Для чего используют древесный уголь
Применение древесного угля
Применение древесного угля в качестве топлива
В экономически развитых странах древесный уголь широко используется для разжигания мангалов при приготовлении барбекю, шашлыка и т.д.
В других странах мира древесный уголь используется ежедневно для приготовления пищи. Это является серьезной угрозой для здоровья человека, так как приготовление пищи происходит не на открытом воздухе, а в помещении. Респираторные инфекции, которые появляются вследствие разжигания древесного угля в помещении, являются причиной смертности детей в возрасте до 5 лет во всех странах третьего мира. Это почти 2 миллиона случаев смерти в год. Окись углерода к тому же загрязняет атмосферу.
Применение древесного угля в промышленности
С давних времен древесный уголь использовали для выплавки железа в сыродутных печах, а затем в доменных печах. Позже древесный уголь был заменен коксом.
Применение древесного угля в качестве автомобильного топлива
Во времена дефицита нефтепродуктов автомобили были переконструированы для езды на смешанном газе – газовой смеси, содержащей в основном окись углерода СО. Смешанный газ производили при сжигании угля или дров в газогенераторах. В Китае, например, до 1950 года были популярны автомобили, в которых в качестве топлива использовали уголь. Во время Второй мировой войны в странах Европы производство древесины и древесного угля в качестве топлива для автомобилей увеличилось примерно в 10 раз.
Применение древесного угля в оборудовании для очистки и фильтрации
Активированный уголь обладает высокой адсорбцией благодаря большому количеству пор и большой удельной поверхности на единицу массы. Активированный уголь быстро адсорбирует широкий спектр органических соединений, растворенных в газах или жидкостях. Древесный уголь часто используется для фильтрации воды, чтобы удалить вредные бактерии. На Востоке, в таких странах как Китай, Япония, Корея, вода, очищенная с помощью древесного угля или бамбука, используется для приготовления чая.
В некоторых промышленных производствах, таких как очистка сахара при производстве из сахарного тростника, примеси, вызывающие нежелательные цвета, могут быть удалены с помощью активированного угля.
Активированный уголь используется для поглощения запахов и токсинов из воздуха. Фильтры, сделанные из древесного угля, также применяются в некоторых видах противогазов.
Применение активированного угля в медицине заключается в основном в адсорбции ядов, попадающих в организм человека. Также он используется для уменьшения дискомфорта в пищеварительном тракте.
Применение древесного угля в искусстве
Для рисования используют тонкие палочки, обожженные специальным образом при высоких температурах без доступа кислорода. Также в рисовании используется прессованный уголь, который выпускают в виде карандашей.
Применение древесного угля в садоводстве
Древесный уголь добавляют в землю (в том числе для комнатных растений) с целью увеличить ее гигроскопичность. Уголь, поглощая лишнюю влагу, препятствует закисанию почвы. Порошкообразный уголь применяется для лечения растений.
Применение древесного угля в медицине
Издавна уголь употребляли как пищевую добавку, помогающую при гастритах. Сейчас активированный уголь выпускают в виде таблеток, капсул, порошка для улучшения работы пищеварительного тракта. Древесный уголь поглощает газы и токсины, что помогает при изжоге, вздутии живота и расстройствах желудка.
Применение древесного угля в курении
Специальный уголь используют для кальянов, это натуральные древесные угли и быстро возгорающиеся угли.
Древесный уголь: производство и применение
Одной из альтернатив «традиционного» угля сегодня является древесный уголь. Но в отличие от своего сородича, это экологически чистый и более безопасный в использовании продукт.
Как и его изготавливают и почему не применяют для выработки электроэнергии?
Производство древесного угля
Древесный уголь имеет общее происхождение с каменным углём. Они оба образуются из древесины, только каменный уголь формируется в результате разложения древесной породы, которое длится долгие века. А вот древесный уголь получают методом термического разложения древесины — пиролиза.
Предварительно высушенную древесную породу помещают в реторту — замкнутую стальную ёмкость, в которую не поступает воздух. Затем ёмкость устанавливается в специальную печь, где и происходит процесс нагревания. Под воздействием высоких температур материал в бескислородной среде разлагается, превращаясь в древесный уголь.
После пиролиза материал обязательно подвергается прокалке. Этот процесс также проводится в печи: его суть заключается в отделении от полученного угля лишних газов и смол. На заключительном этапе реторту достают из печи, а уголь отсеивают от мелких фракций и пыли.
В зависимости от выбора «исходного материала» производят разные виды древесного угля. Также они отличаются друг от друга разной степенью содержания нелетучего углерода.
Чёрный уголь (марка А) получают из мягких пород древесины – например, тополя, липы, осины. Он считается высшим сортом древесного угля: в материале содержится как минимум 90% нелетучего углерода и не более 2,5% золы.
Из берёз, дубов, ясеней и других твёрдых пород образуется так называемый белый уголь первого сорта (марка Б), а хвойные породы (сосна, ель или лиственница) дают красный древесный уголь (марка В).
Свойства биотоплива
В результате пиролиза древесины получают уголь с большим количеством микроскопических полостей, за счёт которых он приобретает высокую поглощающую способность.
Благодаря кислороду, попадающему в поры, топливо легко горит и выделяет много тепла. Даже небольшое количество биотоплива даёт длительный жар, причём при сжигании практически не выделяется дым. Ко всему прочему, древесный уголь не склонен к самовозгоранию.
Полученный древесный уголь состоит из углерода, водорода и кислорода. Их доля в материале зависит от температуры обугливания: чем она выше, тем выше содержание углерода и ниже – кислорода и водорода.
В среднем в древесном угле содержится около 80% углерода, причём как летучего, так и не летучего. Доля остальных веществ такова: кислорода – от 5 до 15%, водорода – порядка 4,5%.
Доля летучих веществ в продукте составляет не более 20%, золы – не более 3%, влаги – от 2-4% до 7-15% (если хранить материал в закрытых складах).
Калорийность или удельная теплота сгорания древесного угля варьируется в диапазоне от 7000 до 8000 Ккал/кг.
О характерных свойствах «классических» видов угля – бурого, каменного и антрацита – в нашем материале «Виды угля: какое топливо эффективней?».
Кому и зачем?
Древесный уголь применяют во многих сферах– к примеру, в пищевой промышленности, медицине, сельском хозяйстве. Также он используется для очистки промышленных стоков и газовых выбросов предприятий, а для выплавки ценных и редких металлов он просто необходим.
Помимо этого, древесный уголь используется в качестве топлива. Например, из угольной пыли, которая вырабатывается в процессе пиролиза, производят древесно-угольные брикеты.
Материал смешивают с каким-либо сырьём (как правило, это крахмальный клейстер), после чего отправляют на механический пресс, там их обжигают под высоким давлением и сжимают в бруски определённой формы и размеров.
Брикеты из древесного угля прогорают равномерно и полностью, при этом они превращаются в золу. Теплотворная способность такого топлива составляет свыше 8000 Ккал/кг.
В основном древесный уголь, как и брикеты, используется для отопления частных домов, а не ТЭС. Дело в том, что стоит биотопливо практически в два раза дороже, чем, например, каменный уголь.
Древесный уголь: каков он в качестве удобрения?
Древесный уголь – невероятно полезная штука, считающаяся экологически чистым сырьем и способная заметно повышать урожайность, не нанося ни малейшего вреда окружающей среде! С его помощью можно существенно улучшить свойства грунта, кроме того, древесный уголь в немалой степени способствует скорейшему усвоению растениями всевозможных питательных соединений и влаги. И он одинаково хорошо подходит для совершенно различных декоративных растений или плодовых культур! Только для того, чтобы извлечь из древесного угля максимум пользы, важно научиться правильно подбирать его для различных видов растительности и для разных грунтов.
Древесный уголь – что это и для чего он нужен?
Так же, как и зола, уголь тоже является верным помощником для обогащения почв и для стимуляции роста самых разнообразных культур. Получают его посредством сожжения всевозможной древесины, а максимум пользы способен приносить добытый из деревьев одного вида чистый уголь. Например, крайне нежелательно смешивать в процессе горения хвойные поленья с березовыми или с же какими-либо иными видами древесины.
Что касается ценности древесного угля в качестве удобрения, то она находится в прямой зависимости от его состава, а последний в свою очередь всецело зависит от вида сжигаемой древесины. Так, уголь с золой, являющиеся производными древесины твердых сортов (вяза с тополем, клена с дубом и т. д.), считаются ценнейшими источниками крайне важного для растений калия. Сырье, полученное из мягких сортов древесины (осины, ольхи, а также хвойных и т. д.), содержит намного меньше калия. А вот береза, невзирая на то, что ее тоже принято относить к мягким породам, наделена способностью продуцировать не только впечатляющие объемы калия, но еще и весьма приличные объемы фосфора с кальцием!
Также для получения максимально ценного древесного угля рекомендуется брать молоденькие деревца – различных полезных соединений в них всегда будет больше! И, конечно же, древесина не должна содержать никаких других примесей!
Польза древесного угля
Впервые древесный уголь в роли удобрения открыли для себя индейцы Перу – они стали соединять продукты сгорания добытой ими в лесах и не только древесины с обрабатываемыми ими почвами. И именно они первыми отметили существенное улучшение состояния выращиваемых культур и заметное повышение показателей урожайности! Даже в наши дни, несмотря на обилие самых разнообразных удобрений на полках современных магазинов, древесный уголь и древесная зола не утрачивают своей популярности.
Древесный уголь главным образом используется для насыщения почвы самыми разнообразными полезными соединениями: в первую очередь калием, а также бором, фосфором или кальцием и целым рядом иных минералов, жизненно необходимых растениям для их полноценного роста, обильного цветения и весьма впечатляющего плодоношения.
Впрочем, на этом польза древесного угля не заканчивается. Это сырье ценно еще и своей химической инертностью – сожженная древесина не контактирует ни с какими иными веществами, в связи с чем она легко может сохраняться в грунте на протяжении поистине невероятного количества времени. Кроме того, для древесного угля характерна высочайшая способность абсорбировать самые разнообразные вещества – он отлично вбирает в себя и излишки влаги, стараясь не допускать заболачивания грунта, и оказывающие влияние на кислотность почв соединения алюминия. А наличие поистине невероятного количества пор заметно повышает активность этого верного помощника!
Как использовать?
Перед тем, как приступить к использованию древесного угля, важно определить состав грунта на участке. Так как он наделен способностью существенно снижать его кислотность, применять его на щелочном грунте не рекомендуется. В целом же древесный уголь подойдет для использования практически на любых почвах, за исключением солонцеватых. Особенно ценится дачниками его способность делать грунт более рыхлым и гораздо более мягким. Под воздействием древесного угля в почвах существенно улучшается газообмен, а также стартует процесс стимуляции развития всевозможных полезных микроорганизмов.
В грунт древесный уголь обычно вносится после разведения чистой водой, при этом на каждый квадратный метр почвы берут от одного до трех стаканов воды. Вполне допустимо использовать древесный уголь и в сухом виде – в данном случае он просто разбрасывается по почвенной поверхности (а по прошествии некоторого времени он впитается в почву вместе с осадками).
Древесный уголь хорош тем, что его одинаково полезно использовать как для популярных садовых или большинства огородных культур, так и для всевозможной горшечной растительности или цветов. Особенно часто его применяют для повышения урожайности как различных плодовых либо бобовых культур, так и перца или огурцов с томатами.
А вы когда-нибудь использовали древесный уголь как удобрение?
Для чего используют древесный уголь
Наша компания специализируется на разработке и изготовлении оборудования для производства древесного угля из древесины различных пород деревьев, брикетов, а так же отходов лесоперерабатывающей промышленности и сельского хозяйства.
Получить из древесины древесный уголь не сложно. Мы производим качественный древесный уголь, с высокими физико-химическими показателями. Для этого была разработана специальная технология, запатентованная компанией GreenPower.
Основные области применения древесного угля и активного угля
1. В качестве топлива для каминов, мангалов и других подобных устройств.
В отличие от обычного топлива (например – дров), древесный уголь не образует дыма и открытого пламени, если правильно производить розжиг, а дает только необходимую температуру – жар, поэтому его с охотой используют бары и рестораны в своих мангалах для приготовления различных блюд. При этом не требуется ждать, когда дрова перегорят – ведь древесный уголь это уже готовое топливо. Важен и тот факт, что наш древесный уголь так же прекрасно подходит в качестве топлива для домашних открытых каминов. Благодаря отсутствию примесей и высокому содержанию углерода этот древесный уголь долго горит (дает жар) и совершенно при этом не выделяет запахов (дыма) в помещение.
2. В промышленности.
3. В сельском хозяйстве.
4. В строительстве.
В качестве изоляционного материала при строительстве, так как древесный уголь очень гигроскопичен и хорошо поглощает запахи.
5. В качестве антикоррозионных порошков и смазок.
Древесный уголь находит некоторое применение в приборостроении и в полиграфическом производстве, где он используется для шлифовки и полировки деталей и форм. Наиболее пригоден для этих целей уголь из мягколиственных пород древесины, получаемый по специальному технологическому режиму. В машиностроении в ряде случаев употребляется твердая смазка, главным образом графитовая. Древесный уголь, вследствие малого содержания в нем золы и загрязнений, также может быть использован для производства указанной смазки. Для этого уголь смешивается с осадочной смолой, прокаливается при температуре 1400-1500°С, а затем обрабатывается кисло марганцевым калием, серной кислотой или танином.
6. В производстве дымного пороха.
7. В производстве электроугольных изделий.
Электроугольные изделия изготавливают из чистых углеродистых материалов, таких, как нефтяной и пековый кокс, графит, сажа, древесный уголь и т.п., смешением с каменноугольной смолой или пеком. Эти изделия применяются во многих отраслях народного хозяйства. Они используются в электрооборудовании различных двигателей, в электрических машинах, для термических целей, в электровакуумной технике и т.д. Сюда относятся все виды угольных сопротивлений, различные контакты, щетки, изделия для техники, связи и многие другие предметы.
8. В качестве наполнителя для пластмасс.
Древесный уголь может быть использован в качестве наполнителя пластмасс. К пластикам такого типа, где наполнителем служит порошкообразный углеродистый материал, принадлежат, например, некоторые марки фаолита, прессовочные материалы специального назначения и др. В этих пластмассах уголь может заменить дорогостоящий и дефицитный графит. Древесный уголь, как уже отмечалось, является малозольным материалом, очень чистым по наличию посторонних примесей. Он устойчив в химически агрессивных средах и достаточно теплостоек. Уголь-сырец обладает высоким удельным электрическим сопротивлением. При прокаливании угля его электропроводность быстро возрастает, поэтому, прокаливая уголь до разных температур и используя некоторые добавки, можно получать изделия с заданными диэлектрическими свойствами. Прокаленный древесный уголь приобретает значительную адсорбционную активность, что усиливает его главную служебную функцию как наполнителя – адсорбционное упрочение изделия. В основе этой функции лежит изменение механических свойств жидкостей вблизи твердых поверхностей. Молекулы растворенной смолы возле поверхности твердой частицы угля ориентируются под действием адсорбционных сил притяжения. Жидкость вокруг частицы приобретает упорядоченную структуру, ее механические свойства при этом сильно изменяются. При затвердевании эта структура сохраняется и физико-механические свойства образовавшегося твердого тела улучшаются. В производстве неответственных изделий могут быть использованы отходы древесно-угольного производства, т.е. угольная мелочь и пыль, не находившая ранее эффективного применения. Угольная мелочь отличается от товарного угля несколько повышенной зольностью, но это обстоятельство может повлиять только на кислотоупорность изделий, не отражаясь на других свойствах. Связующим элементом для древесно-угольных пластиков могут служить такие смолы, как фенолформальдегидная, фурфуролальдегицная и др. В композицию пресс материалов может входить и древесно-смоляной пек, присутствие которого в небольших количествах улучшает пластичность изделий.
9. В качестве сырья для производства активированных углей.
Активные угли – пористые углеродные тела, создающие при контакте с газообразной или жидкой средой значительную площадь поверхности для протекания сорбционного процесса.
Области применения активных углей: химическая, пищевая, фармацевтическая, топливно-энергетическая, металлургическая, нефтегазодобывающая и перерабатывающая промышленности, а также охрана окружающей среды.
Активированный уголь (AC – activated carbon) предназначен для удаления растворенных органических веществ и улучшения вкусовых качеств воды (удаление запахов и привкусов). Углесодержащие вещества активируются высокотемпературным (800-1000°C) паром или обезвоживающими химикатами. Химическая активация заключается в нагреве исходного материала до 400-500°C в присутствии сильного химического обезвоживающего агента (фосфорная кислота, хлорид цинка или др.). Большинство материалов после этого подвергается кислотной промывке. Кислотная промывка удаляет металлы, золу и другие примеси (например, кремний), которые могут вымываться при эксплуатации.
Активированный уголь – это адсорбент. Свойства адсорбента зависят от:
– площади поверхности;
– размера пор;
– структуры распределения пор.
Адсорбируемое вещество – это вещество, которое должно быть адсорбировано (удалено из воды). Очень важно знать характеристики адсорбируемого вещества, так как по ним можно установить размеры и конфигурацию молекул адсорбируемого вещества. Знать размеры молекул важно по трем причинам: с ростом размеров молекул падает растворимость вещества; с ростом размеров молекул падает адсорбция, так как молекулы не могут проникнуть в поры адсорбента; чем больше молекулы, тем больше требуется времени для их прохождения в поры.
Активированный уголь широко применяется на очистных станциях. Порошкообразный активный уголь, обладающий высокими адсорбционными свойствами, давно используется при очистке природных вод для удаления веществ, придающих воде неприятный вкус и запах. Однако отсутствие простого и экономичного метода регенерации его не позволило использовать такой уголь при очистке стоков. В последнее время появились сведения о применении порошкообразного угля для этой цели. Технология очистки заключается в следующем. Уголь в количестве 240-600 мг/л смешивается с дочищаемой водой, затем в смесь вводятся полиэлектролиты и уголь отделяется от воды в отстойнике. Выделенный уголь регенерируется в паровой среде при 400 0 С.
Древесный уголь
Древесный уголь издавна был востребованным продуктом – благодаря ему был выкован первый клинок, он спасал от голода и холода. И сегодня уголь древесный остается важным и необходимым продуктом для многих народов – им отапливают жилища, и на нем готовят еду. А раз так, значит, производство этого вида топлива, как и производство других видов продуктов необходимых человеку требует применение современных технологий, позволяющих не только увеличить объемы продукции, но и обеспечить сохранность природы для грядущих поколений.
Что такое древесный уголь
Об уникальных свойствах древесного угля было известно давно. О том что человечество стало использовать уголь древесный для своих нужд известно из археологических раскопок. Целые древние города и поселения использовали промысел по получению древесного угля как основную статью своего дохода. Собственно первые экологические катастрофы и были связаны с массовой вырубкой деревьев для получения этого продукта. Например, в Крыму, ради изготовления амфор для пшеницы караимами и генуэзцами были вырублены реликтовые леса. Из-за чего в некоторые районы Крыма до сих пор считаются малопригодными для жизни. Подобное положение стало началом разработок каменного угля в Англии и Франции.
Древесный уголь получают путем сжигания древесины различных пород. Особенностью процесса выступает то, что в результате высокотемпературного воздействия структура тканей древесины меняется – выжигаются химические элементы, а углерод остается. Химическая формула полученного продукта показывает, что в его составе в среднем содержится до 84% нелетучего углерода. Это топливо при сгорании, позволяет избежать выделение самого опасного для человека продукта горения – угарного газа. Из химии известно, что именно этот газ без цвета и запаха выделяется при сгорании летучих веществ без доступа кислорода.
Кроме того, свойства древесного угля позволяют применять его и в других важных для человека процессах – очистке воды и воздуха, в качестве медицинского препарата, даже художники нашли применение для этого материала.
Но все-таки состав материала, в котором углерод главный элемент наибольшее применение нашел в промышленности:
Сегодня известна масса способов добычи этого продукта начиная от способа в котором древесный уголь выжигается в яме, и заканчивая высокотехнологичными способами получения брикетов. При этом в качестве сырья используется не цельные массивы деревьев ценных пород, а прессованные опилки деревьев.
Таким образом, получаемая ценность древесного угля заключается:
Виды и сорта древесного топлива
Самая распространенная классификация этого вида топлива,разделяет его по типу материала происхождения. Такая классификация дает возможность подобрать продукт по степени его теплотворности. В зависимости от окраски топливо можно разделить на виды:
Согласно государственному стандарту ГОСТ 7657-84 уголь древесный делится на три класса – А,Б, В. Высшим сортом ГОСТ определяет топливо марки А – в нем массовая доля нелетучего углерода составляет 90%- 78%. Для марки Б массовая доля составляет 88-77%, Марка В, должна иметь в своем составе от 77 до 67 % углерода.
ГОСТ 7657-84 Уголь древесный. Технические условия
Свойства
Полезные свойства этого топлива определяются несколькими показателями. Прежде всего, они определяются температурой горения древесного угля. Так прессованное топливо активно используется при плавке чугуна и стали. Достигая высокой температуры горения во время плавления (свыше 1350 градусов), химический состав древесного угля выступает катализатором реакции в металле. В доменном производстве при выплавке чугуна сегодня доля использования топлива невелика, всего 7-8%, но при этом чугун получается самого высокого качества. Это достигается за счет свойств древесного угля – в нем не содержатся вещества, которые при нагреве образуют летучие газы, а при сгорании примеси веществ ухудшающие характеристики и структуру металла. Высокая плотность и удельный вес древесного угля, используемого в металлургии, позволяют сохранить однородность процесса плавки без применения дополнительных технологий.
Среди полезных свойств древесного угля выступает его высокая температура горения и длительное выделение тепла высокой температуры. Особенно ярко это демонстрируется при приготовлении блюд в мангале. После разжигания, топливо быстро достигает высокой температуры и поддерживает горение на протяжении нескольких часов.
Важным показателем для топлива выступает и такой показатель, как зольность. Согласно ГОСТ, высший класс древесного угля при сгорании имеет зольность от 2,5 до 3 %. Для бытовых нужд, обычно используется класс Б он подходит как для отопления так и для приготовления пищи. В отличие от высшего класса с более высокой температурой горения, использование углей класса Б, таит в себе меньше опасности, прежде всего из-за более низкой температуры горения – она примерно на 300 градусов ниже. Такая разница между температурой горения двух видов древесного угля связывается со структурой, размерами головней и типом приготовления топлива. Более высокая температура получается при сгорании углей из более плотных слоев древесины. К тому же хранение материала класса А, предусматривает возрастание до 20% наличия воды в объеме всей массы.
Важным показателем для древесного угля выступает однородность массы, так, в общей массе сорта А, фракции 25 и 12 мм должно быть не более 12% суммарно, в то же время головней в составе объема быть вообще не должно. При кустарном производстве древесного угля своими руками свойства определяются по цвету, размерам головней и количеству пыли. Считается, что чем крупнее фракция и насыщеннее его цвет, тем качество его выше. Во многом такой метод оправданный, поскольку косвенно указывает на химический состав топлива, и наличие в нем большого количества углерода. Более глубокий лабораторный химический анализ может показать наличие или отсутствие в его составе серы, фосфора, солей тяжелых металлов и отдельные соединения на основе смол. При лабораторном анализе проверяется и зольность материала. Для топлива высшего качества зольность составляет 2,5-3%, для среднего качества определяется 3,5-4%.
Плотность зависит от марки и типа древесины, из которого он сделан. Вес стандартного объема топлива в 1 куб. метр составляет:
Сам по себе материал очень пористый, если брать отношение объема пор к общему объему вещества, то для березового угля она составит 72%, для елового 80%. Из-за этого удельная плотность древесного угля в зависимости от материала происхождения может быть:
Именно высокая пористость материала и требует при розжиге в мангале и барбекю особой осторожности. Прежде всего перед розжигом нужно обработать угли спиртосодержащей жидкостью, и дать немного времени для того, чтобы она впиталась и проникла как можно глубже в поры.
Еще один показатель топлива – теплоемкость зависит от температуры и влажности материала. Для сухого (с влажностью 7-15%) топлива средняя теплоемкость составляет 0,18 ккал/кг, для абсолютно сухого с влажностью 2-4% теплоемкость составляет 0,2 ккал/кг.
Теплотворная способность, то есть способность выделения тепла составляет при температуре 380-500 градусов около 7500-8170 ккал/кг.
Применение
Сегодня применение древесного угля в быту в основном сводится к трем основным сферам. Прежде всего, нужен уголь для мангала или барбекю, длительный период горения, отсутствие вредных составляющих дыма и равномерный жар позволяют использовать его как топливо.
Вторым важным моментом его использования является очистка воды и воздуха. Зачем нужен древесный уголь в фильтре кухонной вытяжки – все очень просто, он является отличным сорбентом, впитывающим в себя все продукты сгорания, пыль и копоть. Такие фильтры,устанавливаются в вытяжках циркуляционного типа.
Не менее интересное использование его в качестве фильтра для воды, он эффективен на стадии тонкой очистки, когда речь идет о химических реагентах и биологических загрязнителях.
Третий вид использования – это отопление и топливо для домашних мастерских. Высоко ценится топливо у тех, кто занимается гончарным и кузнечным ремеслом. Это просто незаменимый вид топлива для горна и печи для обжига.
Правда, при покупке, нужно обращать внимание на срок годности – чем дольше хранится материал, тем больше впитывает влаги и тем меньше его теплоотдача, при горении он может не выдавать нужной температуры.
Технология процесса производства
Технология изготовления древесного угля с самого зарождения промысла не претерпела больших изменений. Основной технологией того как производят древесный уголь до сих пор остается выжигание в печи. Сегодня выжигательные печи изменили конструкцию, сделав процесс более технологичным. Но принцип того как делать древесный уголь остался прежним – сгорание древесного сырья без доступа кислорода, это главное условие. Технологический процесс состоит из нескольких циклов:
В принципе, этот вариант схож с тем, как делают древесный уголь в домашних условиях. Разница состоит лишь в том, что изготовить древесный уголь в домашней установке можно используя подручные средства, а в промышленных установках каждая фаза строго контролируется. В итоге получается топливо, соответствующие описанию в государственных стандартах.
Выбор сырья
Оптимально подбирать для выжигания деревья твердых пород. Иногда советуют подбирать строго деревья одной породы. В таком случае удастся получить горение при одной температуре, и в результате получается однородный продукт хорошего качества. Однако в процессе работы часто случается так, что в производстве используется сырье разных пород. Это не проблема просто при заполнении вертикальной печи сначала делается закладка из твердых пород, а потом из мягкой древесины.
Сушка древесины
Сушка проводится в камере обжига при температуре 140-160 градусов. Применение более высокой температуры приводит к растрескиванию головней и как результат получение углей мелкой фракции. Сушка проводится в атмосфере дымовых газов и по окончании ее должна получиться древесина с влажностью 4-5%.
Пиролиз
Вторым этапом изготовления древесного угля выступает пиролиз. Этот этап состоит из сухой перегонки, когда для удаления всей оставшейся влаги температура поднимается до 150-300 градусов. По достижении 300-301 градусов начинается процесс экзотермического пиролиза. Древесина начинает изменять цвет, внутренняя температура растет, и в течение некоторого времени она превышает температуру в камере. В этот момент не требуется подача дополнительно тепла, поскольку начинается процесс испарения летучих веществ. По достижении 400 градусов древесина меняет окончательно цвет и становится черной. Очищенная при пиролизе древесина содержит 65-70% углерода.
Прокалка
По истечении некоторого времени, когда реакция начинает сходить на нет, температура начинает падать и возрастает риск самовоспламенения. Для того чтобы не допустить этого при промышленном производстве применяется прокалка – поддержание нужной температуры путем внешнего нагрева. Для этого извне емкость с древесиной дополнительно нагревают, вследствие этого доля нелетучего углерода повышается до 85-90%. Также путем регулирования внешнего нагрева осуществляется снижение температуры до отметки, когда самовозгорание уже невозможно, после этого начинается процесс остывания.
Оборудование для производства древесного угля
Изготавливать топливо в домашних условиях можно при помощи подручных средств и даже в земляной яме. Для промышленного производства используются выжигательные печи ретортного типа. Это могут быть как стационарные, так и мобильные установки. Основным элементом таких установок выступает емкость для выжигания. Пиролизная бочка это самый дорогой элемент установки. Сегодня для производителей предлагается несколько вариантов промышленных установок, в состав которых входит полный набор оборудования для работы.
Как сделать уголь в домашних условиях
Изготовление древесного угля в домашних условиях производится с применением подручных средств. Это наиболее простая технология, правда, не гарантирующая получение высококачественного древесного угля.
Перед тем, как сделать древесный уголь своими руками проводятся подготовительные работы, в число которых обязательно входят мероприятия по обеспечению пожарной безопасности. Для получения качественного древесного угля подбираются поленья одного вида древесины, они очищаются от коры и рубятся на примерно одинаковые головни.
