Печи углевыжигательные для производства древесного угля. Углевыжигательная печь своими руками

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.

Процесс углежжения

В качестве древесного сырья используются не только дрова различных пород дерева, но и отходы деревообрабатывающего или мебельного производства: сучки, пеньки, опилки. В болотистых местностях используется торф.

Древесина в процессе обугливания проходит три стадии: предварительную сушку, термическое разложение и охлаждение.

Первоначальная сушка и нагрев сырья в камере происходит за счет тепла, подаваемого извне. Собственный процесс выделения тепла (химическая экзотермическая реакция) начинается, когда температура древесины достигает 280°C. Дальше подвод тепла уже не нужен.

Готовый уголь после выжига охлаждается до температуры, при которой невозможно самовозгорание угля, то есть ниже 40°C.

В течение первых суток в смеси дымовых газов и продуктов обугливания еще много паров воды, которые выделяются в процессе сушки. Потом смесь становится суше и ее можно использовать как дополнительное топливо в той же печи или, что более эффективно, в рядом стоящей.

Свойства печки на природном топливе

Как уже говорилось, температура горения угля довольно высока. При достаточном поступлении воздуха в топливник она достигает 1000-1100 °C, поэтому не каждый материал способен долго выдержать подобные условия.

Для сравнения: сухая древесина при идентичных обстоятельствах способна дать не более 700 °C в топке, и то очень редко. Вдобавок угольное топливо гораздо калорийнее, нежели дрова.

То есть, при горении 1 кг антрацита образуется почти в 2 раза больше тепловой энергии, чем от такого же количества древесины, как это показано в таблице:

Вид топлива	Теплотворная способность
МДж/кг	кВт/кг
Древесина влажностью 25%	10,1	2,8
Каменные угли	21,5	5,9
Бурые угли	15,5	4,3

Раньше в старых домах отопительные печи либо плиты выкладывались только из полнотелого красного кирпича. При постоянной топке высококалорийными породами углей от воздействия высокой температуры кладка начинала постепенно крошиться, поэтому хозяева для защиты стенок обкладывали топливник изнутри толстыми стальными подошвами от железнодорожных путей.

В настоящий момент проблема сжигания угля решается гораздо проще — с помощью шамотного кирпича. Конструкция печи предусматривает обкладку топливной камеры шамотным камнем марки ША, ШБ или ШВ на толщину в четверть или полкирпича. Данный материал способен без проблем держать температуру 1400 °C и кратковременно — до 1650 °C.

Есть и другой момент: из-за более высокой калорийности, чем у дерева, выделяется большее количество теплоты, часть которой уходит с продуктами горения в дымоход.

Чтобы этого избежать, в угольной печи предусматривается более развитая сеть дымооборотов, где дымовые газы успевают передать тепло кирпичным стенкам, а не вылетать сходу в трубу.

В остальном это обычная печка из кирпича со всеми достоинствами и недостатками.

Оборудование для выжигания угля

Для производства древесного угля используют печи углевыжигательные различной мощности. Получается такой уголь в процессе пиролиза, то есть древесина прожигается без доступа кислорода.

Углевыжигательные печи для производства древесного угля выпускаются стационарные и мобильные.

Стационарное оборудование используется достаточно крупными производителями для непрерывного процесса пиролиза больших объемов древесины.

Большие печи намного производительней мобильных, в них можно использовать несколько видов топлива, но к ним предъявляются высокие требования по экологической безопасности.

Мобильные печи малопроизводительны, имеют небольшие размеры, и используются либо на местах, где есть сырье, например, на лесозаготовительных участках, либо там, где нужен конечный продукт, например, на строительных площадках.

В мобильных печах топливом служат те же отходы древесины, из которых уголь и производят.

Если печь работает на отходах, то выгода получается двойная, и уголь производится без дополнительных затрат на топливо, и перерабатываются отходы, которые все равно пришлось бы утилизировать, затратив на это средства и время. Такой вид производства древесного угля самый дешевый.

Сферы применения

Спрос на этот продукт достаточно большой, так как его, кроме отопления частных домов, можно использовать:

в производстве электродов, различных красок, стекла и хрусталя;
для производства кремня для полупроводников, бора, алюминия;
в металлургии — как восстановитель;
в качестве удобрения;
как добавку к кормам домашних животных;
при шлифовке и полировке деталей, используемых в полиграфии;
как изоляционный материал в строительстве;
как замену для графита в производстве пластмасс;
в производстве дымового пороха;
в производстве щеток, сопротивлений, контактов, которые устанавливаются в электрическую и электровакуумную технику;
в производстве активированного угля – в качестве сырья.

