В чем ценность древесного угля?

Преимущества древесного угля

В настоящее время древесный уголь используется в металлургии, химической, радиоэлектронной промышленности, медицине и сельском хозяйстве. Древесный уголь является малозольным материалом, экологически чистым по наличию посторонних примесей. Он надежный в химически агрессивных средах и достаточно теплоустойчив. Он чист – в нем нет серы и фосфора. Этот ценный продукт не загрязняет атмосферу. Древесный уголь не образует дыма и открытого пламени, если правильно производить розжиг, а дает только необходимую температуру – жар. Он не подвержен самовозгоранию, пылает ровно и гарантирует хорошую поджарку продуктов, исключая их подгорание. Ценность древесного угля неоспорима. Как можно представить сейчас пикник без хорошего вкусного шашлыка? А ведь вкусовые качества пищи напрямую зависят от того, на чем она готовится. И древесный уголь является для этого идеальным топливом.

О древесном угле люди знают еще с древнейших времен. Наши праотцы внедряли древесный уголь в черную металлургию и пищевую промышленность, а в быту его использовали для растопки самоваров. В наше время древесный уголь используется во многих отраслях: металлургии, химической, радиоэлектронной промышленности, медицине и сельском хозяйстве.

Древесный уголь является единственный в своем роде продуктом. Прошли года, века, тысячелетия, с того времени, когда люди только начали употреблять его в быту и промышленности. Однако во все времена уголь пользовался постоянным спросом. Преимущественно, древесный уголь применялся в промышленности. В конце прошлого столетия очевидно повышается масштаб потребления древесного угля в Европе. Древесный уголь – экологически чистый продукт, отвечает всем этим требованиям, в отличие от каменного угля, дров, торфа. В густонаселенной Европе он оказался необходим при отоплении домов, топке печей и каминов. Древесный уголь множество людей используют как топливо для обогрева дач, бань и коттеджей.

Основные преимущества древесного угля
1. Чистое, экологически безопасное, высокого качества топливо;
2. Уже готовое топливо;
3. Дает необходимую температуру, не образуется дыма, пламя;
4. Имеет большую теплоотдачу – до 31000 кДж/кг;
5. Не выделяется никаких вредных веществ;
6. Не склонен к самовозгоранию;
7. Огонек горит ровно и некоторое время сохраняет жар, что что благоприятствует хорошей поджарки продуктов без подгорания;
8. Применяется для гриля, барбекю, мангала, открытых костров, печей и каминов.
Еще одним преимуществом древесного угля спрессованного в брикеты являются удобная форма, более высокая плотность, отчего они выделяют в 1,5 раза больше тепла, а также долгое горение, позволяющее приготовить гораздо больше вкусной и полезной еды. К тому же, современная технология производства древесного угля не содержит никаких химических добавок и не выделяет никаких вредных веществ с побочными эффектами. Это благоприятствует экологической ситуации, не приносит глобального вреда человеку, а также придает специфический вкус пище. Приготовление пищи с помощью использования древесного угля происходит таким образом: мясо обдается жаром, а не на открытом огне, образующим дым, что является самым безопасным и экологически чистым способом. Сырьем является древесина, не востребованная на рынке – это ветки, прутья, корни, «ломанный и горбатый» лес и многое.

Качество древесного угля классифицирован в системе стандартов (ГОСТ).

Требования к древесному углю изложены в ГОСТ 7657-84, основные параметры изложены в нижеследующей таблице:

ГОСТ 7657-84

DIN 51749

Наименование показателя

Норма для марки

марка “A”

марка “Б”

марка “В”

Высший сорт

1-ый сорт

1-ый сорт

2-ой сорт

Кажущаяся плотность,
г/см3, не менее

Массовая доля золы,
%, не более

Массовая доля нелетучего углерода,
%, не менее

Массовая доля воды,
%, не более

Массовая доля угля с
зернами в местах погрузки, %, не более

размером не менее 25 мм

размером не менее 12 мм

Массовая доля головней,
%, не более

Масса 1 дм3 угля,
гр, не менее

Основной показатель качества угля древесного – содержание нелетучего углерода. Древесный уголь бывает несколько видов: марки “А” и “Б” высшего и первого сорта. Для угля, используемого в приготовлении пищи также имеет значение вид древесины, из которой изготовлена продукция. Лучшим сырьём является березовая (высокий жар, быстрая теплоотдача) или дубовая (ровный жар, долгое горение) древесина. Другие виды древесины не пригодны для производства качественной продукции.

Марка «А» или DIN-1749-H, и соответствует показателям указанным далее в таблице.

