|
|
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ, макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый пиролизом древесины без доступа воздуха. Структура и св-ва угля определяются т-рой пиролиза. Пром. древесный уголь, получаемый при конечной т-ре 450-550 °С, — аморфный высокомол. продукт, включающий алифатич. и ароматич. структуры; состав: 80-92% С, 4,0-4,8% Н, 5-15% О. Древесный уголь содержит также 1-3% минер. примесей, гл. обр. карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe. Кажущаяся плотность елового угля составляет 0,26, осинового — 0,29, соснового — 0,30, березового — 0,38 г/см3; истинная плотность древесного угля 1,43 г/см3; пористость 75-80%; уд. теплоемкость 0,69 и 1,21 кДж/(кг.К) соотв. при 24 и 560 °С; теплопроводность 0,058 Вт/(м.К), теплота сгорания 31500-34000 кДж/кг, уд. электрич. сопротивление 0,8.10 === Исп. литература для статьи «ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ»: Завьялов А. Н., Калугин Е. Н., «Химия древесины», 1978, № 4, с. 88-92; Древесный уголь. Получение, основные свойства и области применения древесного угля, М., 1979; Тарковская И. А., Окисленный уголь, К., 1981. А. Н. Завьялов. |
|
www.xumuk.ru
Применение древесного угля | Уголь древесный
Древесный уголь с древних времен использовали как топливо. Чуть позже его начали применять в медицине, правильных печах и кузнях. Сегодня уголь находит свое применение не только в промышленности, но и в других сферах производства.
Изучив обширный список применения древесного угля, можно смело заявить, что уголь позволяет делать нашу жизнь комфортнее.
Первый вариант применения является доказательством выше сказанного:
- Многие в наше время, пусть и не легкое для России, все же могут позволить себе построить загородный дом. Модно устанавливать дома камин, (сейчас их большой выбор), но нет ничего прекраснее, сесть большой семьей около настоящего камина, в котором горит древесный березовый или дубовый уголь, создавая тепло и уют.Выезды на природу стали летними традициями. Все с нетерпением ждут прихода весны и лета. Насладиться шашлыками, приготовленными на березовых углях. Можно зайти в магазин и купить один мешок фасованного древесного березового угля. С приобретением древесного угля вы экономите время. Не нужно искать подходящие ветки, бревна, везти с собой кучу не нужных вещей, а сразу окунуться в красоту лесной природы, не причиняя ей ущерба.Нужно помнить, что природа дала нам возможность пользоваться своими дарами.
- Второй вариант использования древесного угля играет не малую роль в жизни городов. В цветной металлургии, в производстве кремния, в химической промышленности, в производстве стекла, красок, хрусталя. А если немного углубиться, то можно выяснить интересный факт из древесного угля — при его получении образуются жидкие продукты побочного содержания (древесная смола), из которой производят — метиловый спирт, скипидар, уксусную пищевую кислоту, спиртовые растворители. Возможно, со временем древесный уголь найдет свое применение в других отраслях.
- Третий вариант применения древесного угля в сельскохозяйственной жизни. На протяжении многих веков древесный уголь является помощником сельских жителей. Для хорошего урожая необходимо удобрять землю углем и золой, помогая ей получать недостающие минералы и витамины.Используется измельченный древесный уголь в виде кормовой добавки в животноводстве. Применяется в лесопарковых хозяйствах, методом распыления древесного угля. Поддерживая тем самым почву, на участках с высокой рекреационной дигрессией.
- Древесный уголь, является хорошим поглотителем запахов, что позволяет использовать его как изоляционный материал.
- Пятый вариант доказывает, что границы применения древесного угля велики. В полиграфии и приборостроении используется для полировки деталей, форм и шлифовки.
- Шестой вариант применения древесного угля в производстве электроугольных изделий. Изготавливаются электроугольные изделия из чистых углеродистых материалов, к которым относится древесный уголь. Применяются эти изделия в различных двигателях, для термических целей, в электротехнических машинах, в технике электровакуумной.
- Последний седьмой вариант применения казалось бы простого древесного угля. В качестве наполнителя пластмасс может использоваться древесный уголь. Является приемлемым заменителем редкого и недешевого графита.
Получается, что уголь будет нужен людям всегда. Нам осталось научиться беречь древесный уголь, который позволяет делать нашу жизнь легче, комфортнее и стабильнее.
Получение древесного угля своими руками по примитивной технологии
Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!В данной статье, автор YouTube канала «Primitive Technology» расскажет Вам, как он сделал партию древесного угля, используя насыпной метод, затем переложил его в корзины для дальнейшего хранения.
Древесный уголь — это топливо, которое горит при более высокой температуре, чем древесина, из которой он изготовлен.
Это связано с тем, что первоначальные этапы сгорания, потребляющие энергию, имели место, когда уголь вытеснял летучие компоненты древесины (такие, как вода, сок, эфирные масла). В результате получается почти чистое углеродное топливо, которое сгорает при гораздо более высокой температуре, практически не выделяя дыма, и с меньшим пламенем. Древесный уголь был в основном топливом для металлургии в древние времена, но изредка использовался и для приготовления пищи.
Материалы.
— Сухие поленья и ветки
— Сухие ветки с листьями
— Глинистая земля
— Вода.
Инструменты, использованные автором.
— Камни
— Палочка для розжига методом трения.
Процесс изготовления.
Первым делом мастер собирает сухие ветки и стволы деревьев, затем разламывает относительно тонкие из них при помощи камней, бросая их на ветку.
С толстыми стволами пришлось повозиться, сделав канавку, затем сломав камнем.
Можно ломать и вручную, ударяя надпиленное полено об камень.
Получилась вот такая кучка поленьев и веток.
Теперь автор выкапывает небольшую ямку, и устанавливает в нее самое большое полено вертикально. Затем прикапывает его.
Далее начинает обкладывать центральное полено, начиная с самых толстых деревяшек.
Чем ближе к внешнему слою — тем мельче ветки укладываются.
Предпоследний слой формирует из веток с листьями.
Теперь автор выкапывает ямку, заливает ее водой и размешивает землю до состояния густого раствора.
Из полученного раствора формирует «шубу» вокруг полученного шалаша. Причем начинает с нижней части.
Плотным слоем, стараясь не допускать трещин, укладывает верхнюю часть шубы, оставив на вершине кургана отверстие для выхода дыма и газов. Поверхность шубы слегка смачивает водой, и разглаживает.
Теперь со всех сторон кургана проделывает несколько отверстий в нижней части, это будет своего рода поддувало.
Разжигает курган, засыпая сверху подожженный трут.
Подбрасывает сверху мелкие ветки, ждет прогревания внешней части.
Места, где появляются трещины, обязательно замазывает.
Так как начинает проседать часть веток, можно подбросить еще.
Вот и начал появляться огонь в нижней части заложенного топлива. Огонь сгорел внутри насыпи против восходящего потока. Мастер считает, что это лучший способ сделать древесный уголь, так как поднимающееся пламя израсходовало кислород и не дает углю, уже произведенному над ними, сгореть, вытесняя еще больше летучих веществ.
На этом этапе автор заделывает сначала все отверстия поддува.
Затем плотно закрывает вытяжное отверстие. От момента поджига до закрытия прошло около четырех часов.
На следующий день, когда курган был прохладным на ощупь (иногда это может занять около 2 дней), мастер открыл курган. Тут важно проверить, не тлеет ли уголь внутри.
Затем он просто разломал внешние стенки.
Полученный древесный уголь был хорошего качества. Некоторое количество дерева возле входов в воздух сгорело дотла, хотя это были только маленькие веточки и листья. По этой причине небольшие ветки кладут с внешней стороны насыпи, чтобы она была сожжена преимущественно перед большей древесиной на внутренней стороне, защищая, таким образом, большие куски древесного угля.
Древесный уголь был твердым и блестящим. При вскрытии он сохранил лучевую структуру дерева. При перемещении руки через него древесный уголь казался жестяным, как ракушки на пляже, движимые волнами. Это признаки хорошего качества. Плохой уголь мягкий, легко ломается и имеет приглушенный звук.
Теперь готовый уголь можно переложить в корзины для хранения.
Автор намерен использовать древесный уголь для получения более высоких температур в печи, чем он может добиться, используя одни дрова. Согласно исследованиям автора, печь с естественной тягой, использующая древесину, может достигать максимум 1400°C, тогда как печь с естественной тягой, использующая древесный уголь, может достигать 1600°C. Получение высоких температур необходимо для смены материала, чтобы разрабатывать следующую технологию (например, плавку руды в металл). Вот такой объем угля получился.
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Активированный уголь — Википедия
Активированный уголь — пористое вещество, которое получают из различных углеродосодержащих материалов органического происхождения: древесного угля (марки активированного угля БАУ-А, ОУ-А, ДАК[1] и др.), каменноугольного кокса (марки активированного угля АГ-3, АГ-5, АР и др.), нефтяного кокса, скорлупы кокосовых орехов и других материалов. Содержит огромное количество пор и поэтому имеет очень большую удельную поверхность на единицу массы, вследствие чего обладает высокой адсорбционной способностью. В зависимости от технологии изготовления, 1 грамм активированного угля может иметь поверхность от 500 до 2200 м²[2]. Впервые синтезирован Николаем Дмитриевичем Зелинским (1915 г.), использован им в противогазах как универсальное средство химической защиты[3], а позже — в качестве гетерогенного катализатора. Применяют в медицине и промышленности для очистки, разделения и извлечения различных веществ.
Химические свойства, модифицирование[править | править код]
Обычный активированный уголь является довольно реакционноспособным соединением, способным к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой[4][5][6][7][8][9][10][11], водяным паром[12][13][14], а также углекислым газом[8] и озоном[15][16][17]. Окисление в жидкой фазе проводят целым рядом реагентов (HNO3, H2O2, KMnO4)[18][19][20]. За счёт образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного угля его адсорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от неокисленного[21]. Модифицированный азотом уголь получают либо исходя из азотсодержащих природных веществ, либо из полимеров[22][23], либо обработкой угля азотсодержащими реагентами[24][25][26]. Также уголь способен взаимодействовать с хлором[27][28]бромом[29] и фтором[30]. Важное значение имеет серосодержащий уголь, который синтезируют разными путями[31][32] В последнее время химические свойства угля принято объяснять наличием на его поверхности активной двойной связи[17][33][34]. Химически модифицированный уголь находит применение в качестве катализаторов, носителей для катализаторов, селективных адсорбентов, в получении особо чистых веществ, в качестве электродов литиевых аккумуляторов.
Есть два основных механизма, которыми активизированный углерод удаляет загрязнители из воды: адсорбция и каталитическое окисление. Явление адсорбции газов углем почти одновременно описали в 80-х годах XVIII века шведский химик Карл Вильгельм Шееле и итальянский учёный Феличе Фонтана. В России в 1785 году академик Товий Егорович Ловиц открыл и подробно исследовал явление адсорбции углем в жидкой среде, предложив применить его для очистки органических веществ.[35] Органические соединения удаляются адсорбцией, а окислители, такие, как хлор и хлорамин, удаляются каталитическим окислением.
В качестве сырья в производстве активированного угля используются материалы органического происхождения: древесина, каменный уголь, битумный уголь, скорлупа кокосовых орехов и др. Указанное сырьё сначала обугливают, затем подвергают активации.
Сущность активации состоит во вскрытии пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии. Это делается либо термохимически (предварительно материал пропитывают раствором хлорида цинка, карбоната калия или некоторыми другими соединениями, и нагревают без доступа воздуха), либо путём обработки перегретым паром или углекислым газом или их смесью при температуре 800—850 °C. В последнем случае технически сложно получить парогазовый агент, имеющий такую температуру. Широко распространён приём подачи в аппарат для активации одновременно с насыщенным паром ограниченного количества воздуха. Часть угля сгорает, и в реакционном пространстве достигается необходимая температура. Выход активированного угля в этом варианте процесса заметно снижается. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активированных углей может достигать 1800—2200 м² на 1 г угля.[2] Различают макро-, мезо- и микропоры. В зависимости от размеров молекул, которые нужно удержать на поверхности угля, уголь должен изготавливаться с разными соотношениями размеров пор.
В противогазах[править | править код]
Классический пример использования активированного угля связан с использованием его в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Противогаз, разработанный Н. Д. Зелинским, спас множество жизней солдат в Первой мировой войне после применения кайзеровской Германией боевых отравляющих веществ. К 1916 году он был принят на вооружение почти во всех европейских армиях.
В связи с деградацией производственных отраслей экономики РФ, на 2015 г. потребность в активированном угле (для российских фильтрующих противогазных СИЗОД) на 75% удовлетворялась за счёт импорта[36]
При производстве сахара[править | править код]
Первоначально для очистки сахарного сиропа от красящих веществ при сахароварении использовалась костная мука. Однако этот сахар не следовало употреблять в пост, как имеющий животное происхождение. Сахарозаводчики начали выпускать «постный сахар», который либо не очищался и имел вид цветных помадок, либо чистился через древесный уголь.
Для производства органического удобрения терра прета[править | править код]
Терра прета — компостирование органических отходов жизнедеятельности человека и животных методом силосования с использованием низкотемпературного активированного древесного угля. Полученный силокомпост доводится до кондиции компостными дождевыми червями либо поверхностно вносится в почву с последующим мучированием.
Другие области применения[править | править код]
Активированный уголь применяется в медицине, химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Фильтры, содержащие активированный уголь, используются во многих современных моделях устройств для очистки питьевой воды.
Характеристики активированного угля[править | править код]
Размер пор[править | править код]
Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (пор диаметром до 2 нм), на основе каменного угля — большей долей мезопор (2—50 нм). Большая доля макропор (более 50 нм) характерна для активированных углей на основе древесины.
Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры — для адсорбции более крупных органических молекул.
Иодное число (иодный индекс)[править | править код]
Иодное число — основной параметр, характеризующий площадь поверхности пор и, как следствие, сорбционную ёмкость угля. Определяется массой иода, которую может сорбировать единица массы угля (мг/г). Метод основан на сорбции углем мономолекулярного слоя иода. Более высокое число указывает на более высокую степень активации, типовое значение показателя — 500—1200 мг/г. Численное значение иодного числа примерно соответствует удельной площади поверхности пор, измеренной в м²/г.
Твёрдость[править | править код]
Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный параметр активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля, в зависимости от сырья и уровня активности.
Гранулометрический состав[править | править код]
Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.
Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие.
Уголь активированныйОтносится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, абсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и др. снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжёлых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щёлочи, а также соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль. Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и др. опиаты), необходимо применять уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином. Снижает эффективность одновременно принимаемых лекарственных средств, уменьшает эффективность лекарственных средств, действующих на слизистую оболочку ЖКТ (в том числе ипекакуаны и термопсиса).
Уголь активированный — УБФНазначается при следующих показаниях: дезинтоксикация при повышенной кислотности желудочного сока при экзо- и эндогенных интоксикациях: диспепсия, метеоризм, процессы гниения, брожения, гиперсекреция слизи, HCl, желудочного сока, диарея; отравление алкалоидами, гликозидами, солями тяжёлых металлов, пищевая интоксикация; пищевая токсикоинфекция, дизентерия, сальмонеллёз, ожоговая болезнь в стадии токсемии и септикотоксемии; почечная недостаточность, хронический гепатит, острый вирусный гепатит, цирроз печени, атопический дерматит, бронхиальная астма, гастрит, хронический холецистит, энтероколит, холецистопанкреатит; отравления химическими соединениями и лекарственными средствами (в том числе фосфорорганическими и хлорорганическими соединениями, психоактивными лекарственными средствами), аллергические заболевания, нарушения обмена веществ, алкогольный абстинентный синдром; интоксикация у онкологических больных на фоне лучевой и химиотерапии; подготовка к рентгенологическим и эндоскопическим исследованиям (для уменьшения содержания газов в кишечнике).
Противопоказан при язвенных поражениях желудочно-кишечного тракта (в том числе язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, неспецифическом язвенном колите), кровотечениях из ЖКТ, одновременном назначении антитоксических лекарственных средств, эффект которых развивается после всасывания (метионин и др.).
В качестве побочных эффектов называются диспепсия, запоры или диарея; при длительном применении — гиповитаминоз, снижение всасывания из ЖКТ питательных веществ (жиров, белков), гормонов. При гемоперфузии через активированный уголь — тромбоэмболия, геморрагии, гипогликемия, гипокальциемия, гипотермия, снижение артериального давления.
- ↑ ГОСТ 6217-74
- ↑ 1 2 Водоподготовка: Справочник. // Под ред. С. Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007. — 240 с.
- ↑ Проф. Зелинский и Садиков. Уголь как противогаз. Петроград.1918, с4-5
- ↑ Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. — 1999. — V.37. — P. 1517—1528
- ↑ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation — relevance to carbonization behavior // Carbon. — 2002. — V.40. — P. 1937—1947
- ↑ Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon — 2000. — V. 38, № 15. — P. 2069—2075
- ↑ Garcia A. B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J. M. D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. — 1998. — V. 77, № 1 — P. 613—624
- ↑ 1 2 Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection — 2001. — V.79, № B4. — P. 211—217
- ↑ Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon −1997. — V.35, № 8. — P.1047-1052
- ↑ Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon — 1993. — V.31, № 5. — P.721-730
- ↑ Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry — 1991. — V. 30, № 10. — P. 839—843
- ↑ Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. — 1997. — V.8, № 3—4. — P.123—130
- ↑ Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon — 1996. — V.34, № 4. — P.505—509
- ↑ Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science — 1996. — V. 179, № 2. — P. 561—569
- ↑ Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. — 1996. — V. 31. — P. 5651—5655
- ↑ Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon — 2002. — V.40, № 14. — P. 2685—2691
- ↑ 1 2 Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir — 2002. — V. 18. — P. 2111—2116
- ↑ Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. — 1999. — V. 37, № 8. — P. 1323—1332
- ↑ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A. J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. — 1993. — V. 26(6). — P. 1117—1137
- ↑ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. — 1991. — V.176. — P.129-140
- ↑ Тарковская, И. А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И. А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. — 200 с
- ↑ Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. — 1991. — Vol. 26, № 6. — P. 707—720
- ↑ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characterizaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. — 1997. — Vol.35, № 12. — P. 1799—1810
- ↑ Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of H2S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. — 2003. — Vol. 41, № 10. — P. 1999—2007
- ↑ Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. — 1975. — Vol. 26, № 5. — P.2084—2086
- ↑ ScienceDirect.com — Applied Catalysis A: General — The influence of surface functionalization of activated carbon on palladium dispersion and catalytic activity in hydrogen ox …
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — The effect of chlorination on surface properties of activated carbon
- ↑ XPS study of the halogenation of carbon black—Part 2. Chlorination
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — XPS Study of the halogenation of carbon black-part 1. Bromination
- ↑ Fluorination of carbon blacks: An X-ray photoelectron spectroscopy study: III. Fluorination of different carbon blacks with gaseous fluorine at temperatures below 100 °C influ…
- ↑ ScienceDirect.com — Carbon — Formation of carbon black-sulfur surface derivatives by reaction with P2S5
- ↑ ScienceDirect.com — Fuel — Sulfonic groups anchored on mesoporous carbon Starbons-300 and its use for the esterification of oleic acid
- ↑ ScienceDirect.com — Catalysis Communications — Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration
- ↑ Chemical reactions of double bonds in activated carbon: microwave and bromination methods — Chemical Communications (RSC Publishing)
- ↑ Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. — Москва: Химия, 1981. — 632 с.
- ↑ Стяжкин Константин Кириллович. Курс на импортозамещение (рус.) // Ассоциация СИЗ Вестник АСИЗ. — Москва: Союзпечать, 2015. — Март (№ 1 (33)). — С. 2-3.
ru.wikipedia.org
Древесный уголь: как сделать в домашних условиях и схема бизнеса
Древесный уголь является естественным биотопливом, которое можно использовать в разных сферах деятельности. В чём же преимущества древесного угля?
- не содержит фосфора и серы;
- не оказывает негативного воздействия на атмосферу;
- имеет большую теплотворную способность;
- сгорает полностью;
- является возобновляемым ресурсом.
Тем, кто уже сталкивался с необходимостью приобретения древесного угля, известно, что стоит этот вид топлива весьма недёшево. Поэтому в целях минимизации затрат можно изготовить древесный уголь своими руками. При изготовлении древесного угля могут быть использованы как твёрдые породы древесины (бук, дуб, береза и т.п.), так и мягкие (осина, ольха, тополь и др.). От исходного сырья зависит и качество топлива: из твердых сортов получаею уголь марки А, из мягких – марки Б.
