Главное отличие – Уголь против Древесного угля
Уголь и древесный уголь являются углеродсодержащими соединениями. Уголь – осадочная порода. Он в основном состоит из углерода и следовых количеств некоторых других элементов, таких как водород, сера и азот. Уголь, с другой стороны, является нечистой формой углерода, которая получается частичным сжиганием углеродистых материалов в присутствии ограниченного кислорода. Основное различие между углем и древесным углем заключается в том, что уголь является ископаемым топливом природного происхождения, тогда как уголь образуется в результате сжигания углеродистых материалов.
Ключевые области покрыты
1. Что такое уголь – Определение, уголь как топливо, коалификация2. Что такое древесный уголь – определение, разные типы, использование3. В чем разница между углем и древесным углем – Сравнение основных различий
Ключевые слова: активированный уголь, антрацит, битумный уголь, углерод, карбонизация, уголь, уголь, уголь, кокс, ископаемое топливо, лигнит, кусковой уголь, измельчение, пиролиз, суббуминозный уголь, сахарный уголь, синтез-газ
Организация производства древесного угля
В интернете сейчас достаточно много информации о производстве древесного угля. Постараемся на примере разобраться в финансах этого бизнеса.
Что является самым важным в углежжении? Самое важное – это сырьевая база. Если есть наличие сырья на два года, то можно начинать бизнес. Что еще важно? Важно наличие опытного углежога
Что еще важно? Важно наличие опытного углежога
От опыта углежога зависит, сколько м3 древесины потребуется, чтобы получить тонну древесного угля.
Что еще важно? Важно наличие опытного углежога. От опыта углежога зависит, сколько м3 древесины потребуется, чтобы получить тонну древесного угля
Если вы никогда не занимались этим бизнесом, то начинайте с малого, не вкладывайте сразу средства в дорогое оборудование
Если вы собрались продавать уголь в опт или розницу, то вам необходимо зарегистрировать свою деятельность. Проще всего открыть ИП, стоит это 3000 рублей.
Если вы никогда не занимались этим бизнесом, то начинайте с малого, не вкладывайте сразу средства в дорогое оборудование. Если вы собрались продавать уголь в опт или розницу, то вам необходимо зарегистрировать свою деятельность. Проще всего открыть ИП, стоит это 3000 рублей.
Оборудование. Мы для примера возьмем печь без марки, чтобы не заниматься рекламой, с встроенной топкой, с обогревом древесины топочными газами через конвекторы. Печь периодического действия, типа бочки. Примем стоимость приобретения бочки 300 000 рублей, доставка и установка 30 000 рублей. Приобретем сразу две бочки.
Для получения тонны угля потребуется 7,5 м3 древесины. Продолжительность одного цикла примем 65 часов. Сырье – дрова и отходы лесозаготовок.
Дополнительное оборудование – гидравлический дровокол, бензопила, ножовки, топоры, колуны и прочее оборудование стоит 140 000 рублей. Уголь планируем фасовать в бумажные мешки, поэтому приобретаем весовой дозатор и портативную мешкозашивочную машину. Обойдется это оборудование ориентировочно в 200 000 рублей.
Помещение или площадка для установки оборудования
Лучше всего этим бизнесом заниматься поближе к сырью, поэтому разместить печи можно на открытой площадке, мешкозашивочную машину и временное хранение угля лучше сделать под навесом или в помещении. До отправки потребителю древесный уголь должен быть защищен от контакта с сильными окислителями. Древесный уголь относится к 4 классу опасности, поэтому скопление угольной пыли в помещении не допускается.
Для организации бизнеса потребуется:
Договор аренды помещения или земельного участка под размещение печей, согласованный со всеми заинтересованными органами;
Сертификат и документы на печи;
Технологический процесс производства и план деятельности на год;
Должностные инструкции на сотрудников;
Разрешения на выбросы, размещение отходов, сбросы;
Расчет платы за негативное воздействие на окружающую среду;
Договор с лабораторией на проведение экологического контроля.
Условно считаем, что для производства взят в аренду цех, недалеко от лесопилки. Площадь цеха составляет 100м2, стоимость аренды 150 рублей в месяц, в том числе коммуналка.
Сотрудники
Работать собирается сам инициатор проекта и два наемных сотрудника. Размер заработной платы составляет 15000 рублей в месяц. Сдача отчетности – услуги аутсорсинга 5000 рублей в месяц.
