Оборудование для производства древесного угля

Окупаемость проекта

При таких цифрах можно говорить о рентабельности в 31%. Скорее всего, нужный темп производства наработается не сразу, и первые месяца три предприятие будет загружено не полностью. В таком случае, окупаемость можно достичь в течение года.

Проект не потребует специализированных знаний, только стартового капитала, усердия, правильного оформления документов и умения договариваться о контрактах. Правильная реклама и удачно выбранные поставщики приведут предприятие к стабильной прибыли и самоокупаемости уже в течение полугода. Рекомендуем посмотреть существующих производителей угля и произвести конкурентную разведку.

19.02.2020

Виды оборудование для изготовления угля

Производство древесного угля как бизнес — является привлекательной идеей. Стартовый капитал не требует значительных затрат, а высокий спрос позволяет быстро найти своего потребителя. Для размещения оборудования достаточно 200 кв. м открытого земельного участка. Обслуживание одной печи требует присутствия бригады из 2-4 человек.

Оборудование по производству древесного угля можно разделить на три группы: стационарное, передвижное, вспомогательное.

Углевыжигательная печь (пиролизная бочка) — основное оборудование процесса производства древесного угля. Именно в данной печи происходит пиролиз древесины. На сегодняшний день печи имеют разную конфигурацию и работают разными методами. Углевыжигательные печи могут быт как стационарными, так и передвижными. Но выходной продукт всегда имеет одинаковые свойства и качество.

Углевыжигательная печь кроме производства несет нагрузку утилизации, принося двойную выгоду. Поэтому передвижные печи удобно использовать на лесозаготовительных работах для безотходного производства, а также на строительных площадках.

Стационарные печи используют для непрерывного основного производства древесного угля, когда нет необходимости менять место расположения. Стационарные углевыжигательные печи от передвижных отличаются внушительными размерами, большим набором выполняемых задач и высокой производительностью. В стационарных печах возможно использование различных видов топлива. А в передвижных — только отходы производства древесины.

Основным видом углевыжигательного оборудования является печь, в которой древесина не соприкасается с газами топочного вида процесса пиролиза. В такой печи древесина находится в отдельной камере с отверстиями, через которые происходит нагрев.

Другой вид углевыжигательной печи оборудован вертикальными ретортами, благодаря которым пиролиз на всех стадиях происходит более качественно. Недостатком такой печи является более высокий уровень выброса отработанных газов в атмосферу. Поэтому такую углевыжигательную печь необходимо дополнительно оборудовать очистными фильтрами.

Углевыжигательная печь для производства древесного угля изготавливается из кирпича или металла. Металл, в свою очередь, изолируется термостойким материалом для предотвращения теплоотдачи. Камеры и реторты изготавливаются из жаростойких металлов.

Печь включает в себя:

• топочный блок: предназначен для сушки сырья;
• углевыжигательный блок: служит для основного процесса пиролиза;
• основание: предназначено для крепления топочного и углевыжигательного блоков;
• пандус: служит для выгрузки емкости с готовым продуктом.

Дровокол (колун) – вспомогательное оборудование, которое используется для заготовки дров. Дровоколы бывают горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных колунах бревно укладывает в желоб и толкается на нож, либо нож движется к бревну. В вертикальных дровоколах бревно размещается стационарно и на него опускается нож. Такой вид колунов имеет более высокий КПД, так как бревно избегает трения.

Автоматическая линия фасовки древесного угля – вспомогательное оборудование, предназначенное для автоматизации и окончания процесса производства древесного угля. Конструкция состоит из приемного бункера с сеткой против попадания головней, вибролотка, ковшового транспортера и накопительного бункера с датчиком объема. Древесный уголь, поочередно проходя по узлам линии фасовки, приобретает товарный вид.

Дозатор весовой – автоматически распределяет заданную массу крупнокусковых углей в мешки. Это позволяет производить фасовку древесного угля в виде конечного продукта.

Сепаратор – распределяет угольную продукцию по заданным размерам для различных нужд и ценовых категорий.

Оборудование, предназначенное для производства древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, благодаря чему происходит экономия электроэнергии. Себестоимость производства угля снижается, повышая прибыть производителя.

Качественно изготовленный древесный уголь сохраняет структуру рисунка дерева, особенно заметны годовые кольца на торце бруска. При постукивании древесный уголь звонко звучит, имеет блестящий черный цвет и малое количество трещин. На качество и количество производимого угля влияет влажность сырья. Из всех марок березовый или дубовый древесный уголь считаются самыми лучшими, так как отличаются продолжительным и ровным жаром при горении.

Отсутствие вредных отходов при производстве и горении позволяет древесному углю оставаться одним из важных топливных продуктов.

Схемы изготовления древесного угля в домашних условиях

Существенно упростить процесс производства угля и избежать значительных финансовых трат на оборудование помогут три схемы его изготовления в домашних условиях:

• на базе дровяной печки;
• в яме;
• при помощи бочки.

Первый способ считается самым простым и имеющим минимальные затраты. Не рекомендуется использовать такой способ в закрытых помещениях. Производство древесного угля требует герметичности используемого оборудования и отсутствия в печи кислорода. Не рекомендуется находиться в помещении в процессе горения дров. При нем активно выделяется опасный для человека углекислый газ, приводящий к отравлениям.

В обычную печь закладывается древесина и поджигается. Как только дрова разгорятся, необходимо прикрыть поддувало вместе с дверцами. Благодаря этому внутри печи создадутся условия, схожие с условиями внутри специализированной углевыжигательной печи. На тление угля уходит порядка 15-20 минут. Сырье потребуется охладить.

Изготовление угля в яме является самым примитивным, но имеющим применение способом. При соблюдении ряда условий имеется возможность добиться конечного продукта с неплохими свойствами.

Процедура изготовления угля в яме состоит из этапов:

1. на открытом участке земли вырывается яма цилиндрической формы шириной 0,8 м и глубиной 0,5 м;
2. дно ямы засыпается песочно-глиняной смесью и тщательно утрамбовывается во избежание смешения сырья с землей;
3. на дно ямы выкладывается материал для розжига, в качестве которого подойдет мелкий хворост с берестом;
4. к смеси хвороста добавляется первая небольшая порция дров без коры;
5. к дровам добавляются заранее очищенные от коры древесные материалы, нарубленные на куски размером 30 см каждый;
6. к прогоревшей порции дров добавляется новая, пока яма не заполнится до самого верха;
7. в процессе прогорания дров необходимо тщательно их шевелить, за счет этого увеличивается плотность их прилегания;
8. на выжиг древесины уходит порядка 1,5 часа, после чего яму потребуется герметизировать, накрыв слоем толстого листового металла, способного прекратить доступ кислорода в яму;
9. остывание угля в яме длится несколько суток;
10. готовое сырье достается из ямы, просеивается и фасуется.

Как получают древесный уголь

Древесный уголь – это продукт пиролиза древесины без доступа кислорода. Процесс выработки древесного угля не представляет чего-то запредельно сложного. При желании его можно получить в кустарных условиях – в обычной земляной яме или металлической бочке. Но качество конечного продукта будет не слишком велико, при этом сам процесс довольно длительный по времени (около месяца) и трудоемкий.

Чтобы добыть древесный уголь, обычно используются отходы древесного производства: сучья, пни, кривые отрезы древесины, щепу и даже опилки. Также для получения древесного угля подходит торф.

В промышленных условиях для обжига древесины применяются специальные печи, в которых сырье проходит три стадии:

• предварительную сушку;
• термическое разложение;
• постепенное охлаждение

Основная хитрость процесса – выдержать определенную температуру. В среднем она не должна превышать 280 градусов Цельсия. В дальнейшем готовое сырье можно использовать как дополнительное топливо на производстве, либо отправлять на продажу.

Древесный уголь в старину был широко распространен в кузнечном деле. Сейчас он находит куда более широкое применение:

• медицина (производство антисептиков);
• химическая промышленность (производство кристаллического кремния, черных и цветных металлов);
• садоводство и сельское хозяйство (в качестве органического удобрения).

