Nedir
Kömür istenen bir yakıttır, çünkü sıcak, uzun ömürlü, neredeyse dumansız bir ateş üretir. Diğer malzemelerle birleştiğinde ve briket adı verilen tek tip parçalar halinde oluşturulduğunda, Amerika Birleşik Devletleri'nde açık havada yemek pişirmek için popüler olarak kullanılır. Barbekü Sanayi Derneği'ne göre, Amerikalılar 1997'de 883.748 ton kömür briketi satın aldı.
Temel kömür, odun gibi karbon bakımından zengin bir malzemenin düşük oksijenli bir ortamda yakılmasıyla üretilir. Bu işlem, orijinal yakıtta bulunan nemi ve uçucu gazları uzaklaştırır. Elde edilen kömürleşmiş malzeme sadece tüm odundan daha uzun ve daha sabit yanmaz, aynı zamanda çok daha hafiftir (orijinal ağırlığının beşte biri ila üçte biri).
Tarih
Kömür tarih öncesi zamanlardan beri üretilmektedir. Yaklaşık 5.300 yıl önce Tirol Alpleri'nde şanssız bir gezgin öldü. Son zamanlarda, vücudu bir buzuldan kurtarıldığında, bilim adamları akçaağaç yapraklarına sarılmış kömürleşmiş odun parçaları içeren küçük bir kutu taşıdığını keşfetti. Adamın onunla çakmaktaşı gibi ateş yakma araçları yoktu, bu yüzden onun yerine için yanan kömür taşıyormuş gibi görünüyor.
6.000 yıl kadar önce, bakır eritme için kömür tercih edildi. Yüksek fırının MS 1400 civarında icat edilmesinden sonra, demir eritme için Avrupa çapında yaygın olarak kömür kullanıldı. On sekizinci yüzyılda, ormanların tükenmesi, alternatif bir yakıt olarak kok kömürü (kömür bazlı bir kömür türü) tercih edilmesine yol açtı.
Amerika Birleşik Devletleri'nin doğusundaki bol ormanlar, kömürü, özellikle demircilik için popüler bir yakıt haline getirdi. Ayrıca, batı Amerika Birleşik Devletleri'nde 1800'lerin sonlarında cevherden gümüş çıkarmak, demiryolu yakıt ikmali ve konut ve ticari ısıtma için kullanıldı.
Kömürün ısıtma ve endüstriyel yakıttan eğlence amaçlı bir pişirme malzemesine geçişi, Henry Ford kömür briketini icat ettiğinde 1920 civarında gerçekleşti. Ford sadece otomobil fabrikasında üretilen talaş ve hurda ağacını karlı bir şekilde kullanmakla kalmadı, aynı zamanda yan işleri piknik gezileri için otomobillerin rekreasyonel kullanımını da teşvik etti. Barbekü ızgaraları ve Ford Charcoal, şirketlerinin bir kısmının yemek pişirmeye başladığı otomobil bayilerinde satıldı.
Tarihsel olarak, odun kömürü, koni şeklindeki bir höyükte odunların kazınması ve kir, çim veya küllerle kaplanmasıyla, yığının dibinde hava giriş delikleri ve üstte bir baca portu bırakarak üretildi. Odun ateşe verildi ve yavaşça yanmasına izin verildi; sonra hava delikleri kapatıldı, böylece yığın yavaşça soğuyacaktı. Daha modern zamanlarda, tek kullanımlık odun kömürü çukuru, 25-75 kord odunu (1 kordon = 4 ft x 4 ft x 8 ft) tutacak bir taş, tuğla veya beton fırını ile değiştirildi. Büyük bir parti üç ila dört hafta boyunca yanabilir ve soğuması yedi ila 10 gün sürebilir.
Bu kömür üretimi yöntemi önemli miktarda duman üretir. Aslında, duman sinyalinin rengindeki değişiklikler sürecin farklı aşamalarına geçer. Başlangıçta, beyazımsı renk tonu buharın varlığını gösterir, çünkü su buharları tahtadan dışarı çıkar. Gibi diğer ahşap bileşenler gibi
Temel kömür, odun gibi karbon bakımından zengin bir malzemenin düşük oksijenli bir ortamda yakılmasıyla üretilir. Bu işlem, orijinal yakıtta bulunan nemi ve uçucu gazları uzaklaştırır. Elde edilen kömürleşmiş malzeme sadece tüm odundan daha uzun ve daha sabit yanmaz, aynı zamanda çok daha hafiftir (orijinal ağırlığının beşte biri ila üçte biri).
reçineler ve şekerler yanar, duman sarımsı olur. Son olarak, duman hafif bir maviye dönüşerek kömürleşmenin tamamlandığını gösterir; bu, yangını boğmak ve fırının içindekilerin soğuması için uygun zamandır.
