Производство древесного угля

3446

Производство древесного угля

Древесный уголь — это микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха. Его объем потребления ежегодно только увеличивается. Данный вид топлива применяется в самых различных областях, будь-то металлургическая промышленность, фармакология, при производстве активированного угля и подобного рода медикаментов, в сельском хозяйстве и других отраслях, ведь уголь на 100% состоит из углерода. Однако наиболее часто его применяют в бытовых нуждах. Стоит отметить, что в Западной Европе и Соединенных Штатах Америки, древесный уголь является неотъемлемым атрибутом любого барбекю или приготовления пищи на мангале. Подобные тенденции становятся традиционными и в нашей стране все в большей и большей мере.

Свойства угля и виды

Свойства выгодно отличают его от прочих высокоуглеродных видов топлива. Древесный уголь горит при очень высокой температуре — более 1100°С, выделяет мало пара и несгоревшего углерода, поэтому используется в быту и промышленности.


Сырье для древесного угля — древесина, поэтому налаживание собственной производственной линии актуально, если вблизи есть места произрастания лесов, или же затраты на транспортировку спиленных деревьев будут незначительны. Исходный материал подвергают термообработке без доступа воздуха. Происходит «пиролизное горение», в результате которого образуется древесный уголь. Характеристики конечного продукта утверждены ГОСТ 7657-84 «Уголь древесный. Технические условия». 

Древесный уголь представляет собой твердое горючее вещество. Он способен самовоспламеняться при температуре 340°С.

После производства угля необходимо его стабилизировать, иначе не исключено самовозгорание.

Результатом производства могут стать 3 марки угля: А, Б, В. Разница между ними в породах деревьев, из которых получен уголь. Особенности подбора исходного материала отражены в ГОСТ 24260-80 «Сырье для пиролиза и углежжения». Для производства подойдут следующие породы деревьев:

  • Первая группа — береза, дуб, бук, ясень, клен, граб, вяз. Из нее получают уголь марки А. Он делится на 2 сорта: высший и 1-й, которые отличаются параметрами: плотностью, массовой долей золы и нелетучего углерода, воды и прочими показателями качества. Древесина дуба может быть использована для пиролиза и углежжения только при условии, что она не пригона для изготовления дубильных веществ. 
  • Вторая группа — тополь, липа, ольха, осина, ива. Ее смесь с первой группой дает уголь марки Б. При углежжении могут использоваться хвойные: сосна или ель, кедр, пихта и лиственница. Уголь данной марки имеет 2 сорта — 1-й и 2-й.
  • Третья группа повторяет вторую— тополь, липа, ольха, осина, ива, при этом в ГОСТе указывается, что данные породы могут использоваться для углежжения, а в сочетании с 1 и 2 группами дают уголь марки В. Он не делится на сорта, но имеет предельные показатели качества. 

Классификация, отражающая наиболее подходящие сорта дерева под пиролиз, условна. Согласно статистике, мировой лидер в производстве древесного угля — Бразилия (85% мирового рынка), где в качестве сырья используют собранный с плантаций быстрорастущий эвкалипт. Однако производителям, работающим на постсоветском пространстве, следует придерживаться установленных ГОСТов. 

Наименьшую зольность имеет марка А «высший сорт», и марка Б «1-й сорт». Показатель составляет 2,5%. В марке В он гораздо выше — до 4%. Предельный показатель нелетучего углерода в наиболее качественном угле — не менее 90%, а в марке В — не менее 67%.

Планируя удовлетворять спрос промышленных предприятий и частных лиц, следует организовать производство разных марок угля.

Технология производства древесного угля

Для получения угля сырье помещается в пиролизные котлы. В агрегатах дерево подвергается «сухой перегонке», на него воздействует высокая температура (450-500°С) без доступа воздуха. В итоге происходит разложение дерева с выделением газа, древесной смолы. Также образуется древесный остаток — уголь. 

