Применение древесного угля в строительстве
Наша компания специализируется на разработке и изготовлении оборудования для производства древесного угля из древесины различных пород деревьев, брикетов, а так же отходов лесоперерабатывающей промышленности и сельского хозяйства.
Получить из древесины древесный уголь не сложно. Мы производим качественный древесный уголь, с высокими физико-химическими показателями. Для этого была разработана специальная технология, запатентованная компанией GreenPower.
Основные области применения древесного угля и активного угля
1. В качестве топлива для каминов, мангалов и других подобных устройств.
В отличие от обычного топлива (например – дров), древесный уголь не образует дыма и открытого пламени, если правильно производить розжиг, а дает только необходимую температуру – жар, поэтому его с охотой используют бары и рестораны в своих мангалах для приготовления различных блюд. При этом не требуется ждать, когда дрова перегорят – ведь древесный уголь это уже готовое топливо. Важен и тот факт, что наш древесный уголь так же прекрасно подходит в качестве топлива для домашних открытых каминов. Благодаря отсутствию примесей и высокому содержанию углерода этот древесный уголь долго горит (дает жар) и совершенно при этом не выделяет запахов (дыма) в помещение.
2. В промышленности.
3. В сельском хозяйстве.
4. В строительстве.
В качестве изоляционного материала при строительстве, так как древесный уголь очень гигроскопичен и хорошо поглощает запахи.
5. В качестве антикоррозионных порошков и смазок.
Древесный уголь находит некоторое применение в приборостроении и в полиграфическом производстве, где он используется для шлифовки и полировки деталей и форм. Наиболее пригоден для этих целей уголь из мягколиственных пород древесины, получаемый по специальному технологическому режиму. В машиностроении в ряде случаев употребляется твердая смазка, главным образом графитовая. Древесный уголь, вследствие малого содержания в нем золы и загрязнений, также может быть использован для производства указанной смазки. Для этого уголь смешивается с осадочной смолой, прокаливается при температуре 1400-1500°С, а затем обрабатывается кисло марганцевым калием, серной кислотой или танином.
6. В производстве дымного пороха.
7. В производстве электроугольных изделий.
Электроугольные изделия изготавливают из чистых углеродистых материалов, таких, как нефтяной и пековый кокс, графит, сажа, древесный уголь и т.п., смешением с каменноугольной смолой или пеком. Эти изделия применяются во многих отраслях народного хозяйства. Они используются в электрооборудовании различных двигателей, в электрических машинах, для термических целей, в электровакуумной технике и т.д. Сюда относятся все виды угольных сопротивлений, различные контакты, щетки, изделия для техники, связи и многие другие предметы.
8. В качестве наполнителя для пластмасс.
Древесный уголь может быть использован в качестве наполнителя пластмасс. К пластикам такого типа, где наполнителем служит порошкообразный углеродистый материал, принадлежат, например, некоторые марки фаолита, прессовочные материалы специального назначения и др. В этих пластмассах уголь может заменить дорогостоящий и дефицитный графит. Древесный уголь, как уже отмечалось, является малозольным материалом, очень чистым по наличию посторонних примесей. Он устойчив в химически агрессивных средах и достаточно теплостоек. Уголь-сырец обладает высоким удельным электрическим сопротивлением. При прокаливании угля его электропроводность быстро возрастает, поэтому, прокаливая уголь до разных температур и используя некоторые добавки, можно получать изделия с заданными диэлектрическими свойствами. Прокаленный древесный уголь приобретает значительную адсорбционную активность, что усиливает его главную служебную функцию как наполнителя – адсорбционное упрочение изделия. В основе этой функции лежит изменение механических свойств жидкостей вблизи твердых поверхностей. Молекулы растворенной смолы возле поверхности твердой частицы угля ориентируются под действием адсорбционных сил притяжения. Жидкость вокруг частицы приобретает упорядоченную структуру, ее механические свойства при этом сильно изменяются. При затвердевании эта структура сохраняется и физико-механические свойства образовавшегося твердого тела улучшаются. В производстве неответственных изделий могут быть использованы отходы древесно-угольного производства, т.е. угольная мелочь и пыль, не находившая ранее эффективного применения. Угольная мелочь отличается от товарного угля несколько повышенной зольностью, но это обстоятельство может повлиять только на кислотоупорность изделий, не отражаясь на других свойствах. Связующим элементом для древесно-угольных пластиков могут служить такие смолы, как фенолформальдегидная, фурфуролальдегицная и др. В композицию пресс материалов может входить и древесно-смоляной пек, присутствие которого в небольших количествах улучшает пластичность изделий.
9. В качестве сырья для производства активированных углей.
Активные угли – пористые углеродные тела, создающие при контакте с газообразной или жидкой средой значительную площадь поверхности для протекания сорбционного процесса.
Области применения активных углей: химическая, пищевая, фармацевтическая, топливно-энергетическая, металлургическая, нефтегазодобывающая и перерабатывающая промышленности, а также охрана окружающей среды.
Активированный уголь (AC – activated carbon) предназначен для удаления растворенных органических веществ и улучшения вкусовых качеств воды (удаление запахов и привкусов). Углесодержащие вещества активируются высокотемпературным (800-1000°C) паром или обезвоживающими химикатами. Химическая активация заключается в нагреве исходного материала до 400-500°C в присутствии сильного химического обезвоживающего агента (фосфорная кислота, хлорид цинка или др.). Большинство материалов после этого подвергается кислотной промывке. Кислотная промывка удаляет металлы, золу и другие примеси (например, кремний), которые могут вымываться при эксплуатации.
Активированный уголь – это адсорбент. Свойства адсорбента зависят от:
– площади поверхности;
– размера пор;
– структуры распределения пор.
Адсорбируемое вещество – это вещество, которое должно быть адсорбировано (удалено из воды). Очень важно знать характеристики адсорбируемого вещества, так как по ним можно установить размеры и конфигурацию молекул адсорбируемого вещества. Знать размеры молекул важно по трем причинам: с ростом размеров молекул падает растворимость вещества; с ростом размеров молекул падает адсорбция, так как молекулы не могут проникнуть в поры адсорбента; чем больше молекулы, тем больше требуется времени для их прохождения в поры.
Активированный уголь широко применяется на очистных станциях. Порошкообразный активный уголь, обладающий высокими адсорбционными свойствами, давно используется при очистке природных вод для удаления веществ, придающих воде неприятный вкус и запах. Однако отсутствие простого и экономичного метода регенерации его не позволило использовать такой уголь при очистке стоков. В последнее время появились сведения о применении порошкообразного угля для этой цели. Технология очистки заключается в следующем. Уголь в количестве 240-600 мг/л смешивается с дочищаемой водой, затем в смесь вводятся полиэлектролиты и уголь отделяется от воды в отстойнике. Выделенный уголь регенерируется в паровой среде при 400 0 С.
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:
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:
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:
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.
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:
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.