Pec na spaľovanie dreveného uhlia na výrobu dreveného uhlia. Uhoľná pec pre domácich majstrov

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Drevené uhlie je jedným z najstarších druhov paliva. Používa sa nielen na varenie a vykurovanie domu. Používa sa v chemickom a hutníckom priemysle, v chove zvierat a stavebníctve, medicíne a farmakológii. Dnes sa väčšina dreveného uhlia vyrába v malých továrňach. Výroba dreveného uhlia a jeho predaj je ziskový biznis v oblastiach, kde rastú lesy, a dokonca si ho môžete zorganizovať na vlastnej vidieckej stránke.

Proces uhlia

Ako drevné suroviny sa používa nielen palivové drevo rôznych druhov dreva, ale aj odpad z drevárskej či nábytkárskej výroby: hrče, konope, piliny. Rašelina sa používa v mokradiach.

Drevo v procese zuhoľnatenia prechádza tromi fázami: predsušenie, tepelný rozklad a chladenie.

Počiatočné sušenie a zahrievanie surovín v komore je spôsobené teplom dodávaným zvonku. Jeho vlastný proces uvoľňovania tepla (chemická exotermická reakcia) začína, keď teplota dreva dosiahne 280°C. Ďalšie zásobovanieteplo už nie je potrebné.

Hotové uhlie sa po spálení ochladí na teplotu, pri ktorej nie je možné samovznietenie uhlia, teda pod 40°C.

Počas prvého dňa je v zmesi spalín a produktov zuhoľnatenia ešte veľa vodnej pary, ktorá sa uvoľňuje počas procesu sušenia. Zmes sa potom stáva suchšou a môže sa použiť ako dodatočné palivo v tej istej peci alebo, čo je efektívnejšie, v blízkej.

Zariadenia na spaľovanie uhlia

Na výrobu dreveného uhlia sa používajú uhoľné pece rôznych kapacít. Ukázalo sa, že takéto uhlie v procese pyrolýzy, to znamená, že drevo sa spaľuje bez kyslíka.

Uhoľné pece na výrobu dreveného uhlia sa vyrábajú stacionárne a mobilné.

Stacionárne zariadenia používajú pomerne veľkí výrobcovia na nepretržitý proces pyrolýzy veľkých objemov dreva.

Veľké pece sú oveľa produktívnejšie ako mobilné, môžu používať niekoľko druhov paliva, no majú vysoké environmentálne požiadavky.

Pojazdné pece sú neefektívne, majú malú veľkosť a používajú sa buď na miestach, kde sú dostupné suroviny, ako sú miesta na ťažbu dreva, alebo tam, kde je potrebný konečný produkt, napríklad na staveniskách.

Prenosné kachle sú poháňané rovnakým odpadovým drevom, z ktorého sa vyrába uhlie.

AkAk pec beží na odpad, prínos je dvojnásobný a uhlie sa vyrába bez dodatočných nákladov na palivo a spracováva sa odpad, ktorý by sa aj tak musel likvidovať, míňať naň peniaze a čas. Tento typ výroby dreveného uhlia je najlacnejší.

Zariadenie na nepretržité spaľovanie dreveného uhlia

Samostatnou skupinou sú pece na drevené uhlie, v ktorých spaliny zo spaľovania paliva vstupujú do komory, prechádzajú drevom, viažu pary a plyny, ktoré sú produktom sušenia a zuhoľnatenia drevnej suroviny, a odchádzajú von. V nich proces pyrolýzy prebieha najrovnomernejšie, pretože drevo je v priamom kontakte s chladiacou kvapalinou privádzanou zospodu. Ale pyroplyny obsahujú vysokú koncentráciu chemických zlúčenín, ktoré sú produktmi rozkladu dreva, takže na užitočné využitie alebo spaľovanie vedľajších produktov pyrolýzy je potrebné nainštalovať ďalšie zariadenie.

Takto fungujú nepretržite pracujúce vertikálne retorty, v ktorých komore sa hore suší drevo, v strednej vrstve prebieha pyrolýza, úplne dole kalcinácia uhlia a jeho chladenie.

Uhoľné pece s vymeniteľnými nádobami alebo retortami tiež pracujú nepretržite. Princíp fungovania takýchto zariadení spočíva v tom, že každá nasledujúca várka surovín sa zohreje na požadovanú teplotu v dôsledku exotermickej reakcie v predchádzajúcej.

V tomto prípade proces tvorby uhlia prebieha v každej retorte nezávisle od ostatných a pec, do ktorej sa odvádzajú pyrolýzne plyny,umiestnené oddelene od vymeniteľných komôr.

Retorty a pyrolýzne komory sú vyrobené z kovu s tepelnou izoláciou.

Zariadenie na spaľovanie dreveného uhlia s pravidelným cyklom

Najjednoduchším dizajnom pece na drevené uhlie je obyčajný dvestolitrový kovový sud, do ktorého sa vloží drevo a zapáli sa. Dodatočné teplo sa nedodáva a parné plyny sa odvádzajú cez špeciálny malý otvor. Produkcia nekvalitného uhlia s výťažnosťou pod pätnásť percent je špinavá, no prakticky bez nákladov.

Dnes existujú návrhy pecí na drevené uhlie, v ktorých sú steny komory vyhrievané chladivom, z ktorého sa teplo prenáša na palivové drevo v nej. Ide spravidla o pece na drevené uhlie s periodickým cyklom, kde v určitých intervaloch prebieha celý proces spaľovania uhlia: palivové drevo sa nakladá, preuhoľuje, vykladá hotové uhlie, znova sa nakladá palivové drevo atď..

V strojoch so zmiešanou činnosťou sa drevo pravidelne nakladá a hotové uhlie sa vykladá, ale určitá časť dreva je vždy v procese pyrolýzy.

Pece môžu byť vyrobené aj z kovu alebo tehly.

Trojkomorová pec na drevené uhlie

Zmes pary a plynu, ktorá sa vypúšťa z pyrolýznej komory, pri ochladzovaní kondenzuje. Ako prídavné palivo v spaľovacej komore sa používa pyrolýzna kvapalina (kvapalina) a nekondenzovateľné plyny, keďže ešte nie sú široko používané. Stiahnutie stranyprodukty na dodatočné spaľovanie zabezpečuje konštrukcia pece. Efektom tohto dizajnu nie je len úspora paliva, ale aj ochrana životného prostredia.

Trojkomorové pece na drevené uhlie poskytujú nepretržitý cyklus výroby uhlia. V každej komore prebieha jedna z fáz cyklu oddelene a prvotné sušenie suroviny nastáva vďaka teplu, ktoré sa získava pri spaľovaní pyrolýznych plynov. Okrem úspory paliva majú takéto pece mnoho ďalších výhod. Keďže nakladanie dreva a vykladanie hotového uhlia prebieha v rôznych časoch, obsluhujúci personál je zaťažovaný rovnomernejšie. Náklady na trojkomorovú pec sú nižšie ako náklady na jednokomorovú pec rovnakej veľkosti a účinnosť a životnosť sú vyššie vďaka zdieľaniu záťaže.

Takéto zariadenie je určené na dlhodobú prevádzku vo veľkých priemyselných odvetviach a ak je vybavené plynovým kotlom, ako palivo možno použiť piliny a hobliny.

Jednokomorová pec na drevené uhlie

Malé uhlie (do 8 ton za mesiac) možno vyrobiť v jednokomorovej peci. Celý výrobný cyklus závisí od modelu zariadenia a môže trvať 1-3 dni.

Takúto rúru možno použiť v súkromných domácnostiach, v stravovacích zariadeniach, aby sa v malých drevospracujúcich podnikoch likvidoval odpad z výroby a nekvalitné produkty.

Princíp výroby v nich a veľkých priemyselných pecí sa nelíši. Jednokomorové pece sú zvyčajne menšieveľkosti, suroviny sa do nich tiež nakladajú menej, no zaberú aj menej miesta, v prípade potreby sa ľahko prepravujú.

