Dřevěné uhlí je čistý uhlíkový odpad vznikající při procesu odstraňování vody z rostlinných materiálů .
Způsob přípravy se nazývá destruktivní destilace (pálení v izolaci od vzduchu), metoda nazývaná mezi Araby marduumah.
Přítomnost rostlinné tkáně v dřevěném uhlí a dřevěném uhlí naznačuje, že jsou rostlinného původu. Dřevěné uhlí vyrábí lidé zahříváním dřeva a jeho černá barva je způsobena přítomností uhlíku. Skutečnost, že dřevěné uhlí je lehčí než dřevo, je způsobeno tím, že dřevo při přeměně na dřevěné uhlí ztrácí množství vody a procento pórů v něm. zvyšuje se. Voda ve dřevě je také zodpovědná za hustý kouř při jeho spalování. Skutečnost, že uhlí je těžší než dřevěné uhlí, je způsobena minerálními složkami, které se nacházejí v dřevěném uhlí a které se nenacházejí v dřevěném uhlí .
Jak vyrobit dřevěné uhlí
Dřevěné uhlí je další forma nečistého uhlíku Dřevo se shromažďuje v hromadách, zakrývá se nečistotami a zahřívá se asi deset dní. Zahřívání se provádí spálením malé části dřeva v důsledku vstupu malého množství vzduchu. Tato spalovací část poskytuje zbytku dřeva teplo potřebné k jeho zahřátí a přeměně na dřevěné uhlí . Pro přeměnu dřeva na dřevěné uhlí je nutné zbavit se kyslíku a vodíku obsažených v organických sloučeninách dřeva (celulóza). To se děje chemickou reakcí, při které se z celulózy odstraní kyslík a vodík a ta se změní na novou organickou sloučeninu, která obsahuje menší množství kyslíku a vodíku, takže se v ní zvýší procento uhlíku.
Jak probíhá karbonizace dřeva?
Dřevo se shromažďuje na hromady, zakrývá se nečistotami a zahřívá se asi deset dní. Zahřívání se provádí spálením malé části dřeva v důsledku vstupu malého množství vzduchu. Tato spalovací část poskytuje zbytku dřeva teplo potřebné k jeho zahřátí a přeměně na dřevěné uhlí .
Pro přeměnu dřeva na dřevěné uhlí je nutné zbavit se kyslíku a vodíku přítomných v organických sloučeninách dřeva ( celulóza ). To se děje chemickou reakcí , při které se z celulózy odstraní kyslík a vodík a ta se změní na novou organickou sloučeninu , která obsahuje menší množství kyslíku a vodíku, takže se v ní zvýší procento uhlíku.
Etapy tvorby uhlí
Dřevo se zahřívá v peci, kde prochází určitými fázemi na cestě k přeměně na dřevěné uhlí . Tvorba uhlí byla studována v laboratorních podmínkách, které byly uznány jako další fáze procesu konverze.
Od 20 do 110 stupňů C
Dřevo absorbuje teplo, aby vysychalo a uvolňovalo vlhkost při úniku vody (páry) . Teploty se udržují na 100 °C , dokud dřevo nevytvrdne.
Při 110-270°C
Voda se nakonec odstraní a dřevo se začne rozkládat, přičemž vzniká oxid uhelnatý, oxid uhličitý, kyselina octová a metanol.
Při 270-290°C
Toto je bod, kdy se dřevo začíná rozkládat a kolaps pokračuje samo od sebe. Smíšené plyny a páry dále stoupají spolu s trochou dehtu.
Při 290-400°C
Jak se struktura dřeva dále hroutí, uvolňované zplodiny tvoří hořlavé plyny oxid uhelnatý, vodík a metan s oxidem uhličitým a kondenzovatelnými parami voda, kyselina octová, metanol, aceton atd., a dehet, který začíná stoupat se stoupající teplotou.
Při 400-500°C
Při 400 °C je přeměna dřeva na dřevěné uhlí prakticky dokončena. Uhlí při této teplotě stále obsahuje značné množství dehtu, asi 30 % své hmotnosti zachycené ve struktuře. Procento uhlíku v uhlí je tedy pevně stanoveno na asi 75 %, což je normální pro kvalitní komerční uhlí . Chcete-li se dehtu úplně zbavit, zvyšte na přiměřenou dobu teplotu uhlí asi na 500 stupňů Celsia.
Specifikace dobrého dřevěného uhlí
Existuje mnoho faktorů, které určují kvalitu uhlí vyrobeného jakýmkoli způsobem jeho výroby, a tyto faktory jsou: -
- Kvalita použitého dřeva: Pro jeho kvalitu má velký význam druh dřeva, tuto informaci znal egyptský farmář např. v Egyptě a arabských zemích dávají přednost dřevěnému uhlí vyrobenému ze dřeva citrusů stromy, jako jsou pomerančovníky , guava a mango , které jsou nejlepšími druhy pro výrobu dobrého dřevěného uhlí.
- Procento uhlíku: Teploty mají velký význam pro kvalitu vyrobeného uhlí , čím vyšší je teplota než 400 stupňů Celsia, tím nižší je kvalita vyrobeného uhlí , protože uhlík, který je hlavní složkou dobrého uhlí, klesá.
- Obsah vlhkosti v uhlí : Je také faktorem kvality uhlí, čím vyšší je obsah vlhkosti , tím nižší je jeho kvalita.
- Množství vyprodukovaného popela a jeho barva: Je také dána hlavní složkou použitého dřeva a množstvím solí a složek, které prostupují celulózou.
- Velikost uhlí : Vyplývá z výroby uhlí , jeho manipulace a přepravy z jednoho místa na druhé. To má za následek rozbití značného procenta uhlí , které není vhodné pro použití.
Použití dřevěného uhlí
Dřevěné uhlí se používá při přímém spalování k získávání energie. To je obvykle omezeno na použití pro některé účely v domácnosti, jako je topení, vaření nebo grilování V Mexiku, Peru, Španělsku, Paraguayi a dalších latinských zemích se dřevěné uhlí používá po staletí jako palivo pro ohřívače bracero . Pokud jde o země, kde je přebytek lesního dřeva, může být přeměněno na dřevěné uhlí a následně použito v některých velkých projektech, jako je výroba elektřiny. Stejně jako je doba hoření určitého množství dřevěného uhlí delší než doba hoření podobného množství dřeva, má dřevěné uhlí větší výhřevnost než dřevo.
Forma dřevěného uhlí nazývaná aktivní uhlí se používá ve filtrech a plynových maskách k odstranění toxických výparů. Na svém povrchu má nespočet malých otvorů, které jsou ideální pro zachycování výparů a je vyroben tak, že se dřevěné uhlí na konci procesu výroby dřevěného uhlí nechá krátce shořet s kyslíkem . Dřevěné uhlí se často používá jako grilovací palivo a lze jej tvarovat do tyčinek, které lze použít jako kreslicí materiál. Vzhledem k tomu, že aktivní uhlí má vysokou adsorpční schopnost, to znamená, že přitahuje materiály na svůj povrch, dokáže ze vzduchu odstranit toxické plyny a nepříjemné pachy, proto se toto uhlí používá ve ventilačních systémech v kosmických vozidlech a maskách kuchyňských sporáků se také používá k čištění kapalin jako voda v akváriích. Špinavá voda ve dřezu prochází přes aktivní uhlí , aby se odstranila její nečistota, a poté se čistá vrací do dřezu. Pokud má nepříjemné pachy, lze ji umístit do lednice, takže se zbaví nepříjemných pachů, které jsou v dřezu přítomny. lednička.
Specifikace dobrého dřevěného uhlí
Existuje mnoho faktorů, které určují kvalitu uhlí vyrobeného jakýmkoli způsobem jeho výroby, a tyto faktory jsou: -
1- Kvalita použitého dřeva
Druh dřeva má velký význam pro jeho kvalitu Již od starověku tuto informaci znal egyptský farmář. Například v Egyptě a arabských zemích preferují dřevěné uhlí vyrobené ze dřeva citrusových stromů, jako je pomerančovník, guava. , mango a olivovníky, které jsou nejlepšími druhy pro výrobu dobrého dřevěného uhlí. Je to způsobeno složkami celulózy, hlavní složkou dřeva, a proměnlivými rychlostmi absorpce půdních složek.
2- Procento uhlíku
Teploty mají velký význam pro kvalitu vyrobeného uhlí Čím vyšší je teplota než 400 stupňů Celsia, tím nižší je kvalita vyrobeného uhlí , protože klesá uhlík, který je hlavní složkou dobrého uhlí .
3- Procento vlhkosti v uhlí
Je to také faktor kvality uhlí , protože čím vyšší je obsah vlhkosti , tím nižší je jeho kvalita.
4- Množství vyprodukovaného popela a jeho barva
Je také dána hlavní složkou použitého dřeva a množstvím solí a složek, které prostupují celulózou.
5- Velikost uhlí
Výroba , manipulace a přeprava uhlí z jednoho místa na druhé vede k rozbití značného procenta uhlí , které není vhodné pro použití.
Účinky na zdraví vyplývající z uhelného průmyslu
Hlavní poškození lidského zdraví je způsobeno vdechováním plynů uvolňovaných z procesu hoření. Tyto plyny způsobují mnoho respiračních onemocnění, která se liší v závislosti na typu vdechovaného plynu. Je známo, že oxidy síry vedou k zánětlivým reakcím v průduškách (emfyzém). Zatímco uhlovodíkové plyny, jako jsou ty emitované z výfuků a generátorů automobilů, vedou k rakovinným onemocněním. Pokud jde o oxid uhelnatý, má schopnost slučovat se s hemoglobinem 200krát více než kyslík, a tak vede k těžkým otravám, bolestem hlavy, závratím, nevolnosti a selhání dýchání. Pokud se koncentrace plynu zvyšuje a tělo je mu nadále vystavováno, vede to k chronickým symptomům, jako je špatná paměť, nedostatek produktivity v práci, poruchy spánku a chování a vysoká hladina cholesterolu. Pokud jde o plynný oxid uhličitý, jeho přítomnost v atmosféře v nízkých koncentracích může vést k rychlému dýchání, bolestem hlavy, duševnímu zmatku a ochablé paralýze. Pokud však jeho koncentrace přesáhne 5 %, vede ke ztrátě vědomí a smrti. Oxid sírový také způsobuje zdravotní poškození, protože tento plyn se při kontaktu s vlhkým povrchem sliznic mění na kyselinu sírovou, což má za následek chronické infekce a onemocnění dýchacího systému. Oxidy dusíku také dráždí alveoly v plicích, zatímco hromadění prachu v nich může vést k fibróze a smrti. Z výše uvedeného je zřejmé, že problémem uhelného průmyslu jsou jeho negativní dopady na veřejné zdraví a životní prostředí, protože uvolňuje mnoho plynů, jako je oxid uhelnatý, oxid uhličitý, oxid siřičitý a některé další odpady, které ovlivňují zemědělské a vodní bohatství. . Nebezpečnější je, pokud jsou oblasti těžby uhlí blízko obytných oblastí, protože tyto plyny a výpary ovlivňují nejen ty, kteří pracují ve výrobě, ale i obyvatele celé oblasti.