Углевыжигательная печь представляет собой вместительную огнеупорную емкость, приспособленную для поддержания определенной температуры. Процесс пиролиза в ней занимает уже не месяц, а вполне разумные несколько часов. Современные печи также построены по замкнутому принципу, то есть переработка древесины в них происходит непрерывно. Устройство действует по принципу реторты: в верхней камере происходит сушка сырого материала, в средней – пиролиз и прокалка угля, в нижней – остывание готового продукта.

Бывают также печи мобильные, предназначенные для переработки отходов на месте лесозаготовок. Как правило, это обычные стальные чаны с периодическим циклом переработки – то есть продукты горения выходят в атмосферу, но бывают и более продвинутые модели: двух или трехкамерные.

Производство древесного угля как бизнес Особенности

Производством древесного угля начали заниматься еще много веков назад, им отапливали дома, использовали на кузнице и т.д. Чтобы открыть такой бизнес, сначала разберитесь с несколькими нюансами.

Итак, древесный уголь – это вещество с высоким содержанием углерода. Получается оно посредством термического разложения органических и неорганических соединений древесины при нехватке кислорода т.е. в вакууме. Для данного рода занятия вам потребуются специальные печи для первичного сгорания сырья. Сгорание в этом случае происходит за счет газа, который образуется в результате пиролиза, но не за счет тления дерева. Проще, говоря, происходит обугливание древесины при температуре около 500 градусов по Цельсию. Вследствие всего разложения многих соединений получаются такие продукты, как: уксусная кислота, ацетон, смола и другие. Именно поэтому в ваш план должны быть включены возможности по производству дополнительных продуктов.

Бизнес идея: производство древесного угля

Во всем мире в год производится примерно 9 млн тонн угля. Поэтому производство древесного угля как бизнес может принести хорошую прибыль. Однако к подобному делу стоит подойти с большим умом. Первое место по изготовлению такого топлива принадлежит Бразилии. В России же наблюдается сильный недостаток этого топлива хотя здесь самые большие лесные массивы, но каждый год производят все лишь сто тысяч тонн угля. Вследствие этого большое количество угля ввозится извне, например, из Белоруссии, Украины, Китая. Так что можете открывать свой бизнес, и он будет пользоваться огромным спросом у потребителей разного возраста.

Технология производства

Прежде чем открыть подобный бизнес, нужно определитесь с несколькими важными моментами. Решите какую именно технологию вы будете использовать при производстве угля и какая у него будет структура. Ежели вы займетесь производством «белого» угля, то его вы можете переправлять в Японию, так как там он пользуется огромным спросом. У кого есть частные дома и камины, то их владельцы обычно используют «красный» уголь. Его производят при невысокой температуре. Из чего же делают древесный уголь? Для его изготовления используют древесину или ее отходы. В общем, уголь лучше всего изготавливать из твердолиственных пород. В последнее время для производства древесного угля стали использовать хвойные деревья, осину и деревья кустарниковых пород.

Суть производственного процесса

Бизнес-идея: производство древесного угля — это популярный бизнес, который будет востребован в абсолютно любом городе. Однако для грамотного ведения бизнеса нужно составить правильный бизнес-план. После того как вы составили бизнес-план учтите и то что угля может выйти гораздо меньше чем вы рассчитывали. В печь может попадать кислород и вследствие этого древесина может сгорать. Также вам нужно очень внимательно следить за организацией, структурой и производством угля для того, чтобы не было недожженной древесины с запахом смолы и трещинами. Следить нужно за этим процессом также для того, чтобы снизить потери угля во время его производства.

Обратите внимание на публикацию: Производство тротуарной плитки как перспективный бизнес

Детали производства 

В этой публикации мы говорим о том, как заработать на производстве и сбыте древесного угля. Здесь мы обсуждаем важные моменты и разбираем некоторые нюансы.

Сейчас нужно поговорить о деталях производства древесного угля. Итак, что касается размещения предприятия, то фабрику по производству угля стоит размещать рядом с лесом, также можно разместить недалеко от лесоповала. Чем ближе ваша фабрика будет находиться к сырью, тем меньше будут ваши затраты на транспортировку.

Оборудование для бизнеса такого типа лучше покупать равномерно. В этом случае приобретение оборудования должно соответствовать промышленным масштабам вашей фабрики. Хорошо, если оборудование будет иметь небольшие габариты. Тогда можно его с легкостью транспортировать для того, чтобы двигаться за лесозаготовительным производством. Также стоит выбирать печи с простой конструкцией. Такие приборы в случае поломки можно будет легко починить если возникнут какие-либо неполадки. Очень хорошо, если ваша фабрика по изготовлению угля будет наносить как можно меньший вред окружающей среде. Поэтому об вопросах экологичности забывать не нужно.

Стоимость комплекта

Для начала производства угля потребуется не только взять в аренду подходящий участок земли, нанять рабочий персонал, но и приобрести оснащение. Самый главный элемент производства — печь. Ее стоимость может варьироваться в зависимости от размеров и объемов перерабатываемого сырья. В среднем такой прибор может стоить около 300000 рублей.

Еще около 60000 рублей уйдет на обустройство территории и установку техники. Также следует запланировать транспортные расходы на доставку. Транспортировка оснащения до места производства может обойтись в 50000 рублей.

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.

Виды углевыжигательных печей

Усовершенствование технологии получения древесного угля привело к появлению специальных печей. Они имеют разную мощность и могут перерабатывать промышленное количество сырья. Различают такие виды:

1. Стационарные. Рассчитаны на большие объемы древесины, могут работать на разных видах топлива.Устанавливаются крупными производителями. Минус такого варианта – необходимость соответствия нормам экологической безопасности.
2. Мобильные. Это компактные устройства небольших размеров, которые легко перемещаются, устанавливаются и просты в эксплуатации. Ими пользуются на лесозаготовительных площадках, в местах строительства. В них удобно использовать древесные отходы в качестве основного источника конечного продукта.

Переработка отходов приносит большую выгоду, так как одновременно утилизируются остатки, и уголь добывается без расходов на топливо.

Мобильная углевыжигательная печь

Оборудование непрерывного действия

Распространенный вид углевыжигательных печей, обеспечивающих цикличность процесса, называют непрерывным. В них образующиеся в результате пиролиза газы снова направляются в древесину, соединяются с парами и газами, еще выделяющимися, и выходят из печи. Эти меры требуются для более равномерного дополнительного прогревания. Минус метода – высокая итоговая концентрация химических соединений. Чтобы их нейтрализовать,желательно установить дополнительное оборудование, которое будет сжигать их. Оно должно располагаться отдельно от основных печей.

По такой схеме работают:

• вертикальные реторты.Снизу происходит прокаливание, в середине – пиролиз, сверху – сушка;
• печи с заменяемыми контейнерами:

Реторты и камеры для углевыжигания собирают из металла с обязательной теплоизоляцией.

Агрегаты периодического цикла

Самым простым вариантом углевыжигательной печи является обычная бочка на 200 л. В ней производится розжиг заложенного сырья, она не подразумевает использование дополнительного тепла. Пар и газ выводятся через отверстие в емкости. Результатом является продукт низкого качества с выходом около 15%, загрязненный, но практически беззатратный.

Еще один вид углевыжигательной печи – с нагревом стен камеры, которая передает тепло закладке. Как правило, это конструкция периодического цикла. В ней происходит следующая последовательность действий:

• загрузка древесины;
• переугливание;
• выгрузка;
• повторение цикла с загрузки.

В таком устройстве часть древесины все время находится в процессе пиролиза.

Переносная углевыжигательная печь периодического цикла действия

Трехкамерная печь

Печь углевыжигательная на 3 камеры позволяет экономно расходовать топливо и не наносит вред окружающей среде. В ней газопаровая смесь выводится из основной камеры, остывает и конденсируется. Образуемая жижка и другие не поддающиеся конденсации газы используются в виде дополнительного источника тепла, добавляясь в топку.

Трехкамерные печи относятся к непрерывным – в каждом отсеке происходит свой этап

Важно то, что в первой камере сушка достигается за счет тепла от горения пиролизных смесей газов. Помимо экономии топлива, такие печи полезны:

• равномерностью использования рабочего персонала, так как загрузка и выгрузка происходят в разное время;
• длительностью использования. При установке на крупных предприятиях и дооснащении газогенераторным котлом оборудование рассчитано на использование опилок для топливного источника;
• наиболее доступной ценой по сравнению с однокамерными вариантами такого же объема, но большей эффективностью за счет распределения нагрузки на разные участки.

