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.
Чаще всего древесный уголь покупают, его продают не только в специализированных магазинах, но и на заправках, а также в супермаркетах. Но если у вас в саду достаточное количество собственных дров и есть немного пространства возле камина, то практически с нулевыми затратами можно получить древесный уголь самостоятельно, это не будет трудоёмким мероприятием, а также не займет много времени.
Организация производства древесного угля в домашних условиях
Для начала нужно найти какое-то старое ведро, бочку или большую жестяную ёмкость. Еще понадобится кусок листового металла, которым мы будем прикрывать ёмкость. Будет полезно, если выбранный, приобретенный контейнер имеет какие-нибудь «ушки» или ручки, благодаря которым ёмкостью можно будет легко манипулировать, передвигать и переворачивать. С помощью дрели на дне и по бокам (примерно 15-20 сантиметров от дна бочки) контейнера нужно сделать несколько отверстий. Недалеко от места камина выкапываем небольшую яму, равную диаметру выбранного контейнера, глубину вырываем до уровня боковых отверстий.
Жестяную ёмкость заполняем ненужным деревом и ставим на камин с решёткой, если ее нет, то можно использовать, например, пару кирпичей или плоских камней. Далее зажигаем деревянные отходы, содержащиеся в контейнере. Дожидаемся окончания горения, дрова начнут медленно темнеть, но еще не превратятся в уголь. Одеваем на руки перчатки, чтобы не обжечься, с помощью «ушек» или ручек для переноски перемещаем контейнер в подготовленную яму, накрываем бочку крышкой, чтобы дым оставался внутри и поддерживал там температуру, а также не беспокоил нас. Оставляем на несколько часов, а лучше на ночь (до остывания бочки). Утром в контейнере будет готовый и качественный древесный уголь. Он ничем не отличается от того, который мы покупаем в магазине.
Весь процесс производства древесного угля (без подготовки контейнера и места) занимает примерно шесть, восемь часов в абсолютно неприхотливых условиях, без специального оборудования. Процедуру производства можно по-разному модифицировать. Например, сразу поместить контейнер в выкопанную яму с небольшой, прочной сеткой, после просто вокруг бочки набросать грунт, чтобы ограничить доступ воздуха, тогда нижний огонь погнет.
Производство древесного угля в домашних условиях как правило требует использования пиломатериалов из лиственных деревьев. Доходность производства зависит от нескольких факторов, в частности, от ёмкости контейнера, а также нашего желания и трудолюбия. За один процесс из бочки стандартных размеров можно получить около пяти килограммов угля!
Когда возникает необходимость в естественном биотопливе, то люди бросаются в магазин за покупкой древесного угля. Но цена этого продукта весьма высока, одно дело купить пару пакетов для мангала, а другое обеспечить таким топливом камин в городском доме.
Почему именно в городском? Потому что в сельском доме или в коттедже камины можно топить дровами, поскольку они оборудованы дымоходами и прочими необходимыми элементами. А в городской квартире можно сделать только электрический камин или на древесном угле, который не нуждается в дымоходе, но будет выполнять больше декоративную функцию. Однако если знать, как делают древесный уголь , то можно в значительной мере уменьшить финансовое бремя.
Сделать этот вид топлива своими руками не так уж сложно, в этой статье мы раскроем способы его изготовления в домашних условиях.
Преимущества древесного угля
Древесный уголь получают методом пиролиза, что подразумевает нагрев древесины без доступа к ней кислорода. Используется он в разных областях деятельности человека и обладает целым рядом замечательных свойств:
Именно по этим причинам люди все чаще задумываются над тем, как сделать древесный уголь своими руками . И многие достигают поразительных результатов.
Дедовский способ производства
Этот способ далеко не нов. Им пользовались еще наши деды. Ничего сложного в таком производстве нет, да и дополнительных вложений не требуется. Все, что вам понадобится – заготовить дрова и выкопать цилиндрическую яму. Стенки ямы должны получиться максимально отвесными, ее диаметр – около 80 см, а глубины достаточно 50 см.
Дно ямы тщательно утрамбовывают, чтобы рыхлая почва не перемешивалась с готовым древесным углем. В яме раскладывают костер из сухих веток и бересты , без химических средств для розжига. Когда все дно покрывается горящими ветками, начинается закладка подготовленных дров, очищенных от коры.
По мере прогорания, в яму докладываются новые порции древесины, это делается до полного заполнения ямы. Как правило, процесс занимает более трех часов. До краев наполненную яму накрывают листьями или зеленой травой и засыпают землей, которую тоже надо утрамбовать. На остывание уходит не менее двух суток, затем готовый материал просеивают и расфасовывают для хранения. Именно так и происходит изготовление древесного угля в домашних условиях .
Из одной закладки в такую яму можно получить почти два мешка готового продукта. На всякий случай надо заметить, что качество древесного угля зависит от породы древесины. Древесное биотопливо марки А получают из твердых пород, таких как:
- клен;
- береза;
- дуб и другие.
Древесный уголь марки Б получают из древесины мягких пород:
- тополь;
- осина и другие.
Это наиболее простой вариант получения древесного угля, но известны еще и другие.
Применение металлической бочки
Существует еще один вариант, как сделать древесный уголь в домашних условиях
. Для него понадобится бочка из толстого металла. Очень важно помнить, что бочка должна быть чистая, если в ней хранились химикаты, то она не подходит для наших целей. После хранения нефтепродуктов бочку обычно выжигают, чтобы очистить.
На дно бочки ставятся огнеупорные кирпичи, а между ними разводится костер, который поддерживается до тех пор, пока угли полностью не покроют высоту кирпичей. Теперь нужно уложить решетку и на нее плотными рядами древесину . Наполняете емкость до верха, и ждете появления языков пламени. Теперь сверху накрываете тяжелым листом железа, оставив маленькую щель.
Если хотите ускорить процесс, то заранее проделайте внизу бочки маленькое отверстие и поддуваете туда понемногу воздух (пылесосом). Однако это не слишком важно. Ваша задача следить за изменением цвета дыма . Как только он становится сизым, щель сверху надо закрывать. После этого закрытая бочка спокойно стоит до полного остывания.
Изготовление небольшого количества древесного угля
Если вам не нужен древесный уголь мешками, но вы используете его при пересадке цветов, например, то можно обойтись без хитроумных способов. При условии, конечно, что у вас есть дача или домик в деревне с дровяной печью.
Вооружитесь печными (каминными) щипцами для углей и металлической емкостью с плотной крышкой. Теперь вытягивайте из печи прогоревшие, но неразвалившиеся угольки красного цвета и складывайте их в емкость. Плотно закройте крышкой и не трогайте до полного остывания. Вот и все, уголь для дренажа в цветочные вазоны у вас уже есть.
Сферы использования древесного угля
Древесный уголь применяют для фильтрации, в редких для нашей страны случаях - в металлургии, для производства активированного угля и плавки кристаллического кремния. Кроме того, применяется в аграрном хозяйстве и медицине. Но для этих целей древесный уголь производится в промышленных масштабах.
Для бытового использования применим как топливо для каминов и печей, поскольку дает равномерный жар без языков пламени. В этом случае предпочтительнее древесный уголь марки А из твердой древесины. Ну и, конечно, мангалы, и цветочные вазоны, для которых изготовить биотопливо в домашних условиях совсем просто.
Разжигать, лучше всего без применения химии. Это избавит от неприятного запаха в процессе горения. Скомкайте лист бумаги и сложите вокруг шалашиком тонкие щепки. По мере разгорания конструкции добавьте немного дров, а затем выложите горкой древесный уголь. После того как он разгорелся, распределите по дну мангала и дождитесь, пока пропадут язычки пламени. Угольки при этом покроются серым налетом. Все, можно готовить мясо.
В этой статье мы рассказали вам как делать биотопливо своими руками. Надеемся эта информация поможет вам изготовить их в домашних условиях.
Древесный уголь является естественным биотопливом. Когда в нем появляется необходимость, люди сразу идут в магазин для его покупки. Цены на такой продукт оставляют желать лучшего.
Это хорошо если уголь понадобился для мангала, но если уголь необходим для работы городского камина, то траты на его покупку сильно возрастают.
Снизить свои денежные расходы возможно, если сделать своими руками подобное топливо. Существует способ получения угля в домашних условиях, который придумали еще в древности. Под воздействием высоких температур из деревьев получается уголь, который обеспечивает теплом на долгое время.
Использование древесного угля в современном мире
В промышленных масштабах древесный уголь используется в следующих сферах:
- металлургия;
- уголь делают для плавки кристаллического кремня;
- аграрное дело;
- медицина, наверняка всем знаком старый добрый активированный уголь.
Это интересно: использовать древесный уголь массово начали ещё в XIV веке, именно тогда и появилась профессия с интересным названием - углежог. Дрова использовались как сырье, уголь как полуфабрикат для кузнечного дела, металлургии, керамического производства.
Уголь активно используется в быту, ведь при горении он дает ровный спокойный жар. Его приобретают:
- Для больших декоративных каминов в частных домах.
- Печей. Тогда лучше приобретать материал из твердой древесины.
- Мангалов. Благодаря равномерному жару приготовленная еда приобретает совершенно другой вкус.
- Цветочных вазонов, удобрений для растений.
Благодаря высокой востребованности промышленное изготовление древесного угля активно развивается. Чтобы приготовить такое сырье дома самому, не нужны чертежи и большое количество материала для постройки огромной печи.
Преимущества
Использование древесного угля достаточно широко. Свою популярность он получил благодаря своим положительным качествам:
- нет засорения окружающей среды;
- нет выделений угарного газа, так как в составе угля отсутствует сера и фосфор;
- минимум отходов - уголь сгорает полностью;
- уголь выделят много тепла;
- полностью восстанавливается.
Рассмотрим варианты изготовления угля своими руками.
Способ получения в яме
Именно этот способ можно поставить на первое место, так как его использовали еще наши предки.
Сделать древесный уголь одному человеку будет трудоёмко, позовите помощников - вместе дело пойдет быстрее.
Начать нужно с выкапывания небольшой ямы, которая должна получиться цилиндрической формы со строго вертикальными стенками. Это будет печь. Если Вы хотите получить примерно два мешка угля, то яма-печь должна иметь диаметр от 70 до 80 см, а глубину - не менее 50 см.
Чтобы готовое сырье было достаточно чистое, без примеси земли, дно полученной ямы необходимо утрамбовать, сделать это можно ногами.
Потом нужно развести в яме костер, при этом не добавляйте в огонь никакой химии, используйте для розжига сухую бересту, мелкие ветки и тому подобное.
За огнем нужно следить и периодически подкидывать в языки пламени сухие дрова. Все дно ямы должно быть покрыто горящими дровами.
К выжигу нужно приступать только тогда, когда костер хорошо разгорится. В него можно добавлять заранее подготовленную древесину, которая впоследствии превратится в уголь. Для удобства дрова лучше разрезать на куски длиной не более 30 см.
Важно знать: дрова для угля нужно очистить от коры. Сырье из нее все равно получается низкого качества, да и при горении она сильно дымит.
Дрова необходимо выкладывать слоями: когда первый слой уже прогорел, укладывайте следующий. Важно складывать дрова плотно друг ко другу. Яма постепенно должна заполниться дровами доверху.
После этого яму с содержимым нужно тщательно укрыть травой и листвой, затем насыпать немного земли и очень хорошо утрамбовать. По происшествии 24 часов просейте полученный уголь.
Приготовление в бочке
Это довольно распространённый метод получения угля своими руками. Для такого метода возьмите толстостенную бочку.
Осмотрите бочку, чистая ли она, что в ней раньше находилось, не использовалась ли она для хранения химикатов. Такую бочку использовать нельзя!
Если в бочке помещались нефтепродукты, то ее можно очистить. Для этого бочку нужно выжечь. Существует два способа приготовления древесного угля в бочке.
Первый способ
Весь процесс очень похож на метод получения угля в яме. Если имеется достаточно большая ёмкость объёмом от 100 до 200 литров, то важно следить, чтобы уложенные дрова не погасили огонь.
Чтобы избежать самопроизвольного погашения огня в бочке, установите на её дно 5-6 крепких огнеупорных кирпичей. Между ними разведите костер и начинайте укладывать мелкие ветки, сухую бересту и другой подобный материал. Делать это нужно до тех пор, пока угольки не окажутся близко к верху кирпичей. Далее необходимо произвести установку решетки на кирпичи.
Уже на решетку можно складывать основные поленья, из которых получится нужное сырье. Древесину опять же нужно уложить как можно плотнее, рядами. Так складывайте, пока они не заполнят бочку доверху. Теперь нужно ждать пока на поверхность не вырвутся языки огня. Когда это произойдет, бочку накройте листом железа.
Не накрывайте плотно, оставьте небольшую щель и продолжайте следить за процессом. Когда дым станет сизым, закройте бочку плотно. После того как бочка полностью остынет угли можно вынимать.
Второй способ
Если по каким-то причинам первый способ показался неудобным, то воспользуйтесь вторым, который состоит из следующих шагов:
- плотно доверху уложить в емкость древесину для угля и закрыть железной крышкой;
- оставить несколько небольших отверстий для выхода газов;
- бочку поставить на несколько сложенных стоя кирпичей на металлическом листе;
- между кирпичей развести костер и греть бочку.
Обратите внимание: температуру внутри емкости нужно довести до 350 градусов по Цельсию. Поэтому дырочки в крышке нужны маленькие. Для пережигания емкости в 20 литров на угли в общем понадобится примерно 2,5 часа.
После того, как костер разведен и бочка достаточно нагрелась, начинается горение дров. Через заранее предусмотренные отверстия выходит газ.
После выхода газов бочку нужно еще подержать над костром. После истечения 2,5 часов бочку снимают с костра, а отверстия в крышке герметично заделывают. Теперь нужно ждать, пока бочка и её содержимое полностью остынут.
Благодаря всем перечисленным способам можно самостоятельно изготовить древесный уголь у себя на даче. Однако стоит заметить еще один важный момент. У древесного угля также имеется два сорта. Ели он изготовлен из твердых пород дерева, то это класс А, а если из мягких, то класс Б.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать древесный уголь своими руками: