Содержащий почти 100% углерода - древесный уголь, широко известен в качестве безопасного для окружающей среды и эффективного вида горючего. Он не портит воздух ядовитыми испарениями и очень удобен в процессе быстрого приготовления пищи. Он применяется не только в хозяйстве, но и на промышленных предприятиях. На этом топливе функционируют целые металлургические и химические комплексы. В этой статье мы расскажем о том, какое нужно оборудование для производства древесного угля.

Древесный уголь

Древесный уголь получают при помощи сухой перегонки (пиролиза) древесины без доступа воздуха в условиях температуры 450—500°. Во время протекания этого процесса выделяются различные смолы, уксусная кислота, метанол и ацетон.

Выделяют 3 главных типа этого материала:

• черный. Его производят из мягких сортов древесины, таких как липа, осина, ольха, ива
• красный, изготавливается из хвойников, методом мягкого обжига
• белый, производят из твердых сортов дубовых, вязовых, грабовых, березовых дров.

Согласно государственным стандартам существуют три марки древесного угля:

• марка А. Изготавливается из мягких лесоматериалов
• марка Б. Изготавливается из смеси мягкой и твердой древесины
• марка В. Создается путем углежжения древесины смеси мягких, твердых лесоматериалов, а также методом мягкого обжига.

Характеристика древесного угля

Показатели	Марка угля					Метод контроля
	А		Б		В, ОКП 24 5571 0150
	Высший сорт, ОКП 24 5571 0132	1 сорт, ОКП 24 5571 0133	1 сорт, ОКП 24 5571 0143	2 сорт, ОКП 24 5571 0144
Кажущаяся плотность, г/см 3 , не менее	0,37	0,37	Не нормируется			ГОСТ 7657-94, п. 4.6
Зола, масс. %, не более	2,5	3,0	2,5	3,0	4,0	ГОСТ 7657-94, п. 4.7 и ГОСТ 12596-67
Нелетучий углерод, масс. %, не менее	90	78	88	77	67	ГОСТ 7657-94, п. 4.8
Вода, масс. %, не более	6	6	6	6	6	ГОСТ 16399-70, разд. 2
Уголь с зернами в местах погрузки, масс. %, не более:						ГОСТ 7657-94, п. 4.9
размером менее 25 мм	5	5	Не нормируется
размером менее 12 мм	5	5	7	7	7
Головни, масс. %, не более	Отсутствие	2	Отсутствие	2	2	ГОСТ 7657-94, п. 4.10
Масса 1 дм 3 угля, г, не менее	210	210	Не нормируется			ГОСТ 7657-94, п. 4.11

Технология производства древесного угля

Производство древесного угля из различного сырья предполагает использование углевыжигательной печи ретортного типа. Углевыжигательные печи для выпуска древесного угля сжигают исходное сырье без доступа кислорода. Этот процесс называется пиролизом. Весь цикл производства древесного угля состоит из таких этапов:

• сушка. Для того сырье кладут в углевыжигательный блок и подвергают действию дымовых газов в условиях температуры от 140 до 160°С. Длительность процесса зависит от уровня влажности сырья. Конечным продуктом является материал, высушенный до уровня влажности 4-5%
• пиролиз. Вначале осуществляется эндотермический режим или сухая перегонка. При этом температура поднимается до 150-300°С. Из сырья удаляется вся вода, оно обугливается, становится бурого цвета. Когда показатель температуры достигает 300°С начинается процесс экзотермического пиролиза, который характеризуется ростом внутренней температуры без подачи тепла извне. Во время этого процесса температура поднимается до 400°С и бурая древесина становится древесным углем, в котором содержится углерода 65-75%
• охлаждение. Вначале материал охлаждают до температуры, которая не приводит к самовозгоранию при контакте с кислородом. В конце процесса температура составляет 85°С, однако наилучшим вариантом является 40°С. Именно так выглядит производство древесного угля. Видео процесса представлено ниже.

Оборудование для создания угля

Изготовление древесного угля - довольно привлекательная бизнес — идея. Для старта не нужны серьезные инвестиции, а востребованность продукции дает возможность быстро отыскать потребителей. Для того, чтобы разместить требуемое оборудование достаточно 200 кв. м. Одна печь для производства древесного угля обслуживается бригадой из 2-4 операторов.

