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 | 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.
- 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.
Он дает возможность фасовать древесный уголь в виде конечного продуктаСтоит 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.
Технология производства древесного угля
Производство древесного угля
Технология производства древесного угля относительно проста, но все-таки требует определенной культуры производства и владения особенностями технологических процессов.
|
Для получения угля из древесины, она должна пройти процесс пиролиза, разложения без доступа кислорода. Древесина разлагается, под воздействием нагрева, в реторте – стальной емкости с плотно закрывающимися загрузочными отверстиями, нагрев происходит путем помещения реторты в специальную печь.
|
Газы, которые выделяются в процессе пиролиза, отводятся через специальную трубу от реторты в топочную камеру и там сжигаются. За счет постоянного поступления выделяемого газа в топку, происходит минимальный расход дров для поддержания горения. Пиролиз можно разделить на три основных этапа, которые отличаются между собой по контрольным замерам и видимым признакам.
Сушка древесины – это первый этап. Она происходит при температуре менее 150°С , из сырья выходит влага. Технический процесс как раз начинается с того, что измельченные до нужного размера березовые дрова кладут в реторту, закрывают загрузочное отверстие и ставят в сушильную камеру.Сырье должно соответствовать ГОСТ 24260-80.
|
Для измельчения заготовок до оптимального размера, длина не более 0,5 м и диаметр не более 0,1-0,15 м используют специальный станок — электрической дровокол колун. После того как древесина прошла сушку, реторту, с помощью грузоподъемного механизма (например кран-балки) , перемещают в пиролизную камеру. Там происходит второй этап — собственно пиролиз, сухая перегонка. |
Из-за того что древесина состоит из целого комплекса органических соединений, процесс распада древесины получается весьма сложным.
Органические соединения имеют разный молекулярный вес, поэтому происходящие между ними химические реакции тоже различны. В рамках данного сайта имеет смысл описать лишь в общих чертах эти реакции, так как рассчитывать или детально описывать все эти реакции будет трудно .
|
В общем, в процессе пиролиза проходят последовательные и параллельные химические реакции, которые приводят к появлению новых и разрыву старых, существовавших до термической обработки, связей. Получившиеся в результате новые вещества начинают взаимные реакции. Первым начинает распадаться ксилан, при температуре 150°С, процесс продолжается и при 250°С и более. Этот процесс ведет к обр азованию таких веществ, как уксусная кислота, фурфулол и газы. |
|||||||
|
Кроме этого, на поверхности древесины при температуре 170-200°С начинают расщепляться гемицеллюлозы. |
|||||||
|
Следующим начинает распадаться лагнин, при температуре 200°С , что ведет к высвобождению летучих низкомолекулярных соединений.
Для следующего этапа, прокалки угля, снова потребуется подвод внешнего тепла. |
|||||||
А при 300°С разлагается целлюлоза.Третий этап – прокалка угля. Если на предшествующем этапе происходило образование угля, то на этом смолы в небольшом количестве и много неконденсируемых газов отделяются от образовавшегося угля. Это происходит при температурах от 350 °С и до 550°С . Прокалка проходит все в той же пиролизной камере.
Завершаюий этап — охлаждение, упаковка, хранение. После того как процесс пиролиза закончился реторты с готовым углем с помощью кран-балки вынимают из пиролизной камеры поочередно или попарно, и устанавливаются в кассету для остывания. Время охлаждения изменяется в зависимости от внешних факторов (время года, наличия или отсутствия ветра, осадков). |
Остывшие реторты опять поднимают и вывешивают над фасовочной установкой, после открытия нижних разгрузочных отверстий — опорожняются. Далее уголь проходит отсев от мелких фракций и пыли, фасуется, взвешивается и пакеты с углем зашиваются.
Упакованная продукция хранится на складе до дальнейшей отгрузки потребителям.
Освобожденные от угля реторты снова заполняются дровами и помещаются в сушильную камеру.
Смотрите также:
Производство древесного угля
Мало кого можно удивить тем, чтобы использовать в качестве топлива древесный уголь. В магазинах давно продаются мешки с древесным углем для шашлыка, и каждый уважающий себя дачник и турист хоть раз покупал их, чтобы приготовить мясо или рыбу на мангале.
Без этого не обходится ни один пикник на природе.
Подробная информация от производителя угля на странице Древесный уголь
Но применение древесного угля не ограничивается приготовлением продуктов на углях. Древесный уголь эффективный абсорбент, поэтому его используют в медицине, на производстве фильтров, в химической промышленности. Еще древесный уголь подходит для каминов. Древесный уголь эффективней, чем дрова, занимает меньше места, дает хороший жар, не образует искр и пламени. Тлеющие в камине угли представляют собой приятную картину тепла и уюта. Также свойства древесного угля можно использовать для ковки металла. На производстве и в промышленности тоже часто используют древесный уголь. В домашних условиях измельченный древесный уголь можно использовать для выращивания комнатных цветов. Добавляя порошок из березового древесного угля в землю можно повысить гигроскопичность и предотвратить закисание почвы в цветочном горшке.
Древесный уголь – микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха.
Древесный уголь применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо (удельная теплота сгорания 31,5 – 34 МДж/кг). Древесный уголь классифицирован в системе стандартов – ГОСТ 7657-84 «Уголь древесный».
Производители древесного угля
Спрос на рынке формирует предложение. Появилось много компаний и частных хозяйств, которые специализируются на производстве древесного угля. Все дело в том, что процесс изготовления древесного угля достаточно прост. При наличии качественного оборудования для древесного угля можно легко производить большие партии товара на продажу. Производители углевыжигательных печей для производства древесного угля предлагают широкий ассортимент разнообразных модификаций, которые отличаются друг от друга объемом камеры, количеством камер, это могут быть ретортные печи и соответственно ценой на оборудование. На рынке представлены малогабаритные мобильные модели печей для изготовления древесного угля для бытового использования и большие углевыжигательные комплексы с двумя или тремя камерами, которые позволяют организовать непрерывный цикл производства древесного угля.
Подробная информация от производителя печей углежжения на странице Углевыжигательные печи
Пиролизом, или сухой перегонкой, называется разложение органических веществ путём нагревания без (или с ограничением) доступа воздуха, чтобы предотвратить горение. Также пиролиз – первый процесс, происходящий при горении древесины. Языки пламени образуются за счёт горения не самой древесины, а газов – летучих продуктов пиролиза. При пиролизе древесины (450 – 500 °C) образуется ряд веществ: древесный уголь, метанол, уксусная кислота, ацетон, смолы и др.
Оборудование для производства древесного угля
Современные углевыжигательные печи для древесного угля безопасны для окружающей среды, в них предусмотрена система дожига пиролизных газов, что позволяет в разы снизить вредные выбросы в атмосферу. Печи для производства древесного угля обладают высокой производительностью, поэтому они высокорентабельны. Вложенные средства быстро окупаются, и оборудование в скором времени начинает приносить стабильный доход..JPG)
Производство древесного угля отличная идея для бизнеса с учетом наличия бесперебойной поставки качественного сырья. В качестве сырья для углевыжигательных печей используют дрова. Дрова можно закупать готовые или колоть самостоятельно. Для колки дров можно приобрести дровокольное оборудование, которое позволит быстро и без лишних усилий заготовить достаточный объем дров. Дровокольные станки мощные, обладают высокой производительностью, подходят для любых пород древесины.
Технология производства древесного угля
Технология производства древесного угля основана на бескислородном пиролизе древесины или сжигании дров без доступа кислорода. Он достигается использованием герметичных печных камер, выполненных из толстых листов железа. Если в углевыжигательную печь будет попадать кислород, то на выходе объем древесного угля будет ниже, чем планировалось. Цикл производства древесного угля состоит из нескольких этапов: загрузка дров в камеру печи, розжиг дров в топочной камере, сушка древесины, пиролиз древесины с дожигом пиролизных газов, остывание готового древесного угля, выгрузка угля, фасовка угля по пакетам.
Вместо дров для углежжения можно использовать древесные брикеты, изготовленные из отходов древесины. Это снижает стоимость готового продукта, позволяет получать качественный древесный уголь.
(PDF) Сравнение результатов различных технологий производства древесного угля
Криста Клявиня и др./ Окружающая среда. Технологии. Ресурсы, (2015), Том II, 137-140
140
содержание полученных углей при карбонизации
температуры от 140 до 200 °С от 21,5 до
23,3 МДж/кг, с использованием в качестве исходного сырья осадков сточных вод . [12]
В исследовании Álvarez-Murillo et al. [13] В качестве входной биомассы использовали оливковое
косточки.В результате гидротермальной карбонизации
было получено топливо с наивысшей теплотворной способностью от 22,2 до 29,6 МДж/кг. Это
аналогичный результат, полученный в упомянутом ранее исследовании.
Основным преимуществом этого метода является энергия
уплотнения, которая в противном случае
распределялась бы по массе влажного осадка, что дает возможность
восстановить ценную энергию.
В исследовании Lench Nowicki и Maciej
Markowski [14] проводится пиролиз высушенного осадка сточных вод в реакторе с неподвижным слоем
, и полученный уголь
имеет теплотворную способность 5.6 и 9,8 МДж/кг, при зольности
85,6 и 69,1 мас.%. Пиролиз
проводили при 1000°С. Хотя характеристики исходного материала
, использованного в экспериментах по гидротермальной карбонизации
, не приведены, можно предположить, что для
биомассы с очень высоким содержанием влаги в виде сточных вод
осадка гидротермальная карбонизация возвращает уголь с
теплотворной способностью подходит для использования в качестве топлива.
IV ВЫВОДЫ
Качество производимого древесного угля напрямую зависит от
материала, используемого в качестве исходного сырья.Тем не менее
выбранная технология пиролиза также существенно
влияет на получаемый продукт. В печах периодического действия a
можно подозревать неоднородное качество продукта.
Преимуществом пиролизной реторты непрерывного типа
из экспериментальной оценки является высокая доля массовой конверсии
, составляющая около 60%, в то время как у
более 30% для традиционных технологий периодического действия.
Недостаточно данных для заключения
для сравнения качества полученного древесного угля, так как
использованный материал имеет очень большое влияние.Экспериментальная оценка
промышленного производства в реторте непрерывного действия
показывает удовлетворительные результаты с точки зрения
качества полученного древесного угля. Уплотненная энергия
древесного угля делает его пригодным для использования в качестве
заменителя или добавки в топливную смесь для
энергоемких производств, таких как выплавка металлов.
Однако при работе с древесным углем необходимо учитывать повышенную зольность
.
V БЛАГОДАРНОСТЬ
Работа выполнена при поддержке Национальной исследовательской программы
«Энергоэффективные и низкоуглеродные
решения для безопасного, устойчивого и климатического
снижения изменчивости энергоснабжения (LATENERGI)».
VI ССЫЛКИ
[1] Европейская комиссия, «Климатические действия: международное соглашение
2015 г.», 2015 г. [Онлайн]. Доступно:
http://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/fu
ture/index_en.хтм. [Доступ: 6 марта 2015 г.].
[2] М. Го, В. Сонг. Дж. Бухейн, «Биоэнергетика и биотопливо:
История, состояние и перспективы», Renewable and Sustainable
Energy Reviews, vol. 42, стр. 712-725, 2015.
[3] Латвийские стандарты, «Твердое биотопливо. Определение содержания влаги
. Сухой метод. Часть 2. Общая влажность —
Упрощенный метод», 2010. 4] Латвийские стандарты, «Твердое биотопливо. Определение содержания золы
», 2010.
[5] Латвийские стандарты, «Твердое биотопливо. Определение теплотворной способности
», 2010 г.
газы и частицы из
производство древесного угля/биоугля в различных районах с использованием средних
традиционных и усовершенствованных «ретортных» печей, «Биомасса и
Биоэнергия, том.
72, стр. 65-73, 2015.
[7] В. Бустаманте-Гарсия, А. Каррильо-Парра, Х.Гонсалес-
Родригес, Р.Г. Рамирес-Лозано, Х.Дж. Corral-Rivas, F. Garza-
Oca˜nas, «Оценка процесса производства древесного угля из
лесных остатков Quercus sideroxyla Humb., & Bonpl. в бразильской ульевой печи
», Industrial Crops and Products, vol. .
42, стр. 169-174, 2013.
[8] R. Bailis, C. Rujanavech, P. Dwivedi, A. de Oliveira Vilela,
H. Chang, R.C. де Миранда, «Инновации в производстве древесного угля
: сравнительная оценка жизненного цикла двух технологий обжига
в Бразилии», Energy for Sustainable Development,
vol.17, стр. 189-200, 2013.
[9] Сюн С., Чжан С., Ву К., Гуо С., Донг А., Чен С.,
«Исследование стеблей хлопка и опилок бамбука
»Карбонизация для приготовления древесного угля для барбекю // Биоресурс
Технология, вып. 2014. Т. 152. С. 86–92.
