ما هو الفحم الصناعي
الفحم هو نوع من الوقود المرغوب فيه لأنه ينتج نارا ساخنة طويلة الأمد ولا توجد بها دخان تقريبا، يتم خلطه مع مواد أخرى وصبه في قوالب موحدة تسمى قوالب، ويستخدم على نطاق واسع في عمليات الطهي 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 تحويل الخشب إلى فحم، وتستخدم بعض الشركات المصنعة طريقة الفرن (الدفعات)، بينما تستخدم البعض الآخر طريقة المعوجة (المستمرة)، وفيما يلي الأربع خطوات 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).
- يتم تحطيم الخشب إلى قطع ذات أبعاد مناسبة في مطحنة المطرقة، وحجم الجسيمات عادة حوالي 0.1 بوصة (3 مم)، على الرغم من أن الحجم الدقيق يعتمد على نوع الخشب المستخدم، مثل اللحاء أو نشارة الخشب الجافة أو الخشب الرطب، ثم يتم تجفيف الخشب بواسطة مجفف أسطواني كبير لتقليل محتواه الرطوبي إلى حوالي النصف (25٪)، بعد ذلك، يتم إدخاله في الجزء العلوي من الفرن متعدد المواقد (المعوجة).
- في كل غرفة، يتم تحريك الخشب بواسطة أذرع الرعاع الممتدة من عمود مركزي يمر عموديا عبر المعوجة بأكملها. يضمن هذا الحركة البطيئة (1-2 دورة في الدقيقة) احتراقا متساويا وتحريك المواد عبر المعوجة على مستويات مختلفة. تدفع أذرع الرعاع الخشب المحترق إما نحو حفرة حول العمود المركزي أو نحو الفتحات على حافة الأرضية الخارجية، مما يسمح بسقوط المادة إلى المستوى السفلي التالي. عندما يخرج الفحم المشتعل من الحجرة النهائية، يتم إخماده بواسطة رذاذ الماء البارد. يمكن استخدامه على الفور أو تخزينه في صومعة حتى الحاجة إليه.
تفحيم الفحم
- يمكن تحويل درجات الفحم المنخفضة إلى فحم مفحوم للاستخدام، حيث يتم تجفيف الفحم المسحوق أولاً ثم تسخينه إلى حوالي 590 درجة مئوية للتخلص من المكونات المتطايرة، وبعد تبريده بالهواء، يتم تخزينه لاستخدامه فيما بعد.
القولبة
- يتم خلط الفحم ومكونات أخرى مثل مادة رابطة النشا بنسب ملائمة في خلاط مجداف، حيث يتم خلطها جيداً، وفي هذه المرحلة تحتوي المادة على حوالي 35٪ من المحتوى الرطوبي، مما يمنحها قوامًا يشبه إلى حد ما التربة السطحية الرطبة.
- يتم وضع المواد المختلطة في مكبس يتألف من بكرتين متعارضتين تحتويان على فتحات بدءية بحجم الفحم الحجري، وذلك بسبب احتوائها على رطوبة وحشوة ودرجة الحرارة المناسبة (حوالي 105 درجة فهرنهايت أو 40 درجة مئوية) والضغط من الأسطوانات. وعندما تسقط المادة من قاع المكبس، تحتفظ القوالب بشكلها وتحافظ عليه.
- تتم إسقاط القوالب على ناقل ينقلها عبر مجفف أحادي المسار ويتم تسخينها إلى حوالي 275 درجة فهرنهايت (135 درجة مئوية) لمدة ثلاث إلى أربع ساعات، مما يقلل من رطوبتها إلى حوالي 5٪. يمكن إنتاج القوالب بمعدل 2200-20000 رطل (1-9 طن متري) في الساعة، وتتم تعبئة القوالب في أكياس على الفور أو تخزينها في صوامع انتظار لعملية التعبئة المجدولة التالية.
تكييس
- في إنتاج قوالب `خفيفة الوزن`، يتم رش قوالب قبل التعبئة بمذيب هيدروكربوني.
- – يتم تعبئة قوالب الفحم الحجري في مجموعة متنوعة من أحجام الأكياس، وتتراوح بين 4-24 رطلا، وتم تصنيع بعض العبوات الصغيرة المناسبة بحيث يمكن للمستهلك إشعال الكيس بالكامل دون إزالة القوالب أولا، والفرق بين الفحم النباتي والفحم الحجري هو أن عملية التصنيع تختلف
المواد المستخدمة في تصنيع الفحم
يمكن استخدام العديد من المواد الخام لتصنيع الفحم، وفي النظرية، يمكن استخدام أي مادة خام تحتوي على الكربون لصنع الفحم، مثل القش والخشب.
المواد الخام الشائعة لصنع الفحم الآلي: يتضمن هذا القسم مجموعة متنوعة من المواد الخام مثل نشارة الخشب وقشر الأرز وقشرة البذور وقشرة جوز الهند والخيزران وقشر الجوز والفروع واللحاء والجذع وبقايا النبيذ وبقايا الخل وبقايا فورفورال وقشور الفول السوداني ومختلف الأخشاب الصلبة المتنوعة وقشر الجوز وغيرها.
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 تقدم مصادر الطاقة الجديدة، يتم استخدام معظم المواد الخام في آلة فحم الحجر من قش المحاصيل والأصداف ورقائق الخشب. يتم استخدام الفحم المصنوع من هذه المواد بشكل شائع للشواء والتدفئة، وهو منتشر في السوق وأرخص بشكل نسبي. أما الفحم المصنوع من الخشب فله كثافة عالية وسعر أعلى، ويستخدم بشكل رئيسي في الصناعة والصناعات الأخرى.
لذلك، لكل مادة خام مزايا مختلفة، ويمكن للمستخدمين اختيار المادة الخام المناسبة وفقًا لاحتياجاتهالخاصة.
مميزات الفحم الصناعي
- لا توجد مواد نفايات: يمكن استبدال المواد الثانوية المطلوبة لفحم الكوك المعالج بالكامل بنشارة الخشب ولب الورق المهدور ومواد أخرى بدون إضافة مواد كيميائية، وبذلك لا يوجد خبث نفايات، ويمكن إعادة تدوير بعض النفايات واستخدامها من جديد لتحقيق الفوائد.
- لا توجد سوائل مهدرة: العملية لا تتطلب إضافة أو تصريف المياه أو أي سائل، لذلك فهي لا تتسبب في تلوث مصدر المياه.
- لا توجد غازات ضائعة: الغاز الناتج أثناء معالجة الفحم الحجري هو فقط بخار الماء وبعض الغازات القابلة للاحتراق التي لا تلوث الهواء، ويمكن إعادة تدوير هذا الجزء القابل للاحتراق واستخدامه كوقود، مما يقلل التكلفة في نفس الوقت
- هناك العديد من استخدامات الفحم مثل الشواء