Глава 5 – Земни ями за производство на дървени въглища
5.1. Методът на ямата
5.2. Технически и разходни данни за копейно производство на дървени въглища
Използването на пръст като щит срещу кислорода и за изолиране на карбонизиращата дървесина срещу прекомерна загуба на топлина е най-старата система за карбонизация и със сигурност датира от зората на историята. Дори и днес може би се използва за производство на повече дървени въглища от всеки друг метод. Следователно си заслужава внимателно проучване, за да разберете неговите предимства и недостатъци. Очевидно запазва мястото си поради ниската си цена. Навсякъде, където растат дървета, трябва да има пръст и е естествено човечеството да се обърне към този евтин незапалим материал, като уплътнителен материал за затваряне на карбонизиращата се дървесина.
Има два различни начина за използване на земна бариера при производството на дървени въглища: единият е да се изкопае яма, да се постави дърва и да се покрие ямата с изкопана пръст, за да се затвори камерата. Другият е да покриете могила или купчина дърва на земята с пръст (5, 12, 16, 19, 20, 21, 28). Земята образува необходимата газонепроницаема изолационна бариера, зад която може да се извърши карбонизация без изтичане на въздух, което би позволило на въглена да изгори до пепел. И двата метода, ако се прилагат умело, могат да произведат добър въглен в рамките на техните технологични ограничения.
5.1. Методът на ямата
5.1.1. Добив на дървени въглища в миниатюрни ями
5.1.2. Правене на дървени въглища в големи ями
За този метод е необходим слой от дълбока почва. Подходящи отлагания от мека почва обикновено се намират по бреговете на рекичка. Ямите могат да бъдат направени много големи и един цикъл може да отнеме до три месеца, за да завърши (13, 31, 32). Капиталовите инвестиции са минимални; не се изисква нищо повече от лопата, брадва и кутия кибрит. Но методът е разточителен в ресурсите. Много е трудно да се контролира циркулацията на газовете в ямата. Голяма част от дървесината се изгаря до пепел, защото получава твърде много въздух. Друга част остава само частично карбонизирана, тъй като никога не е била правилно нагрята и изсушена по време на изгарянето. Освен грубите вариации в качеството, има вариации в летливите вещества, т.е. степента на карбонизация в рамките на приемливия въглен. Това е така, защото в ямата карбонизацията започва от единия край и напредва към другия. Следователно въгленът в началото на горенето, като се нагрява по-дълго, е с много по-ниско съдържание на летливи вещества, отколкото въгленът в края. За битови цели това не е сериозен проблем, въпреки че намалява общия добив, тъй като „твърдите“ или прегорели въглища в края на изпичането с ниско летливи вещества и високо крайно съдържание на въглерод предполагат нисък добив (теоретично около 30% 30%). Прегарянето в единия край е неизбежно, за да изгори зарядът като цяло.
Друг проблем с ямите е реабсорбцията на пиролигновата киселина чрез дъжд, падащ върху ямата. Пиролинните киселини са склонни да кондензират в листата и земята, използвани за покриване на ямата. Когато вали силен дъжд, те се отмиват обратно и се абсорбират от дървените въглища. Те причиняват гниене на торбичките от юта и при изгаряне въгленът произвежда неприятен дим. Независимо от това, опитни оператори, използващи не твърде големи ями, могат да направят дървени въглища с отлично качество. (31). Ниските капиталови разходи на системата препоръчват използването й там, където има изобилие от дървесина и разходите за труд са ниски.
5.1.1. Правене на дървени въглища в миниатюрни ями
Малки ями или дупки до кубичен метър или повече са полезни за производството на малки количества дървени въглища от малка, сравнително суха дървесина. Методът се използва на ниво село, но обикновено е с твърде ниска производителност, за да доставя големи количества с търговска цел. За изгаряне на дървени въглища по този начин първо се запалва огън в ямата и се добавя сухо малко гориво, за да се получи силен огън. Добавят се още дърва, за да се напълни ямата, като огънят продължава да гори постоянно. Слой листа с дебелина около 20 см се поставя върху дървесината и след това се насипва с лопата пръст с дебелина около 20 см. Ямата се оставя да завърши карбонизацията и може да се отвори за два дни или по-малко. Може да е необходима вода, за да се предотврати запалване, когато ямата е разтоварена. Дървените въглища не са еднакви по качество и ако се използват дребни дървесина и кора, делът на фините частици е прекомерен. Понякога брадвата се покрива с лист старо покривно желязо, покрито с пръст, което позволява няколко малки отвора за излизане на дим и навлизане на въздух.
5.1.2. Правене на дървени въглища в големи ями
Типичните ями за дървени въглища са големи и горенето протича постепенно от единия край до другия. По-големите ями, произвеждащи 6 тона или повече дървени въглища на изгаряне, са трудни за контролиране, но са по-ефективни при използване на работна сила. Малко по-малките имат по-добър въздушен поток и произвеждат по-равномерен въглен, но производителността е по-ниска и използването на труда е по-малко ефективно.
Фигура 2 показва голяма яма с брутен обем около 30 m³. Той ще побере заряд от около 26 m³. Предпочита се пясъчна глинеста почва с подходяща дълбочина. Около три човеко-дни са необходими за изкопаване на ямата и един ден за добавяне на каналите за осветление и дим.
Фиг. 2. 30 m³ яма за дървени въглища – надлъжен разрез
Фиг. 2. 30 m³ яма за дървени въглища – изглед отгоре – без земно покритие
Ямата е натоварена с трупи с размери 2,4 m или по-малко, които ще се поберат лесно в ямата. Трябва да се внимава по време на товаренето да се запълнят възможно най-много празнини между трупите с клони и дребно дърво, за да се подобри обемната ефективност. Голямата дължина на дървесината, която може да бъде натоварена в ями, означава, че напречното рязане с брадви все още е практичен метод за малкия оператор без капитал. Въпреки това верижните триони са широко използвани. За да се гарантира, че дървесината е правилно нагрята за карбонизация, горещият газ се оставя да премине по пода на ямата чрез поставяне на заряда върху легло от трупи.
Първо, около пет трупи, нарязани на ширината на ямата, се полагат равномерно по дължината; след това четири трупи, всеки равен на дължината на ямата, се разпределят равномерно върху първия слой. Тази структура на яслите поддържа заряда и въпреки това позволява на горещите газове, след като ямата е запалена в единия край, да преминат под заряда, загрявайки го, докато пътуват до димоотвода в противоположния край. Тези горещи газове, произведени от частично изгаряне на заредената дървесина, бавно изсушават земята и нагряват останалата част от дървесината до точката на карбонизация, около 280°C. Спонтанно разлагане на дървото с отделяне на топлина, след което се образува въглен. По същото време се произвеждат големи количества водна пара, оцетна и други киселини, метанол и катрани. Те също така предават топлината си на заряда за сушене на дървесина по пътя си към изхода. Накрая, последната част от дървесината се изсушава, нагрява до точка на карбонизация и се превръща в въглен. Етапът на карбонизация може да отнеме 20 до 30 дни, за да завърши и е придружен от значително намаляване на обема на дървесния заряд до 50-70% от първоначалния му обем. Земята, покриваща ямата, бавно потъва по време на карбонизацията и всички пукнатини или дупки, които се образуват, трябва да бъдат затворени, за да се предотврати изтичане на въздух. Има опасност от фатално изгаряне за всеки човек или животно, падащо или стъпващо върху ямата и трябва да се внимава, за да се избегне това.
Когато покритието на ямата е хлътнало от единия край до другия, изгарянето се счита за завършено и отворите се запечатват и ямата се оставя да изстине, което може да отнеме приблизително 40 дни в зависимост от времето. След охлаждане ямата се отваря и дървените въглища се разтоварват, като се внимава да се отделят от пръст, пясък и частично карбонизирана дървесина. Вилиците и греблата са полезни за това.
Характерът на карбонизацията в яма затруднява постигането на равномерно карбонизиран заряд. Въгленът в края на изгарянето обикновено е с ниско съдържание на летливи вещества, а последният образуван въглен близо до димоотвода е с високо съдържание на летливи вещества, тъй като е бил подложен на температури на карбонизиране само за кратко време. Освен това, тъй като въздушният поток може да не е равномерен, може да има значителен обем от марки в заряда. Въпреки че марките могат да бъдат възстановени и рециклирани, те представляват неефективност в операциите.
Използват се по-малки ями от показаната на фиг. 2. Типичната малка яма може да е с размери 3 m дължина, 1,2 m ширина и 1,2 m дълбочина. Дължината на заредената дървесина е около един метър и, както при голямата пещ, пространствата между големите трупи трябва да бъдат блокирани внимателно с малки парчета дърво, за да се увеличи ефективността на зареждането и да се предотврати неравномерно канализиране на газа от единия край до другия, което води до за производство на “марки”.
5.2. Технически и разходни данни за копейно производство на дървени въглища
Следните технически и разходни данни са дадени за производството на дървени въглища от голямата система от шахти в Гвиана, където процесът се извършва на търговско ниво в продължение на много години. Годишното производство варира в широки граници. Пиковият добив е около 6000 тона годишно през 50-те години на миналия век.
От данни, събрани на терен и от дискусии с хора, които са работили с този метод в продължение на много години, се дава следната оценка за един човек или екип от пет човека, работещи с една яма. Стойностите са в дни/на човек/на яма.
Размер на ямата:
Дължина 6 m x 2,70 ширина x дълбочина на осветителната точка 1,20 m x противоположна крайна дълбочина 2,40 m:
Номинален обем = 29 m³
Реално използван обем = 26 m³
| Време на работа: | ||
| – да го копаят в мек пясък | 3,0 човек дни | |
| – да подготви каналите за циркулация на входящия и изходящия въздух | 1,0 човек дни | |
| – отсичане с брадва, транспортиране на дърва за огрев и пакетиране (дължина на дървата за огрев 2,40 м (8′)) | 14,0 човекодни | |
| – за рязане на храст и покриване на дърва за огрев (дебелина на храста 3 см) | 2,0 човек дни | |
| – засипване с пясък 30 см | 1,0 човек дни | |
| – да се подготви пясък и колове около ямата | 0,5 човекодни | |
| – за изхвърляне на въглен | 1,0 човек дни | |
| 22,5 човекодни | ||
| Време за обработка | ||
| – карбонизация | 20,0 човекодни | |
| – охлаждане (зависи от времето, 30 дни, когато вали, 50 дни, когато е сухо) средно | 40,0 човекодни | |
| 60,0 човекодни | ||
На практика тази яма се подготвя от екип от петима души. Този екипаж може да произвежда 1,5 ями на седмица (7 дни), работейки с брадва и лопата, което се равнява на 23 дни на човек на яма. Към тази стойност трябва да се добавят още 8 човекодни. Това е за грижа за процеса на карбонизация през 60-те дни, които са необходими. По този начин общият брой човек/дни/рудник е около 31. Средното производство на шахтата е 6,0 t. Номиналният обем на пещта е 29 m³. Полезният капацитет е 90%, така че реално използваният обем е 26 m³. При зареждане на ямата с тежка дървесина 1000-1100 kg/m³ общото възможно зареждане ще бъде 27-28t. При съотношение дърва за гориво: дървени въглища от 4,5 към 1 е възможно да се получат 6t на изгаряне с 82-дневен цикъл. Възможни са три изгаряния на година, което дава годишно производство от 18 тона. Това производство изисква 31 човекодни на шахта x 3 = 93 човекодни годишно.
Ако, да речем, трябва да се произвеждат 10 000 тона дървени въглища годишно, тогава 10 000/6 = 1 666 ями трябва да бъдат изгорени годишно. Всяка изгорена яма изисква 31 човекодни, което прави общите човекодни 1 666 x 31 = 51 646.
Разходи за производство на 10 000 тона годишно
Точната цена зависи от начина, по който трудът може да бъде организиран около времето за цикъл на една яма, което е 82 дни. Ако 5 души работят постоянно копаене, пълнене, осветление и разтоварване, тогава броят на ямите, които могат да бъдат направени и разтоварени за една година, ще бъде както следва:
Брой налични дни в годината = 365 – 82 = 283, да речем 280 дни, откакто шахтите са започнали след ден 280, приблизително няма да бъдат разтоварени през тази година и тяхната продукция няма да се брои. Следователно се приема година от 280 работни дни, като през цялата година е нает труд. След ден 280 не започват ями.5 човека могат да произвеждат в 1,5 ями на всеки 7 дни за 280 дни 280/7 x 1,5 = 60 ями всяка яма произвежда 6 тона дървени въглища: годишно производство на екип = 360 тона
Трудът на горелките е 8 човекодни на яма. 60 ями се нуждаят от 60 x 8 = 480 човек/дни, т.е. приблизително 2 човека работят през годината.
Приема се номинална нетна заплата без режийни от 10,00 щатски долара на ден.
| Строители на яма 5 мъже x 360 дни x $10 = | 18 000 долара |
| Горелки 2 мъже x 360 x $10 = | 7 200 |
| 25 200 долара | |
| Цена на тон = 25 200/360 = | 70,00 щатски долара |
За да се произвеждат приблизително 10 000 тона годишно, ще са необходими 28 екипа, всеки от по 5 строители и 2 горелки.
Общо = 196 души и 1680 ями трябва да бъдат направени и изгорени всяка година.
Тези изчисления предполагат перфектна организация и не позволяват режийни разходи за труд или печалба. Посочената цена е за дървени въглища, натрупани за транспортиране отстрани на пещта.
Земни ями за производство на дървени въглища
дървени въглища
| Ivan Stoyanov |
|
| Smith |
|
| GALLIL |
|
|
РЕЗЮМЕ
Земни ями за производство на дървени въглища |
5.0
|
**************************************************
Можете да закупите дървени въглища - Mr. PER на:
- Пишете в WhatsApp като натиснете ТУК!
- Пишете ни във Вайбър като натиснете ТУК!
- ел. поща: [email protected]
- +359 886 66 79 79
- Интернет сайт: www.darvenivaglishta.bg