[10] И.Г. Харуна, О. Саного, Т.
Дахо, С.К. Ouiminga, A. Dan-
Maza, «Определение процессов, подходящих для карбонизации и торрефикации стеблей хлопка
путем частичного сжигания с использованием металлической печи
», Energy for Sustainable Development, vol.24, стр.
50-57, 2015.
[11] А. Демирбас, «Определение теплоты сгорания биоуглей
и пирожиров при пиролизе стволов бука», Журнал
Аналитико-прикладной Пиролиз, об. 72, pp. 215-219, 2004.
[12] P. Zhao, Y. Shen, S. Ge, K. Yoshikawa, «Энергетическая переработка
из осадка сточных вод путем производства твердого биотоплива с
гидротермальной карбонизацией», Преобразование энергии и управление
, том.78, стр. 815-821, 2014.
[13] А. Альварес-Мурильо, С. Роман, Б. Ледесма, Э. Сабио, «Исследование
переменных в энергетическом уплотнении косточки оливы путем
гидротермальной карбонизации». ,» Journal of Analytical and
Applied Pyrolysis, p. Статья в прессе, 2015.
[14] Новицкий Л., Марковски М. Газификация пиролизных углей
из осадков сточных вод // Топливо. 143, pp. 476-483, 2015.
Производство и продажа натурального древесного «кускового» древесного угля и ресурсов для производства древесного угля
Введение:
Древесный уголь производится путем нагревания древесины или других органических материалов до температуры выше 400°C (750°F) в среде с недостатком кислорода.Процесс, называемый пиролизом, является экзотермическим, то есть при запуске выделяется тепло. Более летучие элементы в древесине, такие как водород, кислород и некоторое количество углерода, объединяются, образуя газы, выделяющиеся из древесины. Некоторые методы сжигают летучие газы, чтобы предотвратить их утечку в виде загрязнения, в то же время производя избыточное тепло. Другие собирают их для последующего использования в качестве биотоплива. Хотя производство древесного угля, как правило, довольно просто, контроль различных факторов, влияющих на процесс, может иметь большое значение для выхода и свойств конечного продукта.
Используемая древесина, температура нагрева, наличие воздуха и время обработки — все это играет роль. Так что имейте это в виду, когда вы собираетесь сделать свой собственный биоуголь или древесный уголь.
Ссылки:
Горящий уголь
Печи:
Печи для обжига угля представляют собой контейнеры, обычно сделанные из кирпича, земли или металла, заполненные древесиной, которая поджигается внутри печи.Как только горящая древесина вырабатывает достаточно тепла, поток воздуха в печь уменьшается, поэтому процесс карбонизации продолжается, не сжигая всю древесину. Земляные печи могут быть опасны, требуя круглосуточной бдительности, чтобы не допустить утечки тепла от внутреннего огня. Печи для обжига кирпича, широко используемые в некоторых развивающихся странах, могут не обеспечивать надлежащего контроля над теплом и потоком воздуха для эффективного преобразования древесины в древесный уголь.
Металлические печи обеспечивают больший контроль и могут быть портативными, и, как правило, их строительство и обслуживание обходятся дороже.
Ссылки:
Реторты:
Реторта представляет собой герметичный металлический контейнер, заполненный древесиной, похожий на печь для обжига, за исключением того, что тепло поступает извне контейнера. С помощью реторты можно строго контролировать такие факторы, как температура, воздушный поток внутри контейнера и выхлоп. Ретортам обычно требуется внешний источник топлива для нагрева контейнера до точки, в которой начнется пиролиз.Как только реакция начинает производить летучие газы, их можно перенаправить за пределы камеры и сжечь для получения тепла, необходимого для поддержания реакции. Конструкции реторты должны учитывать относительно высокие температуры, необходимые для передачи достаточного количества тепла через стенку контейнера.
Они часто изготавливаются из более толстой стали, чем печи для обжига, чтобы выдерживать высокие температуры.
~ начало страницы ~
Новая технология комбинированного производства древесного угля и электроэнергии путем когенерации
https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.06.019Получить права и содержаниеОсновные моменты
- •
Контейнерная печь RCK (Rima Container Kiln) показала гравиметрический выход: 34% и время карбонизации: 3 часа.
- •
Производство древесного угля составляет около 0,7 т в час на печь.
- •
Теплота сгорания газа составляет 1470 кДж/м 3 при тепловой мощности печи 3 МВт.
Abstract
В данной статье представлен исторический подход к развитию существующих технологий карбонизации биомассы в промышленной эксплуатации в Бразилии, крупнейшей стране-производителе древесного угля в мире.
Весовой выход древесного угля из древесины обычно не превышает 25%; время каждого операционного цикла более семи суток; и менее 50% энергии, содержащейся в сырье, превращается в древесный уголь – остальное выбрасывается в окружающую среду. Производство электроэнергии, связанное с производством древесного угля, в настоящее время в Бразилии отсутствует. В данной статье представлена разработка промышленной технологии полунепрерывного процесса пиролиза, характеризующаяся использованием металлических печей с принудительной вытяжной системой: Rima Container Kiln (RCK).Результаты испытаний относятся к 5-метровым 3 и 40-метровым 3 печам тепловой мощностью 200 кВт (экспериментальный масштаб: 5 м 3 ) и 3000 кВт (промышленный масштаб: 40 м 3). ). Низкая теплотворная способность пиролизных газов составляет 670 и 1470 кДж/м³ соответственно.
Основные результаты: время карбонизации 3 часа; средняя производительность печи 1 тонна древесного угля в час; и гравиметрический выход 35%..jpg)
В этой статье были оценены четыре сценария преобразования выхлопных газов и смолы в электричество: традиционный цикл Ренкина (CRC) и органический цикл Ренкина (ORC), каждый с использованием и без использования лесных отходов.Показано, что наилучшие экономические показатели соответствуют сценарию с применением технологии ОРЦ. Стоимость производства электроэнергии составляет около 30 долларов США/МВтч для ORC и 40 долларов США/МВтч для CRC.
Ключевые слова
Древесный уголь
Пиролизный газ
Когенерация
Электроэнергия
Энергия биомассы
Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)
ООО Элсеви Полный текст4 Все права защищены.Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Недорогое производство древесного угля — CSIRO
Древесный уголь для производства зеленого металла.
На производство металлов приходится около 10% глобальных выбросов углекислого газа. В настоящее время промышленность зависит от угля в качестве топлива для своих энергоемких процессов, включая использование кокса в качестве восстановителя.
Автономное пиролизное оборудование.
Растущее глобальное внимание к сокращению выбросов углерода, новая нормативно-правовая база, финансовые санкции и активность акционеров заставляют производителей металлов снижать свою зависимость от угля и кокса.
Древесный уголь получают путем пиролиза (высокотемпературного разложения) органического материала и могут использоваться вместо угля и кокса в производстве металлов. Основным препятствием является стоимость, поскольку существующие процессы пиролиза ограничены по масштабу и часто требуют сырья в определенной форме.
Наш самоподдерживающийся процесс медленного пиролиза является автотермическим, что означает, что материал в реакторе нагревается только за счет тепла реакций пиролиза и не требует дополнительного тепла в какой-либо форме.
Технология
Наша технология позволяет использовать более крупные реакторы и использовать более широкий спектр сырья из биомассы, что снижает стоимость.
В процессе также образуются ценные побочные продукты, включая бионефть и биогаз.
У нас есть опытно-промышленная установка, способная производить до 1000 тонн древесного угля в год, а также извлекать побочные продукты для дальнейшей переработки в автономном режиме.
Приложения
- Производство чугуна и стали: древесный уголь уже широко используется в Бразилии из-за нехватки региональных запасов угля
- Производство кремния: Древесный уголь обеспечивает более высокую реакционную способность и чистоту по сравнению с коксом.Поэтому производители готовы платить за древесный уголь более высокую цену.
- Производство активированного угля: Древесный уголь используется для производства высококачественного активированного угля, который подходит для удаления примесей из сточных вод и выбросов, например, для удаления ртути из выбросов угольных электростанций.
Интеллектуальная собственность
Мы накопили значительные знания и опыт в области проектирования и эксплуатации реакторов, а также имеем патенты на аспекты самоподдерживающегося процесса пиролиза, которые были выданы во многих странах.
Команда
У нас есть признанный во всем мире опыт разработки новых металлургических процессов, подкрепленный сочетанием возможностей в области химического машиностроения, проектирования и внедрения оборудования, моделирования процессов, ввода в эксплуатацию и эксплуатации пилотных установок, технико-экономической оценки и анализа жизненного цикла.
