Какое оборудование требуется для изготовления древесного угля

Древесный уголь считается универсальным материалом. Его применение не ограничивается только производством топлива. Уголь повсеместно используется для строительных работ в качестве материала для изоляции, в сельском хозяйстве в качестве добавок и элемента корма для скота.

Древесный уголь успешно применяют в металлургическом производстве и химической промышленности. Указанный материал полностью состоит из углерода, что делает его экологически безопасным и эффективным. По всем параметрам производство продукта является выгодным мероприятием, требующим использования специального оборудования и материалов.

Виды и области использования

Перед тем, как выбирать оборудование для производства древесного угля, необходимо определиться с типом материала, который будет использоваться в процессе. Известны три разновидности древесного угля:

• белый, получаемый из ясеня, дуба, акации, березы (твердых пород древесины);
• черный, получаемый из ивы, тополя, осины, липы (древесина, относящаяся к мягким породам);
• красный, изготавливаемый на основе исключительно хвойной древесины.

Последний тип производится особым методом. Происходит мягкое углежжение материала. В ходе процесса сырье помещается в специальную печь, где прогорает при температуре 355⁰С без доступа воздуха. Сырье сгорает, но не полностью, образуя угли.

В большинстве случаев для производственной деятельности используют черный тип.

Сферы применения довольно широки. Сырье является универсальным материалом, применяемым во многих производствах:

• в виде удобрения в сельском хозяйстве;
• в качестве материала для дымового пороха;
• как сырье для изготовления активированного угля, используемого в медицине;
• как восстановитель в промышленности;
• как очищающий материал для воды, выбросов газа и сточных вод с химических предприятий;
• в виде подкормки для скота в животноводстве;
• для выплавки редких металлов;
• для производства противогазов как средство, улавливающее ядовитые газы;
• при изготовлении электродов;
• при производстве красок;
• для полирования полиграфических деталей;
• при изготовлении пластмасс;
• при изготовлении сопротивлений и контактов, устанавливаемых в электротехнику;
• при производстве стекла;
• в качестве строительного изоляционного материала.

Применяемое оборудование

Производство древесного угля требует применения оборудования:

• генератор электрической энергии;
• устройство для колки дров гидравлического типа;
• углевыжигательная печка;
• бензопила;
• весы.

Основным оборудованием для производства древесного угля является углевыжигательная печь. Она представляет собой механизм, в котором происходит прогорание древесины до образования углей.

Особенность технологии заключается в необходимости использовать специальную печь с пиролизом. В процессе пиролиза углерод разлагается при малом количестве кислорода.В специальных углевыжигательных печах применяется технология пиролиза, при которой древесина прогорает, но не сгорает до конца, превращаясь в уголь.

Минимальная стоимость таких печей составляет 20-100 тысяч рублей. Подобные расценки касаются оборудования, уже бывшего в употреблении. Новые печи с высокой производительностью обойдутся в несколько раз дороже. Их цена достигает 2 миллионов рублей. Современные модели способны перерабатывать древесину вплоть до образования угольной пыли, пользующейся высоким спросом в ряде производственных сфер.

Стоимость стандартного генератора электроэнергии составляет 20 тысяч рублей. Минимальная цена бензопилы и весов начинается от 5 тысяч рублей. Средняя стоимость всего оборудования составляет 150-450 тысяч рублей. Конечная цена зависит от качества и производительности оборудования.

Технология изготовления угля

Для производства угля предусмотрена особая технология, состоящая из 4 этапов:

• сушка древесины;
• воздействие на древесину огня при соблюдении условий (пиролиз);
• прокалка;
• остывание.

На первом этапе необходимо тщательно просушить поступившее сырье. Сырая древесина плохо тлеет. Перед ее поджиганием требуется процедура сушки. Сырье помещают в специальный блок углевыжигательной печки. В него подается дымовой газ, разогретый до 150⁰С. Длительность процедуры зависит от влажности используемой древесины. Чем выше ее влажность, тем дольше происходит ее обработка газом.

После сушки процент влажности сырья должен составлять минимальные значения. Для пиролиза, происходящего на втором этапе производства угля, подходит сырье с максимальной влажностью 5%.

Процесс пиролиза проходит несколько стадий:

• температура в печи увеличивается до 300⁰С;
• при указанном значении процент влажности сырья достигает нулевой отметки, оно активно поглощает тепло;
• происходит обугливание древесины;
• обугленный материал подвергается действию повышенной температуры, достигающей 400⁰С;
• происходит тление сырья с активным выделением теплоты;
• при тлении материал становится древесным углем.

В конце процесса пиролиза получается сырье с высоким содержанием углерода. Его уровень достигает 75%.

После пиролиза получившийся уголь проходит прокалку. На указанном этапе от сырья отделяются содержащиеся в нем газы и смолы.

На заключительном этапе технология производства угля предусматривает его остывание. Процедура заключается в уменьшении температуры внутри печи. Выгрузка угля из нее возможна, когда сырье не будет самовоспламеняться при воздействии на него кислорода. Оптимальной температурой угля с возможностью его выгрузки считается 40⁰С. Иногда выгрузку начинают уже при 85⁰С.

Схемы изготовления древесного угля в домашних условиях

Существенно упростить процесс производства угля и избежать значительных финансовых трат на оборудование помогут три схемы его изготовления в домашних условиях:

• на базе дровяной печки;
• в яме;
• при помощи бочки.

Первый способ считается самым простым и имеющим минимальные затраты. Не рекомендуется использовать такой способ в закрытых помещениях. Производство древесного угля требует герметичности используемого оборудования и отсутствия в печи кислорода. Не рекомендуется находиться в помещении в процессе горения дров. При нем активно выделяется опасный для человека углекислый газ, приводящий к отравлениям.

В обычную печь закладывается древесина и поджигается. Как только дрова разгорятся, необходимо прикрыть поддувало вместе с дверцами. Благодаря этому внутри печи создадутся условия, схожие с условиями внутри специализированной углевыжигательной печи. На тление угля уходит порядка 15-20 минут. Сырье потребуется охладить.

Изготовление угля в яме является самым примитивным, но имеющим применение способом. При соблюдении ряда условий имеется возможность добиться конечного продукта с неплохими свойствами.

Процедура изготовления угля в яме состоит из этапов:

1. на открытом участке земли вырывается яма цилиндрической формы шириной 0,8 м и глубиной 0,5 м;
2. дно ямы засыпается песочно-глиняной смесью и тщательно утрамбовывается во избежание смешения сырья с землей;
3. на дно ямы выкладывается материал для розжига, в качестве которого подойдет мелкий хворост с берестом;
4. к смеси хвороста добавляется первая небольшая порция дров без коры;
5. к дровам добавляются заранее очищенные от коры древесные материалы, нарубленные на куски размером 30 см каждый;
6. к прогоревшей порции дров добавляется новая, пока яма не заполнится до самого верха;
7. в процессе прогорания дров необходимо тщательно их шевелить, за счет этого увеличивается плотность их прилегания;
8. на выжиг древесины уходит порядка 1,5 часа, после чего яму потребуется герметизировать, накрыв слоем толстого листового металла, способного прекратить доступ кислорода в яму;
9. остывание угля в яме длится несколько суток;
10. готовое сырье достается из ямы, просеивается и фасуется.

Изготовление угля в бочке

Указанный способ считается более совершенным. В качестве оборудования для него используется бетонная бочка, на дно которой выкладываются огнеупорные кирпичи в вертикальном положении. Между кирпичами выкладывается растопочный материал, а сверху них устанавливается решетка из металла, на которую раскладываются нарубленные дрова.

Как дрова разгорятся, бочку сверху накрывают плотным слоем листового металла. Производство древесного угля подобным образом требует особой герметичности используемой бочки. Плотная герметизация необходима, когда дым от горящих дров приобретет сизый оттенок. В закрытом положении бочка остается до самого момента ее остывания.

На последнем этапе готовый уголь достается из емкости, проходит сортировку и фасуется.