Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов

Говоря о биотопливе нельзя не упомянуть такой его вид как древесный уголь. Древесный уголь – это твердый продукт с высоким содержанием углерода, полученный из отходов древесины, посредством ее сжигания.

Древесный уголь – это вид топлива известный человечеству с древних времен. Уголь использовали уже несколько веков назад, о чем свидетельствуют раскопки. В наше время уголь из дерева также активно производится и используется. Высокий уровень отходов при лесозаготовке делает изготовление древесного угля выгодным методом утилизации.

Как изготавливают древесный уголь?

  • Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов
  • Производят уголь из дерева используя технику пиролиза.
  • Пиролиз – это горение материала без доступа кислорода или с минимальным доступом, при высокой температуре.
  • Изготовление древесного угля может происходить в:

— Ретортах. Реторта – это замкнутый сосуд, в который помещают древесину, затем реторту нагревают. Газ, образовавшийся в процессе пиролиза, выводится через специальное отверстие.

— Печах;

— Ямах. Это один из первых способов производства древесного угля. Древесину помещали в специальные ямы в форме лодки и поджигали, такой метод используют и сегодня для производства небольшого количества угля.

— Бочках. Также в качестве реторты используют обычные бочки, которые герметично закрывают (оставляя небольшое отверстие для выхода газа) и нагревают на костре.

Производство древесного угля достаточно простой процесс, состоящий из трех этапов:

  1. Первый этап – сушка древесного сырья. После помещения сырья в реторту или печь, происходит нагревание до 100-150 градусов и из древесины выводится влага;
  2. Второй этап – собственно пиролиз. Температура повышается до 300-350 градусов и из сырья начинает выделятся газ, который выводится наружу через специальные отверстия или патрубки в конструкции.
  3. Прокалка угля. Температура внутри реторты достигает своего высшего значения, 500-550 градусов. На данном этапе от древесины отделяются смолы и не конденсируемые газы.

Сырье для изготовления древесного угля

Древесный уголь изготавливают из древесины и отходов древесины любых пород. Для этих целей подходят все отходы: опилки, щепа, обломки, ветки. Крупные части материала используют в натуральном виде, а мелкие объединяют в брикеты.

Виды угля

  1. Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов
  2. При производстве древесного угля используют разные породы древесины, разные технологии производства и соответственно получают уголь разных видов.
  3. – мелкий уголь;
  4. — крупный уголь;
  5. – угольные брикеты.
  1. По использованной породе древесины выделяют уголь классов «А», «Б», «В».
  • — «А» — уголь изготовленный из твердолиственных пород древесины;
  • — «Б» — уголь изготовленный из смеси твердолиственных и мягколиственных пород древесины;
  • — «В» — уголь изготовленный из смеси твердо-, мягколиственных и хвойных пород древесины.
  • Лучше всего  использовать твердолиственные породы, из них получается качественный, твердый и прочный уголь.

Также известны такие виды угля как «красный уголь» — его изготавливают при невысоких температурах из мяглокиственных пород древесины. Используют такой уголь для грилей и мангалов.

«Белый уголь» — изготавливается из дальневосточного белого дуба.

Свойства угля из дерева

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов

Уголь из дерева – это полностью натуральный и экологически чистый продукт, при производстве угля не используют никаких дополнительных компонентов.

При горении уголь практически не выделяет дыма и копоти, так как уголь дает не открытый огонь, а жар. Древесный уголь имеет низкий уровень зольности, а золу, которая все же образовалась в процессе сгорания угля, можно смело использовать в качестве органического удобрения.

Из-за своей натуральности идеально подходит для приготовления пищи, для использования на дачах, пикниках и в походах, имеет небольшой вес, что позволяет с легкостью транспортировать его.

Данный вид топлива имеет очень высокую теплоемкость, более 30000 кДж/кг.

Где применяют древесный уголь?

  1. Чаще всего уголь из дерева применяют для получения электро и тепловой энергии.

  2. Сферы применения угля из дерева можно условно разделить на:
  3. — Древесный уголь применяют для отопления жилых помещений, благодаря его высокой теплоемкости он эффективно обогревает пространство.

— Для розжига каминов. Древесный уголь при горении практически не дымится, обладает низким процентом образования золы, что делает применение его в каминах очень удобным.

— Для приготовления пищи. Такое топливо используют в мангалах, барбекю для приготовления мяса или других продуктов. Уголь не дает огня, а дает жар и высокую температуру, что позволяет качественно и быстро прожарить продукт. При изготовлении древесного угля не применяют никакие химические добавки, что делает его полностью безопасным для использования.

Уголь из дерева широко применяют в различных отраслях производства:

— Производство чугуна. В данной отрасли активно используют древесный уголь, он позволяет сократить затраты на производство, не содержит серы и фосфора, уменьшает выбросы в атмосферу по сравнению с каменным углем, чугун получается прочный, не склонный к разлому.

— Выплавка ценных металлов, таких как медь, марганец, латунь.

— Приборостроение и полиграфическая промышленность . Уголь из дерева применяют для шлифовки деталей.