Другие подобные возможности
Промышленность
Возможность помолвки
Уровень готовности
| Центральный регион | |||||||||
| Район Кампала | Габа, берег озера Виктория 1 погрузчики/погрузчики | (между Коме–берег) Полулиственный лес на часто возделываемых землях, лесная саванна, e. г.,:
|
| Образцы включают растительность с островов озера Виктория, таких как Коме, у которых более мягкие стебли. Древесный уголь островных пород смешивается с древесным углем береговых пород (в основном из Центрального региона). видов деревьев являются лекарственными. Например, Vernonia amygdalina («Mululuza», «Горький лист») — средство от малярии в Центральном регионе. Другое применение: Дрова, древесина, столбы (амбары, линии электропередач), рукоятки инструментов, фрукты, лекарства (кора, листья, корни), корм (листья), мульча, тень; напиток, столбы, брус (строительный), корм для пчел, декоративный, ветрозащитный, живая изгородь, кора, декоративный, теневой брус (ящики, ящики), резьба (посуда, музыкальные инструменты), ульи, мульча. | |||||
| McKay Road, Nateete | 1 придорожный продавец (также владелец бизнеса) | Полулиственный лес на часто возделываемых землях, лесная саванна, например:
|
Виды дерева, найденные здесь, были получены много разных регионов. |  Конечный рынок: здесь производства не наблюдалось. Торговцы купили этот уголь у больших грузовиков-разгрузчиков, уже находящихся в городе. Другое применение: дрова, столбы, столбы, древесина (строительство), рукоятки для инструментов, корм для пчел, мульча стойло) Полулиственный лес на часто возделываемых землях, редколесья, саванны, например: | 0 Combretum spp. Предпочтение отдавалось закупке «северных видов», т. |  е.e., Combretum spp («Ndagi», Bushwillow), потому что они могут быть проданы по более высокой цене за кажущееся лучшее качество. видов деревьев были получены из многих регионов. Другое использование: Дрова, древесина (мебель, строительство), ручки инструментов, затопление), медицина (бар) | |||
| Район Луверо | Киголоба | 1 угольная горелка (также землевладелец), производство и прямое доставка в частные дома | Мягкоствольные деревья центрального района.Также встречается на островах у озера Виктория, например:
|
| Образцы также найдены на островах центрального региона. Деревья были получены из Киголобы. Производитель — мелкий фермер, который рубит деревья на своей частной земле. Другое использование: Дрова | ||||
| Nsero | 1 угольная горелка (также землевладелец участка) производство и прямая доставка в частные дома | Мягкоствольные деревья центрального региона, например:
|
| Деревья Получено от Nsero Производитель — фермер, который срезает фруктовые деревья на своей частной земле.  Artocarpus heterophyllus («Fene/Mufenensi», джекфрут) имеет высокое содержание сока и, следовательно, более высокие шансы плохого пиролиза Другое применение: Дрова, древесина (мебель, тележки, кузова грузовиков, двери), продукты питания (фрукты, семена). | |||||
| Вобулензи (вдоль шоссе Гулу-Кампала) | 3 водителя грузовика (бригада), т. е. логистический персонал | Неприменимо, поскольку исследование на этом участке проводилось на шоссе Кампала-Гулу, о методах транспортировки и логистики |
9 Загрузка и перегрузка грузовиков | ||||||
| Bulera-Busaana | 3 Производители (Местные кочевники, та же команда и семья) | Полулитический лес на часто образующиеся земли, лесной саваннна, например,: |
| Кочевники принадлежали к одной семье, но были из разных поколений. Участие женщин в производстве древесного угля Кочующие угольщики выращивали здесь амарант на участках, ранее занятых земляными печами (то же наблюдение с амарантом в районе Нвоя, недалеко от моста Наминато). | |||||
| Кикумби | 5 производители древесного угля (бригады) и перевозчики (кочевники на короткие расстояния)G., растительности, используемой в производственных процессах Разрешения местных властей на перевозку только древесного угля Породы деревьев, пригодные для перевозки древесного угля | Все местные перевозчики только древесного угля требуют разрешений. Кочевые угольщики, срубленные деревья имеют относительно мягкие стволы, средний возраст деревьев около 30 лет.  | |||||||
| Намивунда | 1 производитель (не землевладелец), производство и прямая доставка в частные дома | Полулиственный лес на часто возделываемых землях, лесная саванна, например: Musanga cecropioides («Kaliba», зонтиковое дерево) ) |
Переговоры между землевладельцами и угольщиками об условиях разрешительного производства. | Древесный уголь был произведен из местных деревьев. Другое применение: оттенок, дрова, фруктовые деревья | |||||
| северный регион | |||||||||
| Nwoya District | MAMINATO BRIST | 6 Carboal Bridgers (команда), массовые производители (междугородние кочевники) | Сухая растительность саванны, лесистая саванна и пастбища саванны, например:
FICUS Natalensis («Мутуба», Натал Рис. |
Инструменты, используемые для обезлесения | Амарант («Накати», шпинат), диетическое дополнение, выращивали здесь кочевники-угольщики на местах, ранее занятых земляными печами. Другое применение: Дрова, съедобные дикорастущие плоды | ||||
РАЗВИТИЕ УСТОЙЧИВОЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)
Абстрактный
Единственный промышленный производитель древесного угля в Хорватии находится в Белише, восточная Хорватия.
В Хорватии также есть несколько мелких и средних производителей древесного угля, использующих традиционные методы производства древесного угля. А именно, все производители, кроме Belisce, имеют традиционные установки и оборудование с низкой производительностью и эффективностью переработки.Таким образом, этот сектор требует обновления и модернизации, чтобы стать конкурентоспособным с другими международными поставщиками. Хорватия также имеет около 400 мелких производителей древесного угля, разбросанных по лесным массивам. На этих производителей приходится около половины национального производства древесного угля (примерно 3000 тонн в год). Устаревшая технология производства древесного угля и низкая эффективность переработки древесины в древесный уголь вытесняют с рынка как мелких, так и крупных производителей древесного угля. Они теряют конкурентоспособность как на входных (древесина), так и на выходных (древесный уголь) рынках в национальном и международном масштабе из-за быстро растущего спроса на биомассу.
Следствием этого являются снижение доходов людей, занятых в этой отрасли, и увеличение числа безработных в сельской местности. Спрос на древесный уголь достаточно велик и быстро растет. Согласно статистике FA 0, мировое потребление оценивается в 40,5 млн тонн в год, из которых 19,8 млн тонн приходится только на Африку. Потребление древесного угля в Хорватии, используемого только в качестве топлива для барбекю в домашних хозяйствах и ресторанах, неуклонно растет в течение последних нескольких лет. Возможности экспорта древесного угля, произведенного в Хорватии, расширяются, но ценовая конкуренция с производителями из Азии, Латинской Америки, а также Болгарии, Боснии и Герцеговины и Сербии делает экспортные устремления довольно сложными.В долгосрочной перспективе ключевым вопросом устойчивого промышленного производства древесного угля является возможность платить более высокую цену за исходное сырье (древесные отходы деревообрабатывающей промышленности и отходы лесного хозяйства). Этого можно достичь за счет увеличения цены на древесный уголь, реализуемый на рынке, и повышения эффективности производства древесного угля.
Деятельность по проекту была разделена на шесть модулей. Информационный модуль включает в себя подготовку CROWEIS и WISDOM. Модуль национального и международного рынка проанализировал, изучил и оценил стоимость сырья, себестоимость производства и цены на древесный уголь.Модуль по технологии и техническим аспектам оценивал техническую, экономическую и экологическую конкурентоспособность существующих технологий и отраслей производства древесного угля. Модуль по экономическим и экологическим аспектам подготовил технические, экономические, экологические и социально-экономические исследования для определения жизнеспособности различных продвигаемых вариантов производства древесного угля. В модуле «Правовая база и институты» был проведен анализ ролей, которые должны играть различные национальные организации в реализации комплексной политики и программ в области использования древесного угля и энергии на базе древесины.Модуль по обучению и повышению квалификации заключался в подготовке специальных учебных и дополнительных материалов, а также в организации международной ознакомительной поездки и учебных курсов в стране.
Результаты и выводы проекта, а также определение будущих действий позволяют сделать следующие рекомендации: Государственное управление по стандартизации должно разработать стандарт качества древесного угля в соответствии с соответствующими европейскими нормами, внедрив их положительные эффекты в наши стандарты. Государственное управление по стандартизации должно создать Технический комитет по древесной биомассе, который также будет отвечать за каменный уголь.Министерству сельского, лесного и водного хозяйства следует обеспечить перевод соответствующих норм ЕС (особенно EN 1860-2:2005) в рамках проекта ФАО и представить его производителям древесного угля, которые затем смогут внедрить их в собственное производство. Министерству регионального развития, лесного и водного хозяйства необходимо создать нормативно-правовую базу для формирования рынка изделий из древесины (лесной биржи), чтобы сделать это сырье более доступным на рынке. Закон о переработке и использовании древесины находится на рассмотрении в парламенте, что создаст правовую основу для создания указанной биржи.
Министерству регионального развития, лесного и водного хозяйства следует продвигать и организовывать проверку торговли деревянными изделиями для обеспечения прозрачности торговли в соответствии с условиями маркетинга. остатки деревообрабатывающей промышленности и лесного хозяйства с целью дальнейшего стимулирования энергетического использования. Министерству экономики, труда и предпринимательства следует внедрить систему поощрения новых технологий производства древесного угля, которые повысят эффективность производства.Фонду охраны окружающей среды и энергоэффективности совместно с соответствующими министерствами в соответствии с оперативной программой на 2008, 2009 и 2010 годы провести тендер на модернизацию и расширение существующих и ввод в эксплуатацию новых угледобывающих предприятий. .Министерству охраны окружающей среды, территориального планирования и строительства следует издать инструкции по выбору места для новых объектов в соответствии с существующими правовыми нормами в отношении строительства во избежание неправильного толкования норм местными/региональными органами самоуправления.
Лесному хозяйству, Службе распространения знаний следует организовать обучение преимуществам, возможностям и ограничениям ассоциаций производителей древесного угля и возможностям обеспечения финансирования модернизации этого производства, включая подготовку руководства. Производители древесного угля должны создать региональные кооперативы и создать национальную ассоциацию производителей древесного угля. производителей древесного угля в Хорватской экономической палате или самостоятельно, чтобы легче и качественнее выйти на рынок. В этот процесс обязательно должна быть включена Хорватская торгово-ремесленная палата.Справочный центр должен быть сформирован либо при лесопромышленном комплексе, либо в региональных энергетических агентствах, которые будут предоставлять информацию о новых технологиях, финансовых возможностях и посредничать в появлении отечественных производителей на внешних рынках.
с передовыми технологиями стала более стабильной на рынке Пиролизный завод Beston
Традиционные технологии производства древесного угля всегда отнимают много времени и имеют более низкую эффективность работы.
В то время как оборудование непрерывного производства древесного угля, производимое Beston Group, может перерабатывать различные материалы биомассы в древесный уголь, такие как древесные отходы, солома, рисовая шелуха, опилки, скорлупа кокосовых орехов, бамбуковая стружка, скорлупа арахиса с использованием зеленого процесса и высокой эффективностью. Кроме того, в нашей печи непрерывной карбонизации используется передовая технология очистки, которая позволяет экономить много энергии при высокой эффективности работы, а также более удобна в эксплуатации. Самым большим преимуществом новейшей машины для производства древесного угля является отсутствие образования вредных газов, вызывающих загрязнение воздуха в течение всего процесса.Кроме того, мы также оснащаем машину устройством рециркуляции остаточных газов, поэтому дым, образующийся в процессе карбонизации, может быть переработан в машину карбонизации для вторичного сжигания, что не только соответствует национальному стандарту выбросов, но и экономит больше энергии.
Древесный уголь из биомассы бездымный, безвкусный, нетоксичный, чистый и гигиеничный, который можно широко использовать для обогрева дома и барбекю. Кроме того, он имеет большой спрос на рынке и имеет высокую стоимость.Этот тип материала может заменить уголь и мазут в нагревательной печи, а также может быть переработан в химические материалы, активированный уголь, кремниевый углерод и т. д. Все это можно использовать в качестве сырья для производства многих полезных вещей. В нашей компании работает профессиональный техник с уникальным дизайном, который объединил уникальные идеи и производственные технологии в единое целое. Таким образом, у нас есть мощная команда, чтобы предоставить вам лучшие продукты.
Экологически чистая машина для производства древесного угля отвечает требованиям общества, а также приносит больше пользы человеку.Более того, завод по производству древесного угля Beston имеет много преимуществ, таких как уникальная структура, большой объем, передовые технологии, короткий период цикла, высокая производительность, хорошая защита окружающей среды, длительный срок службы.