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【资料】在土墩中制作木炭

发布日期:2019-03-20 11:28 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

6.1。 土墩类型 6.2。 制作典型的土墩或土窑 6.3。 卡萨门窑 6.4。 从Casamance窑收集焦油 6.5。 卡萨芒斯土丘产生的木炭成本(来自塞内加尔的经验) 6.6。 瑞典土窑与烟囱 挖坑的另一种方

6.1。土墩类型
6.2。制作典型的土墩或土窑
6.3。卡萨门窑
6.4。从Casamance窑收集焦油
6.5。卡萨芒斯土丘产生的木炭成本(来自塞内加尔的经验)
6.6。瑞典土窑与烟囱


挖坑的另一种方法是将木材堆放在地面上并用泥土覆盖堆垛。这种方法也很老,在许多国家被广泛使用。人们发现了基本方法的许多变化。一些国家已经进行了研究以优化设计。几年前瑞典在这一领域的工作值得注意。基本上这个过程与坑相同 - 待化的木材被封闭在由地球制成的气密井后面,这是一种普遍可用的材料,无论木材生长在哪里。土坑比土壤岩石,坚硬或浅,或者地下水位接近地表的土坑更受欢迎。相比之下,在土壤排水良好,深度和肥沃的情况下,坑是理想的。在农业区中,土墩也更实用,其中薪柴源可能分散,并且希望在村庄或其他永久性场所附近制造木炭。一个土丘场地可以反复使用,而坑往往会被使用几次,然后新的挖掘出来追随木材资源。在地下水位接近地表或排水不良的地方,坑也不实用。重复挖掘坑也会扰乱作物或牧场的种植。在土堆中待碳化的薪材也可以在几个月的时间内缓慢收集,堆放在适当位置并在覆盖和燃烧之前使其干燥。这与小农的生活方式非常吻合,他们可能会收集废木材,树枝和原木并小心地堆放它们以形成土墩。几个月后,根据季节,木炭价格等,他用土覆盖土墩并烧掉木炭。以这种方式产生小额现金收入,不需要初始现金支出。

6.1。土墩的类型

土墩或土窑系统是多功能的。它适用于零星的小规模木炭生产,也适用于大规模生产。1940年瑞典现已解散的木炭铁工业以这种方式生产了80%以上的木炭。通过研究改进了瑞典的土丘系统,主要的改进是烟道系统的优化和使用外部烟囱改善气体循环。(2)。

在非洲的一些地区使用包含土墩和坑的元素的混合系统。在交叉的原木网格上堆叠一堆均匀交叉切割的原木,以允许气体循环。桩的体积通常约为5-8立方米。然后将完成的桩密封在土墙之后,土墙由覆盖着树叶的堆积木材和由木桩保持的树苗或木板的支撑壁之间的土夯制成。在坑道燃烧系统中,桩的顶部覆盖着树叶和泥土。留下侧壁上的开口用于开始燃烧,并且当这种火完全建立时,墙壁以相同的方式用土和板封闭。空气入口在桩底打开,用于控制燃烧速度。

已经尝试使用土方设备在更大规模上操作该系统的修改形式。将大型原木卷入浅层挖掘中,并使用推土机进一步将原木卷起并堆放在顶部。树叶散布在堆上,土堆在堆上推土机覆盖薪材。在一个或多个点点燃火焰,当燃烧良好时,火点与地球一起缩放。在盖子中没有漏气的情况下,该系统是成功的。在实践中,木炭的低产率是常见的,因为难以将大型原木卷成适当的堆积,气体循环不稳定并且产生大量未碳化木材。桩的密封是困难的,并且有时对操作者来说是危险的。结果是,在剩余物被适当地碳化之前,空气泄漏不受控制并且木炭在堆的某些部分被减少为灰烬。另一个问题是,除非通过适当的维护和备件对重型土方设备的操作进行良好管理,否则操作成本往往失控并且整个操作变得无利可图。作为一项规则,很难将高资本成本设备与技术原始的木炭燃烧系统相结合,并期望整体运营有利可图,除非管理质量是一流的。运营成本往往失控,整个运营变得无利可图。作为一项规则,很难将高资本成本设备与技术原始的木炭燃烧系统相结合,并期望整体运营有利可图,除非管理质量是一流的。运营成本往往失控,整个运营变得无利可图。作为一项规则,很难将高资本成本设备与技术原始的木炭燃烧系统相结合,并期望整体运营有利可图,除非管理质量是一流的。

在整个燃烧期间获得和维持有效密封空气和良好循环的问题是限制坑和土堆燃烧系统尺寸的主要因素。难以检测覆盖物中的泄漏以及难以修复它们的非常大的凹坑和土墩。

照片。10.正在施工的土墩窑显示射击点。加纳。照片Lejeune。

6.2。制作典型的土墩或土窑

典型的村庄式木炭燃烧土墩底部直径约4米,高约1至1.5米,大致为扁平半球。在底部制造大约六到十个进气口,顶部开口直径约20厘米,允许在燃烧期间排出烟雾。当燃烧完成时,所有开口必须用土密封,并允许土堆冷却。

直径约6米的空间被清理,平整和压实。它应该很好用。大约2米高的柱子有时竖立在建议的木柴堆中心,以帮助堆放木材,为桩提供稳定性,并在桩被土和顶部覆盖时为操作员提供支撑。烟洞制成,后来当桩被点燃。通常在点亮之前移除杆以提供穿过桩的中心开口。

首先将约10cm直径的交叉小原木网格放置在地面上以形成直径约4米的圆。待碳化的木材然后密集地堆积在该平台上,其目的是使火和热气体适当地循环。较长的薪材(长达2米)垂直堆放在中心杆上。较短的原木垂直朝向周边放置,以形成或多或少的规则轮廓。原木之间的间隙用小木头填充,使桩尽可能密集。根据需要,桩的表面用小木柴填充,以尽可能地形成轮廓,并为地面覆盖物提供良好的支撑。优良作法是尽可能长时间地使堆积木材干燥并在干燥天气中覆盖堆积物。为了密封桩,首先将秸秆,叶子,粗草等铺在桩上,然后将土或沙子铺在该层上。在干燥时收缩率低的砂质土壤或壤土是优选的。应避免在干燥和加热时具有明显倾向于破裂和收缩的塑料粘土。木炭粉可以与土壤混合。覆盖物的厚度将根据木桩的光滑度而变化,但通常约10-20cm。应检查涂层以密封所有裂缝,并检查土墩底部的气孔是否打开。应避免在干燥和加热时具有明显倾向于破裂和收缩的塑料粘土。木炭粉可以与土壤混合。覆盖物的厚度将根据木桩的光滑度而变化,但通常约10-20cm。应检查涂层以密封所有裂缝,并检查土墩底部的气孔是否打开。应避免在干燥和加热时具有明显倾向于破裂和收缩的塑料粘土。木炭粉可以与土壤混合。覆盖物的厚度将根据木桩的光滑度而变化,但通常约10-20cm。应检查涂层以密封所有裂缝,并检查土墩底部的气孔是否打开。

照片。11.施工期间土墩窑。注意大直径木材放置在桩的底部。加纳。照片Lejeune。

如果需要,允许地面覆盖物干燥约一天,然后开始烧制。在堆的顶部的洞中放入一把燃烧木材和木炭的铲子,这点燃了放置在木桩顶部的点燃木材。从顶部发出浓密的白烟,表明火势已经持续。过了几天,烟雾变成了蓝色,最后变得几乎清晰。完成燃烧所需的时间取决于薪材的水分含量和堆内气体循环的均匀性。操作员必须感觉到墙壁上的冷点或热点,并打开或关闭它们下面的通风口。在任何阶段都不能通过它们看到红热。如果出现这种情况,必须关闭通风口。可能在覆盖物中形成的裂缝必须填充柔软的沙质土壤。当判断燃烧完成时,顶部的开口和底部的所有通风口必须用砖或用粘土密封的石头小心地封闭。土堆将在大约两三天内冷却,如果很小的话。

当土窑冷却时,它可以打开。必须有大约100升的水来扑灭任何火灾。由于高生产率通常与土墩无关,因此它们通常可以留下足够长的时间以在打开之前完全冷却。

完全燃烧的块状木炭与细粉和“品牌”分开,并放置在偏压或篮子中出售。堆放的烧土可以放在一边,并在风化后覆盖新的土堆进行回收。

木炭的产量随着燃烧技术,薪材的干燥和土墩的气密性而变化。来自4吨空气干燥薪材的1吨木炭的产量代表了良好的实践。6吨薪材的1吨产量更为常见。

通过插入由焊接在一起的旧油桶制成的中央烟囱来改进这种类型的土墩。在塞内加尔用这种改进的系统进行的实验已经显示出良好的结果。烟囱改善了气体循环,减少了品牌数量并加速了碳化。较少的品牌意味着提高木炭产量。这种改良的土窑称为Casamance窑,见图。3并在以下部分中描述。

6.3。卡萨门窑

底座由两层中小型木材(16)组成。对于第一层,木材围绕基部的中心点径向均匀地布置,并且对于第二层,木材切向地布置在第一层上。基地起着重要作用,确保土堆中的空气流动。

由大坯料(直径40cm)组成的层布置在从中心开始的基部末端50cm内。

中等大小的钢坯(20-40厘米)围绕着它们,为土堆提供力量。它们几乎涵盖了整个基地的其余部分。

最后一个环基本上由布置在基部外端的短木(直径20-40cm)组成。底座的直径根据土墩的体积而变化。

对于30立方米的土墩,需要至少3米半径的基础。
对于90立方米的土堆,需要至少4米半径的基础。
对于100立方米的土墩,需要至少5米半径的基础。

土墩上覆盖着草和灌木,然后是沙子或壤土。如图所示,烟囱放置在桩的边缘,其底部开口连接到桩的底部。土墩的位置应该用耙子和根部清除,树桩拉出来。

图3. - Casamance窑,100个steres

碳化规则

一旦火灾开始,需要燃烧器(3)的持续监督,直到碳化完成。通过投掷活煤,在中心孔点燃土墩。当火势开始(15至20分钟)时,应关闭中心孔。应在土墩基部周围每隔3至4米打开通风孔。永远不要在烟囱附近钻一个洞,因为这只会减少其余堆中的吃水。如果烟雾没有从烟囱中冒出,应在其中点燃小火以使其吸引。

随着碳化进程的推进,土墩会逐渐下沉,并且可能会出现洞穴,这些洞穴应该立即被草和沙子挡住。如果烟囱所在的一侧似乎完全碳化,则应拆除烟囱。

碳化的不同阶段是:

 

- 加热:从环境温度到100°C

- 脱水:在100和120°C之间

- 放热阶段,从270°C开始,碳化完成后达到500至700°C。

- 冷却过程中,烟囱被移除,土墩被密封。

冷却后,在底部开始借助于耙子打开土墩。在取出部分木炭后应关闭开口,并应继续该程序直至操作完成。

土堆中的新鲜木炭应用沙子覆盖,以防止点燃。这避免了因用水熄灭而导致的质量损失。只应将块状木炭放入袋中:品牌和罚款应丢弃。为了控制目的,袋子应该用缠绕着纸板标签的绳子封闭,以指示土墩的重量和数量。

品牌应该在下一个窑中碳化。当烟雾开始减少并变成蓝色时,碳化就结束了。从这一刻起,木炭本身正在燃烧,因此需要撤回烟囱并密封土墩。在放热分解阶段期间,副产物被收集作为来自烟囱底部的冷凝物。冷凝物是木焦油和焦木酸的混合物。(见第4节)。Casamance土墩基于反向吃水,即空气从通风孔的底部流入而温暖的气体而不是从顶部逸出,向下流动并通过连接到土墩基部的烟囱。在冷却阶段,木炭燃烧器应该开始建造下一个土墩,从基础的构造开始。

6.4。从Casamance窑收集焦油

收集Casamance窑烟囱底部的冷凝水存在一些不容忽视的问题。可以浓缩的理论体积是相当大的,主要由无价值的水组成。从100块木材(一个大型卡萨曼窑)可以生产约21公吨的冷凝水。这将需要大约一百个油桶来容纳它。冷凝物主要是无用的水,由于其含有的乙酸和相关的酸,它具有腐蚀性并污染环境。可以收集大约2公吨的焦油,这将填充大约10个鼓,假设在通往烟囱的途中没有燃烧。在实践中,必须允许所有水和酸性物质作为蒸汽通过烟囱并以正常方式逸出到空气中。大气中的稀释降低了它们的污染和刺激作用。这是通过保持烟囱热和避免冷风来实现的。有些焦油会丢失,但这对于这么简单的系统来说是不可避免的; 否则收集坑将被冷凝水淹没,该区域受到严重污染。在寒冷的大气操作条件导致水过度冷凝的情况下,烟囱的下部必须隔热或建造砖烟囱。保持烟囱热,即约100℃,确保稳定的通风,允许窑中的气体适当循环,具有良好的碳化。焦油仍将被浓缩。有关收集和处理木材碳化冷凝物的更多信息,请参阅第12章。有些焦油会丢失,但这对于这么简单的系统来说是不可避免的; 否则收集坑将被冷凝水淹没,该区域受到严重污染。在寒冷的大气操作条件导致水过度冷凝的情况下,烟囱的下部必须隔热或建造砖烟囱。保持烟囱热,即约100℃,确保稳定的通风,允许窑中的气体适当循环,具有良好的碳化。焦油仍将被浓缩。有关收集和处理木材碳化冷凝物的更多信息,请参阅第12章。有些焦油会丢失,但这对于这么简单的系统来说是不可避免的; 否则收集坑将被冷凝水淹没,该区域受到严重污染。在寒冷的大气操作条件导致水过度冷凝的情况下,烟囱的下部必须隔热或建造砖烟囱。保持烟囱热,即约100℃,确保稳定的通风,允许窑中的气体适当循环,具有良好的碳化。焦油仍将被浓缩。有关收集和处理木材碳化冷凝物的更多信息,请参阅第12章。烟囱的下部必须隔热或建造砖烟囱。保持烟囱热,即约100℃,确保稳定的通风,允许窑中的气体适当循环,具有良好的碳化。焦油仍将被浓缩。有关收集和处理木材碳化冷凝物的更多信息,请参阅第12章。烟囱的下部必须隔热或建造砖烟囱。保持烟囱热,即约100℃,确保稳定的通风,允许窑中的气体适当循环,具有良好的碳化。焦油仍将被浓缩。有关收集和处理木材碳化冷凝物的更多信息,请参阅第12章。

照片。12.用土墩窑中的袋子卸下木炭。注意用于在卸载的早期阶段将可溶性炭与土壤覆盖物分离的耙子。加纳。照片Lejeune。

6.5。卡萨芒斯土丘产生的木炭成本(来自塞内加尔的经验)

给出的数据是100立方米的土墩。
CFA法郎的成本和价格(1978年1美元= 310 F.CFA约)
1立方木柴产量120公斤木炭。
人力:每墩3个燃烧器。

生产成本为12 000公斤。木炭

 

 

 

占总数的百分比

每立方英尺550 FFA的100 steres薪材

55000

28.0

劳动,包括包装

77040

39.2

在250 F.CFA/ton的窑址装载卡车

3000

1.5

运往主仓库

10449

5.3

在主仓库卸货

2200

1.1

手袋

15000

7.6

税率为1.5 F.CFA kg。

18000

9.2

 

180689

91.9

加上应急费用10%,成本不含税

16000

8.1

仓库中木炭的成本= 16.40 F.CFA/kg。

196689

100%

 

运输到主要市场:

 

a)到Ziguinchor(1.81 F.CFA kg):18.21 F / kg 
b)到达喀尔(8.00 F.CFA kg):24.40 F / kg

销售收入和亏损

 

a)Ziguinchor:市场价格F.CFA 20 / kg 
利润= + 1.79 F / kg

b)达喀尔:市场价格F.CFA 22.5 / kg 
损失= 1.9 F / kg

6.6。瑞典土窑与烟囱

瑞典的木炭铁工业(2,23)使大型窑炉的设计和运行达到了完美的高度阶段。主要的改进是使用连接到桩下方的烟道的外部烟囱,并采用圆形的堆积计划,减少了碳化过程中的热量损失,改善了气体循环。

图4

A - 薪材
B - 碳化区
C - 木炭区

虽然这些熔炉以前为铁冶炼行业生产了大量的木炭,但它们已经被巴西,阿根廷和东南亚使用的砖窑系统取代了木炭铁工业。

窑的建造方式如下:

 

底座的底部覆盖有原木,形成格栅或婴儿床,木材垂直堆放在其上。炉篦在底部和木材之间形成自由空间,碳化过程所需的空气通过该空间进行搅拌。堆积的木头覆盖着树叶和草,然后土约20厘米厚。

桩具有由钢桶制成的外部堆,其通过切入地下的烟道连接到桩上,在桩下运行并且用圆形边缘覆盖。该桩在圆形底座周围有许多通风口。

通过将火炬引入与烟囱相对的燃烧烟道中来开始碳化过程。据报道,这种类型的桩易于操作以产生良好的木炭质量,木材产量为55%木炭。桩的体积从100到250立方米不等。整个周期需要24天; 充电4天,碳化6天,冷却10天,放电4天。由于高碳化温度(约550°C)和缓慢的工艺,瑞典土窑生产的木炭具有高比例的固定碳,低挥发性物质,因此堆积密度低,木炭130至160 kg /m³由针叶树制成。由于其低挥发物含量,它具有非常低的自燃倾向。然而,由于以下原因,不再认为将土窑用于生产冶金木炭的大规模商业操作是可行的:每个循环后窑必须完全重建。24天的生产周期太长。窑操作虽然基本上很简单,但需要相当的技巧,经验甚至一定程度的艺术性。在需要简单的结构和操作,灵活性和移动性的地方,简单的砖蜂窝窑提供良好的产量,操作简单,操作速度快。经验甚至一定程度的艺术性。在需要简单的结构和操作,灵活性和移动性的地方,简单的砖蜂窝窑提供良好的产量,操作简单,操作速度快。经验甚至一定程度的艺术性。在需要简单的结构和操作,灵活性和移动性的地方,简单的砖蜂窝窑提供良好的产量,操作简单,操作速度快。

(责任编辑:活性炭网)
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