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

Углевыжигательная печь или пиролизная бочка является главным оборудованием процесса производства древесного угля. Именно в этом устройстве осуществляется пиролиз древесины. Сегодня можно найти такие печи нескольких модификаций, функционируют они различными методами. Бывают стационарные и передвижные углевыжигательные печи. Однако конечные продукты всегда имеют одинаковые свойства и качество.

Углевыжигательные печи помимо изготовления, выполняют роль утилизатора, обеспечивая двойную выгоду. По этой причине передвижные печи можно применять прямо на лесозаготовительных участках для безотходного производства, а также на стройплощадках.

Стационарные печи применяют для реализации беспрерывного изготовления древесного угля, когда не нужно менять место расположения. Стационарные устройства в отличие от передвижных имеют большие габариты, широкий набор реализуемых задач и высокую производительность. В стационарных вариантах можно использовать различные виды топлива. А в передвижных — исключительно остатки производства древесины.

Главным типом углевыжигательного оборудования можно назвать печь, в которой не происходит контакта между древесиной и газами топочного вида в процессе пиролиза. В этом устройстве сырье располагается в отдельной камере, которая имеет отверстия, пропускающие теплый воздух.

Еще один вид углевыжигательной печи имеет вертикальные реторты, вследствие наличия которых процесс пиролиза на всех стадиях осуществляется более качественно. Однако у такого оборудования есть один существенный недостаток - высокий уровень выброса отработанных газов в атмосферу. По этой причине такая углевыжигательная печь нуждается в дополнительных очистных фильтрах.

Углевыжигательная печь для изготовления древесного угля создается из кирпича или металла. Металл необходимо изолировать термостойким материалом, чтобы предотвратить теплоотдачу. 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. Существуют горизонтальные и вертикальные дровоколы. В горизонтальных устройствах бревно кладется в желоб и направляется на нож, или же нож двигается к бревну. В вертикальных устройствах нож опускается на бревно. Такие дровоколы отличаются более высоким КПД, потому что бревно не подвергается трению.

Кроме этого к дополнительному оборудованию можно отнести:

• автоматическую линию фасовки древесного угля. Она выполняет задачу автоматизации и окончания процедуры изготовления древесного угля. Линия включает приемный бункер с сеткой, предотвращающей попадание головней, вибролоток, ковшовый транспортер и накопительный бункер с датчиком объема. Древесный уголь, постепенно продвигаясь по узлам линии фасовки, приобретает конечный внешний вид
• дозатор весовой. Этот аппарата в автоматическом режиме осуществляет распределение заданной массы крупнокусковых углей в мешки. Он дает возможность фасовать древесный уголь в виде конечного продукта
• сепаратор выполняет роль распределителя угольной продукции по заданным габаритам для разных нужд и ценовых категорий.

Стоит отметить, что оснащение, которое предназначено для изготовления древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, вследствие чего наблюдается существенная экономия электроэнергии. Себестоимость изготовления уменьшается, а прибыль растет.

Качественно произведенный древесный уголь имеет структуру древесины, различимы годовые кольца на торце бруска. Если постучать по древесному углю получается звонкий звук. Он черного блестящего цвета, должен иметь минимальное число трещин. Наилучший уголь получается из березы и дуба, потому что имеет наиболее длительный период горения и стабильный жар.

Древесный уголь с давних времен человек использовал в качестве безопасного и чистого вида топлива. В быту его часто применяют для приготовления мяса на костре. Это сырье позволяет быстро приготовить пищу, исключая попадания в нее ядовитых веществ.

Находит применение это сырье и в промышленности: химической, металлургической. В животноводстве его употребляют в качестве пищевой добавки для скота. При строительстве домов это сырье применяют в качестве изолирующего материала. Также его можно использовать в качестве горючего при розжиге дров в печке для отопления частного дома.

При выращивании овощных культур уголь используют как удобрение. При производстве пластмассовых изделий уголь является заменителем графита. При выпуске изделий из хрусталя, стекла, алюминия также применяют древесный уголь.

Следует еще учитывать и срок окупаемости такого производства. При низкой оптовой стоимости товара окупаемость затрат на оборудование и оплату труда рабочих может составить около года или трех лет. Этот срок зависит от масштабов производства . Успешность такого бизнеса зависит от разницы между стоимостью сырья и готовой продукции. Еще одним положительным моментом можно считать отсутствие обязательного лицензирования этого продукта.

В зависимости от породы древесины, используемой для обжига, получают уголь определенного цвета:

• Черного. Выпускается из мягких пород деревьев: липы, ольхи, ивы, тополя, осины.
• Красного. Его получают из хвойных пород.
• Белого. Его можно получить из твердых пород: дуба, березы, ясеня, акации, граба и других.

Технология и оборудование

Рентабельность выпуска такой продукции обусловлена спросом и широким спектром применения этого сырья. Оборудование для изготовления этой продукции обычно включает в себя:

• Печь для производства древесного угля;
• Весы для фасовки готовой продукции;
• Электроэнергетический генератор;
• Бензопилы. Их количество зависит от масштабов производства;
• Устройство для колки дров с гидравлическим приводом.

Также следует арендовать территорию с ровным участком для изготовления и хранения продукции. Печь для производства древесного угля должна быть установлена на ровном и открытом участке. Она должна соответствовать требованиям экологичности и безопасности. При промышленном производстве продукции лучше воспользоваться услугами специалистов для монтажа оборудования.

В качестве дополнительного материала потребуются мешки для расфасовки продукции и качественное сырье. В качестве материала можно использовать отходы лесозаготовительной промышленности: пни и сучья деревьев.

Изготовление древесного угля должно осуществляться по определенной технологии. Получают продукцию путем обжига древесины без поступления кислорода. Применяют для этого специальные углевыжигательные печи, которые имеют камеры для обжига и сушки материала. Такой принцип обжига заключается в выделении паров при горении сырья, которые в газообразном состоянии поступают в топку, обеспечивая процесс изготовления дополнительным теплом.

Весь процесс производства можно описать следующим способом:

• Материал помещают в загрузочную камеру и обжигают при температуре в 500 градусов.
• После обжига и сушки сырье вынимают для охлаждения.
• Полученный материал подвергают дроблению и фасовке.

Размер дробления зависит от области применения сырья. Мелкое дробление применяется для бытовых нужд. Крупное дробление используется для промышленности.

Стоимость комплекта

Для начала производства угля потребуется не только взять в аренду подходящий участок земли, нанять рабочий персонал, но и приобрести оснащение. Самый главный элемент производства - печь. Ее стоимость может варьироваться в зависимости от размеров и объемов перерабатываемого сырья. В среднем такой прибор может стоить около 300000 рублей.

Еще около 60000 рублей уйдет на обустройство территории и установку техники. Также следует запланировать транспортные расходы на доставку. Транспортировка оснащения до места производства может обойтись в 50000 рублей.

Изготовление древесного угля в домашних условиях

Если нет средств на покупку необходимого оснащения и аренду помещения, то можно на начальном этапе начать выпуск сырья в домашних условиях. Но для такого способа производства потребуется приобретение цельной древесины в качестве сырья.

Обжигать древесину можно в емкости или яме. Для обжига в емкости применяют ведро или металлическую бочку. В ней предварительно делают отверстия для отвода смолы и газов. Еще она должна иметь герметичную крышку .

Бревна очищают от коры и делят небольшими брусочками. Помещают сырье в бочку и закрывают крышкой. Нагревают бочку до 350 градусов над костром. При такой температуре сырье выдерживают в течение 2,5 часов. По истечении этого времени бочку убирают с огня и в закрытом состоянии оставляют до полного охлаждения.

Аналогичным способом можно производить обжиг в яме. Для этого роют яму необходимого размера и выстилают ее железом. Обжиг производят при той же температуре и с тем же временным интервалом.

Такой уникальный материал, как древесный уголь, технология производства которого известна миру с древности, в качестве источника энергии начал активно использоваться лишь в прошлом веке.

Древесный уголь почти на 100% состоящий из углерода, имеет много преимуществ и при сгорании не наносит вреда экологии. Спрос на этот вид топлива постоянно увеличивается, что не может не привлечь предпринимателей , которые находятся в поиске выгодной идеи для бизнеса.

Сферы применения продукта

Древесный уголь имеет очень много направлений использования :

1. Отопление частного дома.
2. В процессе производства хрусталя, стекол, красок, алюминия, бора, электродов и полупроводников.
3. В качестве восстановителей в металлургическом производстве.
4. Используется как удобрение и как пищевые добавки к кормам животных.
5. В процессе шлифовки и полировки деталей, которые используются в полиграфии.
6. В качестве изолятора в строительстве.
7. В качестве заменителя графита при производстве пластмассы.

Также из побочных продуктов, которые выделяются в процессе производства, изготавливают уксусную кислоту, растворители, метиловый спирт и скипидар.

Главным преимуществом бизнеса по производству древесного угля является быстрая окупаемость начального капитала.

Перспективность направления базируется на следующих факторах:

1. Во-первых, бизнес не требует крупных и непосильных для предпринимателя вложений .
2. Во-вторых, сырьём являются «отходы» деревоперерабатывающих предприятий , которые можно скупать по минимальной цене.
3. В-третьих, конечный продукт пользуется большим спросом и имеет высокую наценку .

Кроме того, предпринимателю не обязательно иметь специального образования, а технологию производства может постичь любой желающий.

Организационные моменты

В зависимости от сорта древесины, которая используется в процессе производства, получаются следующие разновидности древесного угля :

1. «Белый» уголь получается из древесины твердых пород (акация, дуб, граб, береза, ясень и т.д). Считается самым качественным сортом угля.
2. «Черный» уголь производится из древесины мягких пород (ольха, ива, липа, осина, тополь).
3. «Красный» уголь производится исключительно из хвойных пород древесины.

Идеальным сырьём для производства древесного угля являются дрова, однако их использование является накладным.

Чаще в производстве используется отходы, образующиеся в процессе обработки и заготовки древесины. Наличие современного оборудования позволит использовать в качестве сырья даже торф и опилки.

Технология

Хотя технология производства угля и не сложна, предпринимателю необходимо получить определённые знания и получить практические навыки . Иначе существует риск ухудшения качества и уменьшение «выхода» конечного продукта из сырья.

Современные технологии упрощают производственный процесс, не нанося при этом никакого вреда экологии.

Процесс производства древесного угля состоит из следующих этапов :

1. Сушка . Сырьё высушивается для того, чтобы древесина лучше тлела в печи.
2. Пиролиз . Ключевой этап процесса.
3. Прокалка , которая нужна для отделения газов и смол от древесного угля.
4. Остывание .

Технология пиролиза, используемая в производственном процессе, заключается в обжиге древесины:

1. происходит в закрытой ёмкости, в которой не должно быть доступа кислороду,
2. при температуре достигающей 500 градусов.

В процессе горения образуются газы, которые остаются в камере и поддерживают нужную температуру горения.

Пиролиз можно провести исключительно в углевыжигательных печах (реторте), в которой устанавливаются датчики, контролирующие степень сжигания и температуру горения.

Сам процесс состоит из нескольких этапов:

1. Для начала реторту нагревают до 150 градусов, благодаря чему происходит сушка дерева.
2. Далее температура поднимается до 350 градусов, при которой начинается выделение газов и обугливание сырья.
3. Поднимая температуру то 500 градусов, добиваются отделения от первичного угля смолы и неконденсируемых газов.

После остывания готовый древесный уголь дробят на мелкие части и фасуют по пакетам.

В течение месяца можно запустить от 7 до 30 циклов производства угля . Точное количество циклов зависит от объёмов загружаемого в печь сырья.

Можно ли наладить процесс в домашних условиях?

Организацию процесса производства угля можно начинать и в домашних условиях , но в этом случае увеличиваются требования к сырью. Произвести уголь таким способом можно только из цельной древесины.

Обжиг в емкости:

1. Брёвна нужно очистить от коры, разрезать на маленькие формы и положить в бочку (ведро). В ёмкости делают проёмы для отвода газов и смолы, затем её плотно закрывают и размещают над костром, где она нагревается до 350 градусов.
2. После достижения нужной температуры бочка удерживается над костром ещё 2,5 часа. Затем ее снимают с костра, а крышку открывают лишь после полного остывания.

Обжиг в яме:

Вместо бочки также можно вырыть яму и перекрыть её листом железа. Процесс обжига древесины в яме также длиться на протяжении 2,5 часов.

Как происходит процесс производства древесного угля в яме, смотрите на видео:

Из 1 м3 древесины, которая стоит в среднем 800 рублей, можно получить до 300 кг древесного угля. Если продавать 1 кг угля по 20 р., то в итоге получится 5 200 р. дохода.

Указанные выше способы являются отличным вариантом для начала собственного бизнеса , если у предпринимателя нет денег на современное оборудование.

Что требуется для начала?

После изучения процесса производства, анализа рынка и принятия окончательного решения о начале бизнеса, предприниматель должен составить бизнес-план, включающий в себя все этапы создания собственного предприятия .

Регистрация

Положительным является тот момент, что деятельность по производству древесного угля не относится к подлежащим обязательному лицензированию .

Однако предпринимателю нужно пройти процесс обязательной государственной регистрации:

1. В качестве организационной формы можно выбрать ИП или ООО (на усмотрение предпринимателя).
2. Подходящим режимом обложения налогом является Упрощенная Система Налогообложения. Выбор объекта для налога (Выручка — 6% или Прибыль – 15%) зависит от маржинальной политики.
   Если вы собираетесь ставить большую наценку, то выгоднее выбрать в качестве объекта «прибыль». Но если вы собираетесь брать рынок за счёт низкой наценки, то выгоднее выбирать «выручку».

Цеха и помещения

Хотя современные технологии и обеспечивают высокий уровень экологической безопасности, размещать производство необходимо за чертой города . Лучше размещать его вблизи заводов, занимающихся заготовкой и обработкой древесины, что снизит расходы времени и денег на транспортировку сырья.

1. Цех должен находиться далее 300 метров от жилых помещений.
2. Производственные площади (земельный участок) должен быть не меньше 200 м2.
3. Печи размещают на земельном участке, на свежем воздухе.
4. На участке необходимо подготовить место под склад сырья и склад готовой продукции.
5. Также необходимо подготовить помещение для персонала.

В целях экономии текущих расходов земельный участок лучше приобретать в собственность .

Оборудование

Для того чтобы организовать цех по производству угля необходим следующий комплект оборудования :

1. Углевыжигательная печь – 120 000 р.
   Является основным элементом производственного процесса, с помощью которого отходы древесины перерабатываются в древесный уголь. На рынке доступны стационарные (устанавливаются на одном месте) и мобильные (могут передвигаться из места в место) печи.
2. Дозаторы весовые – 20 000 р.
3. Электрические генераторы – 30 000 р.
4. Дровокол (гидравлический) – 90 000 р.
5. Бензопила – 15 000 р.
6. Машина для упаковки – 100 000 р.

Выше приведён полный комплект оборудования, необходимый для организации цеха. На начальном этапе можно обойтись без упаковочной машины и дровокола, что позволит сэкономить существенные ресурсы на этапе начала бизнеса.

Сырьё

Вопрос о породах используемой древесины был рассмотрен выше.

Здесь мы приведём таблицу расхода древесины и выхода древесного угля .

Как видно из таблицы средний «выход» угля из древесины составляет примерно 28% .

Исходя из этого показателя, и нормы выпускаемой продукции можно планировать запасы сырья. Стоит учесть и то, что расход сырья зависит от используемого оборудования .

Если для 1 тонны угля, произведённой в однокамерной печи, расход составляет 7 кубических метров древесины, то для трёхкамерных печей расход составит намного меньше.

Финансовое планирование

Спрос на древесный уголь постоянно растёт, а наценка на готовую продукцию очень высока. По отзывам предпринимателей, бизнес по производству древесного угля очень выгодный и имеет большую перспективу .

Капитальные вложения – 485 000 р.