V zahraničí už dlho existuje výroba pecí na drevené uhlie pre domáce použitie. Grilované alebo BBQ jedlá sa pripravujú na trvalo udržateľnom drevenom uhlí.

Funkcie a dizajn pece na drevené uhlie

Výrobcovia uhoľných pecí, zahraniční aj domáci, uvádzajú ako prvú charakteristiku pracovný objem jednej komory a celkový počet komôr v peci. Potom sa zvyčajne uvádza objem palivového dreva s danou veľkosťou a vlhkosťou, ktoré je možné vložiť do pece naraz. Tento ukazovateľ je dôležitý pre súlad s ďalším parametrom – trvaním hlavného pracovného cyklu v hodinách.

Na určenie účinnosti konkrétneho modelu sa pre drevo rovnakého druhu nastavia dva parametre – odhadované množstvo palivového dreva naloženého do pyrolýznej komory a výstup uhlia z nich.

Posledné sú celkové rozmery pece a jej hmotnosť. Ak sa zariadenie nebude prepravovať, tieto údaje nemusia hrať zvláštnu rolu, no počas prepravy môžu byť rozhodujúce.

Spravidla sú jednokomorové kachle pre domácnosť kovový sud položený s miernym sklonom alebo namontovaný na podperách s ohniskom zabudovaným v spodnej časti.

Samotné ohnisko, teleso pece, skriňa potrubia a dvierka šachty sú vyrobené z ocele s hrúbkou minimálne 3 mm a vonkajší plášť je 1 mm.

Obojstranné zvary, ktoréškrupiny tela sú spojené, vystužené bandážami, ktoré sú vyrobené z obdĺžnikovej rúrky, dodávajú konštrukcii tuhosť a dodatočnú pevnosť, ak sa tlak v nádrži náhle zvýši.

Na zníženie tepelných strát sa medzi telo fotoaparátu a vonkajší plášť vkladá tepelnoizolačný materiál. Toto opatrenie zvyšuje účinnosť pece. Steny ohniska sú zvnútra obložené žiaruvzdornými tehlami.

Zariadenia na dodatočné spaľovanie uhlia môžu byť dodané samostatne.

Uhoľná pec „urob si sám“

Samel na stojane je najjednoduchší dizajn, ale pre väčšiu účinnosť a požiarnu bezpečnosť musí byť sud inštalovaný na nehorľavom podklade alebo zakopaný v diere.

Môžete si vyrobiť svoje vlastné pece na drevené uhlie z tehál alebo kovu. Výkres je možné nájsť na internete, rovnako ako pomerne podrobné popisy. Je pravda, že je potrebné pochopiť, že kvalita domácej pece a konečného produktu je oveľa nižšia a nebudú veľké objemy uhlia.

Na letnej chate si môžete vyrobiť uhoľnú jamu alebo si môžete postaviť pec na drevené uhlie zo sudov. Na to je potrebné vykopať jamu takého priemeru, aby sa do nej zmestil sud, ktorý musí byť tiež vyložený tehlami, do dna suda vyrezať otvor s priemerom cca 100 mm a vložiť ho otvor s otvorom dole.

Potom musíte sud obložiť tehlami, štrbiny navrchu uzavrieť ohňovzdorným materiálom, horné dno zaizolovať minerálnou vlnou. To je všetko, môžete si zaobstarať vlastné uhliekrb a gril.

Dvojhlavový dizajn je efektívnejší a spoľahlivejší. Objemom dvakrát menší kontajner sa vloží do veľkého, naplní sa palivovým drevom a pevne sa uzavrie vekom a do priestoru medzi stenami sa nasype jemnozrnný drevný odpad a zapáli sa, potom sa veľký sud je tiež uzavretý vekom, do ktorého je vložená rúrka. Obe tieto rúry sú však vhodné len na vonkajšie použitie a sú od nich dostatočne vzdialené.