Глава 11 – Брикетиране на дървени въглища
11.1. Свойства на фините въглища
11.2. Техники на брикетиране
11.3. Икономика на брикетирането
11.4. Брикетирането като домашна промишленост
11.5. Използване на фини въглища без брикетиране
Транспортирането и манипулирането на дървени въглища до точката на употреба произвежда фини частици, които могат да възлизат на около 10% от теглото в най-благоприятните случаи и 20% или повече в най-лошите. Колкото повече се обработват дървените въглища и колкото повече етапи на транспортиране, толкова повече фини частици се произвеждат.
11.1. Свойства на фините въглища
Фините въглища имат много по-ниска чистота от дървените въглища на бучки. Глобите съдържат, освен дървени въглища, фрагменти, минерален пясък и глина, събрани от земята и повърхността на дървата за огрев и кората им. Финият въглен на прах, произведен от кора, клонки и листа, има по-високо съдържание на пепел от обикновените дървени въглища. По-голямата част от този нежелан материал с висока пепел може да бъде отделен чрез пресяване на фините частици и отхвърляне на маломерен материал, преминаващ, да речем, през сито от 2 до 4 mm. Този фин материал все още може да съдържа повече от 50% въглен в зависимост от нивото на замърсяване, но въпреки това е трудно да му се намерят приложения. Материалът, задържан на ситото, ще бъде предимно фрагменти от добри дървени въглища и след смилане с чук е подходящ за брикетиране. Фините частици не могат да бъдат изгорени с обичайните прости методи за изгаряне на дървени въглища и следователно са повече или по-малко непродаваеми. Но ако глобите могат да се използват напълно, общото производство на дървени въглища ще нарасне с 10 до 20%. Брикетирането – превръщането на фини частици в бучки дървени въглища – изглежда очевиден отговор. За съжаление досегашният опит показва, че въпреки че е технически възможно да се брикетират фините въглища, икономическите аспекти обикновено не са благоприятни, освен когато цената на дървените въглища на бучки е много висока и фините въглища са достъпни на много ниска или нулева цена.
11.2. Техники на брикетиране
Брикетирането изисква свързващо вещество, което да се смеси с фините частици въглен, преса за оформяне на сместа в торта или брикет, който след това преминава през сушилня, за да се втвърди или втвърди чрез изсушаване на водата, така че брикетът да е достатъчно здрав, за да бъде използвани в същия уред за изгаряне като обикновените дървени въглища на бучки.
Въгленът е материал, на който напълно липсва пластичност и следователно се нуждае от добавяне на слепващ или агломериращ материал, за да може да се образува брикет. За предпочитане е свързващото вещество да бъде запалимо, въпреки че може да бъде подходящо незапалимо свързващо вещество, ефективно при ниски концентрации. Нишестето се предпочита като свързващо вещество, въпреки че обикновено е скъпо. Високопластичните глини са подходящи, при условие че се използват не повече от около 15%. Катран и катран от дестилация на въглища или от реторти с дървени въглища са били използвани за брикети със специално предназначение, но те трябва да бъдат отново карбонизирани преди употреба, за да се образуват правилно свързани брикети. Те са с добро качество, но скъпи за производство.
Пресата за брикетиране трябва да бъде добре проектирана, здрава и способна да агломерира сместа от дървени въглища и свързващо вещество в достатъчна степен, за да може да бъде обработена през процеса на втвърдяване или сушене. Производството на брикети трябва да оправдава капиталовите и текущите разходи на машината. Машините за брикетиране на дървени въглища обикновено са скъпи прецизни машини, способни на висока производителност. Използвани са преси за производство на тухли, но не изглежда да има търговски ефективни, наистина евтини машини за тази цел. Въгленът е доста абразивен, така че оборудването за пресяване на фини частици, смилане, смесването им със свързващо вещество, брикетиране и т.н. трябва да бъде устойчиво на абразиви и добре проектирано.
Свързващите вещества, които са били изпробвани, са много, но, както беше посочено, най-често срещаното ефективно свързващо вещество е нишестето. Около 4-8% нишесте, направено на паста с гореща вода, е достатъчно. Най-напред фините частици се изсушават и пресяват. Малките глоби се отхвърлят и по-големите се смилат с чук. Този прах се смесва с нишестената паста и се подава към пресата за брикетиране. Брикетите се сушат в непрекъсната пещ при около 80°C. Нишестето се втвърдява чрез загуба на вода, свързвайки въглищата в брикет, който може да се обработва и изгаря като обикновени дървени въглища на бучки в битови печки и решетки. Като цяло брикетите не са подходящи за използване като промишлен въглен в доменни пещи и леярски куполи, тъй като връзката се разпада при леко нагряване. За това са необходими брикети, свързани с катран или катран и впоследствие карбонизирани в пещи за дървени въглища, за да се получи металургичен брикет от дървени въглища с подходяща якост на смачкване. Цената е твърде висока, за да може процесът да намери индустриално приложение в повечето страни.
Възможно е да се добави материал за подпомагане на изгарянето на брикети, като восъци, натриев нитрат и т.н., по време на производството, за да се получи по-приемлив продукт. Също така глина като свързващо вещество, силициев диоксид и т.н. могат да се смесват с фините частици, за да се намали цената на брикета. Това, разбира се, понижава калорийната стойност и е просто форма на фалшификация, за която потребителят плаща, въпреки че може да се твърди, че изгарянето се подобрява. Но добре направените брикети са приемлив и удобен продукт. Фактическата липса на фини частици и прах и тяхната еднородност са привлекателни за целите на барбекюто. Като цяло те се продават на приблизително същата цена на килограм като дървените въглища на бучки на пазарите с високи цени и имат повече или по-малко същата калорична стойност като търговските дървени въглища с 10-15% съдържание на влага.