1. Регистрация – 10 000 р.
2. Оборудование – 375 000 р.
3. Закупка сырья – 100 000 р.

Текущие расходы – 180 000 р.

1. Аренда земли – 50 000 р.
2. Зарплата (3 сотрудников) – 80 000 р.
3. Транспортные расходы – 20 000 р.
4. Коммунальные услуги – 20 000 р.
5. Прочие расходы – 10 000 р.

Расчёт прибыли

При нормальной загруженности цеха в течение месяца минимальный выпуск древесного угля составит около 15 тонн .

Средняя стоимость 1 кг составляет 25 рублей. Чистый доход в случае оптовой реализации всей партии по минимальной цене составляет 375 000 рублей.

Для производства 1 тонны необходимо максимум 7 м3 древесины стоимостью 8 400 р. (7м3*по 1200 р/м3). Суммарные расходы на сырье для получения 15 м3 продукции составят 126 000 р.

Чистая прибыль = 375 000 р.-126 000р.-180 000 р. = 69 000 р. в месяц .

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 355 0 С 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:

• 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 150 0 С. 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 300 0 С;
• при указанном значении процент влажности сырья достигает нулевой отметки, оно активно поглощает тепло;
• происходит обугливание древесины;
• обугленный материал подвергается действию повышенной температуры, достигающей 400 0 С;
• 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 40 0 С. Иногда выгрузку начинают уже при 85 0 С.

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.

Древесный уголь – полностью органический материал, применяемый в качестве топлива. Его высокие экологичные свойства известны тем, что при тлении он не выделяет ядовитых и токсичных паров, поскольку полностью состоит из углерода.

В промышленности его широко используют металлургические комплексы и химические заводы, в сельском хозяйстве он применяется как минеральная добавка. Такая высокая потребность в углеродном топливе, в сочетании с уникальными качествами, способствовала разработке технологических процессов для его изготовления.

Древесный уголь изготавливается посредством системы мягкого углежжения, который характеризуется невысоким температурным режимом. Различают древесный уголь трех основных видов:

1. Черный, получаемый на основе обработки древесины мягких пород.
2. Белый, изготавливаемый из твердых пород.
3. Красный, вырабатываемый их деревьев хвойных пород.

При получении угля, в качестве расходного материала используются любые древесные отходы (отходы бумажной, мебельной промышленности, пни, сучья). Причем белый уголь ценится в Японии, а красный – при частном использовании.

Этот универсальный продукт нашел адекватное применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Являясь альтернативным видом топлива, он до сих пор активно применяется в домашнем хозяйстве. Промышленные же размеры его применения огромны и многоплановые, они затрагивают следующие области его активного использования:

• выплавка металлов;
• очистка воды;
• как улавливатель вредных и токсичных газов;
• в медицине при отравлении;
• подкормка для животных и птиц;
• в системах общественного питания;
• в качестве удобрения.

В зависимости от качества, его подразделяют на три сорта, присваивая буквенные обозначения А, Б, В.
Технологический процесс получения этого продукта простой, но требующий дополнительных знаний и навыков. Поэтому часто такой род деятельности используется как прибыльный бизнес. Но, следует учитывать, что при четком понимании роли правильного соблюдения всех этапов процесса, повышается процент выхода качественного продукта.

Технология производства древесного угля стандартно включает в себя 4 основных этапа: сушка, пиролиз, прокалка, остывание. Еще совсем недавно его производство приносило серьезный вред окружающей среде. Но современные технологии решили эту проблему внедрением нового уникального оборудования.

Оборудование для производства

Основу производственного процесса по производству древесного угля составляет следующие механизмы:

1. Устройство для колки дров на гидравлике.
2. Бензопилы.
3. Весы.
4. Углевыжигательная печь.
5. Генератор электроэнергии.

Для сооружения печи следует оборудовать открытый и ровный участок, сама печь должна быть высокого качества, обеспечивающая невозможность проникновения кислорода. В ином случае часть сырья будет не обрабатываться, а гореть.

Видео: печь для изготовления древесного угля.

Хорошая печь устроена таким образом, чтобы газы, появляющиеся в ходе окисления, подавались в топку, перегорали там и направлялись для поддержания требуемой температуры. Такая экономия энергоресурсов экологична и экономична.

Существует так же оборудование, в котором имеется возможность использовать только одну емкость. В данном случае процесс непрерывности технологического производства древесного угля нарушается и появляются простои. Решает эту ситуацию наличие съемных емкостей, в которых отдельно можно сушить, окислять дрова и оставлять их догорать.

Современные технологии, используемые для изготовления древесного угля, являются безотходными, экологичными и эргономичными. Оборудование не нуждается в дополнительном и специфическом уходе. На производстве, как правило, работает 3 человека, отвечающие за непрерывность процесса и автоматическую наладку машин.

Оборудование различается своей вариативностью, но сгруппировать их можно в 3 основных вида:

1. Передвижные установки;
2. Стационарные механизмы;
3. Вспомогательная аппаратура.

Первая и вторая группа оборудования отличны между собой наличием и отсутствием возможности для его переноса. Причем некоторые из видов оборудования имеют единую функцию для выполнения сушки и пиролиза.

Углевыжигательные печи обладают весом от 6 до 80 тонн. При выборе передвижного оборудования, следует брать небольшие модели, которые позволят менять их дислокацию. Выбор в их пользу обусловлен отсутствием возможности систематически поставлять расходный материал в конкретное место. Передвижные установки состоят из модулей, оперативно собираются и демонтируются. Их можно располагать без создания дополнительных навесов и защитных помещений.

Стационарные установки, напротив, требуют выделения отдельного приспособленного помещения, которое можно использовать одновременно в качестве хранилища готовой продукции.

Монтаж оборудования должен производиться специалистами и соответствовать положениям ГОСТа. Все установки должны отвечать требованиям безопасности и экологичности, поскольку в печах сжигаются отходы и остатки углерода.

Вспомогательная аппаратура желательна для приобретения, поскольку значительно облегчает затраты, в первую очередь временного характера. К такого рода механизмам относятся весовой и фасовочный дозатор, сепаратор.

Использование печи

Центральным механизмом всего процесса является печь. Современная углевыжигательная печь, или, как ее еще называют – ретортная, существенно отличается от своей предшественницы начала ХХ века. Ее трансформации происходили на фоне роста научно-технических знаний, в результате чего оборудование, используемое теперь, отлично как по внешним характеристикам, так и по качеству выхода продукции.

Применяются различные модификации печей, отличающиеся друг от друга способом подачи теплоносителя на сырье. Поскольку оно располагается в изолированной камере, контакт с топочным газом нивелирован.Процесс подачи материала осуществляется через загрузочный бункер и активационный отсек. Для подачи сырья используется, в качестве вспомогательного механизма, вагонетка.

Загрузка зависит от выбранного типа оборудования и может предполагать ручную или автоматическую подачу. При автоматическом режиме она производится посредством транспортера механического типа. После полной загрузки, вагонетка загоняется в камеру для осуществления сушки-пиролиза.

Камеры, оборудованные отдельными печами, вмещают одновременно три вагонетки.
После закладки, производится сушка сырья, газы, выделяемые в процессе, переправляются в отдельную камеру, сжигаясь там.

В целях повышения производственной эффективности, тепло, оставшееся от пиролизного отсека направляют в камеру сушки. Далее камеры меняются ролями и сушка выполняет функции пиролизной. Весь конденсат выводится через патрубки, специально оборудованные. Таким образом, двойное функционирование этих камер экономит время и энергетические ресурсы. После окончания этого технологического этапа, вагонетки выходят из камер с готовой продукцией.

Сепаратор помогает рассортировать готовый продукт во размерам кусков. При помощи весового дозатора оперативно можно расфасовывать по мешкам крупный уголь. Если в производстве предусмотрено использование фасовочного дозатора, то на фасовку идет мелкий уголь и она осуществляется в открытую упаковку.

Готовый материал можно и брикетировать, для чего используется вспомогательное оборудование.

Изготовление древесно-угольных брикетов также складывается из очередности соблюдения этапов – измельчение угля, создание брикетной массы, прессование брикетов, сушка и прокаливание.