Ракетная печь для изготовления древесного угля

Содержание

Виды оборудование для изготовления угля

Производство древесного угля как бизнес — является привлекательной идеей. Стартовый капитал не требует значительных затрат, а высокий спрос позволяет быстро найти своего потребителя. Для размещения оборудования достаточно 200 кв. м открытого земельного участка. Обслуживание одной печи требует присутствия бригады из 2-4 человек.

Оборудование по производству древесного угля можно разделить на три группы: стационарное, передвижное, вспомогательное.

Углевыжигательная печь (пиролизная бочка) — основное оборудование процесса производства древесного угля. Именно в данной печи происходит пиролиз древесины. На сегодняшний день печи имеют разную конфигурацию и работают разными методами. Углевыжигательные печи могут быт как стационарными, так и передвижными. Но выходной продукт всегда имеет одинаковые свойства и качество.

Углевыжигательная печь кроме производства несет нагрузку утилизации, принося двойную выгоду. Поэтому передвижные печи удобно использовать на лесозаготовительных работах для безотходного производства, а также на строительных площадках.

Стационарные печи используют для непрерывного основного производства древесного угля, когда нет необходимости менять место расположения. Стационарные углевыжигательные печи от передвижных отличаются внушительными размерами, большим набором выполняемых задач и высокой производительностью. В стационарных печах возможно использование различных видов топлива. А в передвижных — только отходы производства древесины.

Основным видом углевыжигательного оборудования является печь, в которой древесина не соприкасается с газами топочного вида процесса пиролиза. В такой печи древесина находится в отдельной камере с отверстиями, через которые происходит нагрев.

Другой вид углевыжигательной печи оборудован вертикальными ретортами, благодаря которым пиролиз на всех стадиях происходит более качественно. Недостатком такой печи является более высокий уровень выброса отработанных газов в атмосферу. Поэтому такую углевыжигательную печь необходимо дополнительно оборудовать очистными фильтрами.

Углевыжигательная печь для производства древесного угля изготавливается из кирпича или металла. Металл, в свою очередь, изолируется термостойким материалом для предотвращения теплоотдачи. Камеры и реторты изготавливаются из жаростойких металлов.

Печь включает в себя:

топочный блок: предназначен для сушки сырья;
углевыжигательный блок: служит для основного процесса пиролиза;
основание: предназначено для крепления топочного и углевыжигательного блоков;
пандус: служит для выгрузки емкости с готовым продуктом.

Дровокол (колун) – вспомогательное оборудование, которое используется для заготовки дров. Дровоколы бывают горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных колунах бревно укладывает в желоб и толкается на нож, либо нож движется к бревну. В вертикальных дровоколах бревно размещается стационарно и на него опускается нож. Такой вид колунов имеет более высокий КПД, так как бревно избегает трения.

Автоматическая линия фасовки древесного угля – вспомогательное оборудование, предназначенное для автоматизации и окончания процесса производства древесного угля. Конструкция состоит из приемного бункера с сеткой против попадания головней, вибролотка, ковшового транспортера и накопительного бункера с датчиком объема. Древесный уголь, поочередно проходя по узлам линии фасовки, приобретает товарный вид.

Дозатор весовой – автоматически распределяет заданную массу крупнокусковых углей в мешки. Это позволяет производить фасовку древесного угля в виде конечного продукта.

Сепаратор – распределяет угольную продукцию по заданным размерам для различных нужд и ценовых категорий.

Оборудование, предназначенное для производства древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, благодаря чему происходит экономия электроэнергии. Себестоимость производства угля снижается, повышая прибыть производителя.

Качественно изготовленный древесный уголь сохраняет структуру рисунка дерева, особенно заметны годовые кольца на торце бруска. При постукивании древесный уголь звонко звучит, имеет блестящий черный цвет и малое количество трещин. На качество и количество производимого угля влияет влажность сырья. Из всех марок березовый или дубовый древесный уголь считаются самыми лучшими, так как отличаются продолжительным и ровным жаром при горении.

Отсутствие вредных отходов при производстве и горении позволяет древесному углю оставаться одним из важных топливных продуктов.

Ниша для «самоделок»

Неужели все так сложно и плохо? Неужели самодельные пиролизные печи — тупиковый вариант развития печного самодельного строительства? Конечно, нет.

Как было сказано ранее, самодельная пиролизная печь для постоянного отопления жилого дома нуждается в установке сложнейшей системы контроля, что под силу не каждому умельцу.

Но ведь существуют бытовые объекты, которым также требуется отопление и при этом требования, нормативы и ГОСТы позволяют устанавливать печи, контроль над работой которых можно с успехом осуществлять в ручном режиме. Единственно, что от них требуется, — это выработка достаточного количества тепла при минимальных топливных затратах.

Вот для таких объектов и подойдет простейшая пиролизная печь.

Перечень таких объектов довольно высок:

мастерские;
гаражи;
бани;
теплицы;
строения для содержания домашнего скота и птицы.

Согласитесь, наличие печи для гаража существенно упростит обслуживание автомобиля. Не помешает эффективно работающий агрегат длительного горения и в помещении бани. Печи пиролизные самодельные придутся тут как никогда кстати.

Отработанный недостаток в прибыль

Для гаража или бани прекрасно подойдет пиролизная печь длительного горения, работающая на отработанном масле. Мало того что отопление практически не будет стоить вам никаких затрат, вы еще и будете избавлены от необходимости утилизировать отработку собственного автомобиля.

Устройство печи пиролиза просто и по-своему сложно. Простота заключается в том, что изготовить пиролизную печь можно практически из подручных материалов, например, из пустого газового баллона.
Сложность заключается в том, что отдельные узлы требуют использования специальных материалов. Но повторимся, это не всегда так.
Принцип работы печей длительного горения заключается в том, что в ней, помимо основного топлива, происходит сжигание газов, получаемых при нагревании топлива.

Пиролизная печь на отработанном масле

Немного умения в чистую прибыль

Металлическая пиролизная печь на отработанном масле для гаража — хороший тому пример. Для ее изготовления не потребуется установка форсунок и сложной системы контроля.

На рисунке приведен чертеж пиролизной печи для гаража, для изготовления которой потребуется минимум средств, материалов и трудозатрат.

Схема печи на отработке

Трубы, ящики, железо – все в дело

Печи длительного горения мы у же описывали в статье о печах для теплиц. Внимательные читатели сразу заметят, что. в отличие от предыдущей печи, топливный бак выполнен в форме квадратного ящика. Это не случайно, здесь действительно использован обычный металлический ящик.

Печь в разобранном виде

Как видно из рисунка, печь состоит из двух частей:

топливного бака – топки;
камеры дожигания, температурной камеры и дымохода.

Все что потребовалось для металлического ящика — это изготовление из стальной полосы четырех ножек. К ящику их прикрепляют с помощью сварки.

Разборка кучи и сортировка угля

Разбирали кучу сверху, вынимая уголь граблями и одновременно засыпая тлеющий в куче уголь землёй; по другому способу разборка осуществлялась концентрическими окружностями от подошвы к голове.

Вынутый уголь также засыпали землёй или заливали водой и складировали в виде невысокого вала вокруг тока, сортировали, а затем грузили в короба для транспортировки. Разломка кучи продолжалась 8–10 дней.

При сортировке различали следующие сорта угля:

• крупный уголь – самый плотный, иногда представлял собой целое обугленное полено; применялся в доменном производстве и других шахтных печах;
• горновой уголь – также плотный, но более мелкий, величиной с кулак, из средней части кучи между трубой и покрышкой; использовался в кузнечных и кричных горнах;
• центральный уголь – мелкий и неплотный из-за частичного выгорания угля от оси кучи;
• угольная мелочь – размером 2…3 см³;
• угольный порошок – образовывался при разломке и перевозке, вместе с мелочью использовался для обжига руд, извести и т.п.;
• угольный мусор – смесь порошка с землёй, использовался при последующих выжиганиях, например, для покрышки;
• бурый уголь и головни – «недопечённый» уголь, применялся для уплотнения или для «кормления» при последующих выжиганиях.

Для больших куч при нормальном ходе процесса отношение первых двух сортов к остальным составляло 11 к 1, а для маленьких – 6 к 1. Хороший «чёрный» древесный уголь должен был обладать глубоко-чёрным цветом, не пачкать руки, быть звонким при ударе и хорошо выдерживать статическую нагрузку. Существовал также «красный» уголь – не полностью обугленное дерево. Этот уголь получался при «оптимальном» обугливании, когда процесс прекращали до его естественного завершения, снижая за счёт этого угар. Однако широкого распространения этот способ не получил.

Изготовление своими руками

Небольшое устройство для получения малых объемов древесного угля можно изготовить самостоятельно. Для этого удобнее всего использовать небольшую бочку объемом 200 – 300 литров, либо другую железную емкость.

Чертеж

Для работы greendom74.ru будет использовать обычные бочки, которые легко достать. Чертеж для такой печи не понадобится (ниже, в инструкции, будет понятно почему).

Но в качестве примера, ниже приведены 2 разных чертежа углевыжигательной печи, они достаточно большие (в домашних условиях их изготовить будет сложно):

Материалы и инструменты

Для изготовления подобной печи будут нужны следующие инструменты и материалы:

Бочка на 200 литров.
Бочка на 110 литров.
Труба 110 мм для дымохода.
Шамотные кирпичи.
Минеральная вата.
Лопата.
Электродрель с насадкой для сверления больших отверстий в металле.
Ножницы по металлу.

Инструкция по изготовлению

В 200 литровой бочке, в верхней части, по всей окружности делают отверстия (10-20мм). Снизу бочки делаются надрезы, далее их нужно вмять, как показано на фото ниже:
В днище 110л бочки нужно сделать отверстие с помощью гвоздя.
В этой же бочке, в верхней части, необходимо сделать отверстия (как на 200л. бочке).
Вставляем одну бочку в другую (меньшую вверх ногами). В дальнейшем, при эксплуатации туда будут закладываться дрова, из которых получится уголь.
Закрываем маленькую бочку крышкой.
Теперь осталось изготовить крышку для большой бочки с отверстием по центру и приварить дымоходную трубу.
В итоге у вас получится такая конструкция, в которой можно делать уголь.

Как самому сделать древесный уголь в бочке?

Чтобы воплотить в жизнь еще один способ, нам понадобится бочка с толстыми стенками из металла. Чем больше ее размер, тем больше будут ваши запасы. Нельзя приспосабливать под изготовление сырья емкость, применяющуюся для хранения нефтепродуктов. Если другого варианта нет, сначала выжигайте ее и только после заполняйте.

Существует два варианта выжига в бочке:

Отличий от аналогичного процесса в яме практически нет. Но есть одно уточнение – если вы используете большую по объему емкость (до 200 литров), на дне необходимо оставить шесть жаростойких кирпичей. На них следует закладывать подготовленные дрова, подгружая их до тех пор, пока кирпичи не скроются за углями. Затем помещаем на прогоревшие поленья решетку и только на нее отправляем следующие партии. Древесину кладем плотно, не допуская зазоров между элементами кладки и рядами. Заполненную бочку накрываем листом железа, как только на поверхности покажется разгоревшееся пламя.

Чтобы ускорить выжиг, можно проделать в нижней части отверстие. В него будет проходить воздух. Однако это не обязательное условие. Следите за тем, какого цвета будет выходящий дым. Если он стал сизым, самое время герметично закупорить бочку и дать ей остыть. После остается достать угли и пользоваться ими.

В этом случае емкость, заполненную дровами, необходимо накрыть крышкой из негорючего материала. Оставляем отверстия для выхода газов. Их размер – минимальный, поскольку температура внутри должна дойти до 350 градусов.

Бочка не должна находиться на земле – ставим ее на платформу. Можно соорудить ее из нескольких кирпичей, подставкой для которых служит металлический лист. Между кирпичами необходимо разжечь огонь. Он будет нагревать емкость. Через некоторое время дрова внутри нее начнут окисляться, пойдет газ. После того как он перестанет выходить, необходимо оставить бочку на огне на 2-3 часа, а после снять. Все отверстия в крышке нужно заделать.

Вот как приготовить древесный уголь в домашних условиях, приложив минимум усилий. Описанные способы – далеко не все из имеющихся и использующихся. Их главный минус – очень сложно отслеживать процесс (с закрытой бочкой – практически невозможно). Только когда вы наловчитесь и приобретете опыт в выжиге, можно будет с точностью до минуты определить, когда продукт будет готов. Встречающиеся на первых порах проблемы типичны для новичков – это или недожженное сырье, или его перегорание.

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

Способы переугливания дерева

Ямное

Ямное углежжение являлось примитивной формой добывания
древесного угля и применялось у нас на Урале в 17—18 вв., как об этом
свидетельствуют раскопки. При этом способе вырывают в земле коническую яму
диаметром около 2 м и глубиной 1,2—1.8 м. Стенки ямы обкладывают дерном или берестой,
закладывают яму дровами, оставляя внутри канал со щепой. Щепу зажигают и, когда
она разгорится, закрывают яму дерном и засыпают землей. В яме происходит
медленное горение, за счет тепла которого и происходит обугливание остальной
части. Стоячая куча для переугливания дерева или лежачая куча для переугливания
дерева облают разной теплотворной способностью. Отрицательные стороны кучного
углежжения: необходимость наличия опытных углежогов и зависимость от погоды.
Уголь получается неравномерно выложенным и засоренным землей. Выход угля по
весу 23—26%.

Костровое

Костровое или кучное углежжение
является до сих пор господствующей формой углежжения. По способу укладки дров
различают стоячие и лежачие кучи. Дл я устройства вертикальной кучи на
очищенном ровном месте с хорошим грунтом вбивают 4 шеста, составляющих канал, и
вокруг них укладывают на помосте с некоторым уклоном дрова. Дрова ставятся в
три яруса. Над третьим ярусом укладывают «чепец» из мелко расколотых дров для
придания куче нужной формы (чаще параболоида). Сверху куча покрывается листвой,
ветвями хвойных деревьев или другим подходящим материалом и засыпается землей.

Цель такой
покрышки—воспрепятствовать свободному доступу воздуха. Продолжительность выжига
кучи зависит от сухости дров, погоды, породы дерева и от опытности углежога. В
среднем кучу из 100 м3 дров твердых лиственных пород выжигают в 14 дней, а из
мягких—в 17

Процесс кучного углежжения совершается за счет горения части дров
путем осторожного впуска воздуха через особые отверстия у помоста. Температура
переугливания в куче лежит в пределах 500—700°

Кучной уголь отличается большим
содержанием С. Само собой разумеется, что при кучном углежжении нельзя говорить
об утилизации летучих продуктов.

Печное углежжение

Печи для сухой перегонки дерева различаются:

По способу передачи тепла—печи с прямой
передачей (топочные газы непосредственно нагревают дрова) и с непрямой (обогрев
через стенку);
По способу действия—периодические и непрерывно
действующие. К печам с прямой передачей тепла относится господствующая на Урале
печь Шварца. Печь представляет кирпичный ящик с кирпичным сводом. Сверху печь
перекрыта деревянной крышей. Отопление печи производится из топки. Топочные
газы выходят через отверстия и нагревают своим теплом переугливаемые дрова. Вы
ход топочных газов с летучими продуктами сухой перегонки производится через
вытяжные деревянные трубы.

Двери служат для загрузки дров и представляют длинный
кирпичный наклонный коридор, разделенный на три камеры: приемную, переугливания и изоляционную, которые
отделяются друг от друга спускными железными задвижками. К камере сжигания
примыкает тушильник, сделанный из листового железа, и выводная камора. Дрова
поступают в печь в вагонетках емкостью около 9 м3 и постепенно проходят все три
камеры. Навстречу им двигаются нагретые до 500° в особых нагревательных устройствах
— регенераторе R — газообразные продукты сухой перегонки. Эти газы служат
передатчиком тепла.

Аппараты из железа

Аппараты из железа для сухой перегонки дерева известны под
названием реторт, котлов, казанов. Делаются из толстого листового железа и
устанавливаются в обмуровке дл я защиты от непосредственного действия пламени,
развиваемого в специальных топках. Процесс сухой перегонки в ретортах происходит
вне доступа воздуха. Вместе с тем здесь исключаются потери летучих продуктов
через неплотности, всегда возможные в кирпичных аппаратах, и потому ретортами
пользуются всегда, когда на первом плане стоит получение древесного уксуса («спиртопорошковое
производство»).

В Европе наибольшим
распространением пользовались горизонтальные
реторты емкостью 1,5— 5 м3. Недостатком таких реторт была дороговизна их
обслуживания вследствие малой производительности и большого расхода рабочей
силы и топлива. Предварительно дрова подсушиваются в особых канальных сушилках
отходящими топочными газами до влажности в 15—20%. Процесс обугливания продолжается
около 24 час., и полученный уголь затем охлаждается в тушилышках—железных каналах
такого же сечения, как и реторты.

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.

Древесный уголь используется для розжига мангалов, грилей и других жаровен. Это экологически чистое топливо, отличающееся от своего каменного собрата, дров и торфа более высокой теплоотдачей и отсутствием пламени и дыма при горении. При этом он долго сохраняет жар и распределяет его равномерно.

Основные преимущества угля по сравнению с другим видами топлива:

В нем нет посторонних химических примесей.

Спрессованный в брикеты, он выделяет в 1,5 раза больше тепла, а горит дольше. Хотите чтобы ароматное и сочное мясо досталось всем желающим? Без проблем.

Длительное сохранение высокой температуры и равномерное горение позволяют сократить время приготовления любимых блюд на решетке и хорошо прожарить продукты.

Как сделать древесный уголь своими руками в домашних условиях? Ведь стоит такое безопасное топливо для грилинга не так дешево, как хотелось бы. Для минимизации затрат некоторые любители сочного мяса на открытом огне решают наладить процесс изготовления самостоятельно. Но это требует сноровки и знания нюансов производства.

Так, не всем известно, что от используемого сырья зависит качество углей. Марка «А» делается из твердолиственной древесины (бука, березы, дуба), «Б» – из смеси твердых и мягких пород, «В» – с добавлением к ним хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты).

Что такое уголь из дерева и как его применять с пользой для себя, знали еще пещерные люди. А бронзовый век превратил это экологически чистое топливо в важнейший объект промышленности. Сейчас во всем мире изготавливается до 9 000 000 тонн ценного сырья в год.

Если пренебречь правилами производства, результат вас вряд ли порадует – угля будет мало, он получится мельче, чем вы ожидали, слабый и с множеством трещин. Так что если вы хотите делать топливо самостоятельно, придерживайтесь полезных советов из нашей статьи. В конце концов, если первый блин будет комом, можно купить качественные брикеты для камадо и приготовить лучшее мясо на решетке, наслаждаясь процессом.