Наименование показателя

Значение

Выход летучих веществ, %

Массовая доля нелетучего углерода, %

Теплота горения, MJ/ Kg and kcall / kg

Как уже было отмечено, древесный уголь является малозольным материалом, экологически чистым по наличию посторонних примесей. Он надежный в химически агрессивных средах и достаточно теплоустойчив. Уголь-сырец обладает высоким удельным электрическим сопротивлением. При прокаливании угля его электропроводность увеличивается. За счет прокаливания угля до разных температур и использования некоторых добавок, можно получать изделия с заданными диэлектрическими свойствами. Прокаленный древесный уголь получает значительную адсорбционную активность, что усиливает его главную служебную функцию как наполнителя — адсорбционное термоупрочнение изделия. Основа этой функции заключается в изменении механических свойств жидкостей вблизи твердых поверхностей. Молекулы растворенной смолы возле поверхности твердой частицы угля ориентируются под действием адсорбционных сил притяжения. Жидкость вокруг частицы образует упорядоченную структуру. Ее механические свойства при этом сильно колеблятся. При затвердевании эта структура сохраняется, а физико-механические свойства образовавшегося твердого тела улучшаются. В производстве не очень важных изделий могут быть использованы отходы древесноугольного производства. Имеется в виду, угольная мелочь и пыль, не везде находившие эффективное применение. Угольная мелочь отличается от товарного угля несколько повышенной зольностью. Это обстоятельство влияет только на кислотоупорность изделий, не отражаясь на других свойствах. В условиях лесопарковых насаждений древесный уголь в виде крошки может применяться для внесения в почву, для улучшения ее структуры на участках с высокой стадией рекреационной дигрессии.

В настоящее время завершены экспериментальные работы по производству угля, используя брикетные опилки. Такой уголь популярен и в Европе, и в ряде азиатских стран. Неиспользуемые опилки сделались тяжким грузом для многих лесопильных и деревообрабатывающих предприятий. Их превращение в товарную продукцию таким путем нуждается в малых финансовых вложениях по сравнению с производством пеллет. Сократились почти вдвое энергозатраты, т.к. не учитывается размол опилок в муку. При этом можно создать плодотворное производство, перерабатывающее от 1 тонны опилок в сутки, что дает возможность использовать в производстве отходы небольших пилорам. Брикеты имеют плотность 1100–1200 кг/м? и могут напрямую использоваться как элитное топливо. Выпущена качественная партия угля, состоящая из брикетов, изготовленных на отечественном станке. Полученный уголь удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым ГОСТ 7657–94 к сорту марки “А”, хотя изготовлен из хвойных опилок. Сегодня японские ученые исследуют исключительные данные древесного угля, чтобы найти новые способы его потребления. Так, например, этот уголь поглощает неприятные запахи в помещении и вредные вещества. Он вызывает отрицательно заряженные ионы, которые приводят человека в лучшее состояние и обладают эффектом излучения дальней инфракрасной области, улучшающей кровообращение.

Японским специалистам, пользуясь преимуществами древесного угля, удалось создать очистители воды для питья и купания, средства сбережения свежих овощей и других продуктов питания, средства повышения качества почвы, регуляторы влажности стен и потолков в домах и, дезодоранты.

Публикация материалов Pelleta.Com.Ua разрешается только при условии ссылки на Pelleta.Com.Ua. Для новостных и интернет-изданий обязательной является прямая, открытая для поисковых систем, гиперссылка в первом абзаце на цитируемую статью или новость.

Ссылка на новость: Преимущества древесного угля
Скопируйте и разместите этот код на Вашем сайте:

Просмотров: 3175 Добавлена: 09.03.2009

Древесный уголь

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом. По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину. Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь – это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:

80..92% (средний показатель 85%)

Удельная теплота сгорания (калорийность)

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании. Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %. Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию. Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг. Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:

Плотность (кажущаяся плотность)

130-150 кг/ м 2 (в среднем 143 кг/ м 2 )

Около 210 г – 1 л
От 100 до 195 кг – 1 м?

Отношение объема пор к объему куска (пористость)

Средняя удельная теплоемкость

0,69-1,21 кДж/(кг.К) при 24 и 560°С

Удельное электрическое сопротивление

0,8.10 8 – 0,5.10 9 Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м 3 насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий. Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/ м 2 , осинового – 290 кг/ м 2 , а березового – уже 380 кг/ м 2 . Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/ м 2 . Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/ м 2 .

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой. Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Читайте также:  Суставный синдром лечение, Как определить артропатии суставов

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.). Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха. К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка, далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза. Следующая часть – сушильная камера. По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами, а справа – с остывающим углем. Завершает установку вытяжная труба. Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров. Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год. Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год. В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Применение древесного угля лежит во многих областях:

– металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

– цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.

– радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристаллического кремния.

– промышленность использует его как реагент для выработки сероуглерода (из него, в свою очередь, производят искусственное волокно, целлофан и даже ядохимикаты).

– при производстве активированных углей древесный уголь играет главную роль.

– при производстве электродов древесный уголь является основой.

– в сельском хозяйстве его применяют как добавку в рацион домашнего скота и птиц, а также как удобрение для почвы.

– при производстве пищевого красителя.

– косметическая отрасль использует его при производстве средств по уходу за волосами, телом и лицом.

– при приготовлении пищи его используют в барбекю, шашлычницах, грилях.

– используется населением как экологичный вид топлива.

Поистине, области применения древесного угля очень разнообразны и обширны. Что же касается Японии, где древесный уголь потребляется повсеместно, то там его закладывают в фундамент зданий, добавляют в мыло, печенье и зубные щетки, и даже играют на нем, как на ксилофоне.

Специалисты советуют гурманам придерживаться следующих правил по выбору угля или дров для готовки на природе.

Береза годится для курицы и мяса; дуб – для морепродуктов, мяса и птицы; ольха – для семги, индейки и курицы; яблоня – для свинины, курицы, говядины и дичи; вишня – для утки, баранины; клен – для курицы, морепродуктов и свинины.
Менее всего подходят для готовки хвойные породы дерева. Большое количество смолы придает пище неприятный прогорклый вкус.
Сегодня в любом супермаркете вам предложат большой выбор древесного угля в виде рассыпного в пакетах или в угольных брикетах. Можно встретить в продаже уголь различных пород дерева. Чаще всего предлагается недорогой березовый уголь, не имеющий неприятного запаха и хорошо поддерживающий горение.
Рассыпчатый уголь в мешках разжечь гораздо легче, но и прогорает он быстрее. Разве что уголь из дуба горит несколько дольше. Если планируется не одна жарка за один заход, то есть смысл купить уголь в брикетах. Они горят дольше. Но следует учитывать, что в брикеты при их производстве добавляют склеивающие вещества.

Сегодня в продаже можно встретить экзотический древесный уголь. Например, “белый уголь” из железного дуба, “красный уголь” для каминов и гриля. Также существует кокосовый древесный уголь.

Как разжечь угли

Для розжига углей для шашлыка или барбекю можно воспользоваться как деревянными щепочками, так и специальной жидкостью для розжига. Жидкость можно купить там же, где и уголь.
Чтобы разжечь древесные угли нужно их насыпать в жаровню, полить жидкостью для розжига из расчета 250 мл на 2 кг брикетов (для углей в рассыпчатом виде – чуть меньше), после чего поджечь с помощью длинной щепки или специальных спичек.
Запах жидкости для розжига выгорает довольно быстро и опасаться, что шашлык будет пахнуть бензином не стоит.
Разровняйте угли ровным слоем и немного помашите на них куском картона, чтобы создать тягу воздуха. Когда угли разгорятся, оставьте их на 15-20 минут, чтобы они дали жар и немного прогорели, покрывшись

Подводя итог, можно сказать, что древесный уголь обладает очень ценными качествами, являясь одновременно и топливом, дающим большую теплоотдачу, и топливом, абсолютно не загрязняющим окружающую среду.

Не нашли что искали? Вы можете оставить заявку, в форме обратной связи.

Древесный уголь

Древесный уголь – продукция, образующаяся в результате термической обработки древесины. Этот материал обладает высокой пористостью и содержит большое количество углерода. Он легко вступает в реакцию горения с выделением тепловой энергии, обладает высоким КПД и безопасностью для здоровья человека. Данная продукция является экологически чистым источником топлива и активно используется в быту или промышленности.

Что такое древесный уголь

Уголь древесный является микропористым углеродистым продуктом. Химический состав материала представлен следующими элементами:

  • углерод: от 80 до 90%;
  • кислород: от 5 до 15%;
  • фосфор: от 0,01 до 0,03%;
  • водород: от 4 до 5%;
  • зола: от 1 до 3%;
  • летучие вещества (азот, сера): от 7 до 20%.

Химическая формула показывает, что этот материал имеет схожую с каменным углем структуру. Но в нем присутствует небольшое число элементов, не участвующих в реакциях горения. Процентное содержание различных веществ может изменяться при наличии влаги.

Получение древесного угля осуществляется посредством термообработки древесины. В химии этот процесс называется пиролизом. В процессе повышения температуры древесины большая часть влаги испаряется. При горении уменьшается процентное содержание фосфора, углерода и кислорода. В промышленных условиях данный продукт получают при помощи специального технического оборудования, что позволяет сохранять химический состав вещества.

Виды и сорта древесного угля

Выделяют 3 основные разновидности древесного угля:

  1. Черный: в нем присутствует повышенное количество нелетучего углерода, воды и золы. Он отличается высокой плотностью и прочностью.Этот вид угля подразделяется на 2 сорта: первый и высший. Они различаются по физическим свойствам. Материал создается при термообработке древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза.
  2. Красный: отличается высоким процентным содержанием золы. Производится из хвойных деревьев: сосна, ель, кедр, лиственница или пихта. Он имеет 2 сорта: первый и второй.
  3. Белый: создается из твердой древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза. Он не подразделяется на дополнительные сорта, но обладает предельными параметрами качества, указанными в ГОСТ 7657-84.

Эта классификация активно применяется российскими производителями. Она определяет нюансы изготовления материала в соответствии с его физическими или химическими свойствами. Иностранные производители редко используют данные стандарты производства. Мировые лидеры по поставкам этого материала, располагающиеся на территории Латинской Америки в производстве применяют только эвкалипт, не указанный в мировых или государственных стандартах.

ГОСТ 7657-84 Уголь древесный. Технические условия

Свойства древесного угля

Химический состав древесного угля определяется температурой пиролиза. От этого процесса зависит массовая доля кислорода, водорода и летучих веществ. Во время термической обработки вещества происходит уплотнение его структуры. Снижается доля O2 и H2, что приводит к уменьшению электрического сопротивления и повышению плотности вещества.

Наличие макрорадикалов (парамагнитных центров) в составе угля обуславливает его высокие реакционные способности при взаимодействии с кислородом. Во время этого процесса происходит реакция горения. В результате выделяются низкомолекулярные продукты, включая H2O. Особенности протекания реакции влияют на удельный вес образованного древесного угля. Его среднее значение составляет 210 г – 1 л.

Данное полезное ископаемое обладает следующими физическими характеристиками:

  • плотность вещества: до 380 кг/м 2 ;
  • удельная теплоемкость: до 1,21 кДж/(кг×К);
  • электрическое сопротивление: до 0,5×10 9 Ом×см;
  • теплопроводность: 0,058 Вт/(м×К);
  • удельная теплота сгорания: 3,4×10 7 Дж/кг.

Древесный уголь представляет собой пористый материал с высоким содержанием углерода. Благодаря наличию пор он обладает сорбционными свойствами. Материал может поглощать ядовитые газы, воду и водяные пары. Благодаря наличию сорбционных свойств, вещество способно фильтровать спирты, аминокислоты и иные жидкие элементы.

Благодаря низкой зольности (до 3%), при горении данного вещества практически не образуются продукты сгорания, содержащие в себе различные химические элементы. По этой причине этот материал является одним из самых экологически чистых видов топлива и активно используется для приготовления пищевых продуктов в мангале, печи и ретортах.

Температура горения древесного угля равняется 1200—1300 °С, что позволяет применять это сырье при ковке металла в кузницах. Он располагает высокой теплопроводностью, что обеспечено низкой влажностью вещества. На этот показатель влияет температура горения древесного угля. Во время производства древесного угля своими руками или на промышленном оборудовании материал обугливается при нагревании до температуры горения. После окончания производственных циклов он приобретает блеск и синий оттенок.

Согласно ГОСТ 7657-84, это полезное ископаемое относится к малоопасным веществам (класс опасности: 4). Пыль, образующаяся во время горения материала, может оказать раздражающее воздействие на организм и вызвать заболевания органов дыхания. При неправильных условиях хранения и эксплуатации может загрязнять окружающую среду. Вещество обладает способностью к самовозгоранию.

Применение

Чаще всего древесный уголь используется в качестве органического топлива. При сгорании он выделяет большое количество теплоты, требуемой для приготовления мясных изделий в мангале для барбекю. Топливо для мангала образует стабильное пламя и не выделяет вредные газы в атмосферу во время горения. Также это полезное ископаемое применяется в быту для розжига домашних каминов. Этот материал не выделяет запахов и не загрязняет помещение.

Читайте также:  Рецепты зеленых салатов для очищающей диеты

Некоторые жители городов не знают, зачем нужен древесный уголь, если присутствуют альтернативные источники тепла. Преимуществом данного материала является его экологичность. Он не оказывает негативное воздействие на экологию или организм человека.

Существуют следующие сферы применения древесного угля в промышленных масштабах:

  1. Черная и цветная металлургия: уголь используется в качестве восстановителя что обусловлено большим содержанием углерода. Этот материал является одним из самых главных компонентов шихты, использующихся при выплавке чугуна и иных сплавов железа.
  2. Производство алюминия, чистого кремния для полупроводниковых устройств, стекол, хрустальных изделий, красок, пластмассовых полимеров и электродов.
  3. Сельское хозяйство: производство натуральных удобрений для культурных растений и кормовых смесей для рогатого скота и птиц.
  4. Приборостроение и полиграфическое производство: изготовление антикоррозийных порошков и смазок. В этих сферах применяется сырье из мягкой древесины. Смазочные материалы из этого вещества изготавливается при помощи смешивания угля с остаточной золой. Полученная смесь обрабатывается раствором из марганцевого калия и серной кислотой.
  5. Производство дымного пороха: используется продукт из древесины ольхи. Он легко воспламеняется, благодаря высокому содержанию углерода. Процентное содержание угля в дымном порохе составляет от 12% до 20%.
  6. Изготовление электроугольных изделий: во время технологического процесса полезное ископаемое смешивается с каменноугольной смолой. Данные детали применяются в двигателях, электрокарах и электровакуумном оборудовании.
  7. Фармацевтика и пищевая промышленность: производство активированного угля, предназначенного для удаления растворенных органических веществ. Он используется в качестве адсорбента на очистных станциях для фильтрации природных вод.

Применение древесного угля ограничено сроком годности материала. Он может храниться в течение 5 – 12 лет. Срок годности продукта зависит от условий хранения. Рекомендуется содержать материал в закрытых емкостях, под навесом. Хранить продукт необходимо при температуре 200 °С.

Технология процесса производства

В древности люди для изготовления угольного топлива использовали технологию углежжения. Они располагали дрова в специальных ямах и засыпали их землей, оставляя отверстия небольшого размера. После индустриальной революции процедура углежжения древесного угля стала проводиться при помощи автоматизированного оборудования, способного контролировать реакции карбонизации веществ и нагревания материала до температуры горения.

В промышленных условиях данный материал производится в небольшом количестве. Перед тем, как производить древесный уголь, нужно правильно выбрать сырье, приобрести специализированное оборудование и определить технологию изготовления. В промышленности используют 3 основных метода производства древесного угля:

Полученная продукция фасуется в мешки, брикетируется и маркируется. В ГОСТ 7657-84 описано, как делают древесный уголь на производстве. В нем приведено описание схем технологического процесса и указана точная информация о количестве температуры, требуемой для нагревания сырья.


Древесный уголь можно производить в домашних условиях, образуя кустарное производство. Чаще всего в качестве места для изготовления этого сырья выбирается приусадебный участок. Перед тем, как делать древесный уголь, нужно обустроить помещение в соответствии с правилами безопасности, выбрать технологию изготовления и оценить перспективы развития бизнес-проекта.

Выбор сырья

Согласно ГОСТ 24260-80 “Сырье для пиролиза и углежжения”, при создании древесного угля требуется древесина твердолиственных деревьев. К этой группе относятся береза, ясень, бук, клен, вяз и дуб. Также при изготовлении применяют хвойные породы деревьев: ель, сосна пихта, лиственница и кедр. В наименьшей степени применяются мягколиственная древесина: груша, яблоня, слива и тополь.

Древесный уголь

Что мы знаем о древесном угле? То, что он стал обязательной составляющей рюкзака среднестатистического туриста, что это незаменимая вещь в походах и пикниках, при приготовлении пищи. На самом деле, история древесного угля уходит глубоко в прошлое. Области же его применения не ограничиваются заурядным мангалом, они многочисленны.

Упоминания о древесном угле встречаются еще в Древнем Египте времен 4000 – 2680 гг. до н.э.. Участки Аравийской пустыни и Синайского полуострова изначально были очень богаты лесами. Именно на этих территориях производство древесного угля было очень крупным, пока лесные запасы не истощились. По некоторым данным, еще пещерные люди знали древесный уголь и пользовались им – они жгли его в пещерах, чтобы не было дыма. Запасали его после больших пожарищ, а также делали самостоятельно. Для этого прогорающие угли посыпали золой. Что касается России, то здесь древесный уголь использовался тоже с давних времен. Все кузнецы пользовались в работе только древесным углем. Производили его на Руси двумя способами: ямным и кучным. В первом случае древесину жгли в ямах. Во втором, из древесины собирали большие стога, обмазывали их толстым слоем грязи и торфа. Причем, сверху оставляли небольшое отверстие, через которое выходил воздух. Эта конструкция горела и тлела около месяца, а остывала еще дней десять. Об экологии речи не шло, и все продукты горения выбрасывались непосредственно в атмосферу. Производить древесный уголь промышленным способом начали на Урале. Современные же производства, экологически чистые и высокоорганизованные, начали появляться в конце XX – начале XXI веков.

Основной частью древесного угля является углерод. Древесный уголь по своему составу схож с каменным углем, в котором углерод также является основным элементом. По сути, и древесный и каменный уголь имеют в основе древесину. Только в каменном угле древесина разлагалась многие века при ограниченном доступе кислорода, а древесный уголь – это обугленная древесина, которую частично сожгли при недостатке кислорода.

Химический состав древесного угля включает в себя:
Углерод80..92% (средний показатель 85%)
Кислород5..15%
Фосфор0,016..0,037%
Водород4..4,8%
Летучие веществане более 20%
Золане более 3%
Влагаот 2..4% до 7..15%
Удельная теплота сгорания (калорийность)7000..8100Ккал/кг

В процессе обугливания состав древесного угля покидает большая часть влаги, серы, фосфора и кислорода. При этом потери углерода и водорода минимальны. Также остается и зола, которая не удаляется при обугливании. Причем, чем выше температура выжигания, тем меньше углерода остается в составе. Так, например, при температуре 450°С уровень углерода равен 85 %, а водорода – 3 %. Содержание фосфора зависит от вида древесины: в березовом древесном угле его содержится 0,037 %, в еловом – 0,017 %, а в сосновом – 0,016 %.

При небольшом содержании кислорода, находясь при обычной температуре, древесный уголь обладает способностью присоединять кислород. Поэтому одно из его свойств – склонность к самовозгоранию. Влажность по окончании процесса обугливания равняется 2-4 %, но она существенно возрастает в процессе хранения – до 7-15 %. Теплотворная способность древесного угля, произведенного при температуре 400-500°С, составляет 7000-8100 Ккал/кг. Для сравнения, калорийность каменного угля – 7200-8600 Ккал/кг.

Физический состав и свойства древесного угля:
Плотность (кажущаяся плотность)260-380 кг/м?
Истинная плотность130-150 кг/м? (в среднем 143 кг/м?)
Удельная поверхность160-400 м?/г
ВесОколо 210 г – 1 л
От 100 до 195 кг – 1 м?
Отношение объема пор к объему куска (пористость)72-80 %
Средняя удельная теплоемкость0,69-1,21 кДж/(кг.К) при 24 и 560°С
Теплопроводность0,058 Вт/(м.К)
Удельное электрическое сопротивление0,8.10 8 – 0,5.10? Ом.см

Древесный уголь очень пористый. Причем, отношение объема пор к объему куска зависит от сорта древесины: так у березового угля оно равно 72 %, а у елового – 80 %. Также от сорта древесины зависит и вес угля: 1 м? насыпного сухого елового угля весит около 100 кг, такой же объем березового угля весит около 180 кг, а букового – уже около 195 кг.

Различают кажущуюся плотность древесного угля и истинную. Кажущаяся плотность – это вес угля в том виде, как он есть, со всеми порами. Она тоже зависит от сорта древесины: из плотных пород получается плотный уголь, а из мягких – мягкий. Так у елового древесного угля кажущаяся плотность – 260 кг/м?, осинового – 290 кг/м?, а березового – уже 380 кг/м?. Истинная же плотность возрастает с температурой обугливания. К примеру, при температуре 350°С плотность угля равняется 1500 кг/м?. Если же температура возрастает до 1500°С, то плотность увеличивается до 1869 кг/м?.

Качественный древесный уголь имеет черный блестящий цвет с синим отливом. На изломе видно, что он хорошо сохранил структуру дерева. А вся его поверхность покрыта трещинами. По этим трещинам можно определить время обугливания (чем больше их, тем быстрее оно проходило). При ударе куски угля издают достаточно звонкий звук. Сам уголь легко разжигается и дает много тепла.

Существует два вида древесного угля: черный и белый. Белый уголь обугливается при низкой температуре. Лишь под конец ее резко увеличивают до 1000°С. Раскаленные куски достают из пламени и засыпают смесью песка, пепла и земли, чтобы охладить. Именно эта смесь делает поверхность угля белой. Коры у белого угля нет, она выжигается в процессе обугливания. Тогда как у черного угля обычно кора сохраняется. Поверхность у белого угля ровная и твердая. В Японии создают белый уголь из каменного или железного дуба. Такой уголь очень твердый и горит долго, поэтому он считается самым лучшим.

Различают древесный уголь, изготовленный из древесины смешанных лиственных пород, и из древесины твердолиственных пород (данная древесина более предпочтительна). Также классифицируют по размеру кусков: 6-12 мм – мелкий и больше 25 мм – крупный. Разделяют уголь и по ГОСТу: А – высший сорт, Б – первый сорт.

Процесс производства древесного угля достаточно прост: его выжигают в закрытом пространстве без доступа воздуха. Такая операция называется пиролизом. При высокой температурной обработке из древесины получается: древесный уголь, а также жидкие и газообразные продукты (ацетон, метанол, уксусная кислота, смолы и пр.). Но, несмотря на всю простоту, процесс пиролиза должен строго регулироваться. В противном случае, количество полученного древесного угля окажется меньше, а сам уголь будет мелким и пахнуть смолами. Главное правило: во время производства к процессу не должно быть доступа воздуха. К слову, лучшим древесным углем считается тот, который выжгли при температуре, не превышающей 400-500°С.

Современные предприятия, на которых производится древесный уголь, оснащены специальными ретортными печами. Весь процесс проходит непосредственно в такой печи. Предваряет ее топка (1), далее идет камера, в которой происходит процесс пиролиза (2). Следующая часть – сушильная камера (3). По обеим сторонам печи располагаются реторты, слева с подготовленными дровами (4), а справа – с остывающим углем (5). Завершает установку вытяжная труба (6). Камеры пиролиза и просушки угля разделены, благодаря чему тепло используется с большей пользой. Причем, пламя образуется за счет горения летучих продуктов, а не за счет горения дров. Летучие продукты, которые выделяются при сгорании, переносятся обратно в топку и там сгорают.

По статистическим данным, в настоящее время в мире производится около 9 млн.т. древесного угля в год. Причем, большую часть из этого количества производит Бразилия – около 7,5 млн.т. Доля России в общей сумме производимого угля – 100 тыс.т. в год. Мы используем импортируемый древесный уголь из Китая, Украины и Белоруссии. А количество потребляемого угля на одного человека в год составляет всего 100 граммов. Лидером по потреблению древесного угля является Япония – около 60 кг на человека в год. В странах Европы этот показатель равен примерно 20 кг.

Читайте также:  Эксфолиативный дерматит лечение и симптомы, Как вылечить эксфолиативный дерматит

Применение древесного угля лежит во многих областях:

– металлургическая промышленность использует его в качестве восстановителя, то есть для отделения металла от руды, а также, чтобы защитить отливаемый металл от окисления. Ценное качество угля при этом – минимальный процент серы и фосфора в составе.

– цветная металлургия и производство ферросплавов используют его в качестве компонента шихты.

– радиоэлектронная промышленность применяет его для производства кристаллического кремния.

– промышленность использует его как реагент для выработки сероуглерода (из него, в свою очередь, производят искусственное волокно, целлофан и даже ядохимикаты).

– при производстве активированных углей древесный уголь играет главную роль.

– при производстве электродов древесный уголь является основой.

– в сельском хозяйстве его применяют как добавку в рацион домашнего скота и птиц, а также как удобрение для почвы.

– при производстве пищевого красителя.

– косметическая отрасль использует его при производстве средств по уходу за волосами, телом и лицом.

– при приготовлении пищи его используют в барбекю, шашлычницах, грилях.

– используется населением как экологичный вид топлива.

Поистине, области применения древесного угля очень разнообразны и обширны. Что же касается Японии, где древесный уголь потребляется повсеместно, то там его закладывают в фундамент зданий, добавляют в мыло, печенье и зубные щетки, и даже играют на нем, как на ксилофоне.

Подводя итог, можно сказать, что древесный уголь обладает очень ценными качествами, являясь одновременно и топливом, дающим большую теплоотдачу, и топливом, абсолютно не загрязняющим окружающую среду.

Древесный уголь: каков он в качестве удобрения?

Древесный уголь – невероятно полезная штука, считающаяся экологически чистым сырьем и способная заметно повышать урожайность, не нанося ни малейшего вреда окружающей среде! С его помощью можно существенно улучшить свойства грунта, кроме того, древесный уголь в немалой степени способствует скорейшему усвоению растениями всевозможных питательных соединений и влаги. И он одинаково хорошо подходит для совершенно различных декоративных растений или плодовых культур! Только для того, чтобы извлечь из древесного угля максимум пользы, важно научиться правильно подбирать его для различных видов растительности и для разных грунтов.

Древесный уголь – что это и для чего он нужен?

Так же, как и зола, уголь тоже является верным помощником для обогащения почв и для стимуляции роста самых разнообразных культур. Получают его посредством сожжения всевозможной древесины, а максимум пользы способен приносить добытый из деревьев одного вида чистый уголь. Например, крайне нежелательно смешивать в процессе горения хвойные поленья с березовыми или с же какими-либо иными видами древесины.

Что касается ценности древесного угля в качестве удобрения, то она находится в прямой зависимости от его состава, а последний в свою очередь всецело зависит от вида сжигаемой древесины. Так, уголь с золой, являющиеся производными древесины твердых сортов (вяза с тополем, клена с дубом и т. д.), считаются ценнейшими источниками крайне важного для растений калия. Сырье, полученное из мягких сортов древесины (осины, ольхи, а также хвойных и т. д.), содержит намного меньше калия. А вот береза, невзирая на то, что ее тоже принято относить к мягким породам, наделена способностью продуцировать не только впечатляющие объемы калия, но еще и весьма приличные объемы фосфора с кальцием!

Также для получения максимально ценного древесного угля рекомендуется брать молоденькие деревца – различных полезных соединений в них всегда будет больше! И, конечно же, древесина не должна содержать никаких других примесей!

Польза древесного угля

Впервые древесный уголь в роли удобрения открыли для себя индейцы Перу – они стали соединять продукты сгорания добытой ими в лесах и не только древесины с обрабатываемыми ими почвами. И именно они первыми отметили существенное улучшение состояния выращиваемых культур и заметное повышение показателей урожайности! Даже в наши дни, несмотря на обилие самых разнообразных удобрений на полках современных магазинов, древесный уголь и древесная зола не утрачивают своей популярности.

Древесный уголь главным образом используется для насыщения почвы самыми разнообразными полезными соединениями: в первую очередь калием, а также бором, фосфором или кальцием и целым рядом иных минералов, жизненно необходимых растениям для их полноценного роста, обильного цветения и весьма впечатляющего плодоношения.

Впрочем, на этом польза древесного угля не заканчивается. Это сырье ценно еще и своей химической инертностью – сожженная древесина не контактирует ни с какими иными веществами, в связи с чем она легко может сохраняться в грунте на протяжении поистине невероятного количества времени. Кроме того, для древесного угля характерна высочайшая способность абсорбировать самые разнообразные вещества – он отлично вбирает в себя и излишки влаги, стараясь не допускать заболачивания грунта, и оказывающие влияние на кислотность почв соединения алюминия. А наличие поистине невероятного количества пор заметно повышает активность этого верного помощника!

Как использовать?

Перед тем, как приступить к использованию древесного угля, важно определить состав грунта на участке. Так как он наделен способностью существенно снижать его кислотность, применять его на щелочном грунте не рекомендуется. В целом же древесный уголь подойдет для использования практически на любых почвах, за исключением солонцеватых. Особенно ценится дачниками его способность делать грунт более рыхлым и гораздо более мягким. Под воздействием древесного угля в почвах существенно улучшается газообмен, а также стартует процесс стимуляции развития всевозможных полезных микроорганизмов.

В грунт древесный уголь обычно вносится после разведения чистой водой, при этом на каждый квадратный метр почвы берут от одного до трех стаканов воды. Вполне допустимо использовать древесный уголь и в сухом виде – в данном случае он просто разбрасывается по почвенной поверхности (а по прошествии некоторого времени он впитается в почву вместе с осадками).

Древесный уголь хорош тем, что его одинаково полезно использовать как для популярных садовых или большинства огородных культур, так и для всевозможной горшечной растительности или цветов. Особенно часто его применяют для повышения урожайности как различных плодовых либо бобовых культур, так и перца или огурцов с томатами.

А вы когда-нибудь использовали древесный уголь как удобрение?

Преимущества и недостатки древесного угля как удобрения

Древесный уголь в качестве удобрения используют много лет. Он считается одним из самых экологических подкормок для судовых культур. Применяя его на практике, можно получить добротный урожай. Растения и кустарники получают в несколько раз больше питательных веществ, благодаря уникальной способности древесного угля пропитывать грунт. Чтобы получить максимум пользы от подкормки, нужно знать, как правильно его использовать.

Зачем применять древесный уголь?

Продукт служит питательной средой и богатой подкормкой для садовых культур. Это отличный помощник в удобрении, росте растений и кустарников. Получают экологически чистый уголь из сожжения различного рода древесины. Опытные садоводы указывают, что получить максимум полезных свойств можно с древесного угля, добытого из деревьев одного вида. Лучше использовать в сожжении близкие по роду культуры: сосну и осину, березу и дуб. Смешивать хвойные и лиственные не стоит.

Полезность угля находится в прямой пропорциональности от вида сжигаемой древесины и ее возраста. Использовать в качестве подкормки рекомендуется молодые деревца. Они имеют отличный состав, в который входит большое количество калия. Ценный продукт получают из твердых сортов древесины: ясень, дуб, клен. В полученном продукте будет содержаться максимум полезных веществ, важный для роста и плодородности калий.

К мягким сортам относятся следующие культуры: сосна, ольха, осина, ель, можжевельник. Они содержат в несколько раз меньше калия, но их также используют в качестве подкормки. Уникальными свойствами обладает березовый уголь. Он богат калием и фосфором, благоприятно влияющих на рост и питательность растений. Хотя березу принято относить к деревьям мягких пород.

Преимущества древесного угля

Для хорошей плодородности, урожайности используют удобрение из сожженной древесины. В результате получается универсальное удобрение, подкормка, содержащая фосфор, калий, бор, кальций, комплекс минералов, который необходим растениям и кустарникам для полноценного роста. Использовать уголь можно для мелких и больших садовых культур. Нередко садоводы подпитывают деревца, ягоды, фруктовые посадки с помощью сожженной древесины.

К преимуществам подкормки относят:

  • незначительный вес, удобрение легко переносить, хранить и использовать (из-за пористой структуры);
  • минимального количества подкормки хватает на большое количество культур;
  • намного выгоднее приобретения химического удобрения;
  • можно вносить в землю несколько лет подряд;
  • не несут опасности для человека и животных (нет риска заражения или отравления).

Древесину применяли длительное время в качестве удобрения на полях, огородах с большой площадью. Садоводы отмечают, что растения, прикормленные золой, намного лучше переносят холода, не бояться чрезмерной влаги и засухи. К положительным свойствам древесного угля, как подкормки, можно отнести невозможность переборщить с дозировкой. Если другие удобрения могут навредить культуре при чрезмерном употреблении, то зола не будет оказывать негативного влияния даже при частом использовании.

Доказано, что растения, опрыскиваемые настоянной водой с добавлением золы, намного меньше подвержены гниению и образования плесени. Не болеют грибковыми заболеваниями культуры, в подкормке которых используется древесная зола. Вредные насекомые обходят стороной посадки, обсыпанные углем.

Как правильно использовать

Так как удобрение обладает свойством снижать кислотность почвы, перед его применением нужно определить состав грунта на садовом участке. Если земля на огороде окажется с содержанием большого количества щелочи, от древесного угля стоит отказаться. Удобрение подходит для нейтральной почвы. Сожженная древесина помогает делать землю рыхлее, мягче. На такой почве гораздо лучше всходят семена. Поэтому золу используют также перед посадкой, не только в качестве подкормки. Стимулирует рост микроорганизмов способность жженой древесины улучшать газообмен.

В грунт вносится удобрение специальным образом. Вещество разбавляют водой, в пропорции на каждый квадратный метр до 3 стаканов. В неразбавленном виде использовать уголь просто: нужно подсыпать его вокруг растения, кустарника. В дальнейшем совместно с осадками он спустится глубоко в землю. Используют золу и для рассады. Для этого насыпают слой в 2-3 см в поддон ящика, сверху засыпают почвой. Получается своеобразный дренаж, обеспечивающий растения подкормкой постоянно. Применять древесный уголь лучше в мае, начале июня, когда культуры только начинают расти. Это позволит им быстрее цвести, развиваться и плодоносить.

Угольная кроша – универсальная подкормка, может использоваться для различных культур. В итоге урожайность повышается в разы, человек использует экологически чистый продукт, без вреда для окружающей среды и здоровья.

Добавить комментарий