Я начал изготовлять древесный уголь из-за сложившейся ситуации, когда о каменном угле, и тем более коксе в наших краях можно было только мечтать. Но это не отменяло того факта, что для ковки нужно было все равно что-то искать.
Поэтому я решил пойти по двум направлениям поисков, которые могли привести к топливу, альтернативному каменному углю. Попробовал работать с бытовым газом (газовыми горнами), и пытался получить свой древесный уголь, так как его покупка стоила бы мне больших денег. Помогло то обстоятельство, что у меня фруктовые деревья были в достаточном количестве. Мои соседи по даче начали активно строить коттеджи, для этого они освобождали строительные площадки, вырубая и выкорчевывая десятки деревьев, и с радостью отдавая их мне. Однако после изучения вопроса по углю мне стало известно, что для пережога дрова со свежесрубленных деревьев не походят – нужна древесина, хорошо высушенная. Поэтому в качестве теста я начал жечь обрезки просушенных липовых досок – по случаю их у меня оказалось предостаточно.
Как получить древесный уголь в домашних условиях
Что касается бочки – желательно брать бочку с толстыми стенками на 200 литров. В нижней части, возле дна, врезаем штуцер. В моем случае я получил бочку от соседа – в ней уже был ввинчен сгон, так как она использовалась для летнего душа. Через штуцер я сделал принудительный поддув воздуха к бочке.
Здесь я воспользовался старым пылесосом советского производства.
Присоединение к бочке металлической трубой.
Что касается производительности и расхода дров: я использую 3 бочки, первая служит для сжигания угля, две другие бочки – для готовых наколотых чурочек (когда ими наполняю бочку, то ее потряхиваю). Так я получаю относительную норму дров на одну партию угля.
На дне бочки я развожу маленький костер, и пока он разгорается, докладываю дров.
Горение следует все время контролировать. Со временем вы увидите, когда наступает момент, где дрова через поддув достаточно хорошо разгорелись, но не прогорели до золы – тогда-то и нужно докладывать следующую порцию дров. Чтобы поддерживать нужный поддув следует постоянно включать и выключать пылесос. Чтобы посмотреть в бочку, возможно, на землю придется то-то подкладывать, из-за сильного жара и дыма ничего особо не видно. Я сделал подставку из стопки резины для дорожек.
Чтобы закрыть бочку, проще всего взять родную верхнюю крышку – но такой у меня не нашлось, поэтому я подогнал для этого листовую двойку. Чтобы замазать все отверстия, через которые может проникнуть в бочку воздух, я использовал землю, разведенную с водой до густоты раствора. Также у дна я присыпал землей штуцер.
На завершающем этапе посыпки дров всегда есть риск, что нижние слои угля могут быть пережжены в золу, поэтому я не даю дровам верхнего слоя разгореться как следует. Из-за этого дрова в некотором количестве уходят «в брак» – для следующей партии.
Бочку я не открываю до того времени, пока она не остынет по всей поверхности. Если есть какие-то еле теплые места, значит где-то еще горит. Обычно же, когда я вечером герметично закрою бочку, то на утро она уже будет холодной, а значит готовой.
Получать уголь в бочке еще удобно потому, что его удобно выгружать. Для этого просто нужно бочку перевернуть. После получения очередной партии угля в бочке оказывается много золы и мелких фракций угля. Перед тем, как насыпать уголь в мешки, я весь полученный уголь просеиваю.
С одной бочки я получаю два мешка рабочего угля и примерно одну бельевую выварку недожженных дров.
Древесный уголь — биотопливо, пригодное для розжига грилей, печей, мангалов и других установок для приготовления пищи, а также домашних каминов. Для его изготовления потребуются определенные знания и оборудование. Освоив технологию, как сделать древесный уголь своими руками, можно за короткое время без больших финансовых вложений получить отличное сырье для бытового использования.
Отличительные свойства древесного угля
Если сравнивать древесный уголь, например, с торфом или дровами, то он имеет неоспоримые преимущества:
- лучшая теплоотдача;
- отсутствие коптящего дыма и вредных выбросов в воздух;
- низкая стоимость;
- малое количество золы после полного прогорания топлива;
- отсутствие посторонних примесей (серы, фосфора и др.);
- способность долгое время сохранять высокую температуру.
Как выглядит древесный уголь
Древесный уголь получают методом сжигания, а сырьем для него выступает непосредственно древесина. Ее в безвоздушной среде нагревают до высоких температур. Готовый продукт расфасовывается и поставляется на продажу в магазины, на рынки, оптовые базы и т.д.
Благодаря большому количеству положительных качеств, древесный уголь все больше вытесняет другие виды топлива. Для его производства в большом количестве используются специальные выжигательные печи, в которых без доступа кислорода происходит сжигание древесины при высокой температуре. Отсутствие воздуха позволяет сохранить целостность древесных волокон.
Технология изготовления древесного угля в домашних условиях
Если вам не нужен целый прицеп древесного угля, то закупка большими партиями будет не рациональна. Небольшое количество топлива для мангала или печи можно сделать самостоятельно, имея небольшой запас знаний и необходимых материалов.
Выбор сырья
От того, какую породу дерева выбрать для получения угля будет зависеть его качество. Лучше отдать предпочтение бревнам без коры. Таким образом, в процессе прогорания не будет выделяться много дыма.
В качестве экономии, лучше использовать ту древесину, которая имеется в наличии или которую проще достать. Класс качества угля определяется породой дерева и маркируется соответственно:
- «А» — деревья твердых пород, такие как дуб, вяз, береза;
- «Б» — смесь хвойных деревьев твердыми породами;
- «В» — мягкие породы, ольха, пихта, тополь и др.
Для изготовления древесного угля подходит береза
Самый распространенный и доступный вид древесины — береза. Из нее получаются отличные угли, имеющие высокую теплоотдачу и ровный жар.
Получение древесного угля путем пережигания древесины в яме
Для изготовления древесного угля своими руками в яме нужно подготовить сырье и само место его закладки. Очищенные от коры бревна распиливаются. Чем меньше будет размер бревен, тем качественней потом получится уголь. Лучше, чтобы габариты каждой заготовки не превышали 25 см.
Далее выкапывается цилиндрическая яма размерами 60 см в глубину и 70 см в диаметре. Такого объема хватит, чтобы получить примерно два мешка топлива. Стенки ямы должны быть точно вертикальными. Дно хорошенько уплотняется ногами или какими-либо подручными приспособлениями. Это нужно для того, чтобы впоследствии земля не смешалась с углем.
Когда яма подготовлена, в ней нужно развести костер. Для этого подойдет хворост или сухая кора. Нельзя использовать для розжига химические средства. Главная задача, чтобы дно было полностью покрыто ветками, поэтому постоянно нужно добавлять новые, по мере прогорания предыдущих.
В разгоревшийся хорошо костер выкладывается древесина. Поленья кладутся как можно плотнее друг к другу. Когда первый слой прогорит, сверху на него подкладываются новые бревна и так до тех пор, пока яма не заполнится доверху.
Время, когда поленья превратятся в уголь, зависит от плотности древесины. Их твердых пород получится более качественный уголь, о времени для их прогорания уйдет больше. Время от времени нужно разгребать прогоревшие бревна шестом или длинной палкой.
Спустя 3-4 часа яма из бревен должна полностью прогореть. Готовое топливо перед расфасовкой оставляют до полного остывания. Для этого уголь забрасывают свежей травой, сверху накидывают землю и все хорошо утрамбовывают.
Древесный уголь в бочке
Так же как и для выжигания угля в яме первоначально необходимо подготовить древесину. Бревна очищаются и распиливаются. Также нужно подготовить бочку из толстого металла. Объем выбирается индивидуально, по принципу какая есть или сколько угля планируется заготовить. Есть два способа изготовления древесного угля своими руками в бочке.
- На дно емкости укладываются жаростойкие кирпичи ребрами вверх. Между ними разводится костер с применением бумаги, щепок, хвороста и др. Сверху выкладываются подготовленные бревна до тех пор, пока угли не закроют поверхность кирпичей. На прогоревшую древесину кладется металлическая решетка, а на нее следующая партия поленьев. Между бревнами и их слоями не должно быть больших зазоров. Как только бочка заполнится доверху, а на поверхности появится пламя, ее закрывают металлическим листом или крышкой. По цвету выходящего дыма определяют готовность углей. Если он сизого цвета, то бочку плотно закупоривают и оставляют топливо остывать. После угли достают и пользуются по своему усмотрению.
- Подготавливают платформу, на которую установится бочка. Для этого на кирпичи укладывается лист из негорючего материала, например, стали. Между кирпичами разводится костер. Сверху устанавливается бочка наполненная дровами. Емкость закрывается не полностью. Щели необходимы для выхода газов в процессе окисления древесины. Когда процесс выхода газов прекратится, бочку на некоторое время оставляют на костре, затем снимают, а газоотводные отверстия плотно закрывают. В таком виде уголь оставляется до остывания, потом проверяется на готовность и качество.
Древесный уголь в бочке
Процесс изготовления древесного угля в домашних условиях достаточно трудоемкий, но в результате получится отличное биотопливо без вредных примесей.
Сфера использования древесного угля
Домашнее использование древесного угля далеко не единственная сфера его применения. Выжженную древесину можно применять в промышленности для следующих целей:
- для «начинки» фильтров;
- для насыщения стали углеродом, получения чистых сплавов;
- для производства стекла, пластмасс и др.;
- в фармацевтике для изготовления активированного угля;
- для создания натуральных пищевых красителей;
- для использования в сельскохозяйственных нуждах.
Значительная концентрация углерода делает древесный уголь сильным восстановителем. Такие свойства позволили применять его в металлургии, химической, лакокрасочной и электротехнической промышленности.
Уголь, называемый древесным, – это продукт термического преобразования древесины, которое происходит без доступа воздуха, чтобы не было обычного горения.
Производственная технология предполагает использование специального оборудования. Для изготовления древесного угля своими руками нужна не только сноровка, но и полное понимание сути процесса, а также подходящие агрегаты и приспособления.
Что такое древесный уголь
Уголь из древесины, так же как и любой другой, содержит преимущественно углерод. Главной характеристикой древесного угля, определяющей сферы его использования, является высокая пористость. При термической реакции в среде без кислорода или с небольшим его содержанием образуется углеродный каркас, в большой мере похожий на природную структуру капилляров в стволе дерева.
Наличие большого количества микроскопических полостей объясняет отличную поглощающую способность продукта. Если в порах присутствует кислород, то материал легко горит с выделением тепла.
Массовая доля углерода в схожих объектах составляет:
- древесный уголь – 50 %;
- торф – около 60 %;
- каменный уголь – чуть больше 80 %;
- антрацит – около 95 %.
В свежеполученном древесном угле суммарное содержание кислорода и азота достигает 44 %, что является максимальным показателем при сравнении с угольными ископаемыми.
При хранении в окружении теплого воздуха в течение одного часа уголь, только что полученный из древесины, может увеличиться в массе на 2 % за счет поглощения кислорода. Если объем порции изначально был большой, то нельзя исключить реакции самовозгорания. Поэтому продукт, сделанный из древесного сырья, сначала стабилизируют в специальном режиме, затем упаковывают и хранят в безопасных условиях.
Технология процесса
Получать угольную массу из древесины научились интуитивно в древнейшие времена, сначала закладывая дрова в ямы, затем в кучи на поверхностных площадках. Сверху собранную древесину засыпали землей, оставляя небольшие отверстия. Процесс называли углежжением. Название сохранилось до настоящего времени для обозначения полукустарной производственной технологии или кустарной, реализуемой в домашних условиях.
Со временем оснащение, автоматизация реакции карбонизации (углежжения) приобрели цивилизованный вид, позволяющий исключить доступ воздуха, обеспечить контролируемое нагревание реакционной массы до требуемых температур, поддерживать постоянство термического режима.
Обратите внимание! Процесс получения древесного угля с использованием современных технологий называется пиролизом.
При механизированной термодеструкции параллельно образующиеся газы и жидкости выводятся из рабочей зоны. Из них получают ценные продукты или сжигают, используя образующееся тепло для нагревания реактора.
В связи с отличиями в технологиях получения древесного угля методом пиролиза и углежжения стандартом оговорены особенности допускаемого к переработке сырья.
Для пиролиза позволительно две группы пород:
- первую составляет древесина березы, бука, ясеня, граба, вяза, дуба, клена;
- вторую – сырье из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.
В углежжении применяют три группы пород, первая из которых такая же, как для пиролиза, вторая состоит из древесины хвойных деревьев, третью составляют исходные материалы из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.
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.
