فرن الكربنة الأفقي هو جهاز يمكنه كربنة المواد الخام. إنه آلة أساسية في عملية إنتاج الفحم. يُستخدم على نطاق واسع في مصانع معالجة الفحم النباتي بسبب سهولة تشغيله وارتفاع مستوى الأمان. هناك أنواع عديدة من أفران الكربنة، بما في ذلك أفران الكربنة المستمرة و أفران الكربنة الرافعة.
المواد الخام لفرن الكربنة الأفقي
يمكن لمعدات فرن الكربنة هذه معالجة العديد من أنواع المواد الخام، مثل الخشب، والفروع، والجذور، والبامبو، ورقائق الخشب / الكريات الحيوية، وذيل الذرة، وقشرة جوز الهند، وقشرة الجوز، ومواد خام أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا معالجة رقائق الخشب كمواد خام في فرن الكربنة، والتي يتم كربنتها بعد ذلك.
مبدأ آلة فحم الخشب الصلب
يعتمد بشكل أساسي على طريقة التقطير الجاف الكربوني ويستخدم أول أكسيد الكربون والميثان والهيدروجين وغيرها من الغازات القابلة للاحتراق الناتجة في عملية الكربنة للفصل من خلال نظام تنقية غاز العادم لفرن الكربنة، ويفصل القطران الخشبي وحمض الخشب الخل وما إلى ذلك للحصول على الغازات القابلة للاحتراق. ثم تمر إلى الموقد للاحتراق الكامل، وتسخين أنبوب الكربنة عالي الحرارة. في هذا الوقت، يتم التحكم في درجة الحرارة عادةً عند حوالي 600°. يقوم أنبوب الكربنة بكربنة وتحلل المادة، ثم يحترق من خلال أنبوب الاسترداد ونظام تنقية غاز العادم وموقد الوقود. بالنسبة لتسخين الأنابيب، فإن فرن الكربنة يعتمد على نفسه بالكامل، مما يوفر الوقود.
أثر الكربنة على خصائص الخشب
1. تقليل الكثافة
يرجع ذلك أساسًا إلى الفقد الجزئي للهيميسليلوز. تظهر معظم الدراسات تدهورًا بنسبة 5-8% من الهيميسليلوز مع القليل من التضحية في القوة الهيكلية.
2. زيادة القوة
عند الكربنة في درجة الحرارة المناسبة، ستزداد قوة الخشب، ولكن الكربنة المفرطة والسخونة ستقلل من القوة.
3. انخفاض محتوى الرطوبة
يمتص جميع الخشب الرطوبة من الغلاف الجوي، ويتم تسخينه إلى درجات حرارة عالية، ويفقد معظم رطوبته.
4. تعميق اللون
مع زيادة درجة حرارة الكربنة، يصبح اللون أغمق.
5. تحسين القدرة على مقاومة التآكل
السبب المحتمل وراء تحسين الكربنة لأداء الخشب المضاد للتآكل هو أنه خلال عملية الكربنة، تتغير مكونات الخشب، مما يقطع مصدر العناصر الغذائية اللازمة لبقاء الفطريات؛ في نفس الوقت، فإن تقليل محتوى الرطوبة يعيق نمو الفطريات ويحسن مقاومة التآكل.
هيكل فرن الكربنة الأفقي
تتضمن الفرن جسم الفرن، غطاء الفرن، غرفة التسخين، وأنبوب العادم. يتم وضع بطانة الكربنة في غرفة الفرن من جسم الفرن، ويتم تركيب غطاء على بطانة الكربنة. يتمتع الفرن الأفقي للكربنة بأداء ختم جيد ويضمن عدم فقدان الحرارة أثناء عملية الكربنة.
معلمات آلة فحم الخشب الصلب
| النوع | السعة | الوزن | الحجم |
| SL-HC1300 | 900-1200 كجم / 12-14 ساعة | 2500 كجم | 3*1.7*2.2 م |
| SL-HC1500 | 1500-2000 كجم / 12-14 ساعة | 4000 كجم | 4.5 * 1.9 * 2.3 م |
| SL-HC1900 | 2500-3000 كجم / 12-14 ساعة | 5500 كجم | 5*2.3*2.5م |
عملية الكربنة التفصيلية
(1) أولاً ضع المادة المراد كربنتها في جسم الفرن، ثم غطِّ وأحكم إغلاق غطاء الفرن. ابدأ في تسخين الفرن. عندما تصل درجة الحرارة إلى 170-200 درجة، تبدأ مرحلة تجفيف المادة.
(2) عندما تصل درجة الحرارة إلى 170-200 درجة، استمر في التسخين على نار هادئة، بحيث تصل درجة الحرارة في الفرن إلى حوالي 340 درجة. تستغرق هذه المرحلة حوالي ساعتين، وهذه المرحلة هي عملية التحلل الحراري.
(3) عندما تصل درجة الحرارة إلى 340 درجة، من الضروري الاستمرار في التسخين على نار هادئة وترك درجة الحرارة ترتفع إلى حوالي 380-400 درجة. في هذا الوقت، يتم تحلل المادة بسرعة في الفرن، وتخرج سوائل مثل قطران الخشب وخل الخشب في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يتم إنتاج غازات قابلة للاشتعال مثل الميثان والإيثيلين، ويمكن إعادة هذه الغازات القابلة للاشتعال إلى أسفل الفرن من خلال نظام التنقية. يتم رفع درجة الحرارة الداخلية إلى حوالي 500-800 درجة بحيث يتم تقطير المادة إلى قضبان فحم تحت ظروف عالية الحرارة.
(4) عندما يكون حجم الدخان من مخرج السيجارة قد انخفض بشكل واضح وتلاشى، من الضروري إطفاء النار وإغلاقها. في هذه المرحلة، تكون عملية الكربنة في الفرن قد انتهت. ثم ابدأ في التبريد.
مزايا فرن الكربنة الأفقي
- حماية البيئة: يتم استخدام جميع غازات الأمطار، ويمكن تصريف غاز العادم الناتج عن الاحتراق وفقًا للمعايير، ولا يوجد تصريف لمياه التبريد المحتوية على الأمونيا.
- كفاءة عالية: الفرن الكربوني المغلق محكم الإغلاق، مما يضمن عدم تسرب الحرارة من الفرن ومدة الكربنة تستغرق فقط 4-5 ساعات، مما يحسن من كفاءة الإنتاج.
- توفير التكاليف: تحتوي فرن الكربنة على أنابيب، يمكنها توجيه غاز الاحتراق إلى منطقة الاحتراق في فرن الكربنة لعملية الكربنة.
- مريح وآمن. هناك عربات لتغيير المواد بسرعة.
كيفية استخدام فرن الكربنة
يجب على فرن الكربنة أولاً العثور على قطعة أرض مستوية ووضعها في المكان المناسب. افتح باب الفرن وضع المواد الخام التي تحتاج إلى كربنة. حاول ملء الفرن قدر الإمكان. في الخطوة التالية، استخدم الخشب لإشعال النار في الأسفل، وانتظر حتى ترتفع مقياس الحرارة في الفرن إلى 150-200 درجة، ستبدأ داخل الفرن بإصدار الغاز، وسيشتعل الغاز تلقائيًا عندما يدخل الغاز إلى جزء الاحتراق عبر أنبوب الفرن الخاص به؛ بعد 4-5 ساعات من عملية الكربنة، يتم استنفاد الغاز القابل للاحتراق الداخلي.
في هذا الوقت، ستصبح اللهب أصغر وأصغر حتى تنطفئ النار. بعد اكتمال الكربنة، الخطوة التالية هي استخدام نظام الرش الخاص بالفرن لصب بعض الماء بشكل صحيح (أو الانتظار حتى تنخفض درجة حرارة سطح الفرن إلى أقل من 50 درجة)، ثم يمكن فتح باب الفرن مباشرة لتفريغ الفحم. يجب ملاحظة أنه لا ينبغي فتح باب الفرن حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 50 درجة دون سحب الماء، وإلا فإن المواد الخام الكربونية في الفرن ستشتعل تلقائيًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة.