Виробництво деревного вугілля в сучасних умовах

Високовуглецевий мікропористий продукт, одержуваний при піролізі масиву дерева в спеціальних печах, називають деревним вугіллям. Отримання вугілля з деревини методом впливу високих температур - одна з найдавніших технологій. Ще печерні люди використовували цей продукт, збираючи його на згарищах або виготовляючи спеціально. І скоріше за все, метал вперше був виплавлений випадково, коли рудою виявилися камені, якими обкладали вогнище з тліючим вугіллям. Деревне вугілля, ставши однією з основ розвитку цивілізації на початку Бронзового століття, набув широкого поширення в чорній металургії й інших галузях, в тому числі в харчовій промисловості.

У Росії деревне вугілля виробляли здавна, навіть існувала окрема професія - "углежогі", відома і поширена також в Європі та Азії. Продавали вугілля в лантухах.

Самими ранніми способами одержання вважаються Ямне і купчасте вуглевипалювання. Технології ці були настільки примітивні, що не вимагалося жодних матеріалів, крім води, дров і дерну, але часом процес міг продовжуватися протягом 3-4 тижнів. Крім того, необхідний був постійний контроль, а продукти розпаду, що складають до 2/3 від початкової маси сухої деревини, йшли в атмосферу. Масове виготовлення вугілля такими методами було можливо лише в 17-18 століттях, коли щільність населення була досить низькою, а багато території ще не освоєні. Хоча і в даний час в багатьох куточках Землі донині деревне вугілля виробляється цими способами.

З 19 століття в Росії для отримання вугілля стали використовувати цегляні печі. Вперше вони з'явилися на Уралі, коли стало розвиватися чавунно-ливарне виробництво Демидових. Петербург і Москва забезпечувалися чавунним литтям, виробленим на уральських заводах, що працюють на деревному вугіллі.

Дерево активно переводилося на вугілля , вирубувалися цілі ліси довкола міст. Зрештою, царю Олексію Михайловичу "Найтихіший" довелося накласти заборону на вирубку дерев навколо Москви, щоб уникнути повного винищення лісів.

купчасте вуглевипалювання

При встановленні Радянської влади промисловість прийшла в занепад, і відбулося повернення до вуглевипалювання купчастим способом. Однак тривало це недовго, і незабаром були побудовані найбільші вуглевипалювальні заводи (Амзя, Верхня Сінячіха, молом, Сява), які виробляли великі обсяги вугілля.

Новий розвиток виробництва деревного вугілля почалося в пост перебудований період, коли контролю над вирубками та станом екології практично не було. Підприємці встановлювали металеві печі, звані «бочками», «кострюлями», «ракетами» і т.д., вирубували ліси повсюдно і виробляли вугілля низької якості, який все одно користувався великим попитом. В атмосферу викидалися тонни шкідливих відходів вуглевипалювання.

Сьогодні настав новий етап деревно-вугільного виробництва, так деревне вугілля стало широко застосовуватися в різних сферах народного господарства. Сьогодні деревне вугілля має наступне застосування:

В якості палива для камінів, мангалів, кальянів та інших подібних пристроїв. Так як на відміну від звичайного палива (наприклад - дров), деревне вугілля не утворює диму і відкритого полум'я, а дає тільки необхідну температуру - жар. Причому для приготування різних страв не потрібно чекати, коли дрова перегорять - адже деревне вугілля це вже готове паливо.
В промисловості. Деревне вугілля застосовується в кольоровій металургії (наприклад, для одержання алюмінію, бору і т.д.); у виробництві чистого кремнію, який використовується для отримання напівпровідників; в хімічній промисловості; В металургії, наприклад, як відновник (в деревному вугіллі великий вміст вуглецю ). У виробництві скла, кришталю, фарб, електродів, пластмас. При отриманні деревного вугілля утворюються рідкі побічні продукти у вигляді деревної смоли (дьогтю), з якої отримують: скипидар, харчову оцтову кислоту, каніфоль, метиловий спирт, спиртові розчинники і т.д.
Як кормова добавка в тваринництві
У будівництві. У якості ізоляційного матеріалу при будівництві, так як деревне вугілля дуже гігроскопічне і добре поглинає запахи.
В якості антикорозійних порошків і мастил. Деревне вугілля знаходить деяке застосування в приладобудуванні і в поліграфічному виробництві, де воно використовується для шліфування й полірування деталей і форм.
У виробництві димного пороху. У виробництві димного пороху застосовується вугілля переважно з деревини вільхи або крушини із вмістом вуглецю 72-80%.
У виробництві електровугільних виробів. Ці вироби застосовуються в багатьох галузях народного господарства. Вони використовуються в електрообладнанні різних двигунів, в електричних машинах, для термічних цілей, в електровакуумній техніці і т.д. Сюди відносяться всі види вугільних опорів, різні контакти, щітки, вироби для техніки, зв'язку і багато інших предметів.
В якості наповнювача для пластмас. У пластмасах вугілля може замінити дорогий і дефіцитний графіт. Деревне вугілля, як уже зазначалося, є малозольним матеріалом, дуже чистим по наявності сторонніх домішок. Він стійкий до хімічно агресивних середовищах і досить теплостійкий. Вугілля-сирець володіє високим питомим електричним опором.
В якості сировини для виробництва активованого вугілля. Активні вугілля - пористі вуглецеві тіла, що створюють при контакті з газоподібним чи рідким середовищем значну площу поверхні для протікання сорбційного процесу.

