Horno de fabricación de carbón activado

Tipos de hornos para fabricar carbón activado

Un horno para fabricar carbón activado es un horno especial que transforma las materias primas en carbón activado a través de un proceso conocido como carbonización y activación. Existen diversos tipos de hornