1 Из чего состоит уголь? Какова хим формула угля

Уголь — это один из самых старых видов горючего, узнаваемых человеку. И даже сейчас он занимает фаворитные позиции по объему использования. Предпосылкой тому служит его распространенность, легкость добычи, переработки и использования. Но что он собой представляет? Какова хим формула угля?

По сути данный вопрос не совершенно корректен. Уголь — это не вещество, это смесь разных веществ. Их целое огромное количество, потому стопроцентно найти состав угля нереально. Потому под хим формулой угля в этой статье мы будем иметь в виду быстрее его элементный состав и некие другие особенности.

Но что мы можем выяснить о состоянии этого вещества? Уголь появляется из останков растений в течение многих лет вследствие воздействия большой температуры и давления. А потому что растения имеют органическую природу, то и в составе угля будут преобладать органические вещества.

Зависимо от возраста и других критерий происхождения угля его делят на некоторое количество видов. Каждый вид отличается простым составом, наличием примесей и другими важными чертами.

к меню ↑

1.1 Бурый уголь

Является самым юным видом угля. В нем даже наблюдается растительная древесная структура. Появляется впрямую из торфа на глубине порядка 1 километра.

Этот вид угля содержит довольно огромное количество воды: от 20 до 40%. При попадании на воздух она испаряется, а уголь рассыпается в порошок. Дальше пойдет речь о хим составе конкретно этого сухого остатка. Количество неорганических примесей в буром угле также велико и составляет 20-45%. В качестве этих примесей выступают диоксид кремния, оксиды алюминия, кальция и железа. Также в нем могут содержаться оксиды щелочных металлов.

Много в этом угле и летучих органических и неорганических веществ. Они могут составлять до половины массы этого вида угля. Простый состав за вычетом неорганических и летучих веществ последующий:

• Углерод 50-75%.
• Кислород 26-37%.
• Водород 3-5%.
• Азот 0-2%.
• Сера 0,5-3%.

к меню ↑

1.2 Каменный уголь

По времени образования этот вид угля идет последующим после бурого. Он имеет темный либо серо-черный цвет, также смоляной, время от времени железный сияние.

Влажность каменного угля существенно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется зависимо от места добычи. Оно может быть наименьшим (от 2%), но может и достигать значений, подобных бурому углю (до 48%). Простый состав последующий:

• Углерод 75-92%.
• Водород 2,5-5,7%.
• Кислород 1,5-15%.
• Азот до 2,7%.
• Сера 0-4%.

Отсюда можно прийти к выводу, что хим формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более высококачественным топливом.

к меню ↑

1.3 Микрокомпоненты каменного угля

Микрокомпоненты углей, либо мацералы – это мелкие органические частицы, которые можно рассмотреть только под микроскопом. Как и макрокомпоненты, они не имеют определенной хим структуры. В состав входят циклические ароматичные углероды в различных соотношениях. Систематизация основывается на генезисе веществ из растительных остатков, их твердости, блеске, отражении света и других физических свойствах.

По количеству и соотношению микрокомпонентов угля определяют его марку, особенности метаморфизма пластов. Это оказывает влияние на методы внедрения ископаемого и его свойства.

Различают несколько групп мацералов:

• Витриниты
• Семивитриниты
• Липтиниты
• Инертиниты

Любая группа включает еще несколько разновидностей микрокомпонентов. Детальнее о их мы поведаем далее.

Витриниты

Это группа хим веществ, образовавшаяся из лигнина и целлюлозы. Они твердые, с гладкой блестящей поверхностью, содержат ароматичные соединения с повторяющейся структурой. Цвет колеблется от темного и серого до практически прозрачного, зависимо от степени метаморфизма.

Витриниты утратили во время генезиса значительную часть водорода и кислорода, в их составе существенно преобладает углерод. При нагревании они плавятся, выделяют среднее либо низкое количество летучих веществ.

Группа включает:

• Телинит Материал состоит из стен древесных клеток, которые верно визуализируются под микроскопом. Его много в битумизированном угле; в зрелых ископаемых количество понижается.
• Коллинит Основное цементирующее вещество витрена.
• Витродентринит Появляется из обломков телинита и коллинита с поперечником около 10 мкм.

Витриниты являются одними из часто встречающихся и важных органических составляющих каменного угля. Цвет и рельеф этих мацералов употребляют как идеал для определения других групп. Они менее зольные, также хрупкие и плотные (1300—1400 кг/м3). Уголь с высочайшим содержанием витринитов – ценное горючее и материал для производства кокса.

Семивитриниты

Эта группа микрокомпонентов появляется из целлюлозы и лигнина, с примесью древесных остатков (фюзена). Поверхность семивитринитов гладкая, цвет сероватый (всегда светлее, чем у витринитов). При нагревании вещества размягчаются, но не становятся пластичными.

В группу семивитринитов входят:

• Семителинит
• Семиколлинит

По физическим чертам семивитринит занимает среднее положение меж витринитом и инертинитом. Его присутствие гласит о низком либо среднем метаморфизме угля. В таком ископаемом обычно меньше углерода, больше кислорода и водорода. При высочайшем содержании веществ понижается теплота сгорания, увеличивается способность к окислению. Но обычно в каменном угле количество семивитринитов не превосходит 1-3%, что не оказывает влияние на качество материала.

Липтиниты

Группа липтинитов, либо экзинитов образовалась из липидов растений. Цвет находится в зависимости от происхождения и степени углефикации, бывает темно-коричневым, черным и сероватым. Структура липтинитов фактически не меняется во время перевоплощения торфа в бурый и каменный угли. Они не поддаются гумификации и гелификации. Потому под микроскопом отлично видны частицы растений – споры, пыльца, кутикула, воск.

В группу входят 6 органических веществ:

• Споринит В структуре преобладают споры растений. Это крепкий материал, который связывает меж собой элементы дюрена.
• Кутинит Появляется из закаменевшей кутикулы растений. Он крепкий, содержит огромное количество водорода. При сжигании выделяется много летучих веществ.
• Резинит Он образовался из древесной смолы и воска, рассеян в толще породы либо залегает слоями. Резинит содержит много водорода. Он может растворяться в спирте, бензоле. Из него можно получать смолу и битум.
• Суберинит Это компонент желтоватого цвета, образовавшийся из корковой ткани. Встречается он в виде корок, обволакивающих основной пласт породы.
• Альгинит Происходит альгинит от низших растений, водных растений, простых и микробов, богатых липидами. Он заходит в состав только особенного типа углей – сапропелитов. Они образовались на деньке пресных и соленых водоемов. Вещество очень жесткое, богато водородом, имеет темный цвет.
• Липтодетринит Образовался из маленьких разрушенных частиц (детрита) растений. Является консистенцией всех обрисованных выше компонент.

Плотность липтинитов относительно низкая, 1200—1300 кг/м3. При сжигании они выделяют много летучих веществ. Из этой группы мацералов выходит высококачественный кокс.

Инертиниты

Образуются из растительных остатков (почаще древесной породы), которые распадались в присутствии кислорода. Инертиниты залегают массивными пластами на местах старенькых высушенных болот. Они владеют матовым блеском, в структуре просматриваются целлюлозные волокна, сохраняется набросок древесной породы. Цвет веществ светлый, от желтоватого до белоснежного.

Содержание углерода в инертинитах высочайшее, а водорода – сниженное. При сгорании они выделяют сильно мало летучих веществ, не спекаются. В их состав заходит огромное количество ароматичных углеводов. Плотность у этого вида мацералов высочайшая, 1400—1500 кг/м3.

Группа инертинита включает 6 веществ:

• Фюзинит Он характеризуется сохраненной клеточной структурой, ячеистым строением. Внутренние полости клеток могут заполняться органическими и минеральными субстанциями. Фюзинит занимает 1-ое место по содержанию углерода посреди всех компонент угля.
• Микринит Он образовался из смолянистых деревьев, в огромных объемах встречается в угле палеозойской эпохи, длиннопламенных разновидностях. Микринит рассеян в пластах в виде микроскопичных зернышек, может заполнять пустоты меж стенами растительных клеток. С течением времени он преобразуется в вещество, не много отличимое от витринита.
• Макринит В угле встречается изредка. Он представляет собой бесформенную массу, которая склеивает другие составляющие.
• Склеротинит Он образовался из остатков грибов. Склеротинит имеет форму округлых тельцев с четкими очертаниями и пористой структурой. Размеры включений – от 10 мкм до 80 мкм. Встречается склеротинит в каменном угле пермского периода.
• Семифюзинит Он состоит из остатков древесной породы с отчасти сохраненной клеточной структурой и по своим чертам занимает среднее положение меж витринитами и инертинитами.
• Инертодетринит Это смесь обломков всех мацералов группы инертинита с размерами до 20 мкм.

Микрокомпоненты составляют основную массу каменного угля. В процессе метаморфизма они равномерно распадаются, теряют свою структуру и преобразуются в незапятнанный кристаллический углерод. Другие элементы перебегают в минеральную часть угольного пласта. О ней мы и побеседуем далее.

к меню ↑

1.4 Антрацит



к меню ↑

3.1 Как смотрится древесный уголь?

Многим из нас будет любопытно выяснить, что представляет собой древесный уголь. Это микропористый продукт сжигания древесной породы, имеющий завышенное содержание углерода. Древесный уголь представляет собой темный блестящий материал с синим отливом. Вся поверхность угля покрыта трещинками, а на срезе ясно просматривается сохранившаяся структура древесной породы. Если стукнуть по кусочку, то звук будет гулким. Такое горючее просто разжечь, а в процессе горения оно выделяет много тепла.