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

Углевыжигательное оборудование непрерывного действия

Отдельную группу составляют печи углевыжигательные, в которых дымовые газы от сгорающего топлива попадают в камеру, проходят через древесину, присоединяют к себе пары и газы, являющиеся продуктами сушки и обугливания древесного сырья, и выходят наружу. В них процесс пиролиза проходит наиболее равномерно, поскольку древесина непосредственно контактирует с теплоносителем, подающимся снизу. Но в пирогазах содержатся в большой концентрации химические соединения, которые являются продуктами разложения древесины, поэтому нужно устанавливать дополнительное оборудование для полезного использования или сжигания побочных продуктов пиролиза.

Так работают непрерывно действующие вертикальные реторты, в камере которых сушится древесина вверху, пиролиз проходит в среднем слое, прокалка угля и его остывание – в самом низу.

Непрерывно работают и печи углевыжигательные со сменными контейнерами или ретортами. Принцип действия таких установок состоит в том, что каждая последующая партия сырья нагревается до необходимой температуры за счет экзотермической реакции в предыдущей.

При этом процесс образования угля происходит в каждой реторте независимо от остальных, а печь, в топку которой отводятся пиролизные газы, располагается отдельно от сменных камер.

Реторты и камеры для пиролиза изготавливаются из металла с теплоизоляцией.

Когда выполняется заполнение теплоносителем

Известны всего две ситуации, требующие выполнения данной технологической операции:

запуск отопления в эксплуатацию (в начале отопительного сезона);
повторный пуск после проведения ремонтных работ.

Обычно воду-теплоноситель сливают поздней весной по двум причинам:

Вода неизбежно загрязняется продуктами коррозии (внутри радиаторов, металлопластиковые и полипропиленовые трубы ей не подвержены). Оставив старую воду на новый сезон, рискуете сломать циркуляционный насос твердыми загрязнениями.
Незапущенные залитые системы загородных домов могут «разморозиться» при внезапном похолодании – такие случаи нередки. В этом смысле предпочтителен теплоноситель-антифриз. Качественный состав обладает высокими антикоррозионными свойствами, повышающими «межсливной» интервал до 5-6 лет. Известны случаи бесперебойной работы отопления на одном и том же объеме антифриза 15-17 лет. Низкокачественный антифриз рекомендуется сливать через 2-3 года.

Углевыжигательное оборудование периодического цикла

Простейшей конструкцией углевыжигательной печи является обычная двухсотлитровая металлическая бочка, в которую укладывается и поджигается древесина. Дополнительное тепло не подводится, а парогазы выводятся через специальное небольшое отверстие. Производство низкокачественного угля, причем выход продукции меньше пятнадцати процентов, грязное, но практически беззатратное.

Существуют сегодня конструкции углевыжигательных печей, в которых нагреваются теплоносителем стенки камеры, от которых тепло передается к дровам в ней. Это, как правило, углевыжигательные печи периодического цикла, где через определенные промежутки времени происходит весь процесс выжигания угля: дрова загружаются, переугливаются, готовый уголь выгружается, опять загружаются дрова, и так далее.

В аппаратах смешанного действия периодически производится загрузка древесины и выгрузка готового угля, но какая-то часть древесины все время находится в процессе пиролиза.

Печи могут выполняться тоже из металла или кирпича.

Вывод

Древесный уголь – это востребованное сырье для многих целей экономики и бытовых нужд дачников и любителей отдыха на природе, шашлычников. Установка для его получения окупится быстро, она неприхотлива в использовании и обладает малым энергетическим потреблением.

Но нужно помнить и о правилах безопасности при работе с углевыжигательными печами. Все работы следует производить только на открытом воздухе, либо в помещении, оборудованном принудительной вытяжной вентиляцией от источника газообразования и горения.

Трехкамерная углевыжигательная печь

Парогазовая смесь, которая отводится из пиролизной камеры, при остывании конденсируется. Пиролизная жидкость (жижка) и неконденсируемые газы, поскольку широкого применения пока не находят, используются как дополнительное топливо в топочной камере. Вывод побочных продуктов для дожигания предусматривается конструкцией печи. Эффект такой конструкции не только в экономии топлива, но и в защите окружающей среды.

Трехкамерные печи углевыжигательные обеспечивают непрерывный цикл производства угля. В каждой камере проходит отдельно один из этапов цикла, причем начальная сушка сырья происходит за счет тепла, которое получается при горении пиролизных газов. Кроме экономии топлива, такие печи имеют массу других преимуществ. Поскольку загрузка древесины и выгрузка готового угля происходят в разное время, то обслуживающий персонал загружен более равномерно. Стоимость трехкамерной печи ниже, чем однокамерной такого же объема, а эффективность и срок службы выше за счет распределения нагрузки.

Такое оборудование рассчитано на длительную эксплуатацию в крупных производствах, а если его укомплектовать газогенераторным котлом, то в качестве топлива можно использовать опилки и стружку.

Как подключить HDMI к VGA

→ Как подключить HDMI к VGA
Пользователям часто требуется соединить два различных разъёма, передающих видео. Обычно это касается интерфейсов с разным сигналом: один поддерживает аналоговый, а второй — цифровой.

Интерфейсы

HDMI — мультимедийный интерфейс высокой чёткости. Его используют для передачи видео и звукового сигнала. Большинство современной техники имеет встроенный HDMI: AV, электроника, компьютеры и множество других. Интерфейс надёжен и перспективен, поскольку производители электроники плотно поддерживают его.

Video Graphics Array — видео интерфейс, который использовался в мониторах и графических картах до появления HDMI. Впервые выпущенный в 1987 году интерфейс устарел, но всё ещё встречается на аналоговых мониторах. Несмотря на возраст, VGA способен поддерживать разрешение выше FullHD, хотя изображение будет нечётким и смазанным.

История

Video Graphics Array — интерфейс с 15 контактами, который часто называют D-SUB. С момента выпуска и до распространения жидкокристаллических мониторов, VGA был самым распространённым входом в компьютерах. Он весьма часто встречается и на современных устройствах, поскольку способен поддерживать разрешение до 2048×1536 и частоту обновления экрана 85 Гц.

Крупнейшие производители электроники в 2010 году договорились избавиться от стандартов VGA и в течение пяти лет перейти на цифровые интерфейсы. Несмотря на это, VGA всё ещё используется. Он встречается на устаревших, но работающих устройствах. Кроме того, производители, не принимавшие участия в договоре, продолжают оснащать свою продукцию этим интерфейсом. Поэтому пользователям часто необходимо узнать, как подключить устройство с VGA к HDMI.

Причины подключения через переходник

Многие пользователи изменяют части ПК по очереди, сначала приобретая компьютер, затем, периферию. На современных видеокартах ведущих производителей нет VGA разъёма — только HDMI и DVI. На старых мониторах, наоборот, присутствует только VGA выход.

В подобной ситуации возникает проблема подключения устройств друг к другу. Чтобы решить её, необходим переходник. Учитывайте, что VGA — аналоговый разъём, а HDMI и DVI — цифровые. Для подключения видеокарт RX 400 или GeForce 1000 и выше используют активный переходник — конвертер сигнала.

Преимущества переходника

Конвертер предназначен для подключения устройств с VGA выходом к компьютерам с HDMI или DVI входом. Переходники — единственный способ создать работоспособную систему без нагромождения проводов или покупки нового монитора. К тому же с их помощью можно подключить не только компьютер к монитору, но также телевизор или студийное оборудование с экраном.

Выбор переходника

Современные видеокарты имеют цифровые входы, но их можно подключить к аналоговым мониторам. Для этого используют активный переходник. Устройство помогает перевести цифровое изображение в аналоговое.

Перед покупкой конвертера необходимо:

Осмотреть видеокарту и записать присутствующие на ней разъёмы. Посмотреть, какие выходы присутствуют в мониторе.
Спросить в магазине наличие определённого конвертера. Обычно встречаются активные переходники только с VGA на DVI-D. В этом случае подключить VGA к HDMI можно исключительно двумя переходниками.
Учитывайте, что конвертер потребляет электрическую энергию через видеокарту. Чтобы обезопасить устройство, желательно приобрести переходник с дополнительным выходом USB.

При выборе учитывайте, что размер кабеля влияет на качество изображения, снижая последнее при увеличении длины. Большинство цифровых интерфейсов передают не только видео, но и аудиосигнал. Благодаря этому их можно подключить к колонкам или телевизору, но понадобится специальная модель переходника. Конвертеры не требуют настройки: достаточно подключить и начать пользоваться.

Типы переходников

Адаптер выбирают в зависимости от наличия определённых разъёмов. Если на мониторе или видеокарте есть только VGA интерфейс, одна часть переходника должна включать соответствующий выход. Для подключения понадобится провод с двумя входами: один в монитор или графическую карту, второй в конвертер. Рядом с VGA встраивают красный и белый выход RCA, использующийся при подключении к телевизору.

Противоположная сторона переходника должна содержать цифровой интерфейс. Если в подключаемом устройстве есть только HDMI или DVI-D, требуется соответствующий конвертер. В некоторых случаях требуется соединить VGA с HDMI посредством DVI-D конвертера, поскольку нужного нет. В подобной ситуации понадобится неактивный переходник HDMI VGA.

Переходник HDMI — VGA

Переходник HDMI в VGA (кабель папа HDMI -мама VGA) HD1161 /VСonn/

Цена: 600 руб

Наиболее простое устройство, модель HD1161, позволяющее вывести изображение на монитор. Представляет собой провод с HDMI выходом, при этом VGA бывает как выходом, так и входом. Не выводит звук, но отличается низкой стоимостью. Обладает длиной 15-20 см

, которую увеличивают проводом 2 HDMI необходимой длины.

Однокамерная углевыжигательная печь

Древесный уголь в небольших количествах (до 8 тонн в месяц) можно производить в однокамерной печи. Полный цикл производства зависит от модели аппарата и может занимать 1-3 дня.

Такая печь может использоваться в частном хозяйстве, в предприятиях общественного питания, с целью утилизации отходов производства и некондиционной продукции на небольших деревообрабатывающих предприятиях.

Принцип производства в них и крупногабаритных промышленных печах не отличается. Однокамерные печи обычно меньших размеров, загружается сырья в них тоже меньше, но и места занимают меньше, их легко при необходимости перевозить.

За рубежом давно существует производство углевыжигательных печей для домашнего использования. Блюда на гриле или барбекю готовятся на экологически чистом древесном угле.

Где используется древесный уголь?

Что такое наждачная бумага: все разновидности, особенности производства и использования

Нередко возникает вопрос, где применяется древесный уголь? В далеком прошлом это был единственный источник топлива. В наше время он не утратил своих позиций, а сферы применения его существенно расширились:

Металлургия
. Большое содержание углерода делает возможным использование древесного угля в качестве восстановителя, а отсутствие серы и фосфора гарантирует сохранение необходимых свойств восстановленных материалов.
Приборостроение
. Уголь, который получают из мягких пород дерева, идет для изготовления антикоррозионной смазки, которая нужна для полировки и шлифовки различных форм и деталей.
Строительство
. Поскольку этот материал хорошо поглощает запахи и обладает гигроскопичностью, то уголь применяют как изолятор.
Животноводство
. Это отличная кормовая добавка, которую вводят в рацион телят, свиней, птиц.
Производство активированного угля
. Он применяется во многих вентиляционных системах для того, чтобы задерживать летучие вредные примеси, находящиеся в воздухе.
Медицина
. Древесное сырье идет на изготовление таблеток и порошков, помогающих в лечении желудочно-кишечных расстройств и отравлений.

Характеристики и конструкция углевыжигательной печи

Производители углевыжигательных печей, как зарубежные, так и отечественные, в качестве первой характеристики указывают рабочий объем одной камеры и общее количество камер в печи. Потом обычно указывается объем дров с заданными размерами и влажностью, который можно в печь единовременно загрузить. Этот показатель важен для соблюдения следующего параметра – продолжительности в часах основного рабочего цикла.

Чтобы определить эффективность работы конкретной модели, задаются два параметра для древесины одной породы – расчетное количество загружаемых в пиролизную камеру дров и выход из них угля.

Последними указываются габаритные размеры печи и ее масса. Если устройство не предполагается перевозить, эти данные могут не играть особой роли, а вот при транспортировке могут стать определяющими.

Как правило, бытовая однокамерная печь представляет собой уложенную с небольшим уклоном или установленную на опоры металлическую бочку со встроенной в нижней части топкой.

Сама топка, корпус печи, короб трубы и дверца люка выполнены из стали толщиной не менее 3 мм, а наружная обшивка – 1 мм.

Двухсторонние сварные швы, которыми соединяются обечайки корпуса, усиливаются бандажами, которые выполняются из трубы прямоугольного сечения, придают жесткость конструкции и дополнительную прочность, если в емкости вдруг возрастет давление.

Для снижения теплопотерь между корпусом камеры и наружной обшивкой прокладывается термоизоляционный материал. Эта мера повышает КПД печи. Стенки топки изнутри выкладываются огнеупорным кирпичом.

Устройства для дожига продуктов обугливания может поставляться отдельно.

Каким образом уголь из древесины делают на заводах: технологические аспекты

Уголь из древесины делают за счет пиролиза. Это процесс, заключающийся в сухой перегонке сырья. Другими словами, в ходе производства происходит под действием высоких температур (с ограничением либо вообще без кислорода) разложение органических углеродных соединений.

Низкое содержание воздуха (либо же его полное отсутствие) при производстве продукта объясняется предотвращением горения. Поэтому пламя возникает не по причине горения, а за счет газов, образуемых при нагревании до 500°С.

Для пиролиза используют ретортные печи (пиролизные котлы) стационарного или мобильного типа, в которых имеется пирометр, позволяющий регулировать температуру. В загрузочное пространство сырье помещается вручную либо автоматически.

Однако сначала древесину выгружают на отведенное для этого место, сортируют. Если древесное сырье закупается не измельченное, его колют на дрова.

На первой стадии производится сушка. Тогда температуру не поднимают больше 150°С.
Когда из древесного материала уходит лишняя влага, температуру повышают и переходят к следующему шагу. В верхней камере печи образуется жар. Под его действием сжигается древесина, возникает древесный газ, который движется к соплу для смешивания с вторичным воздухом. В результате этих процессов образуется выгоревший, сухой уголь.
Далее нужно совершить его прокалку. Таким образом, отделится смола и ненужные газы.
После древесный продукт выгружают и дают ему остыть.
Затем из него делают дробленную, брикетную продукцию.

Схема технологического процесса, протекающего за 16-20 часов, в ходе которого делают уголь, отображена на рисунке:

Сырьем служат:

колоды;
пеньки;
ветки;
корье;
щепки;
хлысты;
отходы, получаемые при изготовлении мебели,
поленья;
опилки;
заготовки дерева;
капы;
торф.

Закупка расходного материала организуется у лесничеств.

Чтобы изготовить 1 т угля, придется расходовать до 8 куб. м. березы. Если используются мягкие лиственные древесные породы, расход больше – до 12 куб. м. На заводах делают 3 марки угля: А, Б, В.

Правила безопасности при изготовлении древесного угля.

Согласно правилам безопасности, только произведенный уголь, объемы которого превышают 100 куб. дм, может самопроизвольно загореться. В силу этого необходимо принимать меры, предотвращающие самовозгорание.

Многие предприниматели, понимающие, как делают древесный уголь, увы, не соблюдают этих требований и не защищают продукцию от контакта с окислителем. Большой ошибкой также считается допущение скопления угольной пыли.

Когда работники делают древесный уголь, обязательно соблюдаются правила по охране труда Р О-00-97, ознакомиться с которыми вы можете здесь – https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/252437

Для транспортировки древесной продукции нужно эксплуатировать стальные бочки, крафтовые, бумажные, полипропиленовые мешки. Хранение угля происходит в складах закрытого типа, специальных бункерах, чтобы исключить попадание атмосферных осадков.

Доставка товара осуществляется насыпью или в упакованном виде с помощью грузовых автомобилей, крытых вагонов.

Углевыжигательная печь своими руками

Бочка на подставке — простейшая конструкция, но для большей эффективности и пожарной безопасности бочку нужно устанавливать на негорючее основание или закапывать в яму.

Из кирпича или металла можно самостоятельно изготавливать углевыжигательные печи. Чертеж можно найти в интернете, как, впрочем, и достаточно подробные описания. Правда, при этом нужно понимать, что качество самодельной печи и конечного продукта значительно ниже, да и больших объемов угля не будет.

На дачном участке можно сделать угольную яму, а можно из бочек соорудить углевыжигательную печь. Для этого нужно выкопать яму такого диаметра, чтобы в нее поместилась бочка, которую нужно еще обложить кирпичом, в дне бочки прорезать отверстие диаметром приблизительно 100 мм и поставить ее в яму отверстием вниз.

Затем нужно обложить бочку кирпичами, щели вверху закрыть каким-нибудь несгораемым материалом, минеральной ватой утеплить верхнее днище. Вот и все, можно получать свой уголь для камина и мангала.

Конструкция из двух бочек более эффективна и надежна. Емкость, которая по объему в два раза меньше, ставят в большую, заполняют ее дровами и плотно закрывают крышкой, а в пространство между стенками засыпают мелкофракционные отходы древесины и поджигают их, затем большую бочку тоже закрывают крышкой, в которую вставлена труба. Но обе эти печи пригодны для использования только вне помещений и достаточно далеко от них.

В яме

На некотором отдалении от любых построек для этого способа углежжения роют яму в почве. Для пары мешков угля достаточно будет ямы в полметра глубиной и 80 сантиметров диаметром.

Дно ямы следует тщательно утоптать вручную либо специальным прибором. После утрамбовки на дне ямы разжигают костёр из хвороста, временами подбрасывая в него небольшие, но и не слишком маленькие дровишки.

Не стоит допускать попадание древесной коры в костёр, так как от её горения выделяется большое количество дыма, что негативно скажется на качестве итогового продукта.