Перед тем как начать делать древесный уголь своими руками определяется способ выжигания. Наиболее популярные способы получить древесный уголь в домашних условиях это выжигание дерева:
Первые два выполняются на улице, последний осуществляется в два этапа – первый в печке (оптимально, если бы печь была построена на открытом воздухе), а второй на улице.
В яме
Это самый дешевый способ получить древесный уголь в домашних условиях. Для этого в земле отрывается яма глубиной 0,8-1,0 м., диаметром 0,5-0,6 м. На дне делается закладка дров для разведения огня. После того как будет разведен огонь в яму делается закладка сырья. Дрова укладываются доверху. После того как огонь охватит весь объем ямы, и дрова понемногу начнут прогорать, яма закрывается металлическим листом, а сверху насыпается влажная земля, так, чтобы полностью перекрыть доступ кислорода.
Через 12-16 часов после закрытия ямы, осторожно открывается крышка. Примерно через 1-1,5 часа головни можно вынимать. При таком способе получения древесного угля в яме выход готового продукта составляет от 25 до 35% объема заложенных дров.
В бочке
Делать древесный уголь в домашних условиях можно и в бочке. Для этого берется металлическая бочка. Для большого объема потребуется большая 200 литровая бочка, для угля объемом 3-4 кг достаточно и 50 литровой. Для работы желательно выбирать бочку с толстыми стенками, с большой горловиной и по возможности с крышкой, закрываемой на замок. Чтобы получить древесный уголь в бочке технология особо не меняется, единственное, что рекомендуется поставить ее на кирпичи, чтобы после осуществить прогрев.
Бочка заполняется дровами, разжигается и после того как она разгорится, закрывается крышкой. Примерно через 12-18 часов для 200 литровой емкости рекомендуется разжечь огонь под бочкой и прогреть ее в течение 3-4 часов. После прогрева бочку можно оставить остывать.
Снимать крышку нужно осторожно, чтобы не вдохнуть угарный газ. Вынимать материал можно через 4-6 часов. При полной загрузке бочки можно получить до 40-50% объема готового топлива.
В печке
Изготовлять древесный уголь можно и в печке. Процесс состоит из двух этапов. Первый этап — это сжигание дров в печи. Это делается до того момента пока дрова полностью не прогорят. Дальше головни вынимаются из топки печи и перекладываются в ведро или керамическую емкость и закрываются крышкой. Выход при таком способе древесного угля небольшой, всего 2-2,5 кг.
Правила безопасности
Независимо от того каким способом будет происходить выжигание древесного угля необходимо соблюдать правила пожарной безопасности. Огонь следует разводить вдали от огнеопасных предметов и построек. Место лучше огородить. При работе нужно использовать брезентовые рукавицы и респиратор. Особенно важно аккуратно открывать топку, чтобы не вдохнуть угарный газ и не получить термический ожог.
Маркировка продукции
При промышленном производстве нужно учитывать некоторые моменты. Перед фасовкой материал должен быть охлажден и расфасован (в зависимости от требований заказчика). В упаковочном листе или на самом пакете должна быть указана следующая информация:
Производство древесного угля как бизнес
Рассматривая возможность производства древесного угля как бизнес, следует учитывать, что минимальный объем производства должен составлять 2-2,5 тонны в месяц. Перед началом реализации проекта стоит серьезно разработать бизнес-план и просчитать затраты на производство. В числе оборудования, которое понадобится на начальном этапе, без транспортных средств стоит предусмотреть покупку:
Кроме того, понадобится складские помещения и мини-лаборатория.
Для упаковки рекомендуется использовать мешок по 3 кг и по 6 кг. Для работы на экспорт нужно найти закупщика, который будет закупать продукцию оптом, так можно будет существенно увеличить оборот.
При использовании промышленных образцов пиролизных печей окупаемость бизнеса будет достигнута через 1,5-2 года, и это при ориентации только на внутренний рынок.
Как видно, производство древесного угля имеет все перспективы стать довольно прибыльным бизнесом, даже в домашних условиях. При минимальных затратах, с 1-2 оптовыми покупателями можно иметь устойчивый и постоянный доход, ведь простое кафе за 1 год потребляет от 500 кг до 4 тонн древесного угля.