Kömür üretmenin alternatif bir yöntemi, 1900'lerin başında Orin Stafford tarafından geliştirildi ve bu yöntem Henry Ford'un briket işini kurmasına yardımcı oldu. İmbik yöntemi olarak adlandırılan bu, ahşabı bir dizi ocaktan veya fırından geçirmeyi içerir. Ahşabın sürekli olarak bir fırının bir ucuna girdiği ve kömürleşmiş malzemenin diğerini terk ettiği sürekli bir işlemdir; aksine, geleneksel fırın işlemi ahşabı ayrık partiler halinde yakar. Bir imbikten hemen hemen hiçbir görünür duman yayılmaz, çünkü sabit çıkış seviyesi, yakıcılar gibi emisyon kontrol cihazları ile etkili bir şekilde tedavi edilebilir.
İşlenmemiş içerikler
Kömür briketleri iki birincil bileşen (nihai ürünün yaklaşık% 90'ını içerir) ve birkaç küçük bileşenden oluşur. Kömür olarak bilinen birincil bileşenlerden biri, yukarıda tarif edildiği gibi temel olarak geleneksel kömürdür. Briketin kolayca yanma yeteneğinden ve istenen odun dumanı lezzetini üretmesinden sorumludur. Bu bileşen için en çok arzu edilen hammadde kayın, huş ağacı, sert akçaağaç, hickory ve meşe gibi sert ağaçlardır. Bazı üreticiler çam gibi yumuşak ağaçlar veya meyve çukurları ve fındık kabukları gibi diğer organik malzemeleri de kullanırlar.
Yüksek sıcaklıkta, uzun ömürlü bir ateş üretmek için kullanılan diğer birincil bileşen kömürdür. Alt bitümlü linyitten antrasite kadar çeşitli kömür türleri kullanılabilir.
Küçük katkı maddeleri arasında bir bağlama maddesi (tipik olarak mısır, milo veya buğdaydan yapılan nişasta), bir hızlandırıcı (nitrat gibi) ve arka bahçedeki barbekünün briketlerin ne zaman hazır olduğunu bilmesini sağlayan bir kül beyazlatıcı madde (kireç gibi) bulunur. üzerinde pişirin.
Üretim Süreci
Üretim sürecinin ilk adımı ahşabı kömürleştirmektir. Bazı üreticiler fırın (parti) yöntemini kullanırken diğerleri imbik (sürekli) yöntemini kullanır.
Kömür briketleri oluşturmak için gerekli üretim süreçlerini gösteren şematik bir diyagram.
Ahşabı şarj etmek
1 (Toplu işlem) Tipik boyutlu bir beton fırınının yaklaşık 50 kordon ahşap ile yüklenmesi bir veya iki gün sürer. Yangın başladığında, hava giriş portları ve egzoz delikleri, sıcak bir yangına neden olacak kadar oksijen çekmek için tamamen açıktır. Bir haftalık yanma süresi boyunca, portlar ve havalandırma delikleri 450-510 ° C (840-950 ° F) arasında bir sıcaklığı muhafaza edecek şekilde ayarlanır. İstenen yanma süresinin sonunda, hava giriş ağızları kapalıdır; egzoz delikleri, fırın içinde basınç birikmesini önlemek için, sigara içildikten sonra bir veya iki saat sonra kapatılır. İki haftalık bir soğuma süresinin ardından fırın boşaltılır ve karbonize edilmiş odun (kömür) toz haline getirilir.
2 (Sürekli işlem) Ahşap, bir çekiçli değirmende (uygun boyutta parçalara bölünür) boyutlandırılır. Tam büyüklüğü kullanılan odun türüne (ör. Ağaç kabuğu, kuru talaş, ıslak odun) bağlı olmasına rağmen, yaklaşık 0,1 inç (3 mm) bir parçacık boyutu yaygındır. Odun daha sonra nem içeriğini yaklaşık yarıya (yaklaşık% 25'e) düşüren büyük bir tambur kurutucusundan geçer. Daha sonra, çok ocaklı fırının tepesine (imbik) beslenir.Harici olarak, imbik 12.2-15.2 m yüksekliğinde ve 6.1-9.14 m çapında 20-30 ft çelik bir siloya benziyor. İçeride, bir ocak yığını içerir (istenen üretim kapasitesine bağlı olarak üç ila altı). Üst hazne, 275 ° C (525 ° F) mertebesinde en düşük sıcaklıklı ocaktır, alt hazne ise 650 ° C (1.200 ° F) civarında yanar. Petrol veya gaz yakıtlı brülörlerden gelen harici ısı sadece fırının başlangıç ve bitiş aşamalarında gereklidir; ara seviyelerde, gelişen odun gazları yanar ve istenen sıcaklık seviyelerini korumak için yeterli ısı sağlar. Her bölme içinde, odun, tüm imbik boyunca dikey olarak uzanan bir merkez şafttan uzanan çakıl kolları ile karıştırılır. Bu yavaş karıştırma işlemi (1-2 rpm) düzgün bir yanma sağlar ve malzemeyi karneden geçirir. Alternatif seviyelerde, çakıl kolları, yanan odunu ya merkezi şaftın etrafındaki bir deliğe doğru ya da zeminin dış kenarı çevresindeki açıklıklara doğru iter, böylece malzeme bir sonraki alt seviyeye düşebilir. Için için yanan kömür son hazneden çıktığında, soğuk su spreyi ile söndürülür. Daha sonra hemen kullanılabilir veya ihtiyaç duyulana kadar bir siloda saklanabilir. Tipik bir imbik saatte yaklaşık 5.500 lb (2.5 metrik ton) kömür üretebilir.
Kömürün karbonlaştırılması
3 Kömürde kullanılmak üzere daha düşük kömür kaliteleri de karbonize edilebilir. Ezilmiş kömür önce kurutulur ve daha sonra uçucu bileşenleri uzaklaştırmak için 590 ° C'ye kadar ısıtılır. Hava ile soğutulduktan sonra gerekinceye kadar depolanır.
Briket
4 Kömür ve nişasta bağlayıcı gibi küçük bileşenler uygun oranlarda bir kürek karıştırıcıya beslenir ve burada iyice karıştırılır. Bu noktada, malzeme yaklaşık% 35 nem içeriğine sahiptir ve nemli üst toprağa benzer bir kıvam verir.
5 Karıştırılan malzeme, briket boyutlu girinti içeren iki karşıt merdaneden oluşan bir pres içine düşürülür. Nem içeriği, bağlayıcı madde, sıcaklık (yaklaşık 105 ° F veya 40 ° C) ve silindirlerden gelen basınç nedeniyle, briketler presin dibini düşürürken şeklini korur.
6 Briketler, onları üç ila dört saat boyunca 135 ° C'ye ısıtan tek geçişli bir kurutucudan geçirerek, nem içeriğini yaklaşık% 5'e düşüren bir konveyöre düşer. Briketler saatte 2.200-20.000 lb (1-9 metrik ton) oranında üretilebilir. Briketler hemen torbalanır veya bir sonraki programlı ambalajlama işlemini beklemek için silolarda depolanır.
sarkık
"Anında ışık veren" briketler üretiliyorsa, bir hidrokarbon çözücü atomize edilir ve torbalamadan önce briketlerin üzerine püskürtülür.
8 Kömür briketleri, 4-24 lb arasında değişen çeşitli torba boyutlarında paketlenmiştir. Tüketicinin briketleri çıkarmadan tüm torbanın ateşini yakabilmesi için bazı küçük, kullanışlı paketler yapılır.
Yan / Atık
On dokuzuncu ve yirminci yüzyılın başlarında, odun kömürü işleminin yan ürünleri olarak asetik asit ve metanolün geri kazanılması o kadar önemli hale geldi ki kömürün kendisi esas olarak yan ürün haline geldi. Asetik asit ve metanol sentezlemek için daha verimli ve daha düşük maliyetli tekniklerin geliştirilmesinden sonra, kömür üretimi, eğlence amaçlı pişirme için briketlerin geliştirilmesi ile canlandırılana kadar önemli ölçüde azalmıştır.
Odun kömürü yakmaya yönelik seri işlem, önemli miktarlarda partikül yüklü duman üretir. Egzoz menfezlerinin afterburn yakıcılara takılması, emisyonları% 85'e kadar azaltabilir, ancak tedavinin nispeten yüksek maliyeti nedeniyle yaygın olarak kullanılmaz.
Çatlakların daha sabit bir şekilde çalışması, yanıcılarla emisyonlarını kontrol etmeyi kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda yanıcı gazların verimli kullanılmasına izin verir. Örneğin, bu gazlar odun kurutucuları ve briket kurutucuları doldurmak veya buhar ve elektrik üretmek için kullanılabilir.
Odun kömürü briket üretimi başka bir şekilde çevre dostudur: Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük briket üreticisi odun tedariki için sadece atık ürünler kullanır. Palet üreticileri, döşeme üreticileri ve kereste fabrikalarından elde edilen talaş, talaş ve ağaç kabuğu, atık yığınlarından faydalı briketlere dönüştürülür.
Gelecek
Kömür ve briket üretim yöntemleri son yıllarda çok az değişmiştir. Son yıllardaki en önemli yenilik "anlık ışık" briketlerinin geliştirilmesi olmuştur. 1998'de tanıtılan yeni bir versiyon yaklaşık 10 dakika içinde pişirilmeye hazır olacak.
Daha Fazla Bilgi Kitabın Emrich, Walter. Odun Kömürü El Kitabı: Geleneksel ve Endüstriyel Yöntemler. Hingham, MA: Kiuwer Academic Publishers, 1985. Moscowitz, CM Kaynak Değerlendirmesi: Odun Kömürü Üretimi: Son Teknoloji . Cincinnati, Ohio: Çevre Koruma Ajansı, Araştırma ve Geliştirme Ofisi, Endüstriyel Çevre Araştırma Laboratuvarı, 1978. Süreli Scharabok, Ken. "Arkadaşlarını ve Komşularını Şaşırt: Kendi Kömürünü Yap!" Kırsal ve Küçük Borsa Dergisi (Mayıs 1997): 27-28. Zeier, Charles D. "Eureka, Nevada Yakınlarındaki Tarihi Kömür Üretimi: Arkeolojik Bir Bakış." Tarihi Arkeoloji 21 (1987): 81-101.
- Loretta Salonu