к меню ↑

3.2 Характеристики древесного угля

Основная составляющая часть такового биотоплива – это углерод. Не считая этого, в его состав заходит кислород, фосфор, водород и некие летучие вещества. Характеристики этого твердого горючего почти во всем зависят от вида древесной породы, из которого оно сделано:

1. Способность к абсорбированию. Владея высочайшей пористостью, древесный уголь при обыкновенной температуре может всасывать разные вещества, в том числе и инертные газы, а при нагревании он их выделяет и опять приобретает способность к адсорбции. Это его свойство употребляют для чистки многих органических товаров.
2. Плотность древесного угля. Этот показатель находится в зависимости от сорта: если древесная порода уплотненная, то из нее выходит жесткий уголь, и напротив. В случае роста температуры при производстве плотность получившегося продукта увеличивается.
3. Высочайшая теплоемкость. Температура древесного угля при горении может достигать +1100ºС и поболее, при всем этом выделяется огромное количество тепла (приблизительно 30000 кДж/кг).
4. Экологическая безопасность. Если при горении дерева появляется много пара, не спаленных частичек углерода и разных органических веществ, то при сжигании древесного угля все эти составляющие отсутствуют, а дыма выделяется сильно мало, что делает внедрение продукта неопасным для здоровья человека.
5. Нет склонности к самовозгоранию.
6. Маленькой вес. Благодаря этому транспортировать продукт просто.

к меню ↑

3.3 Сферы внедрения

Спрос на этот продукт довольно большой, потому что его, не считая отопления личных домов, можно использовать:

• в производстве электродов, разных красок, стекла и хрусталя;
• для производства кремня для полупроводников, бора, алюминия;
• в металлургии — как восстановитель;
• в качестве удобрения;
• как добавку к кормам домашних питомцев;
• при шлифовке и полировке деталей, применяемых в полиграфии;
• как изоляционный материал в строительстве;
• как подмену для графита в производстве пластмасс;
• в производстве дымового пороха;
• в производстве щеток, сопротивлений, контактов, которые инсталлируются в электронную и электровакуумную технику;
• в производстве активированного угля – в качестве сырья.

Из выделяющейся в процессе производства смолы создают уксусную кислоту для пищевой индустрии, метиловый спирт, растворители, канифоль, скипидар.

к меню ↑

3.4 Маркировка продукции

Разница в подходах разъясняется высочайшим содержанием в хвойном сырье смолоподобных веществ, которые при плотности пиролизного реактора усложнят реализацию технологии.

Красноватый древесный уголь

При изготовлении красноватого угля употребляют древесную породу хвойных пород: лиственницы, ели, сосны. Уголь красноватого цвета получают методом углежжения при низких (по сопоставлению с иными видами горючего) температурах. Такое горючее больше популярно в европейских странах, где его сжигают в каминах для отопления жилищ, и изготовления блюд на гриле.

Белоснежный древесный уголь

Для получения таковой разновидности древесного угля употребляется жесткое дерево. Уголь из древесной породы дуба, ясеня, березы носит заглавие белоснежного горючего. Получают его в итоге обжига сырья поначалу при низкой температуре, а под конец процесса ее поднимают до +1000°С. Раскаленный уголь извлекают из печи и гасят, покрывая консистенцией земли, песка и пепла. Благодаря этому его поверхность становится немного беловатой, что и разъясняет заглавие. Особенной популярностью белоснежное горючее пользуется в Стране восходящего солнца.

к меню ↑

3.6 Разработка производства древесного угля

Создание древесного угля из различного сырья подразумевает внедрение углевыжигательной печи ретортного типа. Углевыжигательные печи для выпуска древесного угля сжигают начальное сырье без доступа кислорода. Этот процесс именуется пиролизом. Весь цикл производства древесного угля состоит из таких шагов:

• сушка. Для того сырье кладут в углевыжигательный блок и подвергают действию дымовых газов в критериях температуры от 140 до 160°С. Продолжительность процесса находится в зависимости от уровня влажности сырья. Конечным продуктом является материал, высушенный до уровня влажности 4-5%
• пиролиз. Сначала осуществляется эндотермический режим либо сухая перегонка. При всем этом температура подымается до 150-300°С. Из сырья удаляется вся вода, оно обугливается, становится бурого цвета. Когда показатель температуры добивается 300°С начинается процесс экзотермического пиролиза, который характеризуется ростом внутренней температуры без подачи тепла снаружи. Во время этого процесса температура подымается до 400°С и бурая древесная порода становится древесным углем, в каком содержится углерода 65-75%
• остывание. Сначала материал охлаждают до температуры, которая не приводит к самовозгоранию при контакте с кислородом. В конце процесса температура составляет 85°С, но лучшим вариантом является 40°С. Конкретно так смотрится создание древесного угля. Видео процесса представлено ниже.

к меню ↑

4 Где употребляется древесный уголь?

Часто появляется вопрос, где применяется древесный уголь? В дальнем прошедшем это был единственный источник горючего. В наше время он не утратил собственных позиций, а сферы внедрения его значительно расширились:

1. Металлургия . Огромное содержание углерода делает вероятным внедрение древесного угля в качестве восстановителя, а отсутствие серы и фосфора гарантирует сохранение нужных параметров восстановленных материалов.
2. Приборостроение . Уголь, который получают из мягеньких пород дерева, идет для производства противокоррозионной смазки, которая нужна для полировки и шлифовки разных форм и деталей.
3. Строительство . Так как этот материал отлично поглощает запахи и обладает гигроскопичностью, то уголь используют как изолятор.
4. Животноводство . Это хорошая кормовая добавка, которую вводят в рацион телят, свиней, птиц.
5. Создание активированного угля . Он применяется в почти всех вентиляционных системах для того, чтоб задерживать летучие вредные примеси, находящиеся в воздухе.
6. Медицина . Древесное сырье идет на изготовка пилюль и порошков, помогающих в лечении желудочно-кишечных расстройств и отравлений.

к меню ↑

5 Как сделать древесный уголь?

Желаете сделать древесный уголь своими руками в домашних критериях, тогда воспользуйтесь обычным методом, которым применяли еще в древности:

1. Копаем яму глубиной 50 см и поперечником 80 см. Форма ее должна быть круглой, а стены – вертикальными.
2. Катком либо просто ногами отлично утрамбовываем дно.
3. Собрав сухие ветки, складываем их в яме и поджигаем при помощи бересты (без внедрения хим средств).
4. По мере сгорания добавляем ветки, в конечном итоге ими должно быть умеренно покрыто все дно.
5. В отлично разгоревшийся костер подкладываем заблаговременно нарезанные на маленькие поленья дрова, очищенные от коры.
6. Так нужно заполнить яму пылающими дровами доверху. Процесс этот долгий и находится в зависимости от плотности древесной породы.
7. Чтоб дать остыть прогоревшим углям, накрываем яму зеленоватой травкой, сверху присыпаем землей и трамбуем. Процесс остывания займет приблизительно 2 денька.
8. Просеиваем приобретенный уголь и упаковываем его в мешки.

к меню ↑

5.1 Самостоятельное изготовка

Не глядя на то, что продукты углежжения имеют наихудшую категорию, потребители готовы брать его для собственных нужд. Многие предприниматели в производстве данного ресурса употребляют неподходящие древесные отходы и не выдерживают технологию карбонизации. Соответственно, если брать высококачественное сырье и хорошо пережигать его, на выходе получится высококачественный, а означает нужный продукт. Конкуренции в таком случае можно не страшиться.

Сделать древесный уголь своими руками можно способом карбонизации (оборудование пиролиза просит валютных трат, ну и сам процесс намного труднее). Ни при каких обстоятельствах нельзя использовать кору с деревьев, это портит качество угля и приводит к задымлению. Изготавливать древесный продукт способом карбонизации можно для собственных нужд, или на продажу. Зависимо от требуемых объемов выбирают определенный метод углежжения.

В яме

На открытом пространстве вдали от строений выкапывается яма. Её размеры зависят от хотимого объема приобретенного продукта, на 2 мешка угля нужен метр глубины и 80 см ширины. Дно ямы отменно трамбуют, по мере надобности употребляются особые приспособления. В готовом углублении разжигается костер из маленьких сучьев, после этого подкидывают более большие дрова.

Новые партии добавляются после прогорания старенькых, которые уменьшаются в объеме. Углубление на сто процентов загружается за 3-4 часа, после прогорания всей массы, яма накрывается землей и утрамбовывается. Углубление остывает 1-2 денька. По их истечению готовая продукция изымается и фасуется.

В бочке

Так же как сделать древесный уголь в яме можно, за ранее вырыв углубление, для карбонизации можно взять и бочку с крепкими стенами. В ней должны оставаться хим вещества либо нефтепродукты. Если объем ёмкости велик, дно бочки устилается огнеупорным кирпичом, а сверху разводится костер.

Над костром располагают решетку (необязательно), на которую и загружаются партии сырья. Когда верхний слой дров всосет пламя, вся конструкция накрывается металлом таким макаром, чтоб осталась маленькая щель. Если дым стал получать сероватый колер, щель нужно прикрыть. Последующим шагом будет остывание готового сырья и его изымание из бочки.

Заместо костра снутри бочки можно расположить огнь под ней, жар нужно сделать таковой силы, чтоб он сумел поджечь дрова в бочке. При всем этом в ёмкости понизу просверливаются малые отверстия для маленького количества кислорода.

В печке

Изготовка продукта карбонизации в печке допускается, если нужна маленькая партия продукта. В печь закладываются дрова, потом необходимо дождаться, пока жар не раскалит их до красноватого цвета, и вытащить дрова щипцами в огнеупорную ёмкость. Ёмкость необходимо немедля прикрыть крышкой и дать остыть сырью.

к меню ↑

5.2 Нагрев

Нагрев − это подвод тепла к материалу. Существует много методов подогреть материал (индукция, термическая радиация и т. д.), но при углежжении обычно применяется или прямой нагрев жарким газовым потоком, протекающим через слой и омывающим поверхность отдельных кусков, или косвенный нагрев через стену аппарата. В последнем случае теплопередача наименее эффективна.

Прямой нагрев. Сам по для себя этот метод подвода тепла более эффективен, чем другие, но связан с некими технологическими неуввязками, о которых побеседуем позднее. Движение газа через слой не бывает равномерным по сечению. При вертикальном движении ввысь поток у стен всегда больше, чем через слой. У стен всегда больше пустот, и потому меньше сопротивление сгустку. Тепло от жаркого газа − теплоносителя − прохладным дровам передается через поверхность кусков. Чем мельче загруженный материал, тем больше удельная поверхность. Но тем меньше и размеры каналов − пустот меж отдельными кусочками. Если мы загрузим в аппарат опилки слоем, то фильтрация потока через их будет ничтожна. Поток пойдет повдоль стен и сделает каналы в слое. Основная масса частиц омываться не будет. Наличие замкнутых пустот меж частичками делает опилки нехорошим проводником тепла (неслучайно в сельской местности опилки нередко подсыпают на зиму к нижним венцам домов для утепления). Теплопередача через слой из-за этого затруднена. Потому сушка и пиролиз опилок и других маленьких материалов в слое неэффективны.

Есть особенности в рассредотачивании потока через слой зависимо от ориентации аппарата, мест подвода и вывода теплоносителя, дела высоты аппарата к длине. Следует учитывать, что при низкой скорости потока в пространстве аппарата образуются застойные зоны, обогреваемые ужаснее других участков.

Технологические задачи, связанные с прямым нагревом. Трудно приготовить теплоноситель, не содержащий кислорода. Даже при сжигании природного газа для обеспечения полного сгорания нужен излишек воздуха. Другие виды горючего требуют для обычного горения излишек воздуха больший, чем для природного газа. Потому в теплоносителе всегда есть кислород. Можно поставить дополнительную систему для улавливания кислорода из теплоносителя, но она усложняет технологию и делает дополнительный объект, подлежащий контролю и обслуживанию.

Когда теплоноситель, содержащий кислород, поступает в сушилку, появляется необходимость более сурового контроля, потому что подсохшая древесная порода в сушилке может загореться. Если теплоноситель с кислородом поступает вовнутрь аппаратов, где протекает пиролиз, то окисление части угля безизбежно. Потому выход угля в данном случае миниатюризируется. Водянистые и газообразные продукты распада древесной породы смешиваются с негорючими дымовыми газами; образующиеся газы имеют низкую теплотворную способность, и их трудно спалить. Если и получится спалить их с подсветкой из более калорийного горючего, то термический КПД будет низким, потому что газы разбавлены. Для оборотной подачи товаров горения в пиролизную камеру необходимо использовать жаркий дымосос, он должен быть изготовлен из кислостойкого металла, потому что может быть попадание в него кислот из товаров распада. Еще одна сложность: в газе-теплоносителе остаются дурнопахнущие вещества, и уголь имеет противный запах. Чтоб избавиться от него, необходимо зону остывания угля выделить в самостоятельный цикл и остывание производить отдельным газовым потоком, не содержащим пахнущих компонент.

Нагрев через стену. В углежжении всераспространен внешний подогрев интегрированных в нагревательные устройства (печи, топки) сосудов, где протекают сушка и пиролиз. Тепло подводится к стенам этих сосудов в большинстве случаев газовым потоком теплоносителя, время от времени прямой радиацией от пылающего горючего и раскаленных стен топки.

При всем этом сначала греются стены сосуда. Нагретые газы начинают подниматься ввысь повдоль стен и, остужаясь за счет передачи тепла материалу, по внутренней зоне опускаются вниз. Образуются циклические потоки, как показано на рис. 3. В горизонтально расположенном аппарате такие потоки играют наименьшую роль.

к меню ↑

5.3 Сушка

Перед пиролизом нужно подсушить дрова. Процесс сушки хоть какого кускового материала состоит из нескольких периодов (рис. 4). Пока влажность высока, скорость процесса определяется возможностью отвести воду от поверхности и вывести из аппарата. Это период неизменной скорости сушки (I).

Скорость находится в зависимости от состояния газовой среды. Чем выше температура, также чем резвее выносится влага с поверхности материала, тем выше скорость сушки. По мере уменьшения влажности падает и скорость движения воды снутри кусочка.

Приходит момент, когда воды к поверхности поступает меньше, чем среда могла бы отвести − начинается период убывающей скорости сушки (II). Воды к поверхности в каждое последующее мгновение поступает меньше. Когда фронт воды отступает вовнутрь кусочка, поверхность материала начинает греться до температуры выше температуры кипения воды. Меж тем снутри кусочка температура как и раньше не превосходит 100 °С. Потому часто на поверхности кусочка идет пиролиз, а снутри − еще сушка. Когда большая часть свободной воды удалена, скорость сушки начинает резко падать − это период удаления капиллярной воды (III).

Влага в древесной породе распределяется в больших и маленьких порах, в полостях клеток. Часть маленьких пор способна перекрываться при снижении влажности. Таковой механизм защищает живое растение от полного пересыхания, да и затрудняет удаление остаточной воды из древесной породы. Точка перегиба меж периодами I и II именуется первой критичной точкой. И скорость сушки в периоде I, и время пришествия периода II от начала сушки зависят от температуры и режима движения газового теплоносителя, окружающего древесную породу. Если сушка осуществляется теплоносителем, имеющим температуру не выше 100 °С (как это делается при сушке пиломатериалов), то имеет значение к тому же влагосодержание теплоносителя.

Но при сушке дров обычно употребляются более высочайшие температуры. 2-ой критичной точкой именуют переход от периода II к периоду III. Фактически сушка в периоде III протекает очень медлительно. Для практических целей можно считать, что она прекращается.

Нельзя указать четкое положение критичных точек. Их координаты зависят от наружных причин и структурных особенностей древесной породы. Большая часть исследователей находят в различных критериях положение первой критичной точки подходящим влажности от 25 до 35% отн., 2-ой критичной точки − от 8 до 12% отн.

Отсюда следует, что повышение длительности сушки сверх времени, нужного для приближения к первой критичной точке, в большинстве случаев экономически нерентабельно, потому что удаление каждого последующего процента воды просит больше времени, чем удаление предшествующего.

Размер кусочка играет огромную роль при сушке. Чем меньше кусочек, тем больше открытых поверхностей приходится на единицу массы и тем резвее идет сушка. Но это при условии, что слой материала умеренно продувается потоком.

Опилки делают сгустку сопротивление, образуют закрытые пустоты меж частичками и поэтому в слое сохнут ужаснее, чем большие кусочки. Структурные особенности древесной породы обуславливают неодинаковые условия движения воды изнутри к поверхности в направлениях повдоль и поперек ствола: круглый неокоренный ствол даже маленького поперечника высыхает много ужаснее, чем более толстое колотое полено.

До этого была принята разработка, по которой колотые дрова, сложенные в поленницы, хранились на бирже в течение летних месяцев для естественной просушки. Штабелирование велось вручную, по определенным правилам, с прокладками, что обеспечивало не плохое проветривание. Сверху штабель накрывался корьем. В сухую погоду дрова достигали воздушно-сухого состояния (25−28% воды) за 1-ые недели. Таковой метод в современных критериях убыточен, потому что на длинный срок выводятся из оборота средства, потраченные на заготовку и хранение, требуются огромные площади. От этой практики отказались везде. Ручная укладка не окупается. Есть успешный опыт сушки в кучах на решетчатых подставках. В любом случае укладка дров на сушку, а потом отбор их для подачи на переработку − это дополнительное не дешевое звено. К тому же хранение дров в современных денежных ситуациях значит понижение темпов использования обратных средств. По-этому оптимальна искусственная сушка.

Как уже упоминалось, скорость сушки находится в зависимости от температуры теплоносителя. Но сушка − это не просто процесс удаления воды. При сушке меняется и структура древесной породы. Если сушка интенсивна (что бывает при высочайшей температуре теплоносителя), сразу появляется много паров. В кусочке развивается давление тем большее, чем он крупнее и выше температура нагрева. Этим давлением рвет древесную породу.

Уголь позже получится маленький и трещиноватый. Напротив, неспешный нагрев, процесс, продолжающийся несколько суток с постепенным неспешным увеличением температуры, позволяет получить отлично выжженный уголь без трещинок. Вот поэтому некие примитивные технологии от кучного углежжения до использования печей, принятых в Юго-Восточной Азии, дают уголь неплохого свойства. Соблюсти эти условия можно в всех печах, а не только лишь в обычных азиатских. В литературе встречаются ссылки на некоторую особенность азиатских печей, являющихся единственно вероятными для получения особо высококачественных углей, но не следует доверять распространителям этих мыслях. Они или ограничены в представлениях о процессе, или сознательно дезинформируют читателей ради продвижения «своей» технологии.

Эти «экологически грязные» и расходные печи позволяют получить неплохой уголь из-за сильной затянутости процесса. Но такие условия можно воспроизвести и в всех других аппаратах. Только экономические предпосылки (низкая удельная производительность) не позволяют распространять схожий режим везде.

к меню ↑

5.4 Пиролиз древесной породы

На этом шаге осуществляется нагрев сырья до 300 градусов Цельсия. Процесс пиролиза должен осуществляться без доступа кислорода, что позволяет древесной массе обугливаться без возгорания вещества.

к меню ↑

5.5 Прокалка

Повышение температуры до 400 градусов Цельсия позволяет на сто процентов удалить из древесного угля смолы и газы.

к меню ↑

5.6 Остывание угля

Заключительный шаг производства древесного угля, при котором делается постепенное понижение температуры продукта.

После того, как уголь вполне остынет, делается его фасовка и укладка в складское помещение. Такая технологическая схема позволит выпускать доброкачественную продукцию, которую потом довольно будет упаковать в бумажную упаковку для реализации на рынке.

Производственный комплекс для фасовки древесного угля

к меню ↑

5.7 Внедрение печи из железной бочки

Разберем тщательно, как получают древесный уголь при помощи железной бочки. Бочка должна быть сделана из металла большой толщины. Неприемлимо использовать емкость из-под хим средств. Если ранее в бочке хранились нефтесодержащие продукты емкость нужно обработать.

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

Заполните бочку, дождитесь появления пламени. Накройте емкость мощным листом из металла, оставив маленькой просвет.

Для ускорения процесса в нижней части емкости нужно сделать маленькое отверстие, через него в следующем можно подавать воздух при помощи пылесоса. Но особенной значимости для общего процесса эта часть не представляет.

Контролируйте цвет выходящего дыма. После того как он будет сизого цвета, просвет сверху нужно убрать. Дальше емкость оставляют до полного остывания, после приобретенное сырье просеивают и фасуют.

к меню ↑

5.8 Выбор технологии углежжения

Таблица 3. Выбросы установки «Эколон» (в сравнении с параметрами, разрешенными законодательством ЕС)

Древесный материал перед погружением в бочку обрабатывают, чтоб удалить кору. Она будет выделять много дыма, а выход с нее маленькой. Потом лесозаготовку пилят на поленья длиной 30 см.

Выкладываются дрова таким макаром, чтоб плотно прилегать друг к другу. На деньке резервуара делают маленький огнь, после этого запускают пылесос. Непременно необходимо держать под контролем процесс, чтобы впору закладывать еще одну порцию.

Нельзя допускать перевоплощение древесного угля в золу. В процессе работы заполнится вся бочка. Тогда ее плотно накрывают крышкой, выключают источник подачи воздуха, закрывают патрубок.

Остается дождаться, пока завершится углежжение. Емкость раскрывается только при полном остывании ее стен. Если встречаются необожженные чурки, их расслабленно посылают последующей партией.

к меню ↑

6.2 2-ой метод.

Делают древесный уголь еще одним методом — в яме. Ее выкапывают в форме цилиндра. Можно сделать два мешка продукции с ямы таких характеристик: 50 см – глубина, 80 см – поперечник.

Дно ее утаптывают, а вертикальные стенки малость подчищают, так грунт не будет перемешиваться с древесной породой. Разводится костер из сухих дров 30-40 см в длину. Равномерно люди, которые делают материал, должны подкладывать щепки, тонкие ветки.

Когда костер разгорится до подходящей степени, можно приступать конкретно к углежжению. Древесное сырье равномерно добавляют, временами помешивая прогорающие дрова. Как и с бочкой, яму нужно заполнить стопроцентно.

Так делают в протяжении 3-6 часов. Длительность находится в зависимости от многих причин: влажности воздуха, размеров древесной породы, плотности. Выжиг дров из жестких пород продолжается подольше, но итог труда получится на славу.

По наполнению яму накрывают листвой, травкой, маленьким слоем земли. Все это утрамбовывается. Уголь в таких критериях должен пролежать 48 часов. После остывания он готов к просеиванию.

Древесный уголь – очень ценный продукт. Невзирая на «газовую революцию», он и в дальнейшем будет неплохим биотопливом, неподменным ассистентом в почти всех областях. Даже если на внутреннем рынке спрос незначительно «просядет», всегда можно сделать экспорт продукции.

к меню ↑

7 Оборудование для сотворения угля

Изготовка древесного угля – достаточно симпатичная бизнес — мысль. Для старта не необходимы суровые инвестиции, а востребованность продукции дает возможность стремительно найти потребителей. Для того, чтоб расположить требуемое оборудование довольно 200 кв. м. Одна печь для производства древесного угля обслуживается бригадой из 2-4 операторов.

Устройства для выпуска древесного угля можно поделить на три категории: стационарные, передвижные, дополнительные.

Углевыжигательная печь либо пиролизная бочка является основным оборудованием процесса производства древесного угля. Конкретно в этом устройстве осуществляется пиролиз древесной породы. Сейчас можно отыскать такие печи нескольких модификаций, работают они разными способами. Бывают стационарные и передвижные углевыжигательные печи. Но конечные продукты всегда имеют однообразные характеристики и качество.

Углевыжигательные печи кроме производства, делают роль утилизатора, обеспечивая двойную выгоду. По этой причине передвижные печи можно использовать прямо на лесозаготовительных участках для безотходного производства, также на стройплощадках.

Стационарные печи используют для реализации беспрерывного производства древесного угля, когда не надо поменять место расположения. Стационарные устройства в отличие от передвижных имеют огромные габариты, широкий набор реализуемых задач и высшую производительность. В стационарных вариантах можно использовать разные виды горючего. А в передвижных — только остатки производства древесной породы.

Основным типом углевыжигательного оборудования можно именовать печь, в какой не происходит контакта меж древесной породой и газами топочного вида в процессе пиролиза. В этом устройстве сырье размещается в отдельной камере, которая имеет отверстия, пропускающие теплый воздух.

Очередной вид углевыжигательной печи имеет вертикальные реторты, вследствие наличия которых процесс пиролиза на всех стадиях осуществляется более отменно. Но у такового оборудования есть один значимый недочет — высочайший уровень выброса отработанных газов в атмосферу. По этой причине такая углевыжигательная печь нуждается в дополнительных очистных фильтрах.

Углевыжигательная печь для производства древесного угля создается из кирпича либо металла. Металл нужно изолировать теплостойким материалом, чтоб предупредить теплопотерю. Камеры и реторты создаются из жаростойких металлов.

Главные составные части печи:

• топочный блок. В нем сушится сырье
• углевыжигательный блок. В нем происходит процесс пиролиза
• основание. На него крепится топочный и углевыжигательный блок
• пандус. По нему выгружается емкость с готовой продукцией.

Дровокол является вспомогательным оборудованием, которое применяется для заготовки дров. Есть горизонтальные и вертикальные дровоколы. В горизонтальных устройствах бревно кладется в желоб и направляется на ножик, либо же ножик двигается к бревну. В вертикальных устройствах ножик опускается на бревно. Такие дровоколы отличаются более высочайшим КПД, так как бревно не подвергается трению.

Не считая этого к дополнительному оборудованию можно отнести:

• автоматическую линию фасовки древесного угля. Она делает задачку автоматизации и окончания процедуры производства древесного угля. Линия включает приемный бункер с сетью, предотвращающей попадание головней, вибролоток, ковшовый транспортер и накопительный бункер с датчиком объема. Древесный уголь, равномерно продвигаясь по узлам полосы фасовки, приобретает конечный внешний облик
• дозатор весовой. Этот аппарата в автоматическом режиме производит рассредотачивание данной массы крупнокусковых углей в мешки. Он дает возможность фасовать древесный уголь в виде конечного продукта
• сепаратор играет роль распределителя угольной продукции по данным габаритам для различных нужд и ценовых категорий.

Необходимо отметить, что оснащение, которое создано для производства древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, вследствие чего наблюдается значимая экономия электроэнергии. Себестоимость производства миниатюризируется, а прибыль вырастает.

Отменно произведенный древесный уголь имеет структуру древесной породы, различимы годичные кольца на торце бруска. Если постучать по древесному углю выходит гулкий звук. Он темного блестящего цвета, обязан иметь малое число трещинок. Лучший уголь выходит из березы и дуба, так как имеет более долгий период горения и размеренный жар

к меню ↑

7.1 Конструкция углевыжигательной печи

В печах для древесного угля Фаворитка и Кольдунья в качестве источника тепла употребляется интегрированная снутри камеры печь на дровах. Это обеспечивает маленькие размеры и позволяет сохранить производительность на высочайшем уровне.

За счет плотности камер и отсутствия контакта с дымовыми газами на выходе выходит высококачественная продукция с наименьшим содержанием золы.

Углевыжигательные печи представляют собой герметичную камеру с термический рубахой из негорючих материалов. Подогрев материала происходит за счет лучистого тепла, исходящего от стен камеры, которая греется за счет жарких топочных газов, образующихся в итоге сжигания горючего.

к меню ↑

7.2 Механизм работы углевыжигательной печи

Древесный уголь выходит в итоге пиролиза древесной породы без доступа кислорода. Печи для производства древесного угля Кольдунья и Фаворитка оборудованы системой удаления воды и дожига газов с дополнительной системой чистки. Для выхода парогазовой консистенции в процессе переугливания древесной породы предусмотрены отводные каналы.

Качество сырья для производства древесного угля регулирует ГОСТ 24260-80. Для получения древесного угля употребляется древесная порода мягеньких, средних и твёрдых пород дерева.

Данная конфигурация оборудования также может удачно употребляться для сушки дров либо лесоматериалов. Расход дров находится в зависимости от влажности материала и скорости передвижения рабочего теплоносителя в дымопроводе печи.

Рабочий цикл – время, затраченное на сушку и пиролиз древесной породы. Рабочий цикл находится в зависимости от характеристик сырья, влажности сырья и горючего, погодных критерий. Выход угля находится в зависимости от характеристик сырья, влажности сырья, породы древесной породы.

к меню ↑

8 Правила безопасности

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

Неприемлимо строго ограничить сырье от взаимодействия с окисляющими субстанциями. Также принципиально предупредить скопление пыли из угля.

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

При перемещении готового сырья употребляют бочки из стали, мешки из бумаги, полипропилена. Хранят уголь на закрытых складских помещениях, особенных емкостях, предназначение которых – защитить сырье от попадания осадков. Перевозку производят в упаковках, либо просто насыпью в закрытых вагонах либо грузовиках.

к меню ↑

9 Результат

Надеюсь, моя нынешняя статья была вам понятна и полезна. Сейчас вы понимаете, что древесный уголь можно не только лишь приобрести, а и сделать своими руками. Уверен, что у вас все получится, и вы будете услаждаться смачными блюдами на свежайшем воздухе, приготовленными на горючем, произведенном в домашних критериях.

Если вы еще не знакомы со статьей моей коллеги «Весна, пора шашлыков, либо как верно развести костер», то прочитать её можно по этой ссылке.