Успешните брикетни операции се срещат предимно в развитите страни. Пример за това е промишлеността, базирана на карбонизация на дървени стърготини и кора в южната част на САЩ, използвайки въртящи се пещи с множество огнища, които произвеждат около 25 до 50 тона фин дървен въглен на ден. В брикетиран вид тези дървени въглища, предназначени за барбекю, могат да се продават в търговските обекти. Газовете от пещта се изгарят, за да се получи пара от електрическа енергия, като по този начин се трансформират отпадъчните дървени стърготини и кора в два полезни продукта, електричество и брикети от дървени въглища. Замърсяването на въздуха и проблемите с изхвърлянето на отпадъци са сведени до минимум в същото време.
11.3. Икономика на брикетирането
Цената на брикетирането зависи главно от три фактора. Цената на фините дървени въглища, доставени в завода, готови за обработка, цената на свързващото вещество и честотата на капиталовите разходи. Глобите, които обикновено имат малка стойност, обикновено се считат за нулеви разходи, за да оправдаят инвестицията в завода за брикети. Това обаче не е вярно, защото доставката на глобите към завода от източници, дори и близки, струва пари. Ако не всички глоби са получени от собствени операции на брикетиращата организация, ще се установи, че цената на закупените глоби се движи стабилно нагоре веднага щом брикетите се появят на пазара. Предпочитаното свързващо вещество е нишестето, което е хранителен материал и струва около десет или повече пъти цената на суровия въглен на бучки отстрани на пещта. Следователно, тъй като за производството на брикетите е необходимо добавяне на 4-8% към фините въглища, това е много значителна разходна позиция. Успешните операции по брикетиране като тези в САЩ и други развити страни зависят от благоприятна комбинация от фактори, които обикновено липсват в развиващите се страни. Те са:
– Установен битов пазар на високи цени за гориво за барбекю.
– Възможност за производство на фини дървени въглища за брикети на много ниска цена, близо до основните пазари и в постоянен обем през цялата година.
– Голям обем на продажбите, достатъчен да поеме потенциалната продукция на завода.
– Адекватен капитал за добро оборудване и квалифицирана работна ръка за експлоатация и поддръжка.
– Подходяща система за маркетинг, опаковане и дистрибуция, която да позволи на продукта да постигне адекватно пазарно проникване на възнаграждаваща цена.
Най-общо казано и това се подкрепя от липсата на успешни операции за брикетиране в развиващия се свят, по-добре е вниманието да се съсредоточи върху ефективното производство на дървени въглища от горивна дървесина, като се стремим към максимален добив от преобразуване и минимално производство на фини частици чрез внимателно боравене с продукта. Освен това такова производство с използване на обикновени тухлени пещи изисква ниско ниво на вносни компоненти, докато машините за брикетиране обикновено са скъп вносен артикул. Освен ако заводът за брикети не може да работи през годината при почти пълно производство, капиталовите разходи се превръщат в източване на рентабилността.
11.4. Брикетирането като домашна промишленост
Няма съмнение, че неизползваните частици въглен са загуба на ресурси и предупредителното ръководство винаги ще търси икономически изход за тях. За съжаление, няма прости, наистина задоволителни средства за брикетирането им на ниво индустрия в малък мащаб. Възможно е чрез примитивни средства да се пресоват частици дървени въглища, смесени с паста от нишесте или глина, във форма и да се изсушат, всяка питка дървени въглища се прави в редица страни, но успехът зависи от осигуряването на частици дървени въглища на много ниска цена за домакинствата. Обикновено това не е възможно, тъй като фини дървени въглища в количества се намират главно в близост до производствените центрове, а не в градовете, където има неплатен домакински труд за производството на продукта. Но въпреки трудността, възможностите от този тип трябва да бъдат внимателно проучени в интерес на цялостната национална икономия на гориво.
11.5. Използване на фини въглища без брикетиране
Фините въглища, когато са налични в големи количества, имат промишлени цели. За съжаление, обичайната липса на развита промишлена инфраструктура, където обикновено се произвеждат дървени въглища в развиващия се свят, изключва използването на фини въглища по този начин. Основните промишлени употреби на фини дървени въглища са като гориво в металургични и калциниращи операции. Например, при производството на желязо с дървени въглища фин въглен може да се инжектира в основата на доменната пещ с въздушната струя. Около 5% от общия въглен може да се инжектира по този начин. Заводът за производство на дървени въглища в Wundowie, Австралия, успя да използва целия си фин въглен по този начин. Фините дървени въглища са отлични за производство на агломерати, частично редуцирана желязна руда, за осигуряване на висококачествено захранване за доменната пещ. Това е един от най-добрите начини за използване на фини въглища, тъй като количеството, което може да се използва, не е ограничено до процент от общото количество, както е в случая с инжектиране в основата на доменната пещ. (1, 22). Агломерирането с фини въглища се използва в Аржентина и Бразилия. Стритите на прах фини и бучки дървени въглища могат да се изгарят в ротационни пещи, произвеждащи циментов клинкер и калциев боксит. Такива циментови заводи, работещи в Кения и Гвиана, експериментират с пулверизирани въглища за калциниране на боксит.
Въпреки тези възможности остава фактът, че за типичния производител на дървени въглища е по-добре да намали производството на фини частици до минимум чрез добри техники за производство на дървени въглища, вместо да инвестира пари в незначително икономично производство на дървесина от плантации или естествени гори и да използва тази дървесина за разширяване на печелившото производство на дървени въглища.
Брикетиране на дървени въглища
дървени въглища
Ivan Stoyanov |
|
Smith |
|
GALLIL |
|
РЕЗЮМЕ
Брикетиране на дървени въглища |
5.0
|