ما هو الفرن الأفقي لصناعة الفحم الخشبي وكيف يعمل؟
فرن الفحم الأفقي هو جهاز يحوّل الخشب أو الخيزران أو مخلفات الزراعة والغابات إلى فحم. من بين العديد من آلات الكربنة، يُستخدم على نحو واسع في إنتاج الفحم الصناعي والمنزلي بسبب هيكله المعقول وسهولة تشغيله وتأثيره المستقر للكربنة.
ما هو الفرن الأفقي لصناعة الفحم الخشبي؟
الفـرن الأفقي لصناعة الفحم الخشبي هو جهاز للتكوّن بالكربنة يوضع أفقيًا. يمتلك الفرن بنية أفقية: يتم تحميل المواد الخام في chamber من الأمام، ويتم تفريغ الفحم النهائي من الطرف الآخر. مقارنةً بفرن الفحم الرأسي، فإن مميزاته هي:
- غرفة فرن مستوية مع منطقة انتشار مواد واسعة
- توزيع الحرارة بالتساوي، ضمان كربنة جيدة
- سهولة التحميل والتفريغ، توفير الجهد البشري
- تركيب مضغوط وتشغيل آمن
مبدأ العمل لفرن الفحم الأفقي
المبدأ الأساسي لعمل الفرن الأفقي للفحم هو التحويل الحراري بالتفكك الكيميائي.
التحميل
وزّع المواد الخام بالتساوي في غرفة الفرن. احتفظ بسُمك الطبقة متوسطًا لتجنب النقاط الكثيفة التي تؤثر على نقل الحرارة.
التسخين الخارجي والإشعال
يحتوي الفرن على غرفة احتراق خارجية، والتي يمكن أن تستخدم الحطب أو الغاز أوغاز الكربنة المستعاد كمصدر للحرارة. بعد الإشعال، ترتفع درجة حرارة الفرن تدريجيًا وتبدأ المواد الخام في التحلل.
عملية الكربنة
في ظل ظروف نقص الأكسجين، تدفع درجات الحرارة العالية الرطوبة والراتنجات والمواد المتطايرة من الخشب للخارج. الغازات مثل أول أكسيد الكربون والميثان الناتجة في المرحلة المبكرة تُعاد حرقها، مما يوفر حرارة داخلية ويوفر الطاقة مع الحفاظ على البيئة.
التبريد والتفريغ
بعد الكربنة، تحكـم في درجة حرارة الفرن لتبرد الفحم ببطء، مما يمنع الاشتعال التلقائي. وأخيراً، اخـرج الفحم من منفذ التفريغ للحصول على فحم عالي الجودة.
ضبط درجة الحرارة – مثال فحم قشر جوز الهند
قشر جوز الهند هو مادة عالية الكثافة من الكتلة الحيوية، وتتطلب الفحمization تحكما دقيقا في درجة الحرارة. يمكن لفرن أفقي لصناعة الفحم الخشبي ضمان فحم عالي الجودة وعالِ الإنتاج من قشر جوز الهند من خلال إدارة درجة الحرارة بشكل مناسب.
مراحل درجات حرارة الكربنة
1. مرحلة إزالة الرطوبة (100℃–200℃)
- الغرض: إزالة الرطوبة من قشور جوز الهند لمنع دخان أو تشققات أثناء الكربنة.
- طريقة التحكم: ارفع درجة الحرارة ببطء لتجنب حرق السطح أو الكربنة غير المتساوية.
2. مرحلة الانحلال الحراري (250℃–450℃)
- الغرض: تتحلل المواد المتطايرة في قشر جوز الهند، منتجة غازات قابلة للاشتعال وتكوين هيكل الفحم.
- طريقة التحكم: حافظ على التسخين المستمر وبيئة منخفضة الأكسجين لمنع الاحتراق بدلاً من الكربنة.
3. مرحلة الكربنة (450℃–600℃)
- الغرض: اكتمال الكربنة، إنتاج فحم عالي الصلابة، محتوى رماد منخفض، واحتراق مستقر.
- طريقة التحكم: حافظ على درجة حرارة مرتفعة لمدة محددة، ثم برد تدريجيًا لجعل الفحم كثيفًا ومنع الاشتعال التلقائي.
نتائج الكربنة لفحم قشر جوز الهند
مع التحكم الدقيق في درجات الحرارة، يتميز فحم قشر جوز الهند بالخصائص التالية:
- ارتفاع الكثافة: يحترق لفترة أطول، مناسب للاستخدام الصناعي والشواء
- انخفاض محتوى الرماد: يحترق نظيفًا، مما يقلل التلوث
- احتراق مستقر: حرارة متساوية، دخان منخفض
- فحم كثيف: صلب للمس، ليس سهلاً للكسر
طرق التحكم في درجة الحرارة لفرن الفحم الأفقي
- تعديل غرفة الاحتراق الخارجية: استخدم الحطب أو الغاز أو غاز الكربنة كوقود. تحكـم في درجة حرارة الفرن من خلال ضبط كمية الوقود وفتحات الهواء.
- تهوية غرفة الفرن: اضبط الفتحات أو مداخل الهواء للتحكم في مقدار الهواء الداخل، لضمان بيئة منخفضة الأكسجين ودرجة حرارة مستقرة.
- نظام مراقبة الحرارة: يمكن تزويد أفران الفحم الأفقي المتقدمة بمقاييس حرارة ونظام تحكم PLC لتنظيم الحرارة تلقائيًا، مما يحسن اتساق الكربنة وكفاءتها.
التطبيقات
- إنتاج الفحم الصناعي: مستخدم في التصنيع، الشواء، وإنتاج خام الفحم الكيميائي.
- الكربنة المنزلية: الأفران الأفقية الصغيرة مناسبة للمزارعين أو للاستخدام المنزلي.
- معالجة المخلفات الزراعية: تحويل قش المحاصيل والقشور إلى فحم عالي القيمة، reducing التلوث البيئي.
توصية بنموذج فرن الفحم الأفقي
| نموذجلا شيء | لا شيءسعةلا شيء | لا شيءوزن الآلةلا شيء | الأبعاد (L × W × H) |
|---|---|---|---|
| لا شيءإس إل-1300لا شيء | 900-1200 كجم/12-14 ساعة | 2500 كجم | 3 × 1.7 × 2.2 متر |
| لا شيءSL-1500لا شيء | 1500-2000 كجم/12-14 ساعة | 4000 كجم | 4.5 × 1.9 × 2.3 متر |
| لا شيءSL-1900لا شيء | 2500-3000 كجم/12-14 ساعة | 5500 كجم | 5 × 2.3 × 2.5 متر |
في أي عمليات يمكن استخدام فرن الفحم الأفقي؟
المشاركات التالية ستساعدك على فهم دور الفرن الأفقي لصناعة الفحم في عملية الإنتاج.