كيف يصنع الفحم الصناعي ؟ ” والمواد التي يعتمد عليها

كتابة: دينا محمود آخر تحديث: 18 أبريل 2021 , 23:16

ما هو الفحم الصناعي

الفحم هو وقود مرغوب فيه لأنه ينتج نارًا ساخنة طويلة الأمد عديمة الدخان تقريبً ،  يتم دمجها مع مواد أخرى وتشكيلها في قطع موحدة تسمى قوالب ، وهي تستخدم بشكل شائع للطهي في الهواء الطلق 

يتم إنتاج الفحم الأساسي عن طريق حرق مادة غنية بالكربون مثل الخشب في جو منخفض الأكسجين ، تعمل هذه العملية على التخلص من الرطوبة والغازات المتطايرة التي كانت موجودة في الوقود الأصلي ، لا تحترق المادة المتفحمة الناتجة لفترة أطول وأكثر ثباتًا من الخشب الكامل فحسب ، ولكنها أخف بكثير (من خمس إلى ثلث وزنها الأصلي).

مراحل تصنيع الفحم 

الخطوة الأولى في مشروع الفحم المضغوط هي تفحم الخشب تستخدم بعض الشركات المصنعة طريقة الفرن (الدُفعات) ، بينما يستخدم البعض الآخر طريقة المعوجة (المستمرة) وفيما يلي الأربع الخطوات الأساسية:

تفحيم الخشب

  • عملية التجميع تستغرق يومًا أو يومين لتحميل فرن خرساني بحجم نموذجي بحوالي 50 حبلاً من الخشب ، عندما يبدأ الحريق ، تكون منافذ دخول الهواء وفتحات العادم مفتوحة بالكامل لسحب الأكسجين الكافي لإشعال حريق ساخن ، خلال فترة الاحتراق التي تدوم أسبوعًا ، يتم ضبط المنافذ والفتحات للحفاظ على درجة حرارة تتراوح بين حوالي 840-950 درجة فهرنهايت (450-510 درجة مئوية) ، في نهاية فترة الاحتراق المرغوبة ، يتم إغلاق منافذ سحب الهواء يتم إغلاق فتحات العادم بعد ساعة أو ساعتين ، بعد توقف التدخين ، لتجنب تراكم الضغط داخل الفرن ، بعد فترة تبريد مدتها أسبوعين ، يتم إفراغ الفرن ، ويتم طحن الخشب المكربن ​​(الفحم).
  • تكسير الخشب إلى قطع ذات أبعاد مناسبة في مطحنة المطرقة ، وحجم الجسيمات حوالي 0.1 بوصة (3 مم) أمر شائع ، على الرغم من أن الحجم الدقيق يعتمد على نوع الخشب المستخدم (على سبيل المثال ، اللحاء ، نشارة الخشب الجافة ، الخشب الرطب) ، يمر الخشب بعد ذلك عبر مجفف أسطواني كبير يقلل من محتواه الرطوبي بحوالي النصف (إلى حوالي 25٪). بعد ذلك ، يتم إدخاله في الجزء العلوي من الفرن متعدد المواقد (المعوجة).
  • داخل كل غرفة ، يتم تحريك الخشب بواسطة أذرع الرعاع الممتدة من عمود مركزي يمر عموديًا عبر المعوجة بأكملها ، تضمن عملية التحريك البطيء هذه (1-2 دورة في الدقيقة) احتراقًا موحدًا وتحريك المواد عبر المعوجة على مستويات بديلة ، تدفع أذرع الرعاع الخشب المحترق إما باتجاه حفرة حول العمود المركزي أو باتجاه الفتحات حول الحافة الخارجية للأرضية بحيث يمكن أن تسقط المادة إلى المستوى الأدنى التالي ، عندما يخرج الفحم المشتعل من الحجرة النهائية ، يتم إخماده برذاذ الماء البارد ، ويمكن بعد ذلك استخدامه على الفور ، أو يمكن تخزينه في صومعة حتى الحاجة إليه.

تفحيم الفحم

  • يمكن أيضًا تفحيم درجات الفحم المنخفضة لاستخدامها في الفحم ، يتم تجفيف الفحم المسحوق أولاً ثم تسخينه إلى حوالي 590 درجة مئوية للتخلص من المكونات المتطايرة ، بعد تبريده بالهواء ، يتم تخزينه لحين الحاجة إليه.

القولبة

  • يتم تغذية الفحم والمكونات الثانوية مثل مادة رابطة النشا بنسب مناسبة في خلاط مجداف ، حيث يتم مزجها جيدًا ، في هذه المرحلة تحتوي المادة على حوالي 35٪ من المحتوى الرطوبي ، مما يمنحها قوامًا يشبه إلى حد ما التربة السطحية الرطبة.
  • يتم إسقاط المادة الممزوجة في مكبس يتكون من بكرتين متعارضتين تحتويان على مسافات بادئة بحجم فحم حجري بسبب محتوى الرطوبة ، وعامل الربط ، ودرجة الحرارة (حوالي 105 درجة فهرنهايت أو 40 درجة مئوية) ، والضغط من الأسطوانات ، فإن القوالب تحافظ على شكلها عندما تسقط من قاع المكبس.
  • تسقط القوالب على ناقل ينقلها عبر مجفف أحادي المسار يسخنها إلى حوالي 275 درجة فهرنهايت (135 درجة مئوية) لمدة ثلاث إلى أربع ساعات ، مما يقلل محتواها من الرطوبة إلى حوالي 5٪. يمكن إنتاج القوالب بمعدل 2200 – 20000 رطل (1-9 طن متري) في الساعة ، ويتم تعبئة القوالب في أكياس على الفور أو تخزينها في صوامع انتظارًا لعملية التعبئة المجدولة التالية.

تكييس

  • في حالة إنتاج قوالب “خفيفة الوزن” ، يتم رش مذيب هيدروكربوني ورش على قوالب قبل التعبئة.
  • قوالب فحم حجري معبأة في مجموعة متنوعة من أحجام الأكياس ، تتراوح من 4-24 رطلاً ،  يتم تصنيع بعض العبوات الصغيرة الملائمة بحيث يمكن للمستهلك ببساطة إشعال الكيس بالكامل دون إزالة القوالب أولاً ، والفرق بين الفحم النباتي والفحم الحجري أنه يختلف في عملية التصنيع.

المواد المستخدمة في تصنيع الفحم

هناك الكثير من المواد الخام التي يمكن استخدامها لصنع الفحم ، ومن الناحية النظرية فإن المادة الخام التي تحتوي على الكربون مناسبة لصنع الفحم ، مثل القش ، والخشب.

المواد الخام الشائعة لصنع الفحم الآلي: نشارة الخشب ، قشر الأرز ، قشرة البذور ، قشرة جوز الهند ، الخيزران ، قشر الجوز ، الفروع ، اللحاء ، الجذع ، بقايا النبيذ وبقايا الخل ، بقايا فورفورال ، قشور الفول السوداني ومختلف الأخشاب الصلبة المتنوعة ، قشرة الجوز ، إلخ.

لإنتاج الفحم التقليدي ، تُستخدم المواد الخشبية بشكل أكثر شيوعًا ، مثل الصنوبر والبتولا ، في حين أن إنتاج الفحم التقليدي أقل ، فمن المرجح الآن أن يستخدم الناس الفحم الآلي نظرًا لمجموعته الواسعة من المواد الخام ومعدل الكربون المرتفع ، وبالتالي فهو أكثر شيوعًا بين المستخدمين.

مع تطور الطاقة الجديدة ، فإن معظم المواد الخام المستخدمة في آلة فحم حجري هي قش المحاصيل ، والأصداف ، ورقائق الخشب ويتم استخدام الفحم المصنوع من هذه المواد بشكل شائع للشواء أو التدفئة ، إنه شائع في السوق والسعر أقل نسبيًا ، بينما الفحم المصنوع من الخشب له كثافة كبيرة وسعره أعلى ، ويستخدم بشكل رئيسي في الصناعة أو الصناعات الأخرى.

لذلك ، المواد الخام المختلفة لها مزايا مختلفة ، يمكن للمستخدمين الاختيار وفقًا لمتطلباتهم الخاصة.[2]

مميزات الفحم الصناعي 

  • لا توجد مواد نفايات: مع عدم إضافة مواد كيميائية أثناء المعالجة الكاملة لفحم حجري فحم حجري ، يمكن استبدال المكونات الثانوية المطلوبة بنشارة الخشب ، ولب الورق المهدور ، وما إلى ذلك ، ليس فقط لا يوجد خبث نفايات ، ولكن يمكن أيضًا إعادة تدوير بعض النفايات وإعادة استخدامها خلق الفوائد.
  • لا توجد سوائل مهدرة: لا تحتاج العملية برمتها إلى إضافة أو تصريف المياه أو أي سائل ، لذلك لن تتسبب في تلوث مصدر المياه.
  • لا توجد غازات ضائعة: الغاز المتولد أثناء معالجة فحم حجري الفحم هو فقط بخار الماء وبعض الغازات القابلة للاحتراق والتي لا تسبب تلوث الهواء ، ومن الجدير بالذكر أن هذا الجزء من الغاز القابل للاحتراق يمكن إعادة تدويره واستخدامه كوقود ، مما يقلل التكلفة في نفس الوقت
  • يوجد الكثير من استخدمات الفحم مثل الشواء..[3]
الوسوم

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق