Из чего делается уголь: «Как делают уголь для барбекю?» — The Village Україна

как бизнес и в домашних условиях своими руками

Обычно, вопроса, как сделать уголь для шашлыка, не стоит. В магазинах повсеместно можно найти в продаже мешки с древесным углём. Его достаточно чтобы готовить на мангале. А для тех, кто хочет всё сделать самому можно подготовить уголь в «домашних условиях».

Немного про древесный уголь

Древесный уголь где только не использовался: в металлургии, химической промышленности и медицине. Но мы вряд ли начнём делать активированный уголь или создавать порох. Нам древесный уголь интересен как топливо. Топливо для мангалов, грилей и жаровен с уютным теплом.

Подготовка материала

Уголь не от каждой деревяшки для приготовления пищи. Это фруктовые деревья (груша, яблоня вишня), лиственные деревья (ольха, дуб, клён) и распространённая берёза. Совсем не подходят хвойные породы. Такое сырьё содержит смолы (это испортит вкус мяса).

Строительные обрезки для изготовления угля для мангалов не используются: пропитки и клеи при сгорании оставят канцерогенные вещества в угле.

Берёза – не самый лучший вариант, но дерево распространённое. Уголь получается чуть жарче чем надо. Хотя, зная такую особенность, можно приноровиться и делать классный шашлык.

Второе требование – сухие дрова. Для пиролиза влага вредна. В промышленном производстве сырьё сушат в специальных печах газами до 150 °С, а при выжиге «для себя» нужно или дать дровам просохнуть или взять сушину.

Гнилое дерево на уголь не пережигается.

Кора ухудшает качество угля и по возможности её нужно удалить с дров.

Выжег древесного угля

Суть процесса в том, чтобы древесина сгорела не до конца.

При нагреве сырья с ограничением доступа кислорода остаётся углеродный каркас, повторяющий древесину. Такой процесс называется пиролизом. Рабочей температурой пиролиза древесины будет 350 °С. Целлюлоза при пиролизе подвергается термической деструкции, результатом которой становится образование угля и пиролизных газов.

Большое количество пор способствует быстрому горению древесного угля.

Массовая доля углерода в древесном угле составляет 50%.

Выжигайте уголь вдали от построек и лесопосадок. Соблюдайте правила пожарной безопасности.

Приготовить уголь для мангала можно несколькими способами.

В костре

Один из простейших способов, как сделать угли для мангала в домашних условиях. Потребуется только старое ведро с крышкой, или какая другая негорючая ёмкость.

1. Разожгите костёр. Не используя средств для розжига.
2. Дайте прогореть.
3. Крупные почти прогоревшие до углей головни кочергой или щипцами отправляйте в ведро и зарывайте крышкой. Под конец соберите угли и тоже добавьте в ведро.
4. Воздуха для горения будет недостаточно и тление прекратится. Пары часов обычно достаточно.

С опытом количество непрогоревших дров в вашем угле будет меньше.

 В яме

Этот способ старый, можно сказать исторический.

1. Прежде всего, понадобится яма. Объём ямы определяет количество требуемого угля. Чтобы было удобно работать, дно не должно быть меньше окружности диаметром 0,8-1,0 метров. Ещё что следует учесть: делать яму в низине – плохая идея: она заполнится водой.
2. Итак, яма выкопана, стенки и дно утрамбованы.
3. Разожгите костёр в яме. И заполните яму на треть дровами. Дрова должны быть среднего размера.
4. Когда дрова почти прогорят, заполните угольную яму дровами до самых краёв.
5. Проследите чтобы все дрова занялись. И накройте яму листом железа, а щели присыпьте землёй.
6. Через пару дней можно снимать крышку и доставать уголь.

Будьте осторожны на краю ямы: уголь, сделанный своими руками, не стоит риска свалиться в яму с костром.

В бочке

Делая древесный уголь в домашних условиях хочется снизить риск. И этот способ как раз из таких.

Вам не потребуется яма. Вы замените её 200 литровой бочкой.

Есть два способа: с разницей снаружи или внутри бочки разводить костёр.

В любом случае поставьте бочку на 4-6 кирпичей, так чтобы она не касалась земли.

Первый способ: костёр внутри бочки.

Чтобы в бочке горели дрова в самом низу нужно пробить несколько отверстий. Некоторые советуют закрепить штуцер для шланга и нагнетать воздух на первом этапе (например, бытовым пылесосом), но это на ваше усмотрение.

1. Начать нужно с костра в бочке.
2. Когда костёр разгорится заполните бочку на треть дровами и дайте прогореть.
3. Заполните бочку дровами полностью. Когда все дрова займутся, закройте крышкой. Искусственный наддув, если он был, следует отключить.
4. Когда бочка остынет можно доставать уголь.

Второй способ: костёр вокруг бочки.

1. Бочку сразу набейте дровами и закройте крышкой.
2. Под бочкой разведите огонь и поддерживайте пока пиролиз не закончится. Если есть термометр, то интенсивность огня должна обеспечивать температуру 350 °С внутри. Без термометра придётся ориентироваться на глаз.
3. Следите за дымом из бочки. Сизый прозрачный дым говорит об окончании процесса. Потушите огонь и дайте бочке остыть 2 часа.

Если всё сделано правильно, то выжег дров в 200 литровой бочке займёт около 12 часов.

Когда открываете крышку берегите лицо: газы и угольная пыль могут воспламениться.

В печи

Обычная домашняя печь может помочь вам сделать уголь для шашлыка.

1. Растопите печь, загрузите дрова.
2. Дождитесь, когда поленья разгорятся и превратятся в красные головёшки.
3. Переложите головни в керамическую или металлическую ёмкость с крышкой подходящего размера.
4. Закройте крышкой и вынесете из дома.
5. Когда остынет, можно проверять качество угля.

От тлеющих в закрытой ёмкости углей исходит угарный газ.

Как бизнес

Промышленное производство угля для мангала строится немного по-другому. Тут важны обрабатываемые объёмы. Нужно снижать трудоёмкость и требуется готовить сырьё (в основном сушить).

Сам процесс можно разбить на 4 стадии:

1. Распил на чурки и сушка сырья при 150 °С (влажность дров будет мешать процессу).
2. Нагрев при недостатке кислорода до 350 °С – пиролиз.
3. Прокалка – нагрев до 500-550 °С. Выжигаются остатки смол.
4. Охлаждение и фасовка.

Камера сушки и пиролизная печь совмещаются так, что газы из печи сушат сырьё для следующей закладки.

Кустарное изготовление оборудования для производства древесного угля – задача нетривиальная. Вот, например, пиролизная печь УВП-5Б, разработанная ЦНИИМЭ.

Производство древесного угля, как бизнес, — хоть и затратное, но перспективное направление. Спрос стабильно растёт и цены на уголь не падают. Некондицию и угольную крошку можно перерабатывать в топливные брикеты или сжигать при производстве новой порции угля.

Интересно узнать: вы покупаете уголь для шашлыков или делаете своими руками? Ответ можно дать в комментариях.

Технология производства древесного угля — перспективы и развитие

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

Древесный уголь

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

Выделяют 3 главных типа этого материала:

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

Согласно государственным стандартам существуют три марки древесного угля:

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

Характеристика древесного угля

Показатели	Марка угля					Метод контроля
	А		Б		В, ОКП 24 5571 0150
	Высший сорт, ОКП 24 5571 0132	1 сорт, ОКП 24 5571 0133	1 сорт, ОКП 24 5571 0143	2 сорт, ОКП 24 5571 0144
Кажущаяся плотность, г/см3, не менее	0,37	0,37	Не нормируется			ГОСТ 7657–94, п. 4.6
Зола, масс. %, не более	2,5	3,0	2,5	3,0	4,0	ГОСТ 7657–94, п. 4.7  и ГОСТ 12596–67
Нелетучий углерод,  масс.  %, не менее	90	78	88	77	67	ГОСТ 7657–94, п. 4.8
Вода, масс. %, не более	6	6	6	6	6	ГОСТ 16399–70, разд. 2
Уголь с зернами в местах погрузки, масс. %,  не более:						ГОСТ 7657–94, п. 4.9
размером менее 25 мм	5	5	Не нормируется
размером менее 12 мм	5	5	7	7	7
Головни, масс. %, не более	Отсутствие	2	Отсутствие	2	2	ГОСТ 7657–94, п. 4.10
Масса 1 дм3 угля, г, не менее	210	210	Не нормируется			ГОСТ 7657–94, п.  4.11

Технология производства древесного угля

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

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

Оборудование для создания угля

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

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

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

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

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

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

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

Углевыжигательная печь для изготовления древесного угля создается из кирпича или металла. Металл необходимо изолировать термостойким материалом, чтобы предотвратить теплоотдачу. Камеры и реторты создаются из жаростойких металлов.

Главные составные части печи:

• топочный блок. В нем сушится сырье
• углевыжигательный блок. В нем происходит процесс пиролиза
• основание. На него крепится топочный и углевыжигательный блок
• пандус. По нему выгружается емкость с готовой продукцией.

Дровокол является вспомогательным оборудованием, которое применяется для заготовки дров. Существуют горизонтальные и вертикальные дровоколы. В горизонтальных устройствах бревно кладется в желоб и направляется на нож, или же нож двигается к бревну. В вертикальных устройствах нож опускается на бревно. Такие дровоколы отличаются более высоким КПД, потому что бревно не подвергается трению.

Кроме этого к дополнительному оборудованию можно отнести:

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

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

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

Как образуется уголь? | Журнал BBC Science Focus Magazine

Уголь — это органическая осадочная горная порода, невозобновляемый источник энергии, который можно сжигать в качестве топлива и использовать для выработки электроэнергии. Археологи проследили его потенциальное использование еще в 3490 г. до н.э. в провинции Шэньси в Китае.

Промышленная революция, начавшаяся в 18 веке, привела к огромному спросу на уголь для его использования в выплавке железа и в паровых двигателях. Пик добычи угля пришелся на 1913 год, когда в Великобритании было добыто целых 29 тонн угля.2 миллиона метрических тонн в этом году. Однако сжигание угля добавляет в атмосферу значительное количество углекислого газа, и это самый большой вклад в антропогенное изменение климата.

Добыча угля (как открытой, так и глубокой добычи) и импорт неуклонно снижались после Первой мировой войны, и с тех пор были приняты различные законы о чистом воздухе для борьбы с выбросами дыма и загрязнением воздуха, вызванным сжиганием угля.

В Великобритании выработка электроэнергии из угля упала с 2,1% до 1,8% в период с 2020 по 2021 год, отчасти из-за COVID-19.пандемии, в то время как в США 21,8% электроэнергии, выработанной в 2021 году, приходилось на уголь.

Согласно текущим планам, Великобритания стремится к 2024 году полностью отказаться от угольных электростанций.

Как образуется уголь?

Уголь формируется слоями или «пластами», и этот процесс начинается с отложения растительности.

Разлагающееся органическое вещество образует торф

Около 300 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде, климат Земли был теплым и влажным, а большие болота были в изобилии.

Поскольку растительный материал (и другие органические вещества) из этих густых заболоченных лесов накапливались и разлагались на дне этих болот, материал был погребен и впоследствии уплотнен. Из этого частично разложившегося органического вещества в анаэробных условиях от недостатка кислорода образовался торф.

Торф напоминает губчатую массу коричневого волокнистого материала, а стоячая вода в каменноугольных болотах создала отличные условия для предотвращения окисления или разрушения материала бактериями. Если вам не повезло оказаться похороненным в торфе вскоре после вашей смерти (или, возможно, это следует рассматривать как удачу?), то по мере того, как наверху образуется новый торф, высвобождается гуминовая кислота, и ваше тело может быть сохранено почти таким же образом. как маринование.

