| Производство древесного угля – древнейшая технология человечества.
Именно древесный уголь положил начало развития цивилизации. Потребность
древесного угля выросла, поэтому его теперь производят многие.
Проектируют и внедряют экологически чистые и экономически рациональные
установки. Любая технология, если разработана грамотно, будет и
экологически чистой и энергетически эффективной. Это касается и
производства древесного угля. Сегодня в мире производится около 9 млн
тонн в год древесного угля. Технология производства древесного угля, с
одной стороны, довольно проста, а с другой стороны – достаточно
уникальна. Она требует определенной культуры производства. Пришло время
новых технологий, нового оборудования, опыта и знаний, которые помогают
успешно внедрять верные технологии производства древесного угля и
находят ему нужное применение. | 
| К числу древнейших технологий человечества относили получение продуктов
из древесины при помощи действия высокой температуры. По данным
археологических раскопок - еще пещерные люди были знакомы с древесным
углем. Его собирали на пожарищах или делали специально, посыпая золой
тлеющие угольки, и, затаившись в пещере от плохой погоды, применяли как
топливо, не вызывающее чад. Вероятней всего, первый металл был выплавлен
непреднамеренно, когда камни, которыми выложили очаг с горящими углями,
оказались рудой. С начала бронзового века именно древесный уголь
положил начало развивающейся цивилизации.
В России древесный
уголь производили издревле. Невозможно себе вообразить старую русскую
деревню без кузницы. Оковать соху, выковать подковы, изготовить
множество предметов быта. Все это можно было сделать только в кузне,
работающей на древесном угле. А с именем династии Демидовых связано
возникновение не только металлургии на Урале, но и углежжение.
Демидовское чугунно-литейное производство начало свое развитие именно с
древесного угля. Наиболее популярными способами получения являлись
кучное и ямное углежжение. Вариантами кучного были "стог" и "кабан".
Именно эти способы производства снабжали древесным углем многочисленные
кузницы, существовавшие во многих деревнях. Профессия углежога была
очень известная и в России, и в европейских странах, и в Азии.
Только
на древесном угле получается доброкачественный ковкий, пластичный
чугун. Его особые свойства дали возможность создать все замечательные
чугунные ограды и многие памятники Петербурга. Эти технологии были
несложными, процесс занимал месяца и нуждался в периодическом наблюдении
и обслуживании. Все газообразные и жидкие (в парах) продукты распада (а
это около двух третей от исходной массы абсолютно сухой древесины)
выбрасывались в атмосферу. Многочисленное производство древесного угля
по таким технологиям появилось только в 17-18 веке, когда населения было
мало и многие территории и системы необжитые. Уже с 19 века в России
предпочтение отдавали простейшим кирпичным печам для изготовления
древесного угля. Родиной промышленного производства древесного угля
считают Урал. Все знаменитые решетки и другие виды чугунного литья,
украшавшие Петербург, были сделаны на Урале. Этот чугун и сейчас варят
на Урале - для художественного литья. Глубоко в истории засела
модификация термической обработки древесины, такие как производство
дегтя, сосновой смолы "икрянки". В начале Великой Отечественной войны
боеспособность авиации находилась во власти технологии выработки
этилацетата – основы самолетного лака. Этилацетат делали из уксусной
кислоты, которая получалась из древесины. Такие лесохимики, как А.А.
Деревягин, А.А. Ливеровский и В.А. Лямин в разгар войны получили
Сталинскую премию первой степени наравне с конструкторами оружия за
исполнение технологии постижения этого соединения, создателями брони и
взрывчатых веществ. Для того времени это была наивысший показатель
уважения и большая заслуга для вклада в дело обороны.
Позже были
построены крупные углевыжигательные заводы - Аша, Сява, Амзя, Молома,
Верхняя Синячиха, которые гарантировали относительно экологически чистое
производство древесного угля. Одновременно, особенно на Северном Урале
внедрялись в производство разные варианты простейших кирпичных печей. В
постперестроечный период появились многочисленные варианты экологически
грязных металлических печей. Низкий санитарный контроль,
неконтролируемые вырубки стали причиной развития кустарного углежжения в
железных "бочках" с пристроенными топками разной конфигурации. В
состоянии слабого контроля это дело стало занимательным. Им увлеклись
множество предприимчивых, но безграмотных людей. Некачественный
древесный уголь производился с низким выходом, но имел огромный спросом.
В начале 21 века наступает новый этап. Начинают возводить крупные
предприятия по производству кристаллического кремния. Каждому нужно
намного больше древесного угля, чем производят кустарные установки. Их
условия по качеству древесного угля высоки и определяются нормами их
производства. Угодить им можно только с помощью грамотно
организованного, достаточно крупного и экологически чистого производства
древесного угля. Во многих регионах России такие углевыжигательные
производства уже работают и строятся новые. Примечательно, что многие
народы Африки по сей день применяют древесный уголь для приготовления
пищи. И заготавливают его по особой традиции. Есть две разновидности
углежжения: ямное и кучное, которые используют и в наше время. Эти виды
углежжения не требуют вообще никаких материалов, дополнительного сырья,
кроме дров, дерна и воды.
В наше время в мире изготавливается
около 9 млн т/год древесного угля. Более 7,5 млн тонн из этого
количества производит Бразилия. Россия, согласно статистике, немного
больше 100 тыс. т/год (во времена перестройки производилось 350 тыс.
т/год), за счет большого количества лесов. Спрос на древесный уголь
резко отрицательный. В Россию древесный уголь поставляют из Белоруссии и
Украины, из Китая. Расход древесного угля на душу населения в год в
европейских странах превышает 20 кг, в скандинавских странах 25 кг, в
Японии свыше 60 кг. В России этот показатель менее 100 грамм.
Существует
несколько видов древесного угля. Это связанно с различными технологиями
изготовления и особенностями сырья. Например, в Японии потребность
растет на так называемый «белый» уголь. Технология его приготовления
заключается в выжигании из дальневосточного железного дуба. Зарубежные
фирмы в основном используют «красный уголь» в качестве топлива для
каминов и грилей. Он получается по средствам мягкого углежжения при
невысокой температуре. Для углежжения лучшим сырьем называют
твердолиственную древесину. Из нее образуется более прочный и плотный
древесный уголь. В современных условиях сырьем для углежжения чаще
оказываются отходы хвойных пород, осина, кустарниковые. Если
изготавливать древесный уголь по выработанной технологии и
брикетировать, то получается качественный уголь.
При термическом
распаде древесины помимо древесного угля, получаются жидкие и
газообразные продукты. Жидкие продукты выходят из горячей зоны частично в
капельной фазе, частично в парах. Они образуют вместе с
неконденсирующимися газами парогазовую смесь. До второй трети 20 века
эти продукты тоже, как и древесный уголь были востребованы. Но в конце
века они их вытеснили более дешевые, изготавливаемые на основе синтеза
из нефтепродуктов и природного газа. Это обстоятельство и изменение
транспортных тарифов сделали существовавшие заводы убыточными, и они
изменили квалификацию или прекратили существование. Технология
производства древесного угля относительно проста, но все-таки требует
определенной культуры производства. Для того, чтобы из древесины
образовался уголь, полезный для дальнейшего использования, необходимо
прожечь древесину без поступления кислорода. Иными словами этот процесс
называется "пиролиз". Имеется множество различных установок и
конструкций, необходимых для этого процесса. Элементарным сооружением
является ведро с крышкой. В металлическое ведро кладут измельченную
древесину, плотно закрывают крышкой, и затем прокаливают на костре.
Древесина нагревается и образует смолы и летучие (часто, горючие) газы.
Для этого необходимо учесть их отвод. Целесообразно отводить
образующиеся смолы, чтобы полученный уголь не плавал в них.
Если
производить неправильную технологию, выход угля снижается, древесный
уголь производится некачественный - трещиноватый, мелкий, пахнущий
смолами, недожженный. Аппаратов для термического разложения древесины
создано множество. Одни используются в настоящее время, а другие немного
попробовали в промышленности, но они быстро утратили свое значение.
Множество таких аппаратов, которые остались в патентах, конструкторских
разработках, опытных установках. |
|