Заводская мобильная углевыжигательная печь для домашнего использования

Однокамерная печь

Однокамерные печи позволяют перерабатывать до 8 тонн сырья ежемесячно. Полный цикл требует от 1 до 3 дней работы. Их приобретают как для индивидуального использования, так и для промышленных производств с целью переработки отходов пищевой промышленности, остатков с дерево-перерабатывающих предприятий.

Разница между промышленными образцами и вариантами поменьше для однокамерных печей заключается только в объемах перерабатываемого сырья и легкости транспортировки оборудования. В некоторых странах углевыжигательные печи используют в домашних условиях – такой уголь потом применяют для приготовления блюд на огне.

Схема простейшей углевыжигательной переносной печи

Краткое описание древесного угля

Это пористый продукт с высоким содержанием частиц углерода, который получают путём нагревания различных видов древесины, ограничивая доступ кислорода. Метод сухой перегонки сырья способствует разложению органики, за счёт чего и появляется пламя. При этом горит не сама древесина, а газы, выделяющиеся при пиролизе, – это метанол, смолистые вещества, ацетон и др.

Химический состав древесного угля (ДУ):

• углерод – 85%;
• кислород – 5–15%;
• фосфор – 0,016–0,037%;
• водород – 4,5%;
• зола – 2,5–3%;
• вода – 5%;
• летучие вещества – 15–20%.

Качественный ДУ чёрный с синеватым отливом, с глянцевой поверхностью. На изломе хорошо просматривается структура древесных волокон. Вся поверхность испещрена глубокими трещинами. Их количество увеличивается в зависимости от скорости обугливания. Хороший уголь быстро разжигается и долго отдаёт тепло.

Разновидности угля и где он используется

Древесный уголь широко используется в различных отраслях:

• для топки печей;
• из него изготавливают пищевой краситель;
• в металлургической промышленности он служит восстановителем, с его помощью отделяют металл от руды;
• для изготовления кремния;
• древесный уголь входит в состав косметологических средств;
• в фармацевтике – из этого продукта производят активированный уголь;
• в сельском хозяйстве применяется как удобрение и подкормка для животных;
• для пикника – на углях готовят мясо, рыбу, овощи.

Разновидности ДУ:

• чёрный – производится из мягкой древесины – осины, ивы, липы, ольхи и тополя;
• белый изготавливают из твёрдого дерева – дуба, березы, граба, акации, ясеня;
• красный получают из хвойных пород, его используют для мангала.

Технология изготовления

Производство ДУ происходит в несколько этапов. Для изготовления продукта применяется специальное оборудование – печи или котлы для пиролиза, оснащённые датчиками.

Этапы производственного процесса:

1. Сушка древесины в печи при невысокой температуре от 100 до 150 градусов. Излишки влаги не позволят сырью быстро пройти следующий этап обработки.
2. Пиролиз – нагревание в топе без доступа кислорода до температуры 350–380 градусов.
3. Прокалка – отделение угля от летучих веществ и смол. На этом этапе температура повышается до максимальной отметки – 400–450 градусов.
4. Остывание и последующая фасовка готовой продукции.

Виды сырья

Лучшим сырьём для изготовления ДУ считаются дрова. Чтобы удешевить производство, применяется древесный шлак и отходы. Поставщиками сырья могут быть мебельные фабрики, доки, бумажно-целлюлозные цеха. Качество готового продукта зависит от используемого сырья.

Как организовать мини-производство в домашних условиях

Получить ДУ можно и в домашних условиях. В качестве печи используется большая металлическая ёмкость, например бочка. Она должна быть оснащена плотно закрывающейся крышкой, в которой проделывают отверстия для удаления газов.

Ёмкость заполняют древесиной – крупными ветками, сучьями, закрывают и помещают над огнём. При таком способе производства невозможно контролировать температуру нагрева, а значит, нельзя ручаться за качество готового продукта. Бочка находится над костром в течение 2,5 часов, после чего огонь тушат и дают таре остыть.