Торф превращается в бурый уголь

Как только торф погребен между слоями отложений, биологическое разложение прекращается и начинают происходить изменения, являющиеся результатом повышения температуры и давления при захоронении.

Когда этот торф был захоронен на относительно небольшой глубине, продолжающееся тепло и давление сжимали его между слоями отложений в бурый уголь: мягкий коричневато-черный углеподобный материал с высоким содержанием влаги. Он также часто содержит древесину и растительные остатки в мелкозернистой основной массе. Лигнит также известен как бурый уголь, и существует два типа: ксилоидный лигнит (окаменелая древесина) и компактный лигнит. Струя драгоценного камня формируется из лигнита.

Лигнит превращается в уголь

При продолжающемся захоронении, нагревании и структурной деформации этот лигнит превращается в суббитуминозный и битуминозный уголь (мягкий уголь). Наконец, он становится антрацитом (каменным углем), и чем больше метаморфизма, тем тверже и углеродистее становится уголь.

Полубитуминозный уголь имеет фиксированное содержание углерода 46-60 процентов, а битуминозный уголь считается «нормальным» типом угля. Как правило, он богат летучими углеводородами, что облегчает воспламенение и горение относительно длинным пламенем.

Больше похоже на это

Антрацит, с другой стороны, имеет очень низкое содержание летучих веществ, но в настоящее время считается самой чистой формой угля для сжигания. Вы будете знакомы с ним, если у вас есть открытый огонь, так как Великобритания недавно перешла на использование антрацита в качестве «бездымного угля». При продолжающемся метаморфизме из-за дальнейшего нагревания и давления антрацит в конечном итоге станет графитом. Графит обычно не используется в качестве топлива, так как его трудно воспламенить.

Для чего используется уголь?

Во время промышленной революции уголь был чудо-топливом и использовался для питания нового изобретения того времени — паровой машины. Это, в свою очередь, способствовало развитию железных дорог, производства чугуна и стали, а также судоходства. Подсчитано, что Титаник использовал от 600 до 825 тонн угля в день. Сегодня уголь используется на угольных электростанциях для выработки электроэнергии, и во всем мире уголь по-прежнему является крупнейшим источником электроэнергии. Газификация и сжижение угля производят газообразное и жидкое топливо, которое можно легко хранить в резервуарах или транспортировать по трубопроводу.

Традиционно рабочие использовали ручные инструменты для извлечения угля из пластов © Getty

Некоторые побочные продукты сжигания угля, такие как летучая зола, могут быть переработаны и использованы в производстве бетона. Помимо энергетики, его также можно использовать в производстве специальных технологий, включая активированный уголь, используемый в водяных и воздушных фильтрах, и углеродное волокно, используемое в строительстве. Уголь также является одним из сырьевых материалов, используемых для производства металлического кремния, широко используемого в металлургической промышленности для изготовления солнечных батарей, чипов в электронике и в автомобильной промышленности в качестве легирующего агента для упрочнения алюминия.

Какой породой является уголь?

Уголь состоит в основном из скоплений углерода из органического материала, спрессованных в слои. Это делает его биохимически произведенной осадочной породой, известной как органическая осадочная порода. Это группа осадочных пород, состоящая из богатых органическим углеродом отложений, образовавшихся в результате захоронения и последующего распада некогда живого материала.

Другие типы органических осадочных пород включают мел, диатомит, известняки, содержащие окаменелости, и некоторые формы доломита.

Подробнее:

• Можно ли жечь алмазы?
• Как окаменели следы динозавров?
• Сколько времени требуется для образования сталагмитов и сталактитов?
• Как образуются пустыни?

Чтобы задать вопросы, напишите нам по адресу [email protected] (не забудьте указать свое имя и местонахождение)

Как образуется уголь?