ما هو مبدأ العمل لآلة الفحم نشارة الخشب؟

تقوم آلة فحم نشارة الخشب بتحويل رقائق الخشب إلى فحم في عملية حرارية يمكن التحكم فيها، وعادة ما يتم إقرانها بآلة صنع قوالب الفحم الحجري التي تقوم بتحضير المواد الخام. إن فهم مبدأ عمل كلا الجهازين يساعد المشغلين على تشغيل الخط بشكل صحيح وإنتاج فحم موحد. تشرح هذه المقالة آلية الانحلال الحراري الأساسية، ومراحل العملية الأربع، ولماذا يجب تكثيف المواد الخام أولاً، وكيف تعمل الجهازان معًا كنظام.

المبدأ الأساسي: ارتفاع-الأكسجين في درجة الحرارة-نقص الانحلال الحراري

تعمل آلة فحم نشارة الخشب على مبدأ -الأكسجين ذو درجة الحرارة المرتفعة-والانحلال الحراري الناقص. يقوم جهاز التسخين برفع درجة حرارة الفرن إلى 400 إلى 600 درجة مئوية، بينما يقوم النظام في نفس الوقت بعزل رقائق الخشب عن طريق التحكم في محتوى الأكسجين بنسبة 5 بالمائة أو أقل. في ظل هذه الظروف، تتحلل الرطوبة والمكونات المتطايرة الموجودة في رقائق الخشب، مثل القطران والميثان، تدريجيًا وتنطلق على شكل غازات، بينما يبقى مكون الكربون الثابت في المادة. والنتيجة هي مسحوق فحم سائب أو كتل فحم كثيفة، اعتمادًا على شكل المادة الخام. لا تحتوي العملية بأكملها على احتراق لهب مفتوح-، وهو مفتاح الطريقة: بدون إمداد الأكسجين، لا يمكن أكسدة رقائق الخشب بالكامل إلى رماد.

المراحل الأربع لعملية الكربنة

تمر عملية الكربنة داخل الماكينة بأربع مراحل: التجفيف، والتحلل الحراري، والكربنة، والتبريد. في مرحلة التجفيف، تتبخر الرطوبة المتبقية في رقائق الخشب. في مرحلة الانحلال الحراري، ترتفع درجة الحرارة وتبدأ المكونات المتطايرة في التحلل والهروب. في مرحلة الكربنة، يتم توحيد الكربون الثابت ويصبح هيكل المادة مستقرًا. في مرحلة التبريد، يتم تبريد الفحم النهائي قبل تفريغه بحيث يمكن التعامل معه وتخزينه بأمان. ونظرًا لأن كل مرحلة لها درجة حرارتها وظروف الغاز الخاصة بها، فيجب التحكم في العملية كتسلسل وليس كخطوة تسخين واحدة.

لماذا يجب تكثيف المادة الخام قبل الكربنة؟

في خط إنتاج الفحم الكامل، تعمل آلة تصنيع الفحم النباتي لنشارة الخشب مع آلة تصنيع قوالب الفحم الحجري. تستخدم آلة القوالب البثق الحلزوني والتسخين الاحتكاكي عند درجة حرارة تتراوح من 160 إلى 200 درجة مئوية لضغط رقائق الخشب السائبة إلى قضبان أسطوانية عالية الكثافة-، تسمى قضبان رقائق الخشب. تعتمد المادة على رابطة اللجنين الذاتية-، لذلك ليست هناك حاجة إلى مادة رابطة. يمنع هذا الشكل المكثف نشارة الخشب السائبة من التكتل والتكتل أثناء الكربنة. يتم كربونات القضبان الكثيفة بشكل موحد، مما يقلل من الخسائر ويحسن جودة الفحم النهائي. تعد تفحيم القضبان المكثفة أكثر كفاءة بنسبة 30 بالمائة من تفحيم نشارة الخشب السائبة مباشرة.

كيف تعمل الآلتان كحلقة مغلقة

إن آلة بثق الفحم لرقائق الخشب وآلة كربنة رقائق الخشب تشكل حلقة معالجة كاملة. تقوم آلة الضغط أولاً بتحويل نشارة الخشب الطازجة إلى قوالب رقائق الخشب الكثيفة، مما يحل مشكلة الكربنة غير المتساوية التي تسبب المواد الخام السائبة. تقوم آلة الكربنة بعد ذلك بتفحم القوالب عند درجة حرارة عالية، وتحلل الشوائب وتحتفظ بمكونات الكربون. في بعض السيناريوهات، يمكن إعادة تغذية كتل الفحم المتفحمة مرة أخرى إلى آلة الضغط مع إضافة كمية صغيرة من المادة الرابطة وضغطها لتشكيل الفحم. التدفق الكامل هو نشارة الخشب، وقوالب رقائق الخشب، ومسحوق الفحم أو كتل الفحم، وأخيراً الفحم المُشكل. تكمل الآلتان بعضهما البعض، ولا يمكن إزالة أي منهما من الخط دون تغيير جودة المنتج النهائي.

لمحة سريعة عن معلمات التشغيل الرئيسية

يلخص الجدول أدناه معلمات التشغيل الرئيسية لآلة الفحم لنشارة الخشب وآلة القوالب المصاحبة لها، كما هو موضح في هذه المقالة.

التعليمات

س1. ما هي درجة الحرارة المستخدمة داخل آلة الفحم نشارة الخشب؟

يقوم جهاز التسخين برفع درجة حرارة الفرن إلى 400 إلى 600 درجة مئوية لعملية الكربنة.

س2. لماذا يجب أن يكون محتوى الأكسجين محدودًا أثناء الكربنة؟

إن الحفاظ على محتوى الأكسجين بنسبة 5 بالمائة أو أقل يمنع -الاحتراق باللهب المفتوح، وبالتالي تتحلل رقائق الخشب إلى كربون ثابت ومواد متطايرة بدلاً من أكسدتها بالكامل إلى رماد.

س3. ما هي المراحل الأربع لعملية الكربنة؟

تتم العملية من خلال التجفيف، والانحلال الحراري، والكربنة، والتبريد، ويتم التحكم في المراحل كتسلسل.

س 4. لماذا يجب ضغط نشارة الخشب على شكل قضبان قبل الكربنة؟

تتكتل نشارة الخشب السائبة وتتفحم بشكل غير متساو، بينما تتفحم القضبان الكثيفة بشكل موحد. يعد تشكيل القضبان أكثر كفاءة بنسبة 30 بالمائة من الكربنة المباشرة لنشارة الخشب السائبة.

س5. هل هناك حاجة إلى مادة رابطة عند صنع قضبان رقائق الخشب؟

لا. تعتمد القضبان على ترابط اللجنين الذاتي-أثناء البثق الحلزوني والتسخين الاحتكاكي، لذا لا يلزم وجود مادة رابطة.

س6. هل يمكن معالجة الفحم المتفحم بشكل أكبر وتحويله إلى فحم مُشكل؟

نعم. يمكن إرجاع كتل الفحم المتفحمة مرة أخرى إلى آلة الضغط باستخدام كمية صغيرة من المادة الرابطة وضغطها على شكل فحم.