Јаглен - Хемиска школа
Јаглен
Јаглен е цврсто гориво и се произведува кога суво дрво во дрво (сушено до 13 до 18% вода) се загрева до 275 ° C во отсуство на воздух и без кислород (пиролиза). Температурата се зголемува сама по себе до 350 до 400 ° C (јаглен, слично на коксирање на јаглен). Изгоруваат испарливите компоненти на дрвото. Покрај гасовити производи за распаѓање (види метанол), како остаток се добива околу 35% јаглен. Кога ќе изгори подоцна, ова не предизвикува пламен и гори на повисока температура од дрвото.
Со истата техника можете да додадете и тресет Тресет јаглен преобрати. Тресетниот јаглен, кој има својства слични на јагленот, бил доста чест во 18 и почетокот на 19 век поради недостаток на дрво, но ретко се наоѓа денес.
Својства и состав
Јагленот е мешавина од органски соединенија со 81 до 90% јаглерод, 3% водород, 6% кислород, 1% азот, 6% влага и 1 до 2% пепел.
Јагленот формира лабав, црн производ со очигледна густина од 450 kg/m³ (порозен) и вистинска густина од 1400 kg/m³ (без пори). Поради многуте микроскопски ниши, вдлабнатини, канали и слично (волумен на порите од 70 до 85%, внатрешна површина од 50 до 80 м2/грам) има висок капацитет за адсорпција.
Јагленот е релативно лесен за палење (200 до 250 ° C) и продолжува да гори без пламен бидејќи гасовите што формираат пламен веќе избегале за време на јагленосањето. Температурата на согорување на јагленот е 800 ° С. [1]
Со согорување се ослободуваат околу 28 до 34 мегаџули енергија за килограм јаглен. Гори без сулфур.
Производство
Јагленот се прави со загревање на дрво во отсуство на воздух. Различни фази на процесот на пиролиза се диференцираат во зависност од температурата.
Во почетната фаза, температурите до 220 ° C главно доведуваат до загревање и сушење на материјалот, при што се ослободуваат водород и траги од јаглерод диоксид, оцетна киселина и мравја киселина. Ослободувањето на овие супстанции се зголемува до околу 280 ° C во фаза на пиролитичко распаѓање, што, како и почетната фаза, е ендотермичко. Над 280 ° C постои силна егзотермна реакција во која околу 880 kJ/kg дрво се ослободуваат како енергија и го загреваат процесот на над 500 ° C. Ова создава запаливи гасови (види и под гас од дрво), особено јаглерод моноксид, метан, формалдехид, оцетна и мравја киселина, како и метанол и водород, кои горат и се појавуваат како чад. Структурата на дрвото се менува од структурата на фибриларот над 400 ° C од дрво во кристалната структура на графитот. Во последниот ендотермички процес, димните гасови се разделуваат на запалив јаглерод моноксид и водород кога минуваат низ слоевите што се веќе јагленисани; јагленот останува како остаток. [2]
Јагленисување во купишта и купишта
Најстариот метод за производство на јаглен (дестилерија за јаглен) е работата на печката (горење на јаглен), која датира уште од антиката, во која дрвото се подигнувало во приближно хемисферни или конусни купови (купишта) во големи трупци редовно (стоејќи или лежејќи) околу три во средината Влоговите (Quandel) се ставаат и се покриваат со ќебе со тревник, земја и јаглен. Под ова ќебе, согорувањето се изведува со внимателно регулиран пристап до воздухот на таков начин што, ако е можно, не изгори повеќе дрва отколку што е апсолутно потребно за да се загрее целата маса на дрво до температурата на јагленот.
Во суштина, само гасовите и пареите што се развиваат од загреаното дрво треба да изгорат. Бојата на чадот што излегува укажува на тоа дали јагленот е завршен. Потоа, ќе ја оставите печката да се олади и ќе ја одделите (влечење јаглен, должина на јаглен).
Во минатото, особено во јужна Германија, Русија и Шведска, дрвото се јагленисуваше во купишта или растенија што лежеа. Јагленосаноста на слоевото дрво се одвиваше постепено од едниот крај на издолжениот куп до другиот. Јагленисаните парчиња постепено се извлекуваа.
Јагленување во печки
На многу сличен начин како кај купиштата или купиштата, јагленувањето се одвива во округли или аголни печки од тули, кои овозможуваат полесно, поцелосно извлекување на нуспроизводи (катран, дрвен оцет, кои обично се губат при работењето на печката), но испорачуваат помал принос и помалку добар јаглен . Во овие печки, како во купиштата и купиштата, воздухот доаѓа во дрвото за да се јаглениса, а дел од тоа ја создава потребната температура со неговото согорување.
Сепак, процесот на јагленисување е подобар под контрола ако дрвото се јаглениса во садови што се загреваат однадвор, т.е. без пристап до воздух. Ова се прави во реплики, цевки или цилиндри понекогаш со загреан воздух, со гасни печки од високата печка, со прегреана пареа или со употреба на присилен воздух.
Јаглен се користел за правење црн прав
Внимателна карбонизација од овој вид е особено неопходна за екстракција на јаглен за производство на црн прав. За да го направите ова, се користат големи железни цилиндри кои се полнат надвор од рерната, се затвораат со капак и се туркаат во рерната. Голем подвижен капак го затвора просторот во кој се наоѓа цилиндарот. Гасовите што се развиваат од дрвото се внесуваат во печката. Температурата се одредува со помош на пирометар. Црвениот јаглен за лов во прав се прави со прегреана пареа. Јагленот се добива како нуспроизвод во производството на прозрачен гас од дрво, во производството на оцет од дрво и во топење на катран. Кога се загрева до 150 ° C дрвото дава само хигроскопска вода; тогаш се развиваат кисели парови, од 300 ° C па натаму, повеќе густа жолта или жолто-кафеава пареа и гасови. Кога производите што избегаат ќе се оладат, се добиваат катран и оцет од дрво (кој исто така содржи метанол). Приносот на јаглен се намалува со зголемувањето на температурите. Во исто време, јагленот станува сè побогат со јаглерод и пепел и соодветно посиромашен со водород и кислород.
Производот создаден помеѓу 270 и 300 ° C е кафеаво-црн (црвен јаглен, печен јаглен) и има скоро иста калориска вредност како црниот јаглен произведен над 340 ° C, со принос што е за половина поголем. Затоа, црвениот јаглен често се произведува за металуршки цели и, поради одредени својства, за производство на барут. Како што се зголемува температурата на карбонизацијата, така се зголемува и затегнатоста и спроводливоста на јагленот за топлина и електрична енергија; но во исто време се запалува запаливоста на јагленот и неговата тенденција да се привлече влага.
Резултати на јагленосање со разни видови дрво
Врз основа на реалниот волумен, просечниот принос на јаглен е 47,6 проценти.