באיזה ציוד משתמשים בפחמימות?

באיזה ציוד משתמשים בפחמיזה?

קרבוניזציה היא תהליך של המרת חומרים אורגניים, במיוחד ביומסה או פסולת, למוצרים שימושיים כמו פחם או פחם פעיל. התהליך כולל חשיפת החומר לטמפרטורות גבוהות בהיעדר חמצן, המפרק את המולקולות האורגניות לפחמן ולרכיבים נדיפים. פחמן הוא תהליך תעשייתי בשימוש נרחב, במיוחד בייצור פחם עבור דלק, מטלורגיה ויישומים אחרים. במאמר זה, נדון בציוד ובתהליך המשמשים בפחמיזה.

**סקירה כללית של תהליך הפחמימות

קרבוניזציה כרוכה בחימום החומר האורגני לטמפרטורה גבוהה בסביבת חמצן מוגבלת. התהליך מתחיל בשלב הייבוש, המסיר את הלחות מהחומר. לאחר מכן שמים את החומר היבש בתא התפחה, אשר מחומם לטמפרטורה שבין 400 מעלות ל-700 מעלות. תא הפחממות אטום, ואספקת החמצן מוגבלת כדי למנוע בעירה. כתוצאה מכך החומר עובר פירוליזה שמפרקת את המולקולות האורגניות לפחמן ולרכיבים נדיפים.

התוצר הסופי של הפחממה הוא בדרך כלל סוג של פחמן, כגון פחם או פחם פעיל. פחם משמש בעיקר למטרות דלק, בעוד פחם פעיל משמש ביישומים שונים, כגון סינון מים, טיהור אוויר וטיפולים רפואיים.

**ציוד המשמש בפחמימות

הציוד המשמש בפחמיזה תלוי בסוג חומר ההזנה, המוצר הרצוי ובהיקף הייצור. חלק מהציוד הנפוץ לפחממות נדון להלן.

1. כבשני עפר מסורתיים:

כבשני העפר המסורתיים הם מבנים פשוטים ובעלות נמוכה העשויים מחימר או בוץ. כבשנים אלה עדיין משמשים באזורים רבים בעולם, במיוחד באזורים כפריים, להפקת פחם לבישול, חימום ולמטרות אחרות. כבשני העפר מורכבים מחדר גלילי או חרוטי, אשר מלא בחומר הזנה ומכוסה בשכבת אדמה. הכבשן מוצת מלמטה, ואספקת החמצן מצטמצמת על ידי כיסוי פתחי האוורור או הפתחים. את הכבשן משאירים לבעור מספר ימים, והתוצר הסופי מתקבל על ידי פירוק הכבשן ואיסוף הפחמים.

בעוד שכבשני עפר מסורתיים יעילים ובעלות נמוכה, יש להם מספר חסרונות, כגון יעילות נמוכה, פליטות גבוהות של עשן ומזהמים וסכנות בריאותיות לעובדים.

2. כבשני תשובה מודרניים:

כבשני הרטרט המודרניים הם גרסה משופרת של הכבשנים המסורתיים, המתייחסים לסוגיות הנ"ל. כבשני הרטרט עשויים מפלדה או חומרים אחרים עמידים לטמפרטורות גבוהות והם מתוכננים להיות יעילים יותר, נקיים ובטוחים יותר. כבשני הרטרט מורכבים מגליל מתכת עם תא פנימי להחזקת חומר ההזנה ותא חיצוני לחימום החומר. הכבשן אטום, ואספקת החמצן מצטמצמת כדי לגרום לפירוליזה. הרכיבים הנדיפים נאספים ומשמשים כמקור דלק, בעוד הפחמן נאסף כמוצר הסופי.

כבשני רטורט יעילים יותר מכבשני אדמה מסורתיים, מכיוון שהם דורשים פחות זמן, אנרגיה ומרחב. הם גם מייצרים פחות פליטות ומזהמים, מה שהופך אותם לידידותיים לסביבה. עם זאת, כבשני רטורט יקרים יותר ודורשים מומחיות טכנית יותר לתפעול ותחזוקה.

3. כבשנים סיבוביים:

הכבשנים הסיבוביים הם ציוד גדול בקנה מידה תעשייתי המשמש לייצור בנפח גבוה של פחם או פחם פעיל. הכבשנים הסיבוביים מורכבים מצינור ארוך וגליל, המסתובב על צירו ומחומם על ידי מבערים או גזים חמים. חומר ההזנה מוכנס בקצה אחד של הכבשן ועובר לקצה השני, שם נאסף המוצר הסופי.

הכבשנים הסיבוביים מאפשרים ייצור רציף של פחמן, ביעילות גבוהה ובבקרת איכות. הם מתאימים במיוחד לייצור בקנה מידה גדול של פחם ופחם פעיל, כגון בתעשיית המתכות, תחנות כוח או מפעלים לעיבוד פסולת.

**חומרי מזון לפחמימות

חומר הזנה לפחממות יכול להיות כל חומר אורגני, כגון עץ, נסורת, במבוק, קליפת אורז, קליפות קוקוס או פסולת חקלאית. בחירת חומרי הזנה תלויה במספר גורמים, כגון זמינות, עלות, איכות ומוצר רצוי. לחומרי הזנה שונים יש תכונות שונות, כגון צפיפות, תכולת לחות, תכולת ליגנין ותכולת אפר, מה שיכול להשפיע על תהליך הפחממה ועל איכות המוצר הסופי.

**סיכום

פחם הוא תהליך פשוט אך רב עוצמה להמרת חומרים אורגניים למוצרים שימושיים, כגון פחם או פחם פעיל. התהליך כולל חימום החומר לטמפרטורה גבוהה בהיעדר חמצן, המפרק את המולקולות האורגניות לפחמן ולרכיבים נדיפים. הציוד המשמש לפחממות תלוי בסוג חומר ההזנה, המוצר הרצוי ובהיקף הייצור. מכבשני עפר מסורתיים ועד לכבשני רטורט מודרניים וכבשנים סיבוביים, קיימות אפשרויות שונות עבור פחם. עם זאת, לכל ציוד יש את היתרונות והחסרונות שלו, אותם יש לשקול היטב לפני שבוחרים את המתאים ביותר.