Как сделать древесный уголь в яме
Этот способ использовали наши предки. Так что самому изготовить уголь будет просто. Для начала необходимо выкопать небольшую яму. Яму делают в виде цилиндра, следя за вертикальностью стенок. При диаметре в 75-80см и глубине 50см получают примерно два мешка угля.
Дно ямы нужно утрамбовать (можно ногами) чтобы грунт не перемешивался с готовым продуктом. Затем в яме разводят костер (используйте мелкие ветки, сухую бересту и т.п., но никакой «химии»). Постепенно добавляйте в огонь сухие тонкие ветки или дрова, нужно чтобы все дно было покрыто горящими дровами. Когда костёр хорошо разгорится, приступаем непосредственно к выжигу древесного угля: добавляем подготовленные дрова.
Делаем древесный уголь самостоятельно в яме
Важно! Дрова для древесного угля должны быть без коры. Она сильно дымит, а уголь из нее низкого качества. Чтобы было удобнее пользоваться топливом, можно нарезать дрова на «порционные» куски. Размеры подбирайте самостоятельно, но более 30см использовать нежелательно.
Постепенно, по мере прогорания одних дров, сверху укладываем свежие, периодически шевеля их длинным шестом – дрова должны лежать плотно. И так до тех пор, пока яма не заполнится доверху. Как долго длится выжиг, зависит и от размеров дров, и от их плотности (древесина твердых сортов прогорает дольше, но уголь получается лучшего качества), и от влажности воздуха. Чтобы заполнить яму указанного размера уходит не менее 3-х часов.
Заполненную яму нужно накрыть зеленой травой или листьями, сверху присыпать слоем земли и хорошенько утрамбовать. В этих условиях изготовленный древесный уголь будет остывать около двух суток, после чего нужно его просеять и расфасовать. После всех этих процедур уголь полностью готов к использованию.
В этом видео наглядно продемонстрирована эта технология, доставшаяся нам от предков, но пережигают здесь большие куски. Времени на это уходит больше. Дымят дрова сильно из-за того, что кора не очищена. Попробуйте повторить процесс, но без коры и сравните.
Как сделать древесный уголь в бочке
Еще один способ самостоятельного изготовления древесного угля. Вам понадобится толстостенная металлическая бочка. Размер подбираете в зависимости от количества угля, который хотите сделать за один заход (если бочка большая, понадобится много времени чтобы ее заполнить). Емкости из-под химии ни при каких условиях использовать нельзя, если в емкости хранились нефтепродукты, ее нужно выжечь и использовать только чистую.
Выжигать древесный уголь можно в железной бочке
Есть два способа изготовления угля в бочке. В первом внутри нее разводится огонь и тогда сам процесс ничем не отличается от получения угля в яме. Только если используете большую емкость (100-200 литров) чтобы уложенные сверху дрова не «задавили» огонь, на дно ставите стоя шесть кирпичей (желательно огнеупорных). Между ними разводите костер, аккуратно подгружаете дрова до тех пор, пока угли почти не покроют кирпичи. Потом на кирпичи ставите решетку и уже следующие партии поленьев закладываете на нее. Эту древесину укладываете рядами плотно. Заполнив бочку доверху, ждете, пока на поверхности не появятся языки пламени, после чего накрываете листом железа, оставив небольшую щель. Для ускорения процесса в проделанное в нижней части отверстие можно подавать воздух, например, из пылесоса, но вполне можно обойтись и без этого. Дрова горят, а вы следите за цветом дыма. Как только он станет сизым, бочку нужно закрыть герметично и оставить в таком состоянии до полного остывания. После чего снять крышку и вынуть готовые угли.
Во втором варианте бочку, наполненную доверху плотно уложенной древесиной, накрываем негорючей крышкой. Закрывать нужно почти герметично. Отверстия должны быть (для выхода газов), но небольшие, так как температуру внутри нужно довести до 350оС. Ставим бочку на платформу, изолированную от земли. В простейшем варианте это несколько кирпичей, уложенных на лист металла. Между этих кирпичей разводим костер, на котором «греем» бочку. Через какое-то время начинается процесс окисления дров (горение) и начинает выходить газ. После того как выход газов прекратился, еще некоторое время оставляете емкость на костре (чтобы можно было ориентироваться, скажем, что на то чтобы пережечь 20-литровую емкость с дровами в уголь может понадобиться 2-2,5 часа). После чего снимаем бочку с огня и заделываем имеющиеся в крышке отверстия. Оставляем до полного остывания. Открыв бочку, имеем некоторое количество древесного угля, который вы сделали своими руками. Приятно…
Эти методики – не единственные способы изготовления древесного угля в домашних условиях, но они не требуют больших затрат. Их недостаток – сложность отслеживания процесса: если в открытой яме или бочке еще как-то можно ориентироваться по виду дров, то в закрытой бочке недоступны и такие «средства» контроля. Надеяться приходится только на опыт. После нескольких самостоятельно изготовленных партий вы научитесь жечь уголь качественно, не допуская недожога или, наоборот, перегорания сырья (поначалу бывает почти у всех).
Простой способ сделать древесный уголь самому
Если у вас есть печь на дровах, вам никакие специальные устройства не нужны: во-первых, можно выбирать прогоревшие, но не развалившиеся угли красного цвета и опускать их в емкость с хорошо пригнанной крышкой. Желательно чтобы это была большая керамическая бадья, но можно приспособить и ведро или небольших размеров бочку. Помните только, что при использовании металлических емкостей нельзя забывать о пожарной безопасности, да и обжечься можно. Крышка должна быть закрыта до полного остывания угля. После того как все остыло, уголь у вас уже есть.
Простой способ сделать древесный уголь самому: вынуть угли из печи и оставить под плотной крышкой остывать
Чтобы угля было больше, можно после того как закладка дров хорошо разгорятся, закрыть дверцы и поддувала, задвинуть заслонки, дать минут 15 на перегорание, а затем выгрести угли в герметичную емкость. Результат получается более весомый, но и способ более рискованный.
Производство древесного угля как бизнес
Если производство древесного угля вы рассматриваете как бизнес, то ямой и бочкой обойтись не получится: объемы не те, времени уходит много. Придется закупать оборудование для производства древесного угля. Понадобится:
- печь для выжига угля;
- весы, мешки для древесного угля и фасовочное оборудование;
- источник или генератор электроэнергии;
- средства для измельчения дров (бензопилы, устройства для колки дров и т.п.).
Траты немалые, но можно сэкономить на помещении: производство размещается на открытой площадке. На старте обойтись можно одной печью, но для выхода на серьезные мощности нужно рассматривать цепочку печей, так как процесс достаточно длительный: сначала загрузка древесины и ее сушка, затем обжиг, остывание и выгрузка продукции. Более серьезная установка содержит отдельные емкости – реторты, в которые загружается сырье. Реторт может быть несколько: пока в одной древесина сушится, в другой уголь выжигается, третья остывает, следующая разгружается и загружается (подробнее смотрите тут). Такая цепочка предусматривает круглосуточный режим работы.
Самостоятельное изготовления печи для выжига угля выглядит проблематично: даже самые простые конструкции далеко не элементарны, работать придется с толстостенным металлом, сварка должна быть качественной. Для примера вот чертёж печи для древесного угля под названием УВП-5Б, разработанный ЦНИИМЭ.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
Более простой выглядит эта разработка ЦНИИМЭ. Их переносная углевыжигательная печь отличается лаконичностью и неплохой производительностью, но для этого требуется соблюдение всех пропорций.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
В общем, как бизнес производство древесного угля — не самый простой вариант, но достаточно перспективный и при правильной организации доходный: спрос стабильно растет, цены на хорошее топливо высокие. Причем даже отходы и не кондиционную продукцию (крошку и мелкий уголь) можно перерабатывать в топливные брикеты.
Выводы. Простейшие способы сделать древесный уголь в домашних условиях общедоступны: требуются по большому счету сухие дрова (даже нетолстые ветки и сухостой подойдет), небольшой участок земли и/или металлическая бочка с крышкой. Если же рассматривать производство древесного угля как бизнес, то предстоят немалые затраты. Но изготавливать древесный уголь можно из любых пород древесины, даже из отходов деревообрабатывающей промышленности: обрезков и некондиционных остатков. Пустить в ход можно даже опилки, сформовав предварительно пелеты. Некоторая часть продукции, выходящей из печи, не соответствует стандартам, но и отсев древесного угля можно превращать в хорошее топливо при помощи технологии брикетирования. В общем, несмотря на трудности, это достаточно перспективный вид деятельности.
teplowood.ru
Основное сырье для производства древесного угля
Древесный уголь – твердое высокоуглеродистое биотопливо, которое производят из древесины путем ее нагревания без доступа кислорода, в результате процесса под названием «пиролиз». Древесный уголь характеризуется высокой теплоемкостью (более 30 000 кДж/кг), даже небольшое его количество дает длительный жар, практически не выделяет дыма и копоти из-за чего широко используется для приготовления пищи.
Качество древесного угля главным образом определяет качество используемой древесины как сырья для его производства. В зависимости от используемого сырья, древесный уголь разделяют на 3 разновидности:
— Марка «А» — древесный уголь, который изготовлен из древесины твердолиственных пород: береза, бук, ясень, вяз, дуб, клен. Уголь марки А считается наиболее качественным и востребованным на рынке.
— Марка «Б» — переугленная смесь твердо- и мягколиственных пород древесины; для получения древесного угля класса Б могут быть использованы осина, ольха, липа, тополь, ива.
— Марка «В» — древесный уголь, изготовлен из смеси твердо-, мягколиственных и хвойных пород древесины.
Требования к сырью для переугливания можно найти в государственном стандарте — ГОСТ 24260-80 «Сырье для пиролиза и углежжения». Согласно ему, для углежжения также подходят и другие породы лиственных деревьев, например, все фруктовые: яблоня, груша, вишня, черешня, слива, а так же граб, ильм, акация и другие.
Для древесного угля используемого в качестве топлива при приготовлении пищи, большое значение имеет вид древесины, из которой он изготовлен. Дубовая или берёзовая древесина в данном случае являются наиболее оптимальными вариантами, так как получаемый при этом уголь характеризуется продолжительным горением, а также высоким и ровным жаром, выделяемым при горении. Однако, цены на свежесрубленное сырье неустанно растут, потому все чаще используется как сырье отходы лесозаготовительной промышленности, щепа, отходы фанерного производства — так называемые «карандаши». При наличии бесперебойных поставок, древесина для вторичной переработки более выгодна в качестве сырья для производства древесного угля.
Таблица плотности древесины и примерный выход угля кг/м3
| Порода | Условная плотность (кг/м3) | Плотность в абсолютно сухом состоянии (кг/м3) | Выход древесного угля (кг/м3) |
| Лиственница | 630 | 520 | 160 |
| Сосна обыкновенная | 470 | 400 | 120 |
| Ель | 420 | 360 | 105 |
| Кедр | 410 | 350 | 100 |
| Пихта сибирская | 350 | 300 | 90 |
| Граб | 760 | 630 | 190 |
| Дуб | 650 | 550 | 160 |
| Клен | 650 | 550 | 160 |
| Ясень обыкновенный | 640 | 550 | 160 |
| Бук | 640 | 530 | 160 |
| Береза | 600 | 520 | 150 |
| Орех | — | 470 | 135 |
| Ольха | 490 | 420 | 120 |
| Осина | 470 | 400 | 110 |
| Липа | 470 | 400 | 110 |
Необычное сырье для производства древесного угля
Скорлупа кокосового ореха
В регионах, где широко распространена кокосовая пальма практикуется производство древесного угля, где как сырье используется скорлупа кокосового ореха. Объём получаемого древесного угля при использовании традиционных методов не превышает 30% от использованного сырья. Чтоб получить древесный уголь хорошего качества, используются полностью высушенные, чистые оболочки кокосовых орехов.
Для наших широт такое сырье более чем экзотично, однако индонезийцы и филиппинцы обжигая скорлупу и получают из неё очень качественный уголь для приготовления барбекю, а также уголь для кальянов. Часто переугливание кокосовой скорлупы осуществляется кустарным методом, однако есть специальные модели печи для переугливания кокосовой скорлупы
Скорлупа грецкого ореха
Как сырье для производства древесного угля скорлупа грецкого ореха используется довольно редко. Главным образом по причине высокой стоимости самого сырья, которое также широко используется в фармацевтике. Переугленная скорлупа грецкого ореха используется для изготовления брикетов, которые отличаются высокой теплопроводностью, ровной и гладкой поверхностью, а также приятным ароматом древесины и полным отсутствием пыли.
Кости животных
Экстравагантный шеф-повар Дэн Барбер (Нью-Йорк,США) делает древесный уголь от животных костей для использования в своем ресторане. Такой древесный уголь полностью черный, но сохраняет оригинальную форму. Так посетители могут заказать свиной стейк, поджаренный над древесным углем, сделанный из свиных костей.
synergy-dream.com
Уголь древесный березовый — применение и назначение
Древесный уголь представляет собой плотный, но при этом пористый высокоуглеродистый материал, который получают из лесоматериалов при помощи нагревания в условиях отсутствия воздуха. Процесс осуществляется в ретортах или печах. В процессе сгорание этого сырья почти не образуется сажа и копоть, в то время как жар сохраняется довольно долго.
Уголь древесный березовый
Этот материал отличается высоким уровнем пористости, что гарантирует его повышенную сорбционную способность. Удельная площадь 1 г угля достигает 160-400 м2. Плотность угля из березы составляет 0,38, из сосны — 0,29, из ели — 0,26 г/см3.
Величина теплоёмкости этого материала зависит от количества влаги и температуры. Среднее значение удельной теплоёмкости полностью высушенного древесного угля равняется 0,2 ккал/кг. А показатель теплотворной способности материала, который был выжжен при 380-500 С, достигает 7500-8170 ккал/кг. Уровень влажности во время извлечения из печи достигает 2-4%. В период хранения сырья в изолированном помещении уровень его влажности увеличивается до 7-15%. Показатель зольности не должен превышать 3%, а включения летучих соединений должно находиться в пределах 20%.
В древесном угле может присутствовать нелетучий и летучий углерод, который можно удалить в процессе прокаливания в виде СО, СО2, СН4 и прочих углеводородов.
Состав получаемого материала находится в прямой зависимости от температуры обугливания: при повышении градусов увеличивается объем углерода и уменьшается доля водорода, кислорода и азота. К примеру, в материале, который получен при 450С, находится в сухом остатке: 84,9% углерода, 3,1% водорода, и 12% смеси кислорода с азотом. Наличие фосфора в материале, который получен из неокоренных лесоматериалов, достигает: 0,016% в сосновых, 0,017% в еловых и 0,037% в берёзовых. При обычной температуре уголь имеет способность присоединять кислород, вследствие чего может самовозгораться.
Древесный уголь получают как из лесоматериалов твёрдолиственных сортов, так и из лесоматериалов смешанных лиственных сортов. Этот материал может быть мелким (6-25 мм) и крупным (свыше 25 мм). Выход древесного угля достигает 30-40% от массы сухих лесоматериалов.
Древесный уголь повсеместно используется в народном хозяйстве. Главными областями, в которых он используется, является чёрная (доменные печи) и цветная (изготовление кремния, алюминия) металлургия, изготовление CS2, активированного угля. Так же это сырье востребовано в производстве стеклянных предметов, краски, электродов, пластмассовых и полимерных изделий. Кроме этого он применяется для жарки шашлыков.
Весь уголь, сегодня используемый, можно назвать древесным. Называемый каменным, например, антрацит, представляет собой лесоматериалы, пролежавшие в земле сотню миллионов лет. Сегодня в кузницах массово используют каменный уголь, однако эта практика применяется сравнительно недавно. Ковали раньше на древесном угле, и, следовательно, кузни располагались рядом с лесом – источником дров.
Однако березовый уголь обладает рядом преимуществ перед каменным:
- он не представляет угрозы для атмосферы, потому что не содержит серы и фосфора
- на этом сырье возможна работа при медленном дутье, то есть металл гораздо меньше времени будет подвергаться окислительному действию, отрицательно влияющему на сталь при повышении температуры
- он является возобновляемым ресурсом, при условии грамотного использования.
Для домашнего применения, к примеру, жарки шашлыков, наилучшим сырьем можно назвать березовую древесину, которая позволяет получить быструю теплоотдачу и высокий жар. После этого произошла промышленная революция, и каменный уголь стали добывать в шахтах.
Нашел древесный уголь применение и в сельском хозяйстве. В строительной отрасли его используют в качестве материала для гидро-, теплоизоляции. Вследствие прекрасных адсорбирующих показателей он применяется в разнообразных очистных процессах.
Сегодня в условиях недостатка свободного времени все время ведется борьба за экологию, поэтому древесный березовый уголь очень часто используется в приготовлении продуктов — гриль, на открытом огне: в барах очень популярно приготовление пищи перед клиентами на открытом огне. Его очень удобно использовать в мангале, гриле, барбекю, в шашлычницах, каминах.
Производство и преимущества
Как же производят древесный уголь? Для осуществления этого процесса специальную печь закладывают и поджигают березовые поленья. Когда прогорание древесины произошло, в печь перестают подавать кислород. После того начинается обугливание или пиролиз. По завершению этого процесса, уголь охлаждают и достают из печи. После этого его остается только просеять и упаковать.
Сегодня в нашем государстве работает ГОСТ 7657-84 и ГОСТ 7657-94. Физико-химические свойства этого материала должны удовлетворять требованиям, обозначенным в ГОСТ 7657-94.
К основным достоинствам древесного березового угля для бытового использования можно отнести:
- высокий уровень экономичности и компактности
- легкость заготовки
- быстрый розжиг угля
- отсутствие дыма
- отсутствие опасных веществ во время горения
- приятный березовый аромат. Мясо или рыба, приготовленная на таком угле, отличаются прекрасным ароматом
- высокий уровень теплоотдачи
- длительный период горения. Березовый уголь обеспечивает правильную прожарку блюд.
Почему уголь, а не дрова? Причин много, но главными можно назвать:
- отсутствие пламени, и, следовательно, более равномерное приготовление. Ведь для того, чтобы мясо приготовилось на костре нужен именно жар, а не пламя
- высокая экономичность. При сгорании дров образуется лишь 10% угля от объема дров.
Березовый активированный уголь
Активированный уголь представляет собой пористый материал, получаемый из разного органического углеродосодержащего сырья, к примеру, из древесного угля, каменноугольного или нефтяного кокса, скорлупы кокоса. Отличается присутствием колоссального количества пор, вследствие чего характеризуется крайне большой удельной поверхностью. Все это обуславливает его повышенную адсорбционную способностью. Разные технологии получения дают разный результат, 1 грамм активированного угля имеет площадь поверхности от 500 до 1500 м2. Он используется в медицине и промышленности для того, чтобы очистить или разделить определенные соединения. Существует два главных способа, при помощи которых такой уголь удаляет грязь из жидкости: адсорбция для удаления органики и каталитическое окисление для удаления хлора и хлорамина.
Используемое сырье предварительно обугливают, а потом подвергают активации, которая заключается во вскрытии пор, расположенных в углеродном сырье. Этот процесс осуществляется термохимическим способом. Прежде всего сырье пропитывается хлоридом цинка или карбонатом калия, в условиях отсутствия воздуха, а также при помощи обработки перегретым паром или углекислым газом при 800—850 C.
Сферы использования:
- средства индивидуальной защиты дыхательной системы. Противогаз, который придумал Н. Д. Зелинский, спас огромное количество людей во время первой мировой войны, когда Германия отравляющие вещества
- изготовление сахара. Изначально в очистке сахарного сиропа от красящих веществ пользовались костной мукой. Но такой сахар нельзя было кушать во время поста, потому что он имел животное происхождение. По этой причине сахар либо вообще не очищали, либо использовали для этой цели древесный уголь
- изготовление терра прета — удобрения, которое получают компостированием органических отходов при помощи силосования. В этом процессе главную роль выполняет активированный древесный уголь
- фармакологическая отрасль, в качестве энтеросорбирующего, дезинтоксикационного и противодиарейного средства
- очистка питьевой воды.
wood-prom.ru