Древесный уголь: как сделать своими руками в домашних условиях

Пришла весна, а вместе с ней и пора шашлыков. Но что нужно для приготовления вкусного блюда на свежем воздухе?! Конечно продукты! Но нельзя обойтись и без топлива для костра, ведь ароматный запах дымка – это 50 % успеха. Можно взять фруктовые дрова или любые другие, оставшиеся с прошлого сезона. Но лучше всего использовать древесный уголь. У него и расход небольшой, и жар стабильный. Сейчас продается огромное количество подобного сырья, но мы ведь с вами экономные хозяева?! Поэтому я решил написать о том, как сделать древесный уголь своими руками в домашних условиях.

Технология производства

Уголь из древесины в больших объемах потребляют предприятия металлургии, где он применяется для производства сплавов высокой степени чистоты, а также для насыщения металла углеродом, в результате чего повышаются его физические свойства.

В химической отрасли данный продукт используется при изготовлении стекла, различных пластмасс и даже красок. Не обошел уголь стороной и пищевую промышленность, в продуктах питания он часто выступает натуральным красителем, что отображается на их упаковке под кодом Е153.

Такой значительный спрос требует соответствующих объемов производства, поэтому печи для древесного угля, как правило, размещают вблизи либо на территории деревообрабатывающих предприятий. Это понятно, ведь там в большом количестве имеются крупные отходы дерева самых разных пород, что служат сырьем для углежжения.

Если пояснять простыми словами, то технология производства древесного угля призвана решить задачу по получению из древесины углерода как можно более высокой степени чистоты. Для этого все остальные органические и неорганические вещества нужно удалить, что достигается с помощью реакции пиролиза. Ее суть заключается в выделении из сырья всех лишних соединений методом термического разложения при недостаточном количестве кислорода. Но пойдем по порядку.

Всего этапов производственного процесса – четыре (не считая предварительной подготовки сырья):

• сушка при температуре до 150 ºС. Процесс пиролиза, проходящий при более высоких температурах, требует минимального количества влаги в сырье;
• пиролиз, проходящий при температуре 150—350 ºС и недостатке кислорода. Происходит термическое разложение веществ и начинает образовываться уголь. Выделяются пиролизные газы;
• горение (прокалка) при нагреве до 500—550 ºС. На данном этапе из угля выделяются смолы и остатки веществ в виде газов;
• восстановление (охлаждение).

По сути, установка для производства угля представляет собой печь, где протекают все вышеописанные реакции. Ниже на рисунке представлена схема технологического процесса:

Сфера применения

Древесный уголь используется в промышленности в следующих целях:

• для применения в составе фильтров;
• для плавки кристаллического кремния;
• для использования в металлургии (насыщение стали углеродом, получение чистых сплавов);
• для производства стекла, некоторых видов пластмасс, красок;
• для изготовления натурального красителя для пищевой промышленности;
• для изготовления активированного угля;
• для использования в сельском хозяйстве;
• для применения в качестве удобного бытового топлива для печей, каминов, мангалов.

При сжигании в печах и каминах данный вид топлива сгорает практически без языков пламени, обеспечивая ровный и интенсивный жар. Наиболее высоко ценится продукт марки А, который изготавливается из твердых пород древесины.

Важно! Если древесный уголь используется в помещении (для отопления или приготовления пищи), то разжигать его рекомендуется без применения химических средств для растопки. Это позволит избежать появления неприятного запаха и падания в пищу вредных веществ. Розжиг углей в таком случае ведется с использованием бумаги и сухих лучинок.

Печь для древесного угля

Печь для углежжения достаточно сложна, повторить её конструкцию в домашних условиях весьма затруднительно. Корпус цилиндрической или прямоугольной формы имеет топочную камеру, поверх которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит извне, через стенки реторты, при этом в нем используется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на различных режимах показана на схеме:

Промышленная печь для изготовления древесного угля устроена таким образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, пиролизные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Такая очередность соблюдается и дальше, до получения конечного продукта. Получается, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в каждой из которых протекает определенный процесс:

После прокаливания емкости с углем выгружаются и в печь ставятся новые. Перед фасовкой и отправкой на склад изделие проходит операцию дробления до необходимого размера фракции, а при необходимости и брикетирование. Аппарат, где все операции выполняются по данной технологии — это печь для производства древесного угля непрерывного действия. Однако, есть и другая технология, но она более сложная и дорогостоящая, хотя и обеспечивает высокую производительность.

Маркировка продукции

Разница в подходах объясняется высоким содержанием в хвойном сырье смолоподобных веществ, которые при герметичности пиролизного реактора усложнят реализацию технологии.

Из пиролизной продукции первой группы получают уголь, маркирующийся буквой А, с максимальной концентрацией углерода, достигающей 90 %, и минимальным содержанием минеральных компонентов (2,5 %).

Если пиролизу подвергали смесь сырья первых двух групп, то максимальное содержание углерода в древесном угле, имеющем маркировочное обозначение Б, достигает 88 % при такой же зольности.

Если смесь всех пород подвергли углежжению, образуется угольный конгломерат, маркируемый буквой В. Концентрация скелетного углерода в нем достигает максимум 77 %, минеральных компонентов – 4 %, многие другие параметры не нормируются.

Обратите внимание! Наилучшими характеристиками обладает продукция марки А, поэтому ее применяют для последующей активации с целью получения сорбентов.

Хорошие качества демонстрирует уголь группы Б, его и продукцию марки А используют в промышленном органическом синтезе.

Приемлемыми свойствами для удовлетворения нужд большинства потребителей обладает результат воплощения технологии углежжения в том случае, если процесс проводится грамотно. Желающих приготавливать ценный продукт из древесины много. Готовых вникать в особенности реализации идеи на практике бывает гораздо меньше, что может приводить к неприятным последствиям с непредсказуемым исходом.

Изготовление древесного угля в домашних условиях

Информация о домашнем углежжении интересна тем людям, кто занимается ковкой металла с небольших мастерских. Такое чистое биотопливо, как древесный уголь, издавна считается самым лучшим для работы кузнечного горна. Ну и о том, как хорош уголь для шашлыков и барбекю, давно известно всем, только покупать его в магазине выходит дороговато. Исходя из того, что оборудование для производства древесного угля отличается сложностью, дороговизной и громоздкостью, предложим два давно проверенных домашними умельцами способа:

• выжигание угля в бочке;
• углежжение в яме.

Способ изготовления угля в бочке, как и в яме, предполагает тот же технологический процесс пиролиза в замкнутом пространстве при недостатке кислорода. Только в подобных условиях продукт получается не столь чистым по вполне понятным причинам. Большую роль играет и сноровка исполнителя, первые 2—3 порции могут просто выгореть (что случается чаще) или, наоборот, недожечься. Но все приходит с опытом.

Способ углежжения в бочке считается более удобным и технологичным. Итак, чтобы сделать древесный уголь самому, нужна собственно сама металлическая бочка емкостью 200 л, да еще старый пылесос. Подойдет любая другая цилиндрическая емкость из металла, желательно с толстыми стенками, она прослужит дольше. В самом низу емкости просверливают отверстие и врезают штуцер. К нему присоединяется шланг от пылесоса, это будет подача первичного воздуха в зону горения.

Немаловажно подыскать для бочки герметичную крышку. Если таковой нет, надо приспособить для этой цели лист металла, асбестоцемента или другого материала. Еще потребуется длинная стальная кочерга для шуровки дров. Касательно последних, стоит отметить один важный момент. Поскольку в домашних условиях древесный уголь делают подручными средствами, то технология не всегда соблюдается, но вот выдержать невысокую влажность дров – обязательно.

Важно! Свежесрубленная или насыщенная влагой древесина для углежжения не подойдет, будет много дыма, а процесс пиролиза не начнется или будет протекать очень вяло. В результате получите золу либо недожженные дрова. Древесина должна быть сухой.

С дерева снимают кору (она сильно дымит, а угля дает крайне мало) и пилят на чурки длиной до 40 см, чтобы их плотно укладывать в бочку. Затем на ее дне разводят небольшой огонь и включают пылесос, иначе костерок начнет сильно дымить.

По мере того как дрова будут разгораться, надо подкладывать очередную порцию. Следует отметить, что производство древесного угля таким способом – процесс тонкий, тут надо верно уловить момент, когда сырье хорошо разгорелось, но не дать ему прогореть до золы, а добавлять новую древесину. При необходимости можно на время отключать пылесос, а при загрузке более половины емкости трубу подачи воздуха лучше вставить сверху.

Когда бочка заполнена, то она накрывается крышкой, пылесос отключается, а штуцер закрывается заглушкой. Теперь надо выждать, пока процессы внутри закрытого сосуда не закончатся, открывать крышку можно лишь после полного остывания стенок емкости. Удобство бочки в том, что ее можно просто перевернуть и спокойно рассортировать полученный продукт. Часть древесины останется недожженной, но это не беда, она пойдет на следующую загрузку. Остальной уголь просеивают и складывают в мешки.

Выбор и подготовка сырья

Как делают древесный уголь в домашних условиях? Существует несколько способов производства древесного топлива: в яме, в печи или в бочке. Каждый метод имеет свои плюсы и минусы.

Вне зависимости от выбранной методики вначале готовят расходные материалы. Понадобятся:

• сучья, ветки, бумага, шелуха для розжига костра;
• очищенная и высушенная древесина;
• емкость из металла, пластика или дерева;
• инструменты – пила, нож, топор.

Для приготовления древесного угля подойдет не любая древесина. Желательно использовать фруктовые деревья (вишня, яблоня), лиственные (береза, клен, дуб). Хвойные породы не годятся, поскольку они содержат много смолы.

Также нельзя использовать ДСП, МДФ, отходы строительной промышленности – такое сырье содержит клей и другие вредные вещества, а при сгорании выделяет ядовитые пары. Не подойдет для производства угля гнилое дерево и кора – они ухудшат качество готового продукта. Древесный уголь получают путем пиролиза. Дрова должны быть хорошо просушены.

Углежжение в яме

Самостоятельно сделать древесный уголь в домашних условиях или прямо в лесу можно просто в яме. Для получения 2 мешков угля надо вырыть круглую яму ориентировочно 80 см в диаметре и полметра глубиной.

Дно утаптывается ногами, а стенки подчищаются, чтобы топливо не смешивалось с землей. Последнюю не надо отбрасывать далеко, она пригодится в конце.Разница с «бочковым» выжиганием заключается лишь в отсутствии принудительного наддува пылесосом. Дрова берут сухие, длиной 30 см и не больше 7 см в поперечнике, из них на дне ямы раскладывают небольшой костер.

Дальнейшие действия – как в случае с бочкой, сырье подкладывается по мере необходимости. Яму, полную дров, перекрывают листьями или травой, потом присыпают землей и утрамбовывают. Приходить за углем можно через 2 суток, к тому времени он точно остынет.

Основные преимущества

Древесный уголь получают методом пиролиза, сырьем для котoрого выступает древесина. В процессе пиролиза древесину в бескислородной среде нагревают до высоких температур. Готовый продукт поставляется на предприятия и на полки магазина для массового потребления. Он продается расфасованном виде и используется в быту для замены дров при готовке на мангале или в качестве топлива для биокамина.

К преимуществам продукта относятся

:

• отсутствие в его составе вредных веществ (серы, фосфора);
• практически полное отсутствие выбросов в атмосферу: именно поэтому использовать топливо можно в декоративных каминах без дымохода;
• полное сгорание: не образуется большого количества золы;
• высокая теплотворность;
• возобновляемость: растительное сырье восстановимо в природе.

Помещение для хранения угля. РАЗГРУЗКА УГЛЯ НА СКЛАДЕ И ФОРМИРОВАНИЕ ШТАБЕЛЕЙ

Запрещается разгрузка и хранение угля на неподготовленной площадке. Весь уголь, поступающий на склад для длительного хранения, должен быть уло­жен в штабеля (по мере выгрузки его из вагонов) не позднее двух суток со дня его выгрузки. На складе должно осуществляться раздельное хранение углей по видам (камен­ный, бурый уголь), маркам, сортам, классам, кондициям и срокам хранения. При разгрузке угля на складе и укладке в штабель должны быть приняты меры по уменьшению измельчения, распыления и сегрегации. При укладке штабеля грейферным краном и другими механизмами не допуска­ется открывать ковш с углем на высоте более 2 м от поверхности штабеля.

Штабеля на складах следует располагать вдоль направления господствующих ветров, а расходование угля из штабелей необходимо начинать со стороны, противопо­ложной направлению господствующего ветра. Наиболее рациональной является форма штабеля в виде правильной усеченной пирамиды с основанием в виде вытянутого прямоугольника. Формирование штабелей угля лучше всего производить в холодное время года, а в летнее время – после захода солнца или ночью при отсутствии осадков.

Размеры штабеля зависят от применяемых способов его укладки (для рядовых углей с послойным и поверхностным уплотнением, для сортовых—без уплотнения), а также от свойств и сроков хранения угля. В зависимости от склонности углей к окислению рекомендуется следующая мак­симальная высота штабелей: группа угля I (максимальная высота штабеля, м. не ограничена), II (до 10 м), III (до 6 м), IV (до 5 м).

На немеханизированных складах размеры штабелей для углей I группы также не ограничиваются; для углей II группы высота должна быть не более 10 м., длина и ширина штабеля не ограничивается, для углей III и IV групп допускается высота до 2,5 м, ширина не более 20 м, длина не ограничивается.

При закладке угля на длительное хранение необходимо производить уплотнение горизонтальных поверхностей штабеля и откосов, в особенности в их нижней части. Рядовые угли III и IV групп закладываются в штабель с послойным уплотнением через каждые 0,5-1,5 м, с равномерным распределением крупных кусков по мере ук­ладки каждого слоя. Сортовые каменные, бурые угли и антрацит, а также обогащенные угли уклады­ваются в штабель во избежание их измельчения без послойного и поверхностного уп­лотнения. Запрещается также применение скреперных установок при закладке в шта­бель сортовых углей и антрацита.

Закладка в штабеля печорского и сучанского углей марки Ж производится без послойного уплотнения; уплотнение применяется только по верхнему основанию и от­косам штабеля. Для уплотнения применяются катки и вибрационные трамбовки. Уплотнение откосов может производится специальными трамбовками, которые од­новременно могут служить для их выравнивания. Каждый штабель должен снабжаться таблицей с указанием номера штабеля, наи­менования угля, марки, сорта, количества угля в тоннах, время начала и окончания формирования штабелей, зольности, влажности угля и выхода летучих веществ.

Как сделать уголь в бочке: технология, аргументы за и против

Для приготовления угля в бочке тоже проводятся подготовительные работы. Для начала бревна следует очистить от коры и распилить на бруски одинакового размера. Вместо ямы берется емкость из прочного металла. Размеры выбираются индивидуально, исходя из объемов изготавливаемого угля.

Чтобы приготовить древесный уголь в бочке, на дно емкости кладут кирпичи из жаростойкого материала ребрами вверх. Затем между кирпичами разжигают огонь с помощью бумаги, щепок, веток или сучьев. Сверху выкладывают подготовленные поленья до тех пор, пока полученные угли не закроют дно тары так, чтобы не было видно кирпичей. На прогоревшие дрова кладется решетка, а на нее сверху – следующая партия древесного сырья. Брусья следует укладывать плотно друг к другу.

Когда емкость заполнится до краев, ее накрывают металлическим листом. О готовности можно судить по дыму, выходящему из-под крышки: если он приобрел сизый оттенок, значит, уголь готов. По завершении процесса емкость плотно прикрывают и оставляют до полного остывания углей.

Существует другой способ приготовления. В этом случае костер разводят не внутри бочки, а под ней. Необходимо соорудить из кирпичей подобие платформы, уложив на них лист стали или другого негорючего материала. Между кирпичами разводится костер, а сверху устанавливается емкость, заполненная дровами.

Заполнять бочку сырьем следует не очень плотно, чтобы оставались щели для выхода газов при окислении древесины. По окончании выделения газа контейнер следует некоторое время подержать на костре, а затем снять, плотно закрыв крышкой. Полученный уголь остужается постепенно, а затем проверяется на качество.

К плюсам технологии получения угля данным способом следует отнести высокое качество готового продукта – такой уголь подходит и для растопки камина, и для жарки шашлыков. Минус – трудоемкость и сложность процесса.