لفهم تركيبة قوالب الفحم وعملية إنتاجها ، من الضروري الخوض في العناصر المكونة لها والأساليب المستخدمة في إنشائها.
تكوين قوالب الفحم:
تتكون قوالب الفحم بشكل أساسي من مسحوق الفحم ، والذي يعمل كمصدر رئيسي للحرارة ، إلى جانب مكونات ثانوية إضافية. يشكل الفحم ، المشتق من الاحتراق غير الكامل أو الانحلال الحراري للخشب أو المواد الخام الخشبية في ظل ظروف معزولة بالهواء ، غالبية تركيبة فحم حجري. يتكون في الغالب من الكربون ، مما يجعله مصدرا فعالا للوقود. تشمل المكونات الثانوية المسرعات والرماد الأبيض ومواد رابطة فحم حجري.
المكون 1: الفحم:
يشكل الفحم أكثر من 70٪ من فحم حجري. يتم الحصول عليها من خلال المعالجة القائمة على الفرن لمختلف الأخشاب مثل خشب الزان والبتولا والقيقب الصلب والبقان والبلوط. ينطوي إنتاج الفحم على الكربنة والتبريد ، مما يؤدي إلى تكوين فحم الخشب الأسود أو فحم الخشب الأبيض. في حين أن فحم الخشب الأسود أسهل في الاشتعال ولكنه عرضة للحرق السريع وانبعاث الدخان ، فإن فحم الخشب الأبيض ، الذي يتميز بقوامه الأكثر صلابة ، يخضع للأكسدة لإنتاج الرماد الأبيض بعد الكربنة.
المكون 2: المسرعات:
المسرعات ضرورية لتعزيز معدل احتراق قوالب الفحم. في حين أن النترات هي مسرعات مثالية بسبب خصائصها في توفير الأكسجين وتوليد الحرارة ، فإن تكلفتها العالية تجعلها أقل جدوى. بدلا من ذلك ، تعمل نشارة الخشب ، التي تشكل 10٪ -20٪ من الخليط ، كمسرع فعال من حيث التكلفة ، مما يزيد من سرعة الاحتراق دون المساس بالفعالية.
المكون 3: الرماد الأبيض:
يلعب الرماد الأبيض ، الذي يشكل 2٪ -3٪ من فحم حجري ، دورا محوريا في عملية حرقه. يساعد في الحكم على درجة حرق فحم حجري ويطيل مدة احتراقه بحكم طبيعته غير القابلة للاحتراق.
المكون 4: فحم حجري:
نظرا لعدم وجود اللدونة في مسحوق الفحم ، فإن الموثق ضروري لتسهيل تكوين فحم حجري. يظهر النشا باعتباره الرابط الأمثل ، حيث يشكل عجينة متماسكة عند الجلتنة التي تربط جزيئات الفحم معا. يعمل الصمغ العربي أو صمغ السنط كبدائل قابلة للتطبيق ، وإن كان ذلك بتكلفة أعلى ، بينما يقدم لب الورق المهدر خيارا موثقا فعالا من حيث التكلفة.
يتضمن إنتاج قوالب الفحم دراسة متأنية لنسب المكونات للحصول على الخصائص المطلوبة. فيما يلي العديد من الوصفات الموصى بها:
- خطة منخفضة التكلفة: استخدام الخشب الخردة واللحاء لإنتاج فحم حجري محلي الصنع.
يؤكد الفهم المنهجي لتكوين فحم حجري وطرق إنتاجه على أهميته كمصدر وقود متعدد الاستخدامات وصديق للبيئة في البيئات المنزلية والصناعية.
مزايا قوالب الفحم:
توفر قوالب الفحم العديد من المزايا مقارنة بالوقود التقليدي ، مما يجعلها مفضلة بشكل متزايد في كل من التطبيقات المنزلية والصناعية. وتشمل هذه المزايا:
1. قيمة احتراق عالية: تمتلك قوالب الفحم قيمة احتراق تتجاوز 80٪ من كتلة الكتلة الحيوية ، مما يضمن توليد الحرارة بكفاءة.
2. وقت حرق أطول: تظهر فترات حرق طويلة وتضمن عملية احتراق أكثر اتساقا واستقرارا.
3. عديم الدخان والرائحة: تنتج قوالب الفحم الحد الأدنى من الدخان وخالية من أي رائحة يمكن تمييزها أثناء الاحتراق ، مما يعزز راحة المستخدم.
4. خفيفة الوزن: بوزن 1/5 إلى 1/3 فقط من المادة الأصلية ، قوالب الفحم خفيفة الوزن ، مما يسهل المناولة والتعبئة والنقل والاستخدام.
5. الفعالية من حيث التكلفة: قوالب الفحم هي بدائل مجدية اقتصاديا للفحم المتكتل ، مما يوفر خيار وقود أرخص.
عملية صنع قوالب الفحم:
تتضمن عملية إنتاج قوالب الفحم خمس خطوات رئيسية:
1. الكربنة: تخضع المواد الخام للاحتراق في فرن دوار عند درجات حرارة حوالي 840-950 درجة فهرنهايت (450-510 درجة مئوية) لمدة أسبوع واحد. بعد الاحتراق ، يتم إغلاق الفرن ، ويتم إغلاق فتحات العادم لمدة ساعة إلى ساعتين. بعد فترة تبريد لمدة أسبوعين ، يتم سحق الخشب المتفحم (الفحم).
2. التكسير: يتم سحق الخشب المتفحم إلى جزيئات فحم تبلغ حوالي 5 مم أو أقل باستخدام كسارة مطرقية أو كسارة أسطوانية.
3. التجفيف: يخضع الفحم لعملية تجفيف لتقليل محتواه من الرطوبة إلى حوالي 15٪ ، باستخدام مجفف لتحقيق مستوى الرطوبة المطلوب.
4. قولبة: تتعرض جزيئات الفحم للضغط والرطوبة والمواد اللاصقة ودرجة الحرارة (حوالي 105 درجة فهرنهايت أو 40 درجة مئوية) داخل آلة قولبة ، مما يسهل تكوين قوالب الفحم.
5. التجفيف (مرة أخرى): تخضع قوالب الفحم المشكلة لمزيد من التجفيف في مجفف عند حوالي 275 درجة فهرنهايت (135 درجة مئوية) لمدة ثلاث إلى أربع ساعات لتقليل محتوى الرطوبة إلى حوالي 5٪. بعد ذلك ، يتم تعبئة القوالب أو تخزينها للاستخدام في المستقبل.
الحالات الناجحة لخطوط إنتاج فحم حجري بواسطة ftm machinery:
1. كينيا 20 طن / ساعة خط إنتاج فحم حجري: يتميز خط الإنتاج هذا بسعة 20 طن / ساعة ، باستخدام معدات مثل الخلاطات ذات المحور المزدوج ، والخلاطات السائلة ، وآلات صنع فحم حجري ، والمجففات ، والناقلات.
2. خط تصنيع فحم حجري 5-6 طن / ساعة في أوغندا: بطاقة إنتاجية تبلغ 5-6 طن / ساعة ، يشتمل هذا الخط على مغذيات لولبية وخزانات خلط السوائل والخلاطات وآلات قولبة الفحم ومجففات نشارة الخشب والناقلات.
مزايا قوالب الفحم أثناء المعالجة:
يوفر إنتاج فحم حجري العديد من المزايا البيئية ، بما في ذلك:
- الحد الأدنى من النفايات: يؤدي عدم وجود مواد كيميائية في المعالجة إلى تقليل النفايات ، مع إعادة تدوير النفايات المحتملة وإعادة استخدامها لتحقيق فوائد اقتصادية.
- لا نفايات سائلة أو غازية: لا تولد عملية الإنتاج أي نفايات سائلة أو ملوثات غازية ، مما يساهم في الاستدامة البيئية.
- قابلية إعادة التدوير: يمكن إعادة تدوير الغازات القابلة للاحتراق الناتجة أثناء المعالجة كوقود، مما يقلل من التكاليف الإجمالية.
استنتاج:
تتضمن معالجة قوالب الفحم اهتماما دقيقا بالتفاصيل ، بما في ذلك نسب المكونات ومستويات الرطوبة ، والتي تؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج النهائي. من الأهمية بمكان أن يفهم المستخدمون ويؤكدوا بدقة كل خطوة معالجة وتفاصيل ، وأن يشتروا المعدات من موردين موثوقين للحصول على أفضل النتائج.