Рентабельность бизнеса по производству древесного угля
Расчет бизнеса мы ведем при 100% загрузке и 25 рабочих днях в месяц. Принимаем для расчета производительность одной печи 10 тонн древесного угля за месяц.
Прогнозирование бизнеса – 2 года. Инвестиции в проект составили 908 000 рублей. Стоимость продажи килограмма угля принимаем 15 рублей. Рентабельность 16 %, окупаемость бизнеса 12-13 месяцев.
Удачи в бизнесе!
Виды углей и их свойства
Все угли, добываемые из наших недр и пригодные к сжиганию в топках котлов и печей, делятся на 3 группы:
Из всех перечисленных бурые угли считаются наиболее молодыми, включают в себя множество летучих примесей и отличаются бурым цветом, отсюда и возникло их название. Данное топливо содержит до 70% чистого углерода и до 40% влаги. По этой причине теплоотдача и температура горения бурого угля самые низкие среди прочих. Он легко загорается, поскольку низшая температура воспламенения составляет всего 250 ºС, но и теплота сгорания невысока – около 3600 ккал/кг, а температура сжигания – около 1900 ºС.
Из-за своих низких показателей теплотворной способности ископаемое в естественном виде очень редко используется в качестве энергоносителя для обогрева частных домов. Другое дело – брикетированный уголь, его теплоотдача составляет 5000 ккал/кг.
Следующими по возрасту идут каменные угли, они действительно старше и залегают еще глубже в недрах, чем бурые (до 3 км). Чистого углерода в них – до 95%, воды – 12%, а летучих примесей – до 30%. Благодаря этому теплоотдача каменного горючего составляет 7000 ккал/кг, хотя для его розжига потребуется температура 400 ºС. Данное топливо теоретически сгорает при 2100 ºС, хотя температура горения каменного угля в печи никогда не достигает таких значений. Максимум, что может быть – это 1000 ºС. На практике это самый распространенный вид топлива, применяющийся в качестве энергоносителя для обогрева зданий.
Самый древний и глубокозалегающий вид – это антрацит, на 95% и более состоящий из углерода. Примесей и влаги практически не имеет, отличается наивысшей удельной теплоотдачей (порядка 8500 ккал/кг). А вот разжечь такое топливо непросто: самый низкокалорийный сорт антрацита возгорается при температуре 600 ºС. Теоретическая температура горения – 2250 ºС. Антрацит – отличное во всех отношениях топливо с низкой зольностью и малодымное, но цена его высока.
Разновидности угля и их характеристики
Экономичность и эффективность эксплуатации твердотопливного котла напрямую зависит от вида используемого топлива. Кроме отходов из древесины, в качестве основного энергоносителя часто используется уголь разных видов. Именно поэтому те, кто использует его в качестве основного топлива, должны знать его удельную теплоту сгорания.
Прежде всего, уголь различают по происхождению. В его состав входят различные остатки древних растений и битумных масс, которые подверглись специфическим изменениям во время погружения под землю. Превращение всех этих веществ в эффективное топливо происходило при высоких температурах и в условиях нехватки кислорода. Специалисты отмечают, что к ископаемым видам топлива относятся каменные и бурые угли, а также антрацит.
В этом видео вы узнаете процесс горения бурого угля:
Природный каменный материал
Этот вид топлива возник гораздо раньше, нежели бурый уголь. Большие пласты материала расположены под землёй на глубине 3 километра. В его составе содержится до 97% чистого углерода, а вот количество летучих примесей находится в пределах 35%. Что касается влажности, то в каменном угле её не больше чем 15%. А это положительно влияет на теплоэффективность ископаемого.
В идеальных условиях удельная теплота сгорания каменного угля находится в пределах 2100°C. Но в обычной отопительной печи такой материал сжигается максимум при 1000°C.
Уровень теплоотдачи варьируется в пределах 7 тыс. ккал/кг. Стоит отметить, что этот вид топлива плохо поддаётся разжиганию, так как для этих целей нужно нагреть печь до 400°C.
Этот материал не подойдет для разжигания
Как показывает практика, именно каменный уголь чаще всего используется обычными гражданами для обогрева домов, дач и зданий иного назначения.
Универсальный бурый вид
Среди всех существующих ископаемых углей именно этот вид считается самым молодым. Своё название топливо получило благодаря специфическому бурому цвету. Среди основных его характеристик можно отметить то, что в нём содержится много летучих примесей и влаги — более 40%. Но несмотря на это, количество чистого углерода может достигать отметки 75%. Так как в буром угле содержится много влаги, у него низкая температура горения и небольшой процент теплоотдачи. Воспламеняться топливо начинает при 260 градусах, а вот температура горения может достигать 2000°C. Что касается теплоты сгорания, этот показатель составляет 3600 ккал/кг.
Это интересно: дрова ольховые свойства.
В таком материале содержится много влаги
Но большой популярностью пользуется брикетированная форма этого ископаемого, которая прошла специальную подготовку на крупном производстве. В искусственных условиях производители снижают его влажность, благодаря чему существенно возрастает энергоэффективность. Стоит отметить, что теплоотдача брикетированного бурого угля составляет целых 5 тыс. ккал/кг.
Это одно из самых древних полезных ископаемых, в составе которого практически нет летучих примесей и влаги. А вот количество углерода превышает отметку 95%. Исследования показали, что удельная теплота сгорания угля находится в пределах от 8500 до 9 тыс. ккал/кг — это самый высокий показатель среди всех существующих углей. В идеальных условиях такое топливо сгорает при температуре 2250°C, а вот воспламеняется при 600°C. Стоит отметить, что этот показатель характерен для самых низкокалорийных видов. Чтобы разжечь антрацит, нужно использовать сухие дрова, так как необходимо создать определённый нагрев котла или же печи.
Этот ископаемый материал относится к промышленной категории топлива. Использовать его в обычном котле или печи очень дорого и невыгодно. Несмотря на то, что антрацит выгодно отличается от своих собратьев малодымностью и низкой зольностью.
К тому же такой материал дорогой
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:
- сушка;
- пиролиз;
- прокалка.
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.
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.
ГОСТ 24260-80 Сырье древесное для пиролиза и углежжения. Технические условия
1 файл 457.67 KB
Сырье обязано обладать следующими размерами: толщина – до 18 см, длина – до 125 см. На древесине не должно присутствовать большое количество заболонной гнили (до 3% от общей площади заготовок). Ее наличие снижает твердость материала и повышает его зольность. Не допускается наличие большого количества воды. Это вещество приводит к появлению трещин на поверхности заготовок.
Сушка древесины
В процессе сушки сырье располагают в углевыжигательном блоке. На древесину оказывает воздействие дымовой газ. В результате термообработки температура заготовок повышается до 160 °С. Количество воды, содержащейся в древесине, оказывает влияние на длительность технологического процесса. В результате сушки получается материал с уровнем влажности 4-5%.
Пиролиз
Пиролиз – химическая реакция разложения, заключающаяся в нагреве вещества при недостатке кислорода.В время горения происходит сухая перегонка древесины. Заготовки нагреваются до 300 °С. При пиролизе из сырья удаляется H2O, что приводит к обугливанию материала. При дальнейшей термообработке древесина превращается в топливо, процентное содержание углерода составляет 75%.
Прокалка
После завершения пиролиза продукт подвергается прокалке. Эта процедура необходима для отделения смол и ненужных газов. Прокалка происходит при температуре 550 °С. После этого вещество охлаждается до 80 °С. Охлаждение необходимо для предотвращения самовозгорания продукта при контакте с кислородом.
Как сделать древесный уголь в домашних условиях в бочке своими руками
Как самому сделать древесный уголь? Существует другой способ создания древесного угля. В этом случае нужна будет металлическая бочка. Ее размер зависит от количества необходимого вам угля. Есть 2 способа изготовления такого угля. В первом мы разводим внутри и огонь, а далее процесс такой же, как и в яме. На дно вертикально укладываем кирпичи, а между ними разводите костер и аккуратно добавляете дрова. После этого на кирпичи поставьте решетку и дальше по такому же принципу кладите дрова. Как только бочка полностью заполнится, накрываете листом железа, но оставляете небольшую дырку. Как только все остынет, убираем лист железа и вынимаем угли.
Во втором способе бочку, которая полностью наполнена дровами, накрыть негорячей крышкой. Закрываем почти плотно. Нужно чтобы были маленькие отверстия для выхода газов. Затем устанавливаем бочку на поверхность без земли. Например, поставить несколько кирпичей, а на них уложить лист прочного металла, чтобы мог выдержать бочку. Между кирпичами надо развести костер и начинаем нагревать бочку. Проходит некоторое время и образовывается процесс горения, поднимается газ. Как только газы перестали выходить из бочки, оставляем ее, так как она есть. Затем убираем с огня и закрываем щель в крышке. Оставить до полного остывания. Ваш древесный уголь, сделанный своими руками, готов.
Этапы горения дров
Температура горения любого материала также от этапов этого процесса и того, как он развивается.
Этапы горения:
- Разогрев. Это подготовительный этап перед началом химической реакции пиролиза, то есть горения. Температура составляет 120-150 градусов. На этом этапе из дров испаряется лишняя влага, обугливается древесина. При достижении порога в 250-300 градусов начинается термический распад материала. Огонь не появляется, но выделяется дым.
- Начало пиролиза. Термический распад захватывается цепной реакцией. Из твердых веществ начинает выделяться газ. Появляется красно-желтое пламя. Если дрова довольно сырые, например, это свежесрубленное дерево , то большая часть тепловой энергии будет затрачиваться на выпаривание воды. Это приведет к длительному разогреванию дров, так как температура не будет достигать критических значений возгорания.
- Горение. Оно начинается при условии наличии кислорода и того, что температуры хватает для того, чтобы поддерживать пламя и разогревать материал. Поэтому огонь в печи разжечь легче, чем в костре на улице. Этот процесс будет продолжаться, пока есть материал для распада и поддержания реакции горения, то есть пока есть дрова. В этот момент температура пламени достигает 600 – 1000 градусов, его цвет становится ярко желтым, белым или прозрачным.
- Затухание. Оно начинается, как только один из факторов составляющих горение начинает сходить на нет: наличие достаточного объема кислорода, топлива или необходимая температура окружающей среды.
Наконец, о сжигании угольной пыли
Мелкая фракция, оставшаяся от сырого угля, также является ценным топливом. Проблема заключается в загрузке: большая часть пыли сразу же высыпается в зольный ящик. Если загрузить его поверх дров, доступ кислорода перекрывается, горение ухудшается. В таких случаях можно применить 3 метода:
Дедовский. Порошок древесного угля смешивают с водой, лепят лепешки и сушат на солнце.
Брикетирование. Если у вас много пыли, есть смысл изготовить или заказать шнековый пресс для формования брикетов из древесного угля в домашних условиях.
Добавьте к мелкой фракции воды и загрузите в духовку в старых полиэтиленовых пакетах.
Последний метод самый простой и самый быстрый в реализации. К порошку добавляют воду в соотношении 1: 10, вещество тщательно перемешивают и раскладывают по пакетам. Котел разгоняют до рабочей температуры на дровах, затем в топку загружают 2-3 таких порции. Подробнее о методе рассказано в видео:
Как хранить уголь
При покупке сразу большого количества топлива нужно знать, как его хранить. Если соблюдать правила хранения, уголь не потеряет свои изначальные свойства.
Срок хранения
Приобретать твердое топливо выгодно сразу в большом количестве. Но, как и любой другой горючий материал, уголь имеет срок хранения, который зависит от месторождения и марки.
Интересно, что каменный уголь может миллионы лет находиться в земных недрах без потери своего качества. Однако после добычи он немедленно начинает взаимодействовать с окружающей средой. Наиболее опасна для него встреча с кислородом – то есть окисление. Оно разрушает структуру сырья и приводит его в негодность.
Чем крупнее куски угля, тем больше времени потребуется на окисление. Например, каменный уголь фракции выше 100 мм может храниться без потери качественных характеристик до 3 лет, с размером кусков до 100 мм – около 1 года, а топливо мелкой фракции – меньше 24 месяцев. Фракция 20-40 мм, которую вы можете приобрести в нашей компании, сохраняет свое качество в течение одного сезона. То есть, заготавливать такой уголь на несколько зим не имеет смысла.
Требования к помещению
Идеальное место для хранения – темное, закрытое и хорошо проветриваемое. Материал можно расфасовать в мешки или ящики из дерева. Уголь можно положить во дворе. Для этого используют площадку, в которую засыпают уголь, утрамбовывают для снижения воздушной прослойки. Для продления сроков хранения желательно закрыть топливо крышкой или полиэтиленом.
Рассмотрим на конкретном примере. На отопительный сезон надо 3,5 тонны угля (около 4,5 кубов). Значит, нужно помещение 4 м2 и еще участок для прохода. Желательно, чтобы в помещении была резервная площадка (не меньше 5% от площади). Она понадобится для освежения каменного угля при долгом хранении и охлаждении, если он разогрелся.
Лучше всего, если помещение для хранения угля будет рядом с котельной. Так не придется таскать тяжелые ведра на большие расстояния. В нем должны быть обустроены дренажные сооружения для отвода талых, дождевых и грунтовых вод.
Склад нельзя оснащать разными коммуникациями – газопроводом, источниками тепла, электрическими линиями. Кроме того, он не должен стоять там, где проходят подземные коммуникации – электрические кабели, трубопроводы и так далее.
Всегда нужно помнить о том, что каменный уголь может воспламениться. Именно поэтому при хранении этот фактор обязательно учитывается. Размещать топливо нужно, хорошо уплотняя мелкие кусочки. Ведь самовозгорание, которое возникает из-за проникновения воздуха в слои угля, может спровоцировать пожар. Самовозгорание может возникнуть в местах соприкосновения разных видов топлива, разных марок углей. Также нельзя выгружать свежий уголь на площадку, которая плохо очищена от остатков старого топлива.
Хранение угля в помещении или под навесом помогает сохранить качественные характеристики топлива на больший срок. Но не всегда есть возможность хранить его в закрытых условиях.
Хранение угля на улице
Лучше всего, если вы найдете сухое и темное место для складирования топлива. Это может быть сарай, навес и другие хозяйственные постройки. Можно приобрести специальный бункер – металлический ящик с закрывающимся люком. Подойдут и холщовые мешки (в них будет удобнее переносить уголь к котлу).
Не страшно, если уголь будет храниться и под открытым небом. Что касается осадков – они топливу не страшны. Но для того, чтобы уголь не потерял своих свойств, нужно придерживаться нескольких рекомендаций по складированию материала.
Итак, если вы вынуждены хранить уголь на улице:
- Выбирайте под материал ровную, очищенную от мусора площадку. Она обязательно должна располагаться в незатопляемом, несколько возвышенном месте (чтобы при весеннем половодье или в дождливое время вода не подмачивала уголь снизу). Грунт под материалом должен быть сухим или мерзлым.
- Желательно, чтобы основание под углем было твердым. Можно выложить его кирпичами, плиткой, в конце концов – постелить доски или уложить деревянные паллеты.
- Выбирая площадку, убедитесь, что рядом нет и не предполагается открытых источников огня. Также проследите, что рядом с углем не будет находиться оборудование, которое работает при высоких температурах (например, сварка).
- Перед тем, как засыпать на площадку материал, постелите под ним брезент. Так уголь будет сухим, без снега и листвы.
- Периодически пересыпайте и ворошите материал (особенно во время заморозков). Это необходимо для того, чтобы уголь на открытом воздухе не смерзался.
Как видите, данный материал достаточно прихотлив к условиям хранения. Однако это компенсируется его высокой эффективностью.
Каменный уголь
По времени образования этот вид угля идет следующим после бурого. Он имеет черный или серо-черный цвет, а также смоляной, иногда металлический блеск.
Влажность каменного угля значительно меньше бурого: всего 1-12%. Содержание летучих веществ в каменном угле очень колеблется в зависимости от места добычи. Оно может быть минимальным (от 2%), но может и достигать значений, аналогичных бурому углю (до 48%). Элементарный состав следующий:
- Углерод 75-92%.
- Водород 2,5-5,7%.
- Кислород 1,5-15%.
- Азот до 2,7%.
- Сера 0-4%.
Отсюда можно сделать вывод, что химическая формула угля каменного состоит из большего числа углерода, чем у бурого. Это делает данный вид угля более качественным топливом.
Процесс горения
В зависимости от вида и сорта топливо делится на короткопламенное и длиннопламенное. К короткопламенным относится антрацит и кокс, древесный уголь.При сжигании антрацит выделяет много тепла, но для его розжига требуется обеспечить высокую температуру более легко воспламеняемым топливом, например, дровами. Антрацит не выделяет дыма, горит без запаха, пламя у него низкое.
Длиннопламенные виды топлива сгорают за два этапа. Сначала выделяются летучие газы, которые сгорают над слоем угля в пространстве топки.
После выгорания газов начинает сгорать оставшееся топливо, превратившееся тем временем в кокс. Кокс горит на колосниках коротким пламенем. После выгорания углерода остается зола и шлаки.
