различных типов и изучить тематические форумы, посвященные этому вопросу.

После этого придерживайтесь следующего алгоритма:

1. Выберите тот тип утилизатора, на изготовление которого точно хватит ваших навыков и ресурсов.
2. Соберите максимально возможную информацию по принципу его работы.
3. Найдите в интернете видео, в котором показаны изготовление и использование подобного устройства.
4. Подготовьте весь необходимый материал и инструментарий.
5. Постройте печь.
6. Проведите пробную топку.

Видео и форумы

Вот ссылки на видео:

Вот ссылки на форумы:

1. www.forumhouse.ru.
2. forum.stovemaster.ru.
3. mastergrad.com.
4. websad.ru.

Выбор типа печи

Несмотря на то, что кирпичные утилизаторы являются более эффективными, а металлические занимают минимум места, наилучшие результаты дает использование металла и кирпича, то есть корпус варят из металла, а топку футеруют кирпичом.

Оптимальная высота горячей зоны, то есть участков пиролизного разложения и сгорания/дожига газов составляет 1,3–1,5 м, это обеспечивает максимальное перемешивание газов, а значит, окисляется наибольший процент углерода, без которого невозможно образование токсичных веществ.

Кроме того, при такой высоте печь получается не слишком громоздкой и хорошо переносит даже сильный ветер.

Простые бочки плохо подходят даже для сжигания веток, ведь образуют много дыма, однако это можно компенсировать использованием подачи горячего воздуха в зону дожига и увеличение высоты самой зоны путем установки двух бочек одна на другую.

Для эффективной утилизации требуются более высокие температуры, чем можно создать в самодельной печи из материалов, взятых на ближайшей свалке или чермете.

Кроме того, учитывайте влияние выходящего дыма на состав атмосферного воздуха, ведь токсичные вещества появляются при работе любой печи, а значит, для снижения их концентрации необходимо максимально разбавить дым воздухом.

Для этого необходимо соблюсти два условия:

• обеспечить встречу дыма и воздуха на как можно большей высоте;
• подавать дым с максимально возможной температурой.

Увеличить высоту встречи дыма и воздуха можно с помощью установки дымовой трубы, но такая конструкция очень уязвима перед сильными ветрами, поэтому более надежным решением является строительство кирпичной печи.

Если срез ее дымовой трубы или камеры дожига расположен на высоте 1,8–2 м, а температура выходящих газов составляет хотя бы 500 градусов, то все токсичные вещества растворяются в окружающем воздухе и оказывают минимальное влияние на людей.

Если вы собираетесь сжигать лишь материалы на натуральной основе, то выбирайте тот тип печи, который лично вам проще построить, так вы приобретете опыт возведения мусоросжигающих конструкций и сможете когда-нибудь создать более совершенное устройство.

Поиск материала

Поскольку мусоросжигающая печь предназначена только для утилизации отходов, то ее ставят там, где она не будет отравлять воздух и портить своим внешним видом интерьер участка, то для ее создания нет смысла использовать новые материалы.

Металл можно найти в ближайшем пункте приема металлолома, а кирпич можно найти на ближайшей свалке строительного мусора. После доставки материала, сразу же очистите кирпичи от остатков раствора, а металл от ржавчины.

Постройка печи

Если вы ставите металлическую печь, то вам потребуются слесарные и сварочные навыки, а также соответствующий инструмент.

Для работы с кирпичом необходимо сначала возвести фундамент, который выдержит вес будущей конструкции, поэтому обязательно учитывайте тип грунта и высоту уровня грунтовых вод.

Если вы собираетесь выложить кирпичную печь без футеровки, то учитывайте, что придется либо использовать цементный раствор, который плохо переносит нагрев, либо возводить кладку на глинопесчаную смесь, а после окончания работ оштукатурить мусоросжигатель цементным раствором.

Если же вы собираетесь возвести правильную кирпичную печь для сжигания мусора, то есть снаружи красный кирпич, внутри теплоизолятор из базальтовой ваты и футеровка шамотом, то наружную часть выкладывайте на цементный раствор с добавлением жидкого стекла, а внутренний на мертель.

Готовую конструкцию оштукатурьте цементной смесью с добавлением жидкого стекла, это защитит ее от осадков и продлит срок службы.

Вне зависимости от типа печи, оснащайте ее дверками, ведь так вы сможете регулировать температурный режим, обеспечивая подачу оптимального количества воздуха.

О том, как крепить дверки в кирпичной кладке, читайте тут.

Если высота печи составляет хотя бы 1,5 м, то предусмотрите в ней дверку для загрузки сжигаемого материала, нередко загружать мусор через дверку намного проще, чем перекидывать его через верх.

Порядовка

В этой статье вы найдете порядовку, на которой изображена кирпичная мусоросжигающая печь с теплоизоляцией из базальтовой ваты и футеровкой топки шамотным кирпичом.

Размеры печи 1950 х 1170 х 1170 мм (высота, ширина, глубина), сечение топки и дожигательного канала 520 х 520 мм, высота от колосниковой решетки 1495 мм, чего достаточно для бездымного сжигания большинства видов бытового мусора, за исключением пластиков и резины.

Подобно любой другой печи этого типа, она начинает хорошо работать только через полчаса после розжига, причем, для выхода на бездымный режим необходимо 5–15 кг дров.

Утилизатор можно сразу же загружать ветками, но в этом случае 5–15 минут он будет работать с сильным образованием дыма.

Загрузку аппарата облегчает большая верхняя дверца (размер посадочного отверстия 500 х 500 мм) в качестве которой можно использовать как что-нибудь самодельное, так и оставшуюся от разобранной печи-камина подходящую дверцу.

Можно купить новую дверцу, но из-за высокой стоимости (15–30 тысяч рублей) так мало кто поступает.

1–5

На этих рядах сформированы зольная камера и каналы подачи вторичного воздуха на участок дожига. Поскольку сильного нагрева тут нет, то даже внутренние кирпичи можно укладывать на цементный раствор.

6–7

На этих рядах сформирована опора шамотного ядра с каналами подачи ВВ. Поскольку перекрыть кирпичом площадку с такими опорами сложно, то мы предлагаем сформировать ее из жаростойкого бетона, но можно использовать другие жаростойкие материалы.

Например:

• шамотную плиту;
• магнезитовую плиту;
• фиброцементную плиту.

Между плитой и наружными кирпичами обязательно укладывайте прокладку из базальтовой ваты, она защитит корпус от раздавливания, ведь под нагревом плита увеличивается в размерах, а значит, давит на керамические кирпичи.

На седьмом ряду создавайте под шамотного ядра, в котором прорезайте отверстия для укладки колосниковой решетки и подачи вторичного воздуха.

Начиная с седьмого ряда устанавливайте теплоизолятор, отделяющий шамотное ядро от наружных стен, его можно вставлять до или после укладки шамотных кирпичей, кому как удобней.

8–18

На этих рядах сформирована камера горения и врезана дверца для облегчения закладки дров и розжига топлива.

Поскольку между шамотным ядром и наружным корпусом установлен толстый слой теплоизолятора, то крепить дверцу можно любым удобным способом, ведь даже при сжигании большого объема мусора керамические кирпичи сильно не нагреются, а значит, металл не разрушит кладку.

19–26

На этих рядах сформирована камера дожига с подачей горячего вторичного воздуха. Во время горения мусора стенки шамотного ядра нагреваются, а отдавать тепловую энергию могут лишь проходящему потоку ВВ, благодаря чему температура последнего при входе в камеру, после прогрева печи составляет 200–400 градусов.

Такой вторичный воздух почти не охлаждает содержимое камеры дожига и обеспечивает более полное окисление углерода за счет избытка кислорода и более тщательного перемешивания газов.

Каминная дверца облегчает загрузку крупногабаритного мусора, избавляя от необходимости перекидывать его через верх печи.

Если вы поставите дверцу с жаростойким стеклом, то сможете контролировать горение мусора и регулировать количество дополнительного топлива и подачу воздухане открывая ее, если же она будет глухая, то контролировать процессы вам придется по косвенным признакам, то есть по:

• наличию или отсутствию неприятного запаха;
• наличию или отсутствию густого дыма;
• звуку работы печи.

На двадцать шестом ряду перекрывайте шамотное ядро и наружную кладку с помощью перемычек из соответствующего кирпича. О том, как их сделать, смотрите в этом видео:

27–30

Эти ряды являются завершающими и внутри образованного ими канала происходят окончательное перемешивание и дожиг дымовых газов.

На тридцатом ряду закрывайте теплоизолятор шамотным или керамическим кирпичом, чтобы защитить его от осадков.

Заключение

Чтобы обеспечить сжигание  садового мусора с минимальным образованием неприятного запаха и токсичных веществ необходимы кирпичные или металлические печи специальной конструкции.

Принцип работы такой уличной печи для сжигания мусора на даче заключается в пиролизном разложении органических веществ с последующим окислением входящего в их состав углерода.