Краткое описание процесса производства угля

Обратите внимание! В литературе можно встретить понятия «пиролиз», «углежжение», «карбонизация», «термолиз», «сухая перегонка», «термическое разложение», и невольно возникает вопрос: в чем разница? В сути процесса никакой разницы нет, но на промышленных предприятиях принято использовать понятие «пиролиз», предполагая получение не только угля, но и не менее ценных смол. Кустарное изготовление — углежжение, цель которого — производство угля и нивелирование ценности побочных продуктов.


Процесс производства состоит из нескольких последовательных этапов:

Этапы

Отдельные виды работ требуют привлечения квалифицированного персонала и закупки оборудования.

Проверка качества исходного материала

Выбор пород дерева, используемого для пиролиза, зависит от запросов потребителя на конкретную марку угля и доступности природных ресурсов. 

Наиболее плотный угль получается из плотной древесины: бука (700 кг/м3), дуба (710 кг/м3), лиственницы (690 кг/м3), березы (620 кг/м3). Однако спросом пользуются и пористый уголь из липы, осины, сосны. 

Прием сырья осуществляется согласно правилам, установленным ГОСТ. Каждая партия древесины должна иметь документальное сопровождение. В документах указывается:

  • назначение сырья;
  • сведения о предприятии-поставщике: его наименование, ведомство;
  • порода дерева, длина брусьев;
  • масса партии, влажность, обозначение стандарта по ГОСТ. 

Накануне сушки необходимо «разделать» древесину на небольшие бруски «тюльки». Для этого можно использовать ручную электропилу, однако производительность будет невелика. Оптимальное решение — покупка пилорамы. Она может быть работающей автономно — на бензине, или от электроэнергии. Стоимость установки:

  • Тайга Т-1Б — до 200 тыс. руб. (работает на бензине);
  • Алтай 900 Proff — от 170 тыс. руб. (работает от электросети). 

Ключевое значения для пиролиза имеет показатель влажности древесины. Оптимальными считаются значения 15-25%. Большая влажность влияет на увеличение длительности производственного цикла, повышает расход топлива, снижает прочность конечного продукта.


Если предполагается сушка древесины в естественных условиях, следует сделать годовой запас. При использовании специального оборудования запасы можно сократить в 4 раза. 

Сушильные комплексы представляют собой камеры, оснащенные теплогенератором. Воздух, нагретый до определенной температуры, подается в камеру центробежным вентилятором. Происходит обдув и сушка древесины. Топливо для генератора — опилки, кора, дрова, торф и прочие отходы деревообработки. Сушилки снабжены датчиками влажности пиломатериалов, датчиком температуры. Системы могут работать в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах, требуют минимального вмешательства человека в процесс сушки. 

Стоимость агрегатов:

  • СКД-50 — до 2,2 млн. руб.; вместимость — до 69 м3;
  • СКД-30 — до 1,9 млн. руб., вместимость — до 35 м3.

Пиролиз + Видео всего процесса

Ключевой процесс — пиролиз, — происходит в специальной печи — реторте. В современных установках по производству древесного угля ретортная печь — часть установки, предполагающей непрерывный производственный цикл. 

Агрегат для пиролиза имеет 2 камеры: загрузки и сгорания. В первую загружаются подсушенные тюльки, и при повышении температуры древесина начинает разлагаться, из нее выделяются смолы, газ; последний сгорает во 2-й камере. 

Процесс нагревания дерева должен быть постепенным, тогда часть смол коксуется на поверхности угля, а влага выходит медленно, делая конечный продукт более качественным. Стремление ускорить процесс идет не на пользу: количество газов увеличивается, а выход угля и жидких включений становится меньше. 

Ключевое значение имеет соблюдение температурного режима пиролиза. При 260°С дерево становится бурым, при повышении еще на 140°С жидкие продукты окончательно устраняются из сырья, а дальнейшее повышение приводит к медленному удалению остатков тяжелых смол и газов, не поддающихся конденсации. При соблюдении технологического процесса на выходе будет получен высококачественный древесный уголь с содержанием углерода 90-95%. 

Стоимость печей для производства древесного угля:

  • Чемпионка — цена около 215 тыс. руб. Это печь, выполняющая один цикл работ — пиролиз. Ее особенность — экологичность за счет полного выжигания газов. Производительность невелика: до 6 тонн в месяц. Объем камеры — 3 м3. 
  • Чародейка — отличается ценой и вместительностью. Чародейка-10 стоит почти в 2 раза дороже Чемпионки — 412 тыс. руб., а месячный выход угля — 18 тонн.
  • Фантастика 12,5/3 — цена около 1,8 млн. руб. Это не просто печь, а целый комплекс оборудования, позволяющий не прерывать производственный цикл. Печь состоит из 3 камер объемом 12,5 м3: в первой происходит сушка сырья, во 2-й — пиролиз, в 3-й — остывание и разгрузка. Затраты оправданы, поскольку производителю не придется дополнительно покупать оборудование для сушки. Производительность агрегата — до 25 тонн конечного продукта в месяц. Модели «Фантастика» отличаются ценой, функциональностью и производительностью. Например, экономичный комплекс Фантастика 1/3 стоит около 300 тыс. руб., а его производительность — до 4 тонн в месяц. 

Зачастую предприниматели экономят на оборудовании и приобретают печи стоимостью до 100 тыс. руб., например — УВР-5. В печи происходит сушка, начало распада, разложение древесины и прокаливание угля. Контролировать процесс должен опытный мастер-технолог, поскольку при попадании кислорода в процессе пиролиза печь может перегреться и разрушиться.


Оценивая работу печи, следует обращать внимание на следующие параметры:

  • Размер агрегата. Знать параметры промышленных установок необходимо для определения размера арендуемого помещения. 
  • Длительность пиролиза. Средняя продолжительность цикла — 2 суток. 
  • Мощность печи. Следует учитывать, сколько угля удастся получить в ходе одного производственного цикла, и сопоставить объем с возможностью закупки сырья. 

Выбирая печь, следует опираться на планируемый объем производства. Если рынок сбыта предопределен, а среди покупателей — производственные предприятия, покупка дорогостоящей печи будет оправдана. 

Завершительный процесс — остывание готового продукта, после чего его можно фасовать для доставки конечному потребителю.

Упаковка

Уголь требует расфасовки для доставки потребителю. Для этого используют:

  • бумажные пакеты;
  • полиэтиленовые мешки. 

Покупатели, приобретающие уголь в розницу, предпочитают упаковки по 3-10 кг. Предпочтительнее бумажные пакеты из-за простоты утилизации и экологичности. 

Если уголь будет поставляться на предприятия, в бары или рестораны, то потребуется фасовка в 50-килограммовую упаковку. Обычно это полипропиленовые мешки. 

Стоимость бумажных пакетов — до 11 руб. за 1 шт. вместимостью 10 кг. 

Полипропиленовые мешки продаются в упаковках по 50-100 шт. по цене 7-8 руб. за шт. 

Дополнительное оборудование для производства угля

Капитальных вложений требуют основные производственные мощности: распилочная машина, сушилка, печь. Затраты при этом составят от 500 тыс. руб. до 2 млн. руб. в зависимости от масштабности производства и вида выбранного оборудования. Дополнительно потребуются:

  • Топоры и колуны — до 10 тыс. руб.
  • Дозатор веса для упаковки угля. Дозаторы бывают разными: для сыпучих мелкодисперсных материалов, или же для угля, щебня, брикетов. Приспособление второго типа — то, что надо при фасовке древесного угля. Одно из таких — СВЕДА ДВС-301-50-5. Стоимость агрегата — 130-150 тыс. руб.
  • Швейная машина промышленного назначения для зашивания мешков — от 15 тыс. руб. 

Дополнительные затраты на оборудование составят около 170 тыс. руб.

Нюансы организации бизнеса

Организовать предприятие по производству древесного угля можно путем оформления ООО или ИП. Для этого необходимо обратиться в налоговую инспекцию. В любом случае производитель должен указать вид деятельности — ОКВЭД, который отражает специфику работы. Для производства древесного угля и оптовой торговли подойдут коды:

  • 20.14 — «Производство прочих основных органических химических веществ»;
  • 46.71 — «Торговля оптовая твердым, жидким и газообразным топливом и подобными продуктами». 

Оба указываются в соответствующем заявлении. Одновременно с подачей документов производится подача заявлений на выбор системы налогообложения. Начинающему производителю можно выбрать упрощенную систему, при условии, что предприятие не имеет филиалов. Впоследствии при расширении производства можно обратиться с заявлением о переходе на иную систему налогообложения. 

В целом затраты на оформление предприятия займут до 2 тыс. руб. при оформлении ИП и до 15 тыс. руб. при оформлении ООО. 

Аренда помещения

Помещение должно соответствовать размерам оборудования. Печи могут достигать размера 250 м2, а веса— до 70 тонн. Выбор помещения определяется масштабом производства. Помимо производственного цеха, необходимо подготовить помещения:

  • склад для хранения запасов древесины;
  • склад готовой продукции;
  • офис для работы бухгалтера, менеджеров по снабжению и сбыту, руководителя;
  • подсобное помещение для персонала. 

В целом затраты на аренду производственных площадей занимают от 60 тыс. руб. в месяц. 

Персонал 

От профессионализма и ответственности работы технического персонала зависит качество продукции, долговечность работы техники, поэтому необходимо пригласить мастера-технолога, который имеет опыт работы и способен организовать и контролировать процесс производства. Кроме того, необходимо нанять:

  • оператора производственной линии;
  • грузчиков;
  • человека, занимающегося организацией поставок и сбытом (позже должность можно разделить между 2-мя людьми);
  • охранника;
  • бухгалтера. 

В целом затраты на оплату труда персонала займут около 160 тыс. руб.

Поиск рынка сбыта

Производитель — оптовик, у которого мелкие розничные точки и крупные предприятия закупают товар в больших объемах. Организации собственной розничной сети невыгодна: придется тратиться на логистику. 

Среди основных потребителей древесного угля выделяют:

  • магазины: мелкие розничные точки на рынках, супермаркеты, заправки;
  • кафе и рестораны;
  • предприятия по производству электродов;
  • стекольные фабрики;
  • сельскохозяйственные предприятия: уголь является добавкой к кормам и удобрением;
  • производства, в которых применяется шлифовка и полировка деталей;
  • полиграфическую промышленность;
  • предприятия по производству пластмасс;
  • фабрики, производящие активированный уголь.

Кроме угля, при производстве выделяется побочный продукт — смола, который используется для изготовления растворителей, смягчителя для резиновых смесей, скипидара, канифоли. 

Доходность

Приобретая печь с производительностью около 20 тонн готового продукта в месяц, можно рассчитать приблизительный доход от производства. Затраты на налоги, коммунальные платежи, транспортировку, аренду — это около 270 тыс. руб. в месяц. Для производства 1 тонны продукта необходимо закупить 7-8 м3 березы, до 12 м2 мягколиственных пород дерева. Стоимость 1м3 колотой березы — от 1000 руб./м3, а значит — для производства 20 тонн угля необходимо закупить сырья на 140 тыс. руб. Выручка от реализации при цене 35 руб. за 1 кг составит 700 тыс. руб. в месяц. Прибыль — 430 тыс. руб. Средний срок окупаемости вложений — от полугода. 

Производство древесного угля — выгодный, актуальный бизнес, успех которого зависит от профессионализма наемных работников, стремления к использованию новых технологий, тщательного контроля за ходом процесса преобразования древесины в уголь. 


Оцените страницу:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Пока оценок нет
Загрузка...

Комментарии и отзывы

avatar