زغال بدون جرقه چگونه تولید می‌شود

تولید زغال بدون جرقه، که معمولاً به عنوان زغال فشرده یا زغال قالبی شناخته می‌شود، شامل فرآیندی است که طی آن مواد اولیه کربنی با یکدیگر ترکیب شده و تحت فشار و حرارت قرار می‌گیرند تا محصول نهایی با ویژگی‌های مطلوب حاصل شود. در اینجا مراحل کلی تولید زغال بدون جرقه شرح داده شده است:

**1. آماده‌سازی مواد اولیه:**

* **انتخاب مواد:** مواد اولیه‌ای مانند خاک اره، پوست گردو، پوست بادام، ضایعات کشاورزی (ساقه گندم، کاه و کلش)، و سایر مواد لیگنوسلوزیک (حاوی لیگنین و سلولز) انتخاب می‌شوند.
* **خردایش و آسیاب:** مواد اولیه باید به قطعات کوچک و یکدستی تبدیل شوند. آسیاب کردن مواد باعث افزایش سطح تماس ذرات و بهبود فرآیند اختلاط و فشرده‌سازی می‌شود.
* **خشک کردن:** رطوبت مواد اولیه باید کاهش یابد تا فرآیند کربونیزاسیون (تبدیل به زغال) به طور موثر انجام شود. معمولاً رطوبت مطلوب برای مواد اولیه حدود 10-15 درصد است.

**2. اختلاط مواد:**

* **اضافه کردن چسب:** برای ایجاد پیوند بین ذرات و شکل‌دهی به زغال، از یک ماده چسبنده استفاده می‌شود. چسب‌های طبیعی مانند نشاسته، خاک رس، و ملاس (شیره قند) معمول هستند. همچنین، از چسب‌های مصنوعی مانند CMC (کربوکسی متیل سلولز) نیز می‌توان استفاده کرد.
* **اختلاط:** مواد اولیه خشک شده و چسب به نسبت‌های مشخص با یکدیگر مخلوط می‌شوند تا یک مخلوط همگن حاصل شود. نسبت مواد و نوع چسب بستگی به نوع مواد اولیه و ویژگی‌های مورد نظر زغال تولیدی دارد.

**3. فشرده‌سازی:**

* **شکل‌دهی:** مخلوط آماده شده به وسیله دستگاه‌های فشرده‌ساز (مانند دستگاه‌های اکسترودر، پرس پیستونی، یا پرس غلطکی) تحت فشار قرار می‌گیرد و به شکل‌های مختلف (مانند استوانه‌ای، مکعبی، یا قالبی) در می‌آید.
* **فشار:** فشار بالا باعث می‌شود ذرات مواد اولیه به یکدیگر بچسبند و یک ساختار متراکم ایجاد شود. این فرآیند همچنین باعث کاهش حجم و افزایش چگالی زغال می‌شود.

**4. خشک کردن (مجدد):**

* **کاهش رطوبت:** زغال‌های شکل داده شده باید مجدداً خشک شوند تا رطوبت باقیمانده از بین برود و استحکام آنها افزایش یابد. این مرحله معمولاً در خشک‌کن‌های صنعتی با استفاده از هوای گرم انجام می‌شود.

**5. کربونیزاسیون (تبدیل به زغال):**

* **حرارت دهی کنترل شده:** زغال‌های خشک شده در کوره‌های مخصوص (مانند کوره‌های دوار، کوره‌های تونلی، یا کوره‌های عمودی) تحت حرارت بالا (معمولاً بین 400 تا 700 درجه سانتیگراد) و در شرایط کنترل شده (با کمبود اکسیژن) قرار می‌گیرند.
* **پیرولیز:** در این مرحله، مواد آلی موجود در زغال تجزیه شده و گازهای فرار (مانند متان، هیدروژن، و دی‌اکسید کربن) خارج می‌شوند. این فرآیند باعث افزایش میزان کربن ثابت و کاهش میزان خاکستر و مواد فرار می‌شود.