— Производство пластмассы. Древесный угол используют в качестве наполнителя, что позволяет заменить дорогостоящий гранит и, соответственно, удешевить производство пластмассы.

— Фильтрация. Древесный уголь это абсорбент, который известен нам как активированный уголь. Его широко применяют в медицине, а также в фильтрах, для очистки воды от вредных примесей.

Ирина Железняк, Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»

(8

Источник: http://atmwood.com.ua/2015/01/22/drevesnyj-ugolvidy-i-svojstva/

Производство древесного угля: технология, оборудование

Одним из наиболее специфических материалов, используемых множеством людей в повседневной жизни, является древесный уголь, его еще называют активированным углем.

Использование такого сырья в качестве топлива практиковалось с давних времен. Тогда при его производстве применялись простые, затратные по времени способы изготовления, объемы производства угля были невелики.

  Но как известно – спрос рождает предложение!

Сейчас, особенно в лесных регионах развито промышленное производство древесного угля. Технология, оборудование, новые идеи и решения, используемые сегодня, отличает современность и широкое многообразие. В комплексе – такая ситуация позволяет быстро получить сырье высокого качества, такой бизнес является прибыльным, имеет большие перспективы.

Свойства древесного угля

Древесный уголь представляет собой твердое пористое высокоуглеродистое сырье. Изготовление древесного угля происходит из древесного материала, путем нагревания при отсутствии доступа кислорода (возможно с малым его количеством), используют для этого реторты, печи, кучи. Сырье преимущественно состоит из углерода, это объединяет его по свойствам с каменным углем.

Оба названых вещества получают из древесины. Только в случае каменного угля исходным материалом является древесина природного происхождения, разлагаемая при отсутствии воздуха на протяжении нескольких веков.

Уголь получают путем частичного сжигания древесины, при ограниченном доступе воздуха.

Такое сырье признано как один из лучших видов топлива, его отличает экологичность, выделяемый при сжигании дым не несет вредного воздействия для окружающей среды.

Сырье имеет высокую пористость, что объясняет хорошие сорбционные свойства. Это позволяет производить очищение воды, газов, спирта.

Важно то, что химические и физические свойства сырья могут стать причиной его самовозгорания (входит в активное взаимодействие с кислородом).

Вещество обладает высокой теплопроводностью, на которую значительно влияет влажность и температура, она практически такая же, как у каменного угля.

Качественное сырье после окончания производственного цикла обладает явным блеском с синеватым оттенком. При крошении такого продукта можно заметить, что древесная структура сохранена, сырье испещрено трещинами.

Выход при обработке сухого древесного материала будет составлять до 40% от изначальной массы.

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовЕсть особые критерии оценки качества древесного угля

Сфера применения древесного угля и его виды

Древесный уголь бывает следующих видов:

  1. Красный – при производстве используется легкое углежжение хвои.
  2. Черный – производится из осин, ив.
  3. Белый – используют: дуб, бук, березу, ясень, граб. На начальном этапе производства происходит легкое обугливание, далее – скачек до высокой температуры (1000 градусов). При этом в отличие от других видов, белый древесный уголь кору не сохраняет.

Сырье различных видов получило широкое распространение в разнообразных сферах как для целей народного хозяйства, так и в промышленном производстве при производстве черных и цветных металлов.

Сырье практически не содержит фосфора, серы – что делает его бесценным для металлургии.
Металлические изделия подвергаются цементации с помощью угля, это позволяет повысить содержание углерода, тем самым улучшить их свойства, избежать окислительных процессов. Наибольшую долю в плане потребления сырья занимают предприятия, производящие сероуглерод и кремниевые изделия.

Существует еще ряд направлений, которые остро нуждаются в древесном угле, назовем основные:

  1. Химическая промышленность, при изготовлении:
  • лаков;
  • красок;
  • искусственных волокон;
  • изделий из стекла;
  • химикатов и ядов;
  • пластмассы;
  • фильтрующих элементов;
  • целлофановых изделий;
  • антисептических средств.
  1. Строительная отрасль как средство адсорбирующее влагу и запахи.
  2. В электротехнике сырье ценят за устойчивость к радиации, токсинам – применяют для создания различных деталей, проводящих элементов, электродов.
  3. Медицина распространяет сырье в таблеточной форме, как лечебное средство.
  4. Сельскохозяйственная отрасль использует сырье в следующих направлениях:
  • пищевая добавка для птиц;
  • пищевая добавка для крупного рогатого скота;
  • пищевая добавка для мелкого рогатого скота;
  • повышение питательных свойств верхнего слоя почвы.
  1. Цветоводство – как элемент органики.
  2. Пищевой промышленностью – как краситель, маркируется на упаковке готового изделия буквой и номером Е 153.
  3. Косметическая отрасль использует сырье в средствах для лица, кожи, тела, волос.

Японцы зашли еще дальше – сырье используют для фундамента при строительстве зданий, производства печных продуктов питания, изготовлении средств по уходу за зубами, мыльной продукции.

На территории Российской Федерации – классическое назначение сырья, это топливо для растопки домашних печей, при приготовлении продуктов питания. Производство березового угля дает возможность получить жар, без возникновения пламени.

Разводить огонь не рекомендуют с помощью химических средств, при этом вы сможете избежать вредных и неприятных запахов. Скрутите бумагу, положите кругом щепки в форме шалаша. При возгорании шалаша необходимо подложить древесный материал. После этого, засыпать конструкцию углем.

Как только угли разгорелись – распределите их равномерно по всей площади, дождитесь пока пропадут последние языки пламени, а угли приобретут серый оттенок.

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовСуществуют разные технологии производства древесного угля

Технология производства

Производство древесного угля заключается в ряде последовательных операций:

  1. Высушивание сырьевого материала.

Несмотря на то что при производстве древесного угля может применяться высушенная древесина, необходимо вывести из материала остатки влаги, которые, так или иначе, присутствуют в базовом сырье. Так непосредственно после уменьшения размеров базового сырья, его подвергают процессу высушивания.

С целью эффективного высушивания сырья его помещают в особую тару, которая специально предназначена для угля, далее сырье подвергают обработки с помощью горячего дыма. Для уменьшения затрат, емкость для сушки помещают как можно ближе к пиролизной печи, с помощью которой получают необходимое тепло.

Обработка сырья на данном этапе предполагает его подогрев до определенной температуры. Пиролиз предполагает, что процесс проходит без доступа воздуха, при этом сырье проходит обработку высокой температурой до углей, а возгорание исключено.

При прокаливании происходит повышение температуры более чем до 400 градусов, процесс позволяет полностью исключить из сырья смолу и газы.

Это последний шаг при изготовлении древесного угля, заключается он в том, что сырье постепенно охлаждается.

По завершении процесса охлаждения сырья происходит его расфасовка, перемещение на склад. Описанные технологические операции позволяют произвести продукцию высокого качества, которую для поставок на рынок достаточно просто расфасовать по бумажной таре разного объема.

Технология производства, несмотря на свою простоту, требует строгого соблюдения техники безопасности и противопожарных мер. Обязательно произведите монтировку противопожарной сигнализации, имейте под рукой необходимое количество огнетушителей для обеспечения безопасности, эти меры позволят в случае возникновения пожара оперативно его локализовать.

Наиболее подходящим материалом для производства древесного угля является дерево в чурках размером до 60 см. При покупке цельного бревенчатого материала возникает необходимость в дополнительном рабочем, задача которого будет состоять в измельчении материала до необходимого размера.

Читайте также:  Наклеп и нагартовка металла: явление, причины, сущность

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовПроизводить древесный уголь можно как в промышленных масштабах, так и в домашних условиях

Изготовление в домашних условиях

Необходимо понимать, что домашнее производство — это отличное решение, если необходимо небольшое количество сырья.

Такое экологическое топливо отлично подходит для маленьких кузнечных производств, приготовления шашлыка и барбекю, покупка сырья для этих целей, выходит в копейку.

Углевыжигательные печи, для производства древесного угля, применяемые в массовом производстве, обладают большими габаритами и высокой ценой – для домашних условий не подходят. На практике широкое распространение получили следующие способы:

  • пережигание в бочке из металла;
  • обжигание древесины в яме.

Использование печи из металлической бочки

Разберем подробно, как получают древесный уголь с помощью металлической бочки. Бочка должна быть изготовлена из металла большой толщины. Недопустимо использовать емкость из-под химических средств. Если раньше в бочке хранились нефтесодержащие продукты емкость необходимо обработать.

Снизу емкости помещают кирпичи устойчивые к температурному воздействию, в пространстве между кирпичами, размещают костер до того уровня, пока уголь не будет на высоте кирпичей. После этого необходимо установить решетку, на ее поверхность плотно укладывают древесный материал.

Заполните бочку, дождитесь возникновения пламени. Накройте емкость массивным листом из металла, оставив небольшой просвет.

Для ускорения процесса в нижней части емкости необходимо сделать небольшое отверстие, через него в последующем можно подавать воздух с помощью пылесоса. Но особой важности для общего процесса эта часть не представляет.

Контролируйте цвет выходящего дыма. После того как он будет сизого цвета, просвет сверху необходимо устранить. Далее емкость оставляют до полного охлаждения, после полученное сырье просеивают и фасуют.

Пережигание в яме

Древняя технология производства древесного угля с помощью ямы подробно рассмотрена далее. К преимуществам данного способа можно отнести его простоту, отсутствие дополнительных расходов на изготовление сырья. Необходимо и достаточно – подготовить древесный материал, вырыть яму в форме цилиндра.

Вертикальные стороны ямы необходимо сделать отвесными, радиус ямы – 40 см, глубина – до 50 см. Нижнюю часть ямы необходимо тщательно уплотнить, это позволит не допустить перемешивания почвы и готового сырья.

