فرن الكربنة الأفقي | آلة فحم جذوع الأشجار الصلبة

فرن الكربنة الأفقي هو جهاز قادر على كربنة المواد الخام، وهو آلة أساسية في عملية إنتاج الفحم. يُستخدم على نطاق واسع في مصانع معالجة الفحم النباتي نظرًا لسهولة تشغيله ودرجة أمانه العالية. هناك أنواع عديدة من أفران الكربنة، منها أفران الكربنة المستمرة و أفران الكربنة الرافعة.

المواد الخام لفرن الكربنة الأفقي

يمكن لمعدات فرن الكربنة هذه معالجة العديد من أنواع المواد الخام، مثل الخشب والأغصان والجذور والخيزران ونشارة الخشب/قوالب الكتلة الحيوية وكيزان الذرة وقشور جوز الهند وقشور المكسرات وغيرها من المواد الخام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا معالجة رقائق الخشب كمادة خام لفرن الكربنة، ثم يتم كربنتها.

مبدأ عمل آلة فحم جذوع الخشب الصلب

تعتمد هذه الطريقة بشكل أساسي على أسلوب الكربنة بالتقطير الإتلافي، وتستخدم غازات أول أكسيد الكربون والميثان والهيدروجين وغيرها من الغازات القابلة للاحتراق الناتجة عن عملية الكربنة، ويتم فصلها عبر نظام تنقية غاز المداخن لفرن الكربنة، وفصل القطران الخشبي وحمض الخشب وغيرها للحصول على غازات قابلة للاحتراق. ثم يتم تمريرها إلى الموقد لحرقها بالكامل، وتسخين أنبوب الكربنة ذو درجة الحرارة العالية. في هذه المرحلة، يتم التحكم بدرجة الحرارة عادةً عند حوالي 600 درجة مئوية. يقوم أنبوب الكربنة بكربنة المادة وتحللها، ثم يتم حرقها عبر أنبوب الاسترجاع ونظام تنقية غاز المداخن وموقد الوقود. لتسخين الأنبوب، يكون فرن الكربنة مكتفياً ذاتياً بالكامل، مما يوفر الوقود.

تأثير الكربنة على خصائص الخشب

1. انخفاض الكثافة

ينتج بشكل أساسي عن الفقدان الجزئي لمادة الهيميسيلولوز. تظهر معظم الدراسات تحللًا بنسبة 5-8% من الهيميسيلولوز مع تضحية طفيفة في القوة الهيكلية.

2. زيادة القوة

عند الكربنة في درجة الحرارة المناسبة، تزداد قوة الخشب، ولكن الكربنة المفرطة أو ذات الحرارة الزائدة ستقلل من القوة.

3. انخفاض محتوى الرطوبة

يمتص جميع الخشب الرطوبة من الجو، وعند تسخينه إلى درجات حرارة عالية، يفقد معظم محتواه من الرطوبة.

4. تعميق اللون

مع زيادة درجة حرارة الكربنة، يصبح اللون أغمق.

5. تحسين القدرة على مقاومة التآكل

السبب المحتمل لتحسين الكربنة لأداء الخشب المضاد للتآكل هو أنه أثناء عملية الكربنة، تتغير مكونات الخشب، مما يقطع مصدر العناصر الغذائية اللازمة لبقاء الفطريات؛ وفي الوقت نفسه، يؤدي انخفاض محتوى الرطوبة إلى تثبيط نمو الفطريات وتحسين مقاومة التآكل.

هيكل فرن الكربنة الأفقي

يتكون الفرن من جسم الفرن، وغطاء الفرن، وغرفة التسخين، وأنبوب العادم. يتم وضع بطانة كربنة داخل حجرة الفرن في جسم الفرن، ويتم تركيب غطاء على بطانة الكربنة. يتميز فرن الكربنة الأفقي بأداء إحكام جيد ويضمن عدم فقدان الحرارة أثناء عملية الكربنة.

&t

ماكينة فحم جذوع الخشب الصلب

معلمات آلة فحم الخشب الصلب

عملية الكربنة التفصيلية

(1) أولاً، يتم وضع المادة المراد كربنتها في جسم الفرن، ثم يتم تغطية وإحكام إغلاق غطاء الفرن. يبدأ التسخين. عندما تصل درجة الحرارة إلى 170-200 درجة، تبدأ مرحلة تجفيف المادة.

(2) عندما تصل درجة الحرارة إلى 170-200 درجة، استمر في التسخين على نار هادئة، بحيث تصل درجة الحرارة داخل الفرن إلى حوالي 340 درجة. تستغرق هذه المرحلة حوالي ساعتين، وهي مرحلة التحلل الحراري.

(3) عندما تصل درجة الحرارة إلى 340 درجة، يجب الاستمرار في التسخين على نار هادئة والسماح لدرجة الحرارة بالارتفاع إلى حوالي 380-400 درجة. في هذه المرحلة، تتحلل المادة بسرعة داخل الفرن، ويتم تفريغ سوائل مثل القطران الخشبي والخل الخشبي في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يتم توليد غازات قابلة للاشتعال مثل الميثان والإيثيلين، ويمكن إعادة هذه الغازات القابلة للاشتعال إلى قاع الفرن عبر نظام التنقية. ترتفع درجة الحرارة الداخلية إلى حوالي 500-800 درجة بحيث يتم تقطير المادة جافًا إلى قضبان فحم تحت ظروف درجات الحرارة العالية.

(4) عندما يقل حجم الدخان الخارج من مخرج الدخان بشكل ملحوظ ويبهت لونه، يجب إطفاء النار وإغلاقها. عند هذه النقطة، ينتهي الكربنة في الفرن. ثم يبدأ التبريد.

مزايا فرن الكربنة الأفقي

1. صديق للبيئة: يتم استخدام جميع الغازات المترسبة، ويمكن تفريغ غازات الاحتراق وفقًا للمعايير، ولا يوجد تصريف لمياه تبريد تحتوي على الأمونيا.
2. كفاءة عالية: فرن الكربنة المحكم الإغلاق محكم الإغلاق بإحكام، مما يضمن عدم تسرب درجة الحرارة داخل الفرن، ولا تستغرق عملية الكربنة سوى 4-5 ساعات، مما يحسن كفاءة الإنتاج.
3. توفير التكاليف: يحتوي فرن الكربنة نفسه على أنابيب، يمكنها تحويل غاز الاحتراق إلى منطقة الاحتراق في فرن الكربنة لاستخدامه في عملية الكربنة.
4. مريحة وآمنة. تتوفر عربات للتغيير السريع للمواد.

كيفية استخدام فرن الكربنة

يجب أولاً اختيار أرض مستوية لوضع فرن الكربنة في مكانه. افتح باب الفرن وضع المواد الخام المراد كربنتها، مع محاولة ملء الفرن قدر الإمكان. في الخطوة التالية، استخدم الخشب لإشعال النار في الأسفل، وانتظر حتى يرتفع مقياس الحرارة داخل الفرن إلى 150-200 درجة مئوية. عندها سيبدأ الفرن بإصدار غاز، وسيشتعل هذا الغاز تلقائياً عند دخوله إلى جزء الاحتراق عبر أنابيب الفرن الخاصة. بعد مرور 4-5 ساعات من عملية الكربنة، يتم استنفاد الغاز القابل للاحتراق الداخلي.

في هذه المرحلة، سوف يقل حجم اللهب تدريجياً حتى ينطفئ تماماً. بعد اكتمال عملية الكربنة، الخطوة التالية هي استخدام نظام الرش الخاص بالفرن لرش كمية مناسبة من الماء (أو الانتظار حتى تنخفض درجة حرارة سطح الفرن إلى أقل من 50 درجة)، ومن ثم يمكن فتح باب الفرن مباشرة لتفريغ الفحم. تجدر الإشارة إلى أنه لا ينبغي فتح باب الفرن قبل انخفاض درجة الحرارة إلى أقل من 50 درجة دون سحب الماء، وإلا فإن المواد الخام المكربنة داخل الفرن ستشتعل تلقائياً بسبب ارتفاع درجة الحرارة.