Автор: Среди самых разных видов твёрдого топлива особенный интерес представляет деревянный уголь, состоящий на 80—90% из чистого углерода. Это создает его первым делом практичным биологическим топливом, почти что бездымным и экологическим. Его область использования довольно широкая как в самых разных ветвях промышленности, так же и для бытового назначения. В этой статье мы будем рассматривать, как можно выжигать деревянный уголь собственными руками и как это происходит в условиях товарного производства.
Производственная технология
Уголь из древесины в значительных объемах потребляют предприятия металлургии, где он применяется для изготовления сплавов большой степени чистоты, а еще для насыщения металла углеродом, из-за чего увеличиваются его физические свойства.
В химической отрасли этот продукт используется во время изготовления стекла, разных пластмасс и даже красок. Не обошел уголь стороной и пищевую промышленность, в продуктах питания он нередко выступает натуральным пигментом, что отображается на их упаковке под кодом Е153.
Такой существенный интерес требует соответствующих производственных объемов, благодаря этому печи для кокса, в основном, устанавливают вблизи либо на территории предприятий по деревообработке. Это ясно, потому что там в огромном количестве есть большие отходы дерева очень разнообразных пород, что служат сырьем для углежжения.
Если объяснять примитивными словами, то производственная технология кокса призвана решить задачу по получению из древесины углерода как можно более большой степени чистоты. Для этого все другие органические и неорганические вещества необходимо удалить, что достигается благодаря реакции пиролиза. Ее роль заключена в выделении из сырья всех излишних соединений способом термического разложения при недостаточном количестве кислорода. Но пойдём поэтапно.
Всего этапов процесса производства – 4-ре (не считая подготовительной подготовки сырья):
- сушка при температуре до 150 ?С. Пиролизный процесс, проходящий при очень больших температурах, требует небольшого количества влаги в сырье;
- пиролиз, проходящий при температуре 150—350 ?С и недостатке кислорода. Происходит термическое разложение веществ и начинает возникать уголь. Выделяются газогенераторные газы;
- горение (прокалка) при нагревании до 500—550 ?С. На этом этапе из угля выделяются смолы и останки веществ в виде газов;
- возобновление (охлаждение).
По существу, установка для изготовления угля собой представляет печь, где протекают все описанные выше реакции. Ниже на рисунке представлена схема тех. процесса:
Печь для кокса
Печь для углежжения довольно трудна, повторять её конструкцию в домашних условиях очень трудно. Корпус цилиндрической или четырехугольной формы имеет камеру топки, сверху которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит снаружи, через стенки реторты, при этом в нем применяется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на самых разных режимах показана на схеме:
Промышленная печь для производства кокса устроена подобным образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, газогенераторные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Подобная очередность выполняется и дальше, пока не получится итогового продукта. Выходит, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в любой из которых течет особый процесс:
После прокаливания емкости с углем выгружаются и в печь устанавливаются новые. Перед фасовкой и отправкой на склад изделие проходит операцию дробления до соответствующего размера фракции, а если понадобится и брикетирование. Прибор, где все операции исполняются по этой технологии — это печь для изготовления кокса постоянного действия. Но, есть и иная методика, однако она более трудная и дорогая, хотя и обеспечивает большую производительность.
Изготовление кокса в домашних условиях
Информация о домашнем углежжении интересна тем людям, кто занимается ковкой металла с маленьких мастерских. Такое чистое биологическое топливо, как деревянный уголь, давно считается самым прекрасным для работы кузнечного горна. Ну и про то, как прекрасен уголь для шашлыков и барбекю, давно все знают, только приобретать его в магазине выходит дорого. Учитывая то, что оборудование для изготовления кокса выделяется сложностью, большой ценой и массивностью, предложим два давно проверенных домашними мастерами способа:
- выжигание угля в бочке;
- углежжение в яме.
Метод изготовления угля в бочке, как и в яме, подразумевает тот же тех. процесс пиролиза в закрытом пространстве в случае дефицита кислорода. Только в аналогичных условиях продукт выходит не очень чистым по абсолютно разумеющимся причинам. Важную роль играет и квалификация исполнителя, первые 2—3 порции могут просто выгореть (что происходит чаще) либо, наоборот, недожечься. Но все приходит с опытом.
Метод углежжения в бочке считается намного комфортнее и технологичным. Итак, чтобы выполнить кокс самому, необходима говоря по существу сама железная бочка емкостью 200 л, да еще устаревший пылесос. Подойдёт каждая другая цилиндрическая емкость из металла, лучше всего с толстыми стенками, она будет служить подольше. В самом низу емкости сверлят отверстие и врезают патрубок для соединения. К нему прикрепляется шланг от пылесоса, это будет подача первичного воздуха в территорию горения.
Очень важно найти для бочки непроницаемую крышку. Если такой нет, нужно приспособить для такой цели металлический лист, асбоцемента или иного материала. Еще понадобится длинная стальная кочерга для шуровки дров. Относительно последних, нужно отметить один принципиальный момент. Так как в домашних условиях деревянный уголь выполняют средствами находящимися под рукой, то методика не всегда выполняется, но вот выдерживать низкую влажность дров – в первую очередь.
Главное! Свежесрубленная или насыщенная влагой древесина для углежжения не подойдёт, будет много дыма, а пиролизный процесс не начнется или протекает достаточно вяло. В результате получите золу либо недожженные дрова. Древесина обязана быть сухой.
С дерева снимают кору (она сильно дымит, а угля даёт очень мало) и пилят на чурки длиной до 40 см, чтобы их плотно ложить в бочку. Потом на ее дне разводят не очень большой огонь и включают пылесос, иначе костерок начнет сильно дымить.
По мере того как дрова будут разжигаться, нужно подкладывать следущую порцию. Нужно сказать, что производство кокса этим методом – процесс тонкий, здесь нужно правильно поймать момент, когда сырье прекрасно разгорелось, однако не дать ему прогореть до золы, а прибавлять новую древесину. Если понадобится можно на определенный период времени отключать пылесос, а при загрузке больше половины емкости трубу воздушной подачи лучше вставить сверху.
Когда бочка заполнена, то она укрывается крышкой, пылесос выключается, а патрубок для соединения закрывается заглушкой. Сейчас нужно выждать, пока процессы в середине закрытого сосуда не кончатся, открывать крышку можно только после полного остывания стенок емкости. Удобство бочки в том, что ее можно просто перевернуть и спокойно отссортировать получившийся продукт. Часть древесины остается недожженной, однако это это не страшно, она пойдёт на следующую загрузку. Остальной уголь просеивают и кладут в мешки.
Углежжение в яме
Сделать самостоятельно деревянный уголь в домашних условиях или прямо в лесной глуши можно просто в яме. Для получения 2 мешков угля нужно вырыть круглую яму примерно 80 см в диаметре и полметра глубиной.
Днище утаптывается ногами, а стенки подчищаются, чтобы горючее не смешивалось с землей. Последнюю не нужно отбрасывать далеко, она пригодится в конце.Разница с «бочковым» выжиганием заключается исключительно в отсутствии принудительного наддува пылесосом. Дрова берут сухие, длиной 30 см и меньше 7 см в поперечнике, из них на дне ямы расстилают не очень большой костер.
Будущие действия – как на случай с бочкой, сырье подкладывается если для этого есть необходимость. Яму, полную дров, перекрывают листами или травой, после присыпают землей и затрамбовыают. Приходить за углем можно через 2 суток, до того времени он точно остынет.
Заключение
Разумеется, деревянный уголь, выжженный собственными руками, по качествам не сопоставить с топливом фабричного изготовления. Но ведь и домашние требования не такие высокие, как на производстве, уголек прекрасно сгодится для мангала или кузнечного горна. Нужно лишь побеспокоится о том, чтоб не нанести ущерба находящимся вокруг от задымления или не устроить пожар в лесной глуши.
