Ist ein Holzvergaser-Ofen tatsächlich rauch- und abgasfrei?

[emil17]

genau das ist bei einem Trekking-Kocher so..egal wie wenig Holz man rein wirft und wie trocken das ist...Ruß gibts immer.

Das hat noch einen anderen Grund: Wenn der Kochtopf in Berührung mit noch nicht vollständig verbrnntem Holzgas kommt, also in der Flammt steht oder hängt, dann kühlt sich ein Teil dieser Gase an der Topfwandung notwendigerweise unter den Flammpunkt ab und es setzt sich Russ ab. Die leuchtende Flamme besteht ja aus glühenden Russteilchen, die das Licht abstrahlen, bevor sie selber verbrennen. Eine russlose Flamme ist bläulich oder unsichtbar.
Hier wäre Abhilfe nur, den Ofen so zu bauen, dass der Topf die Flamme nicht berührt.
Aus diesem Grund haben Grundöfen einen grossen Flammraum, damit die Verbrennung vollständig erfolgt ist, bevor den Flammgasen Wärme entzogen wird.

Neben dem Gewicht (dickeres Edelstahl) ist das der Punkt, welcher mir auf die Idee gebracht hat, einen neuen zu bauen. Dieser wird aus 0,2/0,3mm Edelstahl gebaut. Etwas kleiner und mit aktiver Luftzufuhr über einen Lüfter. Habe einen 5cm 5V Lüfter und einen Akkutank (15.000 mAh mit zwei USB-Steckplätzen). Dadurch erhoffe ich mir eine kürzere Aufheizphase und vor allem regelbare Leistung.

Sowas hab ich mir mal gebaut.
Das funktioniert super - fast wie eine Schmiedesse - , man hat einen halben Liter Wasser sehr rasch zum Kochen gebracht.
Als Feuerung taugen gut Holzbrösel, Kiefernzapfen und dergleichen. Am besten hat man eine kleine Schaufel mit, um den Ofen zu füttern, denn er frisst bei vollem Gebläse viel.
Problem bei tragbarer Ausrüstung: man verbrennt sich am Aschalter die Finger, wenn dieser am Kocher montiert ist. Also besser Batterie und Schalter über Steckverbindung und Kabel mit dem Ventilator verbinden.
Dann muss bei der Konstruktion darauf geachtet werden, dass der Ventilator nicht Schaden nimmt, wenn man ihn abstellt, solange der Kocher noch heiss ist oder gar brennt, weil er ja nur durch die von ihm angesaugte Zuluft gekühlt wird. D.h. er muss durch ein seitliches Rohr angeschlossen werden, was wiederum der Mobilität abträglich ist. Oder man baut ihn unten ein und kann die Flamme dann nicht regulieren.
Zum Ausprobieren reicht ein alter PC-Lüfter, ein Stück Ofenrohr mit Knie und ein Stückchen Drahtgitter.

[Rati]

sorry haut aus dem Thema:

Kennst du eine Verbrennung ohne Oxidation?

Verbrennung ist in der Chemie allgemein eine Redoxreaktion,

genau, und was ist eine Redoxreaktion?

Grüße Rati

[emil17]

Den Begriff redox kann man historisch verstehen:
Die Erkenntnis, dass bei vielen Reaktionen Elektronen von einem Atom auf ein anderes übertragen werden, ist eine Verallgemeinerung des Prinzips, wonach eine Substanz, die freiwillig mit Sauerstoff reagiert (bei stark exothermem Verlauf gewöhnlich als Verbrennung bezeichnet), in Bestandteile zerfällt, die sich mit dem Sauerstoff chemisch gebunden haben.
In der Praxis ist eben der allgegenwärtige Sauerstoff der häufigste und stärkste Elektronenakzeptor (=Oxidationsmittel), und die Bezeichnung Oxidation ("Versauerstoffung") wurde auf das Reaktionsprinzip übertragen.
Warum verbrennt eine Substanz? Was geschieht dabei?
Bei Sauerstoff fehlen pro Atom zwei Elektronen, um die Elektronenhülle vollständig zu machen, was einen von allen Atomen angestrebten Zustand darstellt. Wenn nun Sauerstoff auf Atome oder Moleküle trifft, die ihre Elektronen nicht genügend festhalten können, gehen diese Elektronen auf den Suaerstoff über, und es wird dabei Energie frei.
Man kann im Experiment brennbare Substanzen beispielsweise auch in einer Chlorathmosphäre verbrennen. Dann ist eben Chlor der Elektronenakzeptor, und es entstehen Chloride statt Oxide.
Ob das nun eine molekulare Bindung wird (bei CO2) oder eine ionische (wie bei NaCl) ist sekundär. Das Elektron war vorher beim "Brennstoff" (C bzw. Na), der wegen Elektronenentzug eine positive Ladung erhält, und ist nachher beim Oxidationsmittel oder Elektronenakzeptor (O bzw. Cl), das dadurch eine negative Landung erhält. Elektronendonator (Reduktionsmittel) und Akzeptor (Oxidationsmittel) bleiben im Verhältnis ihrer Elektronenaustauschzahlen zusammen, denn sonst würde die Sache elektrisch geladen.
Bei reduzierenden Bedingungen, z.B. bei Sauerstoffmangel in Teichschlamm, dienen andere Elemente als Elektronenakzeptoren, und es entstehen z.B. H2S (wenn Schwefel Oxidationsmittel war) oder aus rostfarbenem EisenIII entsteht das blaugraue EisenII. Weil Sauerstoff das stärkere Oxidationsmittel ist als diese (es wird Energie frei, wenn Elektronen von Sulfid oder EisenII auf Sauerstoff übertragen werden), oxidieren sich solche Substanzen an der Luft. Diese Vorgänge werden sehr oft von Bakterien durchgeführt, die daraus ihre Stoffwechselenergie beziehen.

[Rati]

mensch emil, hast Recht, aber wer außer einem Chemikant kann damit schon was anfangen.

Mal ganz einfach geschrieben Redoxreaktion ist die Abkürzung für Reduktions Oxidations Reaktion.
Bei einer Redoxreaktion findet immer eine Reduktion und eine Oxidation statt.

Den ganzen Kram mit dem Elektronendonator und dem Aktzeptator hat emil ja schon erläutert.
Und bei einer klassischen Verbrennung wird ein Stoff mit Sauerstoff reagieren und ist dann schon im historischen Sinne eine Oxidation ... im chemischen auch.

Grüße Rati

[Paule]

@emil17: das ist mir auch schon aufgefallen, wenn ich den Topf leicht angehoben habe. Wenn man frisch Holz nachgeladen hat, dann hats ohne Topf nicht geraucht - wenn der Topf drauf war, kam auch der Rauch...

Ja soll so ne Art Rocket-Brenner sein - aber doppelwandig wie beim Holzgaskocher. Der Lüfter kommt mit einem Alu-Flexrohr dran...habe schon Erfahrungen mit einem umgebauten Grill in der Richtung :D
Schalter kommt da nicht nicht wirklich dran: Lüfter -> Regler (Schaltung mit Poti) -> USB-Port vom Akkutank oder Falt-Solarzelle Alles also extern und schon gutes Stück weg von dem ganzen

Werde erstmal aus Katzenfutterdose und ner größeren nen Prototypen basteln, um zu schauen, wie groß ich die Belüftungslöcher dimensionieren muss..

[thom]

Ich würde den Ofen keinesfalls in einem geschlossenen Raum verwenden. Abgasfrei ist eine Verbrennung prinzipiell nicht. Und der Pyrokocher ist rauchfrei, wenn die Pyrolyse erstmal läuft.
Man muss ihn aber auch anfeuern, und dabei hat man etwas (wenn auch wenig) Rauch.
Ganz am Ende gibts auch noch etwas Rauch, wenn der Schwelbrand den Boden erreicht hat und Rauch aus den Primary-Air-Löchern rauskommt.

[emil17]

Der Sinn eines Rauchgasabzuges kann durch einfache Dreisatzrechnungen gezeigt werden:

1 kg trockenes Holz hat ca. 500 g Kohlenstoff, daraus entstehen bei perfekter Verbrennung 1.8 kg geruchloses CO2. Die müssen irgendwo hin.
Ohne Rauchabzug sind die dann im Raum.

Zuviel CO2 in der Atemluft ist schon dann problematisch, wenn der Sauerstoff noch ausreichen würde, weil die Lunge das im Blut gelöste CO2 nicht mehr an die (Aus-)Atemluft abgeben kann.
Bei einem MAK-Wert von 9.1 g/m3 Luft (das ist die maximal zulässige Arbeitsplatzkonzentration) würde das eine Kilo Holz also rund 200 Kubikmeter Luft "verbrauchen" bzw. beanspruchen. Das ist bei einer Raumhöhe von 2.5 Meter eine Wohnung von 80 m2.
Deswegen ist es keine wirklich gute Idee, Feuerungen, die mehr sind als ein paar Kerzen, in geschlossenen Räumen zu betreiben.

Würde man das gleiche Feuer im Ofen mit Schornsteinanschluss machen und würde dieses Feuer den Sauerstoff in der Luft zu 80% ausnützen (geringer Luftüberschuss), so wären für die Verbrennung nur 6.3 m3 Luft nötig (die dann durch den Schornstein weggehen und durch neue Zuluft ersetzt werden; diese wird bei Öfen ohne Zuluftkanal durch Mauerritzen usw. problemlos nachgeliefert).

Der ebenfalls entstehende Wasserdampf ist problemlos.