Непосредственно в яме разводят костер, важно – не используйте при этом химию. После того как днище ямы полностью заполнено, в ней размещают заранее подготовленный (очищенный от коры и распиленный на куски до 30 см) древесный материал.

При прогорании заложенной древесины необходимо пополнить ее новой порцией, повторяют закладку до окончательного наполнения ямы углями. Такой способ занимает около 3-х часов.

Полностью заполненную яму укрывают травой и землей, уплотняют. Дают сырью остыть в течение 48 часов, после готовые угли просеивают и фасуют. Из одной ямы, выходит до 2-х мешков сырья. Качество сырья зависит от соблюдения всех нюансов технологического процесса, однако в большей степени влияние оказывает то, какая порода дерева выбрана для получения сырья.

Производство в промышленных масштабах

Промышленное производство древесного угля происходит сегодня по двум технологиям, для которых необходимо различное оборудование:

  • обжигание древесного материала с помощью печей непрерывного цикла;
  • обжигание древесины с помощью циклических печей.

Какое оборудование применять зависит от:

  • способа организации процесса обжига исходного продукта;
  • того, какой породы древесина используется для получения готового продукта.

Не так давно на отечественном рынке был острый дефицит оборудования для производства древесного угля. Существовало два основных направления: доступные по цене печи китайского производства, которые предприниматели обходили стороной из-за сомнительного качества; значительно более дорогие аналоги из европейских стран – предприниматели просто не могли себе позволить покупку такого оборудования.

На сегодня есть выход из положения – оборудование от отечественного производителя, по стоимости и качеству изделие хорошо подходит для российского потребителя. Таким образом, вопрос приобретения качественного и доступного оборудования решается просто. Однако вопрос комплексной организации прибыльного промышленного производства древесного угля является более сложной задачей.

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовПри производстве древесного угля, необходимо соблюдать правила пожарной безопасности

Правила безопасности

В соответствии с техникой безопасности минимальный объем угля, который может быть подвержен самовозгоранию – 100 дециметров кубических. При работе с объемами, которые выше обозначенного необходимы меры по исключению самовозгорания сырья.

Недопустимо строго ограничить сырье от взаимодействия с окисляющими веществами. Также важно предотвратить накопление пыли из угля.

При производстве древесного угля необходимо придерживаться правил охраны труда Р О-00-97.

При перемещении готового сырья используют бочки из стали, мешки из бумаги, полипропилена. Хранят уголь на закрытых складских помещениях, особых емкостях, назначение которых – защитить сырье от попадания осадков. Перевозку осуществляют в упаковках, или просто насыпью в закрытых вагонах или грузовиках.

Затраты на производство

Для начала бизнеса по производству древесного угля необходимо около 1,5 миллиона рублей. Основная часть денежных средств необходима для закупки оборудования (650-900 тысяч рублей). Из оборудования отечественного производства рекомендуем печи ОД-30, ОД-60, данные установки используют для производства сырья высокого качества.

Необходимо также учесть следующие расходы:

  • снятие помещения – до 400 тысяч рублей;
  • закупка древесины – до 100 тысяч рублей;
  • зарплаты, уплата налогов – 600 тысяч рублей;
  • реклама, транспорт – 50 тысяч рублей;
  • оплата коммунальных платежей – 50 тысяч рублей;
  • оформление документов – до 10 тысяч рублей.

Как результат – для уверенного начала промышленного производства древесного угля необходимо 1,8 миллиона рублей.

Продажа 1 кг готовой продукции приносит прибыль в диапазоне от 18 до 35 рублей. Ежемесячная чистая прибыль составит около 80 тысяч рублей со 100 тонн сырья.

Активированный уголь является продуктом, представляющим ценность для различных сфер жизнедеятельности человека. Как экологически чистое топливо древесный уголь будет занимать все большую долю на мировом рынке, несмотря на распространенность газа и нефти.

Сырье может быть реализовано если не для нужд внутреннего рынка, то для экспорта.

Процесс производства древесного угля полезно узнать как минимум для удовлетворения собственных потребностей в сырье, хотя и промышленное его производство представляется перспективным и выгодным бизнесом.

Источник: https://biztolk.ru/biznes-idei/proizvodstvo/proizvodstvo-drevesnogo-uglya-tehnologiya-oborudovanie.html

Древесный уголь: производство и применение

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортов

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.

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовПиролиз древесины. synergy-dream.com

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.

Древесный уголь: производство, свойства, виды сортовДревесный уголь. openbusiness.ru

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.

Древесно-угольные брикеты. farpost.ru

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.

Источник: https://dprom.online/chindustry/drevesnyj-ugol-proizvodstvo-i-primenenie/

Древесный уголь

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом.

По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину.

Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь — это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:
Углерод 80..92% (средний показатель 85%)
Кислород 5..15%
Фосфор 0,016..0,037%
Водород 4..4,8%
Летучие вещества не более 20%
Зола не более 3%
Влага от 2..4% до 7..15%
Удельная теплота сгорания (калорийность) 7000..8100Ккал/кг

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании.

Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %.

Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию.

Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг.

