Технология производства
Уголь из древесины в больших объемах потребляют предприятия металлургии, где он применяется для производства сплавов высокой степени чистоты, а также для насыщения металла углеродом, в результате чего повышаются его физические свойства.
В химической отрасли данный продукт используется при изготовлении стекла, различных пластмасс и даже красок. Не обошел уголь стороной и пищевую промышленность, в продуктах питания он часто выступает натуральным красителем, что отображается на их упаковке под кодом Е153.
Такой значительный спрос требует соответствующих объемов производства, поэтому печи для древесного угля, как правило, размещают вблизи либо на территории деревообрабатывающих предприятий. Это понятно, ведь там в большом количестве имеются крупные отходы дерева самых разных пород, что служат сырьем для углежжения.
Если пояснять простыми словами, то технология производства древесного угля призвана решить задачу по получению из древесины углерода как можно более высокой степени чистоты. Для этого все остальные органические и неорганические вещества нужно удалить, что достигается с помощью реакции пиролиза. Ее суть заключается в выделении из сырья всех лишних соединений методом термического разложения при недостаточном количестве кислорода. Но пойдем по порядку.
Всего этапов производственного процесса – четыре (не считая предварительной подготовки сырья):
- сушка при температуре до 150 ºС. Процесс пиролиза, проходящий при более высоких температурах, требует минимального количества влаги в сырье;
- пиролиз, проходящий при температуре 150—350 ºС и недостатке кислорода. Происходит термическое разложение веществ и начинает образовываться уголь. Выделяются пиролизные газы;
- горение (прокалка) при нагреве до 500—550 ºС. На данном этапе из угля выделяются смолы и остатки веществ в виде газов;
- восстановление (охлаждение).
По сути, установка для производства угля представляет собой печь, где протекают все вышеописанные реакции. Ниже на рисунке представлена схема технологического процесса:
Сфера применения
Древесный уголь используется в промышленности в следующих целях:
- для применения в составе фильтров;
- для плавки кристаллического кремния;
- для использования в металлургии (насыщение стали углеродом, получение чистых сплавов);
- для производства стекла, некоторых видов пластмасс, красок;
- для изготовления натурального красителя для пищевой промышленности;
- для изготовления активированного угля;
- для использования в сельском хозяйстве;
- для применения в качестве удобного бытового топлива для печей, каминов, мангалов.
При сжигании в печах и каминах данный вид топлива сгорает практически без языков пламени, обеспечивая ровный и интенсивный жар. Наиболее высоко ценится продукт марки А, который изготавливается из твердых пород древесины.
Важно! Если древесный уголь используется в помещении (для отопления или приготовления пищи), то разжигать его рекомендуется без применения химических средств для растопки. Это позволит избежать появления неприятного запаха и падания в пищу вредных веществ. Розжиг углей в таком случае ведется с использованием бумаги и сухих лучинок.
Печь для древесного угля
Печь для углежжения достаточно сложна, повторить её конструкцию в домашних условиях весьма затруднительно. Корпус цилиндрической или прямоугольной формы имеет топочную камеру, поверх которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит извне, через стенки реторты, при этом в нем используется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на различных режимах показана на схеме:
Промышленная печь для изготовления древесного угля устроена таким образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, пиролизные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Такая очередность соблюдается и дальше, до получения конечного продукта. Получается, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в каждой из которых протекает определенный процесс:
После прокаливания емкости с углем выгружаются и в печь ставятся новые. Перед фасовкой и отправкой на склад изделие проходит операцию дробления до необходимого размера фракции, а при необходимости и брикетирование. Аппарат, где все операции выполняются по данной технологии — это печь для производства древесного угля непрерывного действия. Однако, есть и другая технология, но она более сложная и дорогостоящая, хотя и обеспечивает высокую производительность.
Изготовление древесного угля в домашних условиях
Информация о домашнем углежжении интересна тем людям, кто занимается ковкой металла с небольших мастерских. Такое чистое биотопливо, как древесный уголь, издавна считается самым лучшим для работы кузнечного горна. Ну и о том, как хорош уголь для шашлыков и барбекю, давно известно всем, только покупать его в магазине выходит дороговато. Исходя из того, что оборудование для производства древесного угля отличается сложностью, дороговизной и громоздкостью, предложим два давно проверенных домашними умельцами способа:
- выжигание угля в бочке;
- углежжение в яме.
Способ изготовления угля в бочке, как и в яме, предполагает тот же технологический процесс пиролиза в замкнутом пространстве при недостатке кислорода. Только в подобных условиях продукт получается не столь чистым по вполне понятным причинам. Большую роль играет и сноровка исполнителя, первые 2—3 порции могут просто выгореть (что случается чаще) или, наоборот, недожечься. Но все приходит с опытом.
Способ углежжения в бочке считается более удобным и технологичным. Итак, чтобы сделать древесный уголь самому, нужна собственно сама металлическая бочка емкостью 200 л, да еще старый пылесос. Подойдет любая другая цилиндрическая емкость из металла, желательно с толстыми стенками, она прослужит дольше. В самом низу емкости просверливают отверстие и врезают штуцер. К нему присоединяется шланг от пылесоса, это будет подача первичного воздуха в зону горения.
Немаловажно подыскать для бочки герметичную крышку. Если таковой нет, надо приспособить для этой цели лист металла, асбестоцемента или другого материала. Еще потребуется длинная стальная кочерга для шуровки дров. Касательно последних, стоит отметить один важный момент. Поскольку в домашних условиях древесный уголь делают подручными средствами, то технология не всегда соблюдается, но вот выдержать невысокую влажность дров – обязательно.
Важно! Свежесрубленная или насыщенная влагой древесина для углежжения не подойдет, будет много дыма, а процесс пиролиза не начнется или будет протекать очень вяло. В результате получите золу либо недожженные дрова. Древесина должна быть сухой.
С дерева снимают кору (она сильно дымит, а угля дает крайне мало) и пилят на чурки длиной до 40 см, чтобы их плотно укладывать в бочку. Затем на ее дне разводят небольшой огонь и включают пылесос, иначе костерок начнет сильно дымить.
По мере того как дрова будут разгораться, надо подкладывать очередную порцию. Следует отметить, что производство древесного угля таким способом – процесс тонкий, тут надо верно уловить момент, когда сырье хорошо разгорелось, но не дать ему прогореть до золы, а добавлять новую древесину. При необходимости можно на время отключать пылесос, а при загрузке более половины емкости трубу подачи воздуха лучше вставить сверху.
Когда бочка заполнена, то она накрывается крышкой, пылесос отключается, а штуцер закрывается заглушкой. Теперь надо выждать, пока процессы внутри закрытого сосуда не закончатся, открывать крышку можно лишь после полного остывания стенок емкости. Удобство бочки в том, что ее можно просто перевернуть и спокойно рассортировать полученный продукт. Часть древесины останется недожженной, но это не беда, она пойдет на следующую загрузку. Остальной уголь просеивают и складывают в мешки.
Как построить углярку в частном доме из досок. Из чего строить?
Какие стройматериалы лучше всего подойдут для сарая? Достаточно прочные, стойкие, недорогие и легкие в работе? Прежде всего – доски. Сарай можно построить из одних только досок, см. далее. Дешевы необрезные доски, причем строение из них может выглядеть вполне аккуратным и даже элегантным в духе рустикального дизайна, поз. 1 на рис.
Сараи из различных материалов
Примечание: еще дешевле «необрезухи» горбыль. Из него одного также возможно построить сарай, см. видео
ниже. Правда, до изысканной «рустикальности» его довести труднее. Самая сложная часть работы – окоривание горбыля, т.е. очистка его от коры; для нее нужен специальный ручной инструмент, см. следующий ролик.
Каркасный сарай, поз. 2 на рис. выше, наиболее распространен, т.к. технология малого каркасного строительства хорошо освоена частными застройщиками. Однако собирать каркас из бруса, как для бытовки или других хотя бы временно обитаемых строений (к ним, между прочим, относятся и дачные туалет с душем), поз. А на рис. справа, не обязательно. Точнее, исходя из требований прочности, обязательно для сараев передвижных. А если строение ставится сразу на своем месте, то и каркас можно собрать из одних лишь досок, поз. Б. Это намного удешевит постройку, если в дело пойдут доски необрезные и б/у.
Каркасы сараев из бруса и досок
Иногда дачный сарай эстетики ради обшивают ОСП, поз. 3, или фанерой. Эти материалы на открытом воздухе повержены расслоению, поэтому перед покраской сарай с обшивкой из ОСП нужно как следует прогрунтовать, а фанерный дважды обработать водно-полимерной эмульсией.
Капитальные сараи, особенно скотные, строят чаще всего из пеноблоков, поз. 4. Меньшая их прочность по сравнению с кирпичом в данном случае роли не играет, но сарай из пеноблоков выходит дешевле, проще в работе, зимой теплее, а летом прохладнее. Если вы выберете себе такой, учтите:
- Сарай из пеноблоков можно строить на столбчатом фундаменте по деревянному венцу, как, напр., баню.
- На цементно-песчаном растворе кладут не более 3-х нижних рядов, а выше нужно переходить на специальный клей для газобетона. Строение легкое, и слабо нагруженные по вертикали верхние цементные швы могут порваться под боковым давлением ветра.
- Выложив стены на треть по высоте, работу прерывают до отвердевания кладочного раствора, чтобы кладка не поплыла по швам. Такой же перерыв делают на 2/3 кладки.
В продаже также имеются комплекты деталей для быстросборных пластиковых сараев, поз. 5. Однако цены, мягко говоря, вызывают недоумение, во-первых. Во-вторых, живность в таких сараях отчего-то не приживается. Возможно, по тем же причинам, каковы бы они ни были, по которым и люди не живут в пластиковых домах.
Углежжение в яме
Самостоятельно сделать древесный уголь в домашних условиях или прямо в лесу можно просто в яме. Для получения 2 мешков угля надо вырыть круглую яму ориентировочно 80 см в диаметре и полметра глубиной.
Дно утаптывается ногами, а стенки подчищаются, чтобы топливо не смешивалось с землей. Последнюю не надо отбрасывать далеко, она пригодится в конце.Разница с «бочковым» выжиганием заключается лишь в отсутствии принудительного наддува пылесосом. Дрова берут сухие, длиной 30 см и не больше 7 см в поперечнике, из них на дне ямы раскладывают небольшой костер.
Дальнейшие действия – как в случае с бочкой, сырье подкладывается по мере необходимости. Яму, полную дров, перекрывают листьями или травой, потом присыпают землей и утрамбовывают. Приходить за углем можно через 2 суток, к тому времени он точно остынет.
Выбор и подготовка сырья
Как делают древесный уголь в домашних условиях? Существует несколько способов производства древесного топлива: в яме, в печи или в бочке. Каждый метод имеет свои плюсы и минусы.
Вне зависимости от выбранной методики вначале готовят расходные материалы. Понадобятся:
- сучья, ветки, бумага, шелуха для розжига костра;
- очищенная и высушенная древесина;
- емкость из металла, пластика или дерева;
- инструменты – пила, нож, топор.
Для приготовления древесного угля подойдет не любая древесина. Желательно использовать фруктовые деревья (вишня, яблоня), лиственные (береза, клен, дуб). Хвойные породы не годятся, поскольку они содержат много смолы.
Также нельзя использовать ДСП, МДФ, отходы строительной промышленности – такое сырье содержит клей и другие вредные вещества, а при сгорании выделяет ядовитые пары. Не подойдет для производства угля гнилое дерево и кора – они ухудшат качество готового продукта. Древесный уголь получают путем пиролиза. Дрова должны быть хорошо просушены.