Как сделать в домашних условиях
Как же делают древесный уголь кустарным способом, располагая производство на приусадебном или дачном участке? Существует два самых распространенных способа.
В яме
Можно вырыть во дворе яму в месте, расположенном на отдалении от строений. Если нужно получить два мешка угля, глубина ямы должна достигать полуметра, ширина – 80 см. Дно следует хорошо утрамбовать ногами или специальным приспособлением. Когда углубление готово, в нем можно разжигать костер из мелких веток, постепенно забрасывая дрова средних размеров.
Важно! Нельзя допускать попадания коры с деревьев. Она при горении выделяет много дыма и ухудшает качество готовящегося древесного угля.
Новую порцию следует добавлять тогда, когда предыдущая часть прогорела и существенно уменьшилась в объеме. В течение нескольких часов нужно яму полностью загрузить дровами, периодически их уплотняя. Когда дрова прогорят по всей высоте ямы, сверху нужно закрыть ее свежей травой, слоем земли и опять утрамбовать. В таком виде самодельный «реактор» будет остывать пару дней, по окончании которых можно извлечь готовый уголь.
В бочке
Если в хозяйстве найдется металлическая бочка с толстыми стенками, не содержащая остатков химикатов или нефтепродуктов, можно обойтись без выкапывания ямы.
При большом объеме бочки на дне имеет смысл уложить слой из огнестойких кирпичей, затем между ними развести костер и постоянно подкладывать дрова, не забывая об уплотнении. Когда слой кирпичей будет полностью покрыт, сверху на дровяное скопление укладывают решетку, которая хорошо пропускает тепло и пламя. На решетку можно погружать в бочку очередную порцию дров до тех пор, пока емкость не заполнится.
Когда воспламенится верхний слой, конструкцию нужно закрыть почти плотно листовым металлом, оставив совсем небольшую щель сбоку. Полной герметичности добиваться не нужно, да и сделать это невозможно. Выделяющийся дым в какой-то момент начнет приобретать сероватый цвет, в это время лист нужно сдвинуть так, чтобы щель закрылась. Углежжение можно считать выполненным. Как только бочка совсем остынет, можно вынимать готовый продукт.
Другая технология приготовления древесного угля также предполагает использование бочки, кирпичей и металлической или любой другой термостойкой крышки.
Разница сводится к тому, что огонь разжигают не внутри, а на земле между кирпичами, на которых установлена емкость. Чтобы воспламенились дрова внутри, костер снаружи должен гореть интенсивно и долго. В нижней части бочки предварительно следует сделать отверстия для поступления некоторого объема воздуха. В течение всего времени бочку нужно держать плотно закрытой, только в конце углежжения крышку можно снять и вынуть образовавшийся уголь.
В печке
Если потребность в дровах не очень большая, вполне можно довольствоваться обычной печью. Заглядывая в топку, следует дождаться момента, когда дрова станут полностью красными, затем щипцами вытащить их и погрузить в металлическое ведро или керамическую емкость, которые нужно быстро и плотно закрыть крышкой. После остывания уголь будет готов.
Для увеличения получаемой порции древесного угля можно загрузить в топку большое количество дров, дождаться полного возгорания, а потом закрыть поддувало, двери, заслонки и подождать минут 10. По окончании этого времени можно открывать дверцы и аккуратно доставать угольные кусочки.
Применение
Древесный уголь производится в небольшом количестве в промышленных масштабах и домашних условиях.
Продукт, сделанный самостоятельно, чаще всего используют как топливо, которое выделяет при сгорании большое количество теплоты. Количество энергии в два раза превышает то, которое образуется из обычной древесины. Любители шашлыков кладут такой уголь в мангалы для получения стабильного пламени, равномерно горящего без выделения ядовитых газов. Дополнительное преимущество такого топлива заключается в том, что оно сгорает до конца, не оставляя золы.
Уголь из древесины, полученный промышленным образом, подвергают активированию с целью получения широко известного сорбента. Исходный уголь уже сам по себе демонстрирует большую поглощающую способность, что позволяет применять его в фильтрах, в качестве компонента кормов животных и как пищевую добавку в составе продуктов питания человека.
Значительная концентрация углерода делает продукт пиролиза сильным восстановителем, что позволяет применять его в металлургии, химической, стекольной, лакокрасочной и электротехнической промышленности.