Кустарні вуглевипалювальні установки не можуть забезпечувати продуктом потреби ринку, по наступним обставинам:

Процес виробництва сильно залежить, від зовнішніх факторів, як наслідок нестабільні поставки споживачам деревного вугілля. Погодні умови (взимку довгий нагрів, влітку довге остигання і т.д.). Викиди в атмосферу не залишають байдужими, як місцеве населення, так і правоохоронні органи, що призводить до позапланових зупинок. Відсутність дозвільної документації, так само тягне за собою великі штрафи і систематичні перевірки всілякими інстанціями.
Низька якість одержуваного деревного вугілля. Зважаючи неконтрольованого процесу виходить вугілля з високим вмістом дрібної фракції (до 40%). Фізичні та хімічні показники кожної партії мають істотну відмінність. Низька механічна фракція призводить до того, що кінцевий споживач, не дивлячись на просіювання на підприємстві деревного вугілля, отримує вугілля з великим вмістом дрібної фракції (менше 20 мм.).
Велика витрата деревини на тонну продукції.
Невідповідність нормам охорони праці. «Пекельні» умови шкоди, не дозволяють залучити адекватний обслуговуючий персонал. Як результат, проблеми з обслуговуючим персоналом (нестабільне відвідування, розпивання спиртних напоїв і т.д.)
Експлуатація не можлива поблизу населених пунктів, внаслідок величезних викидів в атмосферу. Проблеми з транспортом, для під'їзду на майданчик, а так само неможливість розфасовки деревного вугілля з ряду причин.

Це лише мала частка всіх причин, чому «кустарне» виробництво деревного вугілля є економічно не доцільно і призводить в результаті до закриття виробництва й величезних збитків. Необхідно грамотно організоване, екологічно чисте виробництво, здатне забезпечити потреби великих підприємств. Будівництво вуглевипалювальних підприємств не тільки розумно, але і необхідно.

Застосування деревного вугілля.

Деревне вугілля для потреб народного господарства може бути виготовлений з кускових деревних відходів лісозаготівель, дров'яної деревини і брикетованих відходів рослинного походження. Тобто фактично сировиною для його виробництва є некондиційна деревина та інші рослинні витрати. При такому підході, витрати на сировинний матеріал будуть мінімальними, а отже і собівартість кінцевого продукту буде низькою по відношенню до ринкової вартості.

Висока рентабельність, «безкоштовна сировина», а де ж підступ, задаєтеся ви питанням. Насправді «підводних» каменів безліч:

По-перше, в більшості випадків, деревне вугілля проводиться «підпільно» та із застосуванням технології використовуваної вже протягом тисячоліть (це не метафора).
По-друге, споживач хоче отримувати вугілля з високими якісними показниками, а виробник - високий процентний вихід кондиційного вугілля, із застосуванням «старих» технологій це неможливо.
У третіх, «кустарне» виробництво є екологічно небезпечним, що виключає можливість експлуатації поблизу трудових ресурсів.
В четвертих, умови праці цього виробництва є «пекельними» і не безпечними для обслуговуючого персоналу.

Перераховувати недоліки народних методів і «кустарних» пристосувань для одержання деревного вугілля можна дуже довго, проте ця статися присвячена не опису проблеми одержання деревного вугілля.

Компанія «Грінпауер» займається розробкою і введенням в експлуатацію обладнання для виробництва деревного вугілля з 2001 року. У 2009 році була введена в експлуатацію вуглевипалювальна піч нового покоління УП «ЄВРО».

Серед переваг печі, перш за все, варто відзначити: