Современные углевыжигательные печи помогают добывать один из самых востребованных видов топлива – уголь, это продукт, получаемый методом пиролиза (сжигания без пламени) без доступа кислорода. В результате материал содержит высокую концентрацию углеводорода и имеет микропористую структуру.В лесных зонах он является источником дохода для многих предпринимателей, ведь собрать печь и организовать производство можно даже на обычном участке за городом. Готовый уголь активно используют в металлургии, химической промышленности, животноводстве, фармакологии, медицине, строительстве, для обогрева домов.
Производство древесного угля в углевыжигательной печи
Помимо отходной древесины разных пород для производства древесного угля подходят сучки, опилки, пеньки. Если местность болотистая, для этих целей берется торф. Процесс сжигания древесины проходит обязательные 3 этапа:
- Сушку.
- Терморазложение.
- Охлаждение.
Первый шаг требует подогрева камеры, в которую помещается сырье, до температуры 280 0С. Только после этого начинается экзотермическая реакция с выделением тепловой энергии и запускается процесс «приготовления» угля.
Готовый продукт требует охлаждения до предела, когда самовозгорание станет невозможным. Обычно этот показатель держится на уровне 40°C. Даже после остывания еще примерно сутки смесь выделяемого газа будет содержать большой процент воды. После полного высыхания можно использовать материал по назначению.
Виды углевыжигательных печей
Усовершенствование технологии получения древесного угля привело к появлению специальных печей. Они имеют разную мощность и могут перерабатывать промышленное количество сырья. Различают такие виды:
- Стационарные. Рассчитаны на большие объемы древесины, могут работать на разных видах топлива.Устанавливаются крупными производителями. Минус такого варианта – необходимость соответствия нормам экологической безопасности.
- Мобильные. Это компактные устройства небольших размеров, которые легко перемещаются, устанавливаются и просты в эксплуатации. Ими пользуются на лесозаготовительных площадках, в местах строительства. В них удобно использовать древесные отходы в качестве основного источника конечного продукта.
Переработка отходов приносит большую выгоду, так как одновременно утилизируются остатки, и уголь добывается без расходов на топливо.
Мобильная углевыжигательная печь
Оборудование непрерывного действия
Распространенный вид углевыжигательных печей, обеспечивающих цикличность процесса, называют непрерывным. В них образующиеся в результате пиролиза газы снова направляются в древесину, соединяются с парами и газами, еще выделяющимися, и выходят из печи. Эти меры требуются для более равномерного дополнительного прогревания. Минус метода – высокая итоговая концентрация химических соединений. Чтобы их нейтрализовать,желательно установить дополнительное оборудование, которое будет сжигать их. Оно должно располагаться отдельно от основных печей.
По такой схеме работают:
- вертикальные реторты.Снизу происходит прокаливание, в середине – пиролиз, сверху – сушка,
- печи с заменяемыми контейнерами:
Реторты и камеры для углевыжигания собирают из металла с обязательной теплоизоляцией.
Агрегаты периодического цикла
Самым простым вариантом углевыжигательной печи является обычная бочка на 200 л. В ней производится розжиг заложенного сырья, она не подразумевает использование дополнительного тепла. Пар и газ выводятся через отверстие в емкости. Результатом является продукт низкого качества с выходом около 15%, загрязненный, но практически беззатратный.
Еще один вид углевыжигательной печи – с нагревом стен камеры, которая передает тепло закладке. Как правило, это конструкция периодического цикла. В ней происходит следующая последовательность действий:
- загрузка древесины,
- переугливание,
- выгрузка,
- повторение цикла с загрузки.
В таком устройстве часть древесины все время находится в процессе пиролиза.
Переносная углевыжигательная печь периодического цикла действия
Трехкамерная печь
Печь углевыжигательная на 3 камеры позволяет экономно расходовать топливо и не наносит вред окружающей среде. В ней газопаровая смесь выводится из основной камеры, остывает и конденсируется. Образуемая жижка и другие не поддающиеся конденсации газы используются в виде дополнительного источника тепла, добавляясь в топку.
Трехкамерные печи относятся к непрерывным – в каждом отсеке происходит свой этап. Важно то, что в первой камере сушка достигается за счет тепла от горения пиролизных смесей газов. Помимо экономии топлива, такие печи полезны:
- равномерностью использования рабочего персонала, так как загрузка и выгрузка происходят в разное время,
- длительностью использования. При установке на крупных предприятиях и дооснащении газогенераторным котлом оборудование рассчитано на использование опилок для топливного источника,
- наиболее доступной ценой по сравнению с однокамерными вариантами такого же объема, но большей эффективностью за счет распределения нагрузки на разные участки.
Заводская мобильная углевыжигательная печь для домашнего использования
Однокамерная печь
Однокамерные печи позволяют перерабатывать до 8 тонн сырья ежемесячно. Полный цикл требует от 1 до 3 дней работы. Их приобретают как для индивидуального использования, так и для промышленных производств с целью переработки отходов пищевой промышленности, остатков с дерево-перерабатывающих предприятий.
Разница между промышленными образцами и вариантами поменьше для однокамерных печей заключается только в объемах перерабатываемого сырья и легкости транспортировки оборудования. В некоторых странах углевыжигательные печи используют в домашних условиях – такой уголь потом применяют для приготовления блюд на огне.
Схема простейшей углевыжигательной переносной печи
Как сделать углевыжигательную печь своими руками
Умельцы предлагают 2 способа изготовления агрегата в бытовых условиях, они настолько простые, что даже не всегда нужен чертеж.
Первый вариант
Для самостоятельного изготовления следует обеспечить наличие:
- металлической толстостенной бочки,
- подставки под устройство (бочку),
- кирпича,
- минеральной ваты.
Печка из бочки – это самый простой способ получения пожаробезопасной, эффективной конструкции.
Обязательное условие – невозгораемое основание. Для этого подойдет обычная яма с диаметром, достаточным для установки бочки. Ее нужно обложить кирпичом.
В дне емкости потребуется сделать отверстие диаметром 10 см, ее ставят прорехой вниз.
Следующий этап – закладка бочки кирпичами, камнями. Щели нужно закрыть негорючим материалом, а верхнюю часть утеплить минеральной ватой.
На этом монтаж конструкции можно считать законченным. Кустарная печь не будет выдавать качественный уголь, по сравнению с описанными выше конструкциями, но его будет достаточно, чтобы из имеющихся древесных отходов получить топливо для мангала.
Схема углевыжигательной печи УВП-5Б
Второй вариант
Если использовать в устройстве 2 бочки, конструкция будет более надежной. Для этого в 2 раза меньшая ставится в середину большей. Именно в меньшую кладут древесину и закрывают крышкой.В оставшееся пространство между стенками емкостей засыпают мелкие отходы и поджигают их. Дальше закрывают большую бочку крышкой с трубой.
В целях обеспечения безопасности сборка и использование таких вариантов допускаются только на открытом воздухе.