Читайте также:  Приспособления для заточки ножей своими руками: чертежи, видео

Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:
Плотность (кажущаяся плотность) 260-380 кг/м2
Истинная плотность 130-150 кг/м2 (в среднем 143 кг/м2)
Удельная поверхность 160-400 м/г
Вес Около 210 г – 1 л От 100 до 195 кг – 1 м?
Отношение объема пор к объему куска (пористость) 72-80 %
Средняя удельная теплоемкость 0,69-1,21 кДж/(кг.К) при 24 и 560°С
Теплопроводность 0,058 Вт/(м.К)
Удельное электрическое сопротивление 0,8.108 — 0,5.109 Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м3 насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий.

Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/м2, осинового – 290 кг/м2, а березового – уже 380 кг/м2. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м2.

Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м2.

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой.

Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.).

Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха.

К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка, далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза. Следующая часть – сушильная камера.

По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами, а справа – с остывающим углем. Завершает установку вытяжная труба. Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров.

Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год.

Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год.

В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Применение древесного угля лежит во многих областях:

— металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

  • — цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.
  • — радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристаллического кремния.
  • — промышленность использует его как реагент для выработки сероуглерода (из него, в свою очередь, производят искусственное волокно, целлофан и даже ядохимикаты).
  • — при производстве активированных углей древесный уголь играет главную роль.
  • — при производстве электродов древесный уголь является основой.
  • — в сельском хозяйстве его применяют как добавку в рацион домашнего скота и птиц, а также как удобрение для почвы.
  • — при производстве пищевого красителя.
  • — косметическая отрасль использует его при производстве средств по уходу за волосами, телом и лицом.
  • — при приготовлении пищи его используют в барбекю, шашлычницах, грилях.
  • — используется населением как экологичный вид топлива.

Поистине, области применения древесного угля очень разнообразны и обширны. Что же касается Японии, где древесный уголь потребляется повсеместно, то там его закладывают в фундамент зданий, добавляют в мыло, печенье и зубные щетки, и даже играют на нем, как на ксилофоне.

Выбор

Специалисты советуют гурманам придерживаться следующих правил по выбору угля или дров для готовки на природе.

Береза годится для курицы и мяса; дуб – для морепродуктов, мяса и птицы; ольха – для семги, индейки и курицы; яблоня – для свинины, курицы, говядины и дичи; вишня – для утки, баранины; клен – для курицы, морепродуктов и свинины. Менее всего подходят для готовки хвойные породы дерева.

Большое количество смолы придает пище неприятный прогорклый вкус. Сегодня в любом супермаркете вам предложат большой выбор древесного угля в виде рассыпного в пакетах или в угольных брикетах. Можно встретить в продаже уголь различных пород дерева.

Чаще всего предлагается недорогой березовый уголь, не имеющий неприятного запаха и хорошо поддерживающий горение.

Рассыпчатый уголь в мешках разжечь гораздо легче, но и прогорает он быстрее. Разве что уголь из дуба горит несколько дольше. Если планируется не одна жарка за один заход, то есть смысл купить уголь в брикетах. Они горят дольше. Но следует учитывать, что в брикеты при их производстве добавляют склеивающие вещества.

Сегодня в продаже можно встретить экзотический древесный уголь. Например, «белый уголь» из железного дуба, «красный уголь» для каминов и гриля. Также существует кокосовый древесный уголь.

Как разжечь угли

Для розжига углей для шашлыка или барбекю можно воспользоваться как деревянными щепочками, так и специальной жидкостью для розжига. Жидкость можно купить там же, где и уголь.

Чтобы разжечь древесные угли нужно их насыпать в жаровню, полить жидкостью для розжига из расчета 250 мл на 2 кг брикетов (для углей в рассыпчатом виде – чуть меньше), после чего поджечь с помощью длинной щепки или специальных спичек.

Запах жидкости для розжига выгорает довольно быстро и опасаться, что шашлык будет пахнуть бензином не стоит.

  1. Разровняйте угли ровным слоем и немного помашите на них куском картона, чтобы создать тягу воздуха. Когда угли разгорятся, оставьте их на 15-20 минут, чтобы они дали жар и немного прогорели, покрывшись 
  2. Подводя итог, можно сказать, что древесный уголь обладает очень ценными качествами, являясь одновременно и топливом, дающим большую теплоотдачу, и топливом, абсолютно не загрязняющим окружающую среду.

Источник: http://GosStandart.info/hoztovary/dlya-ognya-i-osveshcheniya/drevesnyy-ugol/

Основное сырье для производства древесного угля

Древесный уголь – твердое высокоуглеродистое биотопливо, которое производят из древесины путем ее нагревания без доступа кислорода, в результате процесса под названием «пиролиз».

Древесный уголь характеризуется высокой теплоемкостью (более 30 000 кДж/кг), даже небольшое его количество дает длительный жар, практически не выделяет дыма и копоти из-за чего широко используется для приготовления пищи.

Качество древесного угля главным образом определяет качество используемой древесины как сырья для его производства. В зависимости от используемого сырья, древесный уголь разделяют на 3 разновидности:

— Марка «А» — древесный уголь, который изготовлен из древесины твердолиственных пород: береза, бук, ясень, вяз, дуб, клен. Уголь марки А считается наиболее качественным и востребованным на рынке.

— Марка «Б» — переугленная смесь твердо- и мягколиственных пород древесины; для получения древесного угля класса Б могут быть использованы осина, ольха, липа, тополь, ива.

— Марка «В» — древесный уголь, изготовлен из смеси твердо-, мягколиственных и хвойных пород древесины.

Требования к сырью для переугливания можно найти в государственном стандарте — ГОСТ 24260-80 «Сырье для пиролиза и углежжения». Согласно ему, для углежжения также подходят и другие породы лиственных деревьев, например, все фруктовые: яблоня, груша, вишня, черешня, слива, а так же граб, ильм, акация и другие.

Для древесного угля используемого в качестве топлива при приготовлении пищи, большое значение имеет вид древесины, из которой он изготовлен.

Дубовая или берёзовая древесина в данном случае являются наиболее оптимальными вариантами, так как получаемый при этом уголь характеризуется продолжительным горением, а также высоким и ровным жаром, выделяемым при горении.

Однако, цены на свежесрубленное сырье неустанно растут, потому все чаще используется как сырье отходы лесозаготовительной промышленности, щепа, отходы фанерного производства — так называемые «карандаши». При наличии бесперебойных поставок, древесина для вторичной переработки более выгодна в качестве сырья для производства древесного угля.

Таблица плотности древесины и примерный выход угля кг/м3

Порода Условная плотность (кг/м3) Плотность в абсолютно сухом состоянии (кг/м3) Выход древесного угля (кг/м3)
Лиственница 630 520 160
Сосна обыкновенная 470 400 120
Ель 420 360 105
Кедр 410 350 100
Пихта сибирская 350 300 90
Граб 760 630 190
Дуб 650 550 160
Клен 650 550 160
Ясень обыкновенный 640 550 160
Бук 640 530 160
Береза 600 520 150
Орех 470 135
Ольха 490 420 120
Осина 470 400 110
Липа 470 400 110

Необычное сырье для производства древесного угля

Скорлупа кокосового ореха

В регионах, где широко распространена кокосовая пальма практикуется производство древесного угля, где как сырье используется скорлупа кокосового ореха. Объём получаемого древесного угля при использовании традиционных методов не превышает 30% от использованного сырья.

Читайте также:  Советские токарные станки по металлу и дереву

Чтоб получить древесный уголь хорошего качества, используются полностью высушенные, чистые оболочки кокосовых орехов. Для наших широт такое сырье более чем экзотично, однако индонезийцы и филиппинцы обжигая скорлупу и получают из неё очень качественный уголь для приготовления барбекю, а также уголь для кальянов.

Часто переугливание кокосовой скорлупы осуществляется кустарным методом, однако есть специальные модели печи для переугливания кокосовой скорлупы

Скорлупа грецкого ореха

Как сырье для производства древесного угля скорлупа грецкого ореха используется довольно редко. Главным образом по причине высокой стоимости самого сырья, которое также широко используется в фармацевтике.

Переугленная скорлупа грецкого ореха используется для изготовления брикетов, которые отличаются высокой теплопроводностью, ровной и гладкой поверхностью, а также приятным ароматом древесины и полным отсутствием пыли.

Кости животных

Экстравагантный шеф-повар Дэн Барбер (Нью-Йорк,США) делает древесный уголь от животных костей для использования в своем ресторане. Такой древесный уголь полностью черный, но сохраняет оригинальную форму. Так посетители могут заказать свиной стейк, поджаренный над древесным углем, сделанный из свиных костей.

Источник: https://synergy-dream.com/articles/kakaya-drevesina-luchshe-dlya-proizvodstva-drevesnogo-uglya

Технологическая схема производства древесного угля на ретротных установках

Технологическая схема производства

Технологическая схема производства включает в себя следующие этапы:

  • — механическая подготовка древесины и ее хранение;
  • — сушка сырья;
  • — пиролиз древесины;
  • — охлаждение угля;
  • — сортирование и упаковка готовой продукции.

Стадия механической подготовки и хранения сырья
Древесное сырье в виде сортиментов подвозится лесовозами с манипулятором, который перегружает сортименты на площадку для разделки сырья. Сортименты распиливают бензиномоторной пилой на чурбаки и раскалывают гидравлическим колуном.

Склад сырья представляет собой кучу тюльки, насыпанную на открытом воздухе на твердое основание с бортами. Запас сырья на складе обеспечивает 2 недели непрерывной работы установки. Дрова вручную загружают в реторту, установленную краном на опрокидывателе.

Реторта устанавливается наклонно открывающейся (нижней) стороной вверх. Реторта выполнена в виде стального цилиндра диаметром 0,7 м и длиной 2,1 м. Верхнее днище реторты приварено к цилиндру, а нижнее может быть откинуто на петлях и в закрытом положении фиксируется запором.

Нижнее дно неплотно примыкает к стенкам цилиндра, оставляя кольцевой зазор для выхода парогазов. Заполненную реторту закрывают, краном переворачивают и переносят в кассету для реторт с сырьем.

Стадия сушки сырья
Процесс сушки сырья осуществляется в два этапа: естественная подсушка колотых и пиленых дров на открытом складе сырья и принудительная сушка в ретортах.

Реторты из кассеты по мере освобождения ячеек в сушилке переносятся в эти ячейки краном. Температура теплоносителя на входе в сушилку составляет 280-300 градусов С, на выходе 180-200 градусов С. Температура внутри реторты постепенно поднимается, и происходит сушка сырья.

Водяной пар через зазоры в крышке выходит внутрь сушилки и удаляется из нее вместе с дымовыми газами.

Продолжительность пребывания реторты в сушилке в зависимости от начальной влажности дров, породы древесины, температуры окружающей среды и некоторых других факторов составляет от 8 до 12 часов.

Стадия пиролиза древесины
Реторты с высушенным сырьем вынимают из сушилки краном и устанавливают в пиролизер. Нижние кромки реторт утапливаются в песок, насыпанный на под пиролизера, что обеспечивает уплотнение в точке соприкосновения реторты подом. Под каждой ретортой имеется колодец, соединенный прямолинейной трубкой с топкой. Топочные газы, разбавленные воздухом до температуры 650 градусов С, поступают в пиролизер и нагревают реторты. В экзотермической стадии тепло, выделяющееся в ходе реакции через стенки реторты, передается теплоносителю.

В топке парогазы сгорают, обеспечивая процесс теплом. Реторты с дровами находятся в пиролизере 5-7 часов, в зависимости от свойств исходного сырья и требований к конечному продукту. Горячие реторты с углем вынимают краном из пиролизера и устанавливают в кассету с песчаным уплотнением для охлаждения. В кассете реторта остывает до температуры 40-50 градусов С.

Сортирование и упаковка готовой продукции
Остывшую реторту перемещают краном в устройство для выгрузки угля. Крышка реторты откидывается, и уголь высыпается по лотку на стол для сортирования.

Мелочь с размерами частиц менее 12 мм отсортировывается, а кусковой уголь затаривается в бумажные мешки. Мешки складываются на поддоны. Масса груженого поддона 200-250 кг. Пакет на поддоне затягивается усадочной пленкой.

Вилочным погрузчиком поддоны подаются в транспортные средства для вывозки. Технологическая схема предусматривает полное термическое обезвреживание парогазов.

Характеристика рынка древесного угля и основные потребители.

Древесный уголь – это уникальный материал, который был в полной мере оценен лишь в прошлом веке. Он практически на 100% состоит из углерода, который может применяться в разнообразных сферах. Древесный уголь используют в металлургической промышленности, производстве активированных углей, в сельском хозяйстве.

Древесный уголь — это твердый пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при нагревании древесины без доступа (или при незначительном доступе) воздуха в печах и ретортах.  В зависимости от породы древесины различают древесный уголь марок А, Б, В.

По физико-химическим свойствам различают уголь высшего, первого и второго сорта.

Классификация и характеристики древесного угля

Наименование показателя

Норма для марки
А Б В
Высший сорт 1-й сорт 1-й сорт 2-й сорт
1. Кажущаяся плотность, г/см3, не менее 0,37 0,37 Не нормируется
2. Массовая доля золы, %, не более 2,5 3,0 2,5 3,0 4,0
3. Массовая доля нелетучего углерода, % не менее 90 78 88 77 67

Древесный уголь, производимый на установках соответствует требованием стандарта ГОСТ 7657-87 марка А (Россия), DIN 51749 (Германия) для древесного угля первого сорта:

  • Зольность не более 2%,
  • Массовая доля нелетучего углерода не менее 95%,
  • Массовая доля влаги не более 6%,
  • Масса одного кубического дециметра угля не менее 210 граммов.
  • Зернистость в пределах 20-80 мм, доля зёрен менее 20мм не превышает 30%, мелкого зерна меньше 10мм не более 6%.

Древесный уголь как сырье применяется в цветной металлургии ( для получения алюминия, бора и т.д.

); в черной металлургии как восстановитель (в древесном угле большое содержание углерода); в производстве чистого кремния, который используется для получения полупроводников; в химической промышленности; в производстве стекла, хрусталя, красок, электродов, пластмасс (в качестве наполнителя); в производстве электроугольных изделий (все виды угольных сопротивлений, различные контакты, щетки, изделия для техники связи). Для производства активированных углей также применяют древесный уголь.

  • Как топливо древесный уголь применяется в промышленности, в быту, в коммунальном хозяйстве, в железнодорожном транспорте.
  • Древесный уголь – это кормовая добавка в животноводстве, удобрение в сельском хозяйстве,  изоляционный материал при строительстве.
  • Характеристика рынка древесного угля и основные потребители.

В России сейчас производится около 100 000 тонн древесного угля, в том числе: до 30 000 тонн древесного угля высшего сорта марки А, до 60 000 тонн 1-ого сорта марки А, Б, около 10 000 тонн угля марки А, Б второго сорта (рисунок 3.4).

Структура производства древесного угля

Древесный уголь обладает очень широким спектром применения. Он используется в промышленности, в сельском хозяйстве, в бытовых целях, а также в природопользовании.

Применение древесного угля в промышленности основывается, главным образом, на использовании его химических и структурных свойств. Наибольшим спросом пользуется древесный уголь марок А и Б высшего и первого сорта.

В металлургии он используется для производства ковкого чугуна; в химической промышленности — как реагент при производстве сероуглерода; в сельском хозяйстве — в добавках в удобрения против вредителей корнеплодов; в природопользовании –при устранении последствий экологических катастроф, как сорбент для ликвидации разлива нефти, топлива, масел. Часть готового древесного угля идет на дальнейшую переработку. Из угля-сырца после его переработки получаются активные и окисленные угли. Активные угли марок БАУ и ДАК используются в различных промышленных процессах, связанных с сорбцией и очисткой растворов, газов от примесей и органических веществ.

В быту древесный уголь применяют в качестве топлива для приготовления различных блюд из мяса, рыбы, птицы в мангалах, грилях и барбекю, а так же как топливо в каминах, печах и других видах топок. Древесный уголь имеет высокую теплоту сгорания, горит практически бездымно и не имеет неприятного запаха при сгорании.

Основные потребители древесного угля

  • предприятия металлургической промышленности;
  • производители активированного угля;
  • предприятия общественного питания и физические лица.

Объемы потребления древесного угля

Потребители Объемы потребления, тн/год
предприятия металлургической промышленности  до 20 000 тн/год
производители активированного угля до 38 000 тн/год
предприятия общественного питания и физические лица до 42 000 тн/год

Структура рынка древесного угля

О потенциале рынка древесного угля свидетельствуют следующие факты: Россия в 80-е годы 20 века производила около 300 тыс.т/год древесного угля, сейчас по приближенным подсчетам около 100 тыс.т/год.

Для сравнения: потребление угля в большинстве европейских стран превышает 20 кг на человека в год, в Японии свыше 60 кг, в России — не более 0,4 кг.

По оценкам аналитиков, потенциально российский рынок может потребить на два порядка больше угля, чем сейчас.

Сегмент предприятий металлургической промышленности.
Потребность металлургических предприятий в углеродосодержащем веществе  удовлетворяется за счет применения в процессе производства  кокса (вещество, получаемое из каменного угля и нефтяных пеков).

В цветной металлургии древесный уголь используется в качестве покровного флюса, под которым производится плавка многих цветных металлов.

В черной металлургии древесный уголь применяется в восстановительных металлургических процессах, переделах, плавках, а также в общей технологии переработки исходного рудного, минерального сырья, отходов и полуфабрикатов.

Не смотря на то, что древесный уголь имеет самую высокую стоимость из всех восстановительных материалов, он  является незаменимым компонентом технологического процесса.

Одним из положительных свойств древесного угля как восстановителя является его низкая электропроводность (высокое электросопротивление), которая почти в 10 раз ниже, чем у любых видов коксов и минимальное количество примесей. Древесный уголь как чистый восстановитель, более качественный, чем кокс, высоко ценится и на международном рынке.

Потребность одного металлургического предприятия в древесном угле в среднем до 1000 тн/год.

Сегмент производителей активированного угля.
Активные   угли  – пористые углеродные тела, создающие при контакте с газообразной или жидкой средой значительную площадь поверхности для протекания сорбционного процесса.

Активированный  древесный уголь находит широкое применение в современной мировой технике как сорбент и используется для различного рода очисток в пищевой и   фармацевтической промышленности, промышленности органического синтеза.

В очень больших количествах активированный древесный уголь используется для очистки пищевой воды. Может быть использован для очистки сточных вод.

Кроме того, используется как абсорбент для различных фильтрующих элементов, в том числе и в ликёроводочной промышленности, связанных с проведением избирательной сорбции и очистки растворов, газов, паров от примесей органических и других веществ.

В России наблюдается рост промышленного производства, который происходит в условиях возрастающих экологических требований к чистоте как самого производства, так и его продукции. Одновременно происходит активный процесс всеобщей экологизации  населения, что  тоже накладывает свой отпечаток на деятельность промышленных предприятий.

Сегмент предприятий общественного питания и оптово-розничные сети.

  • Сегмент кафе, шашлычных, кафе- гриль, ресторанов. Данные предприятия общественного питания характеризуются тем, что используют уголь в производственном процессе —  жарят шашлык, гриль.
  • Физические лица. К данной категории  покупателей относятся в основном,   дачники, желающие купить древесный уголь в розницу. Закупаемые объемы угля для одного покупателя, как правило, невелики – 5-10 кг в месяц.

Источник: http://coalwood.blogspot.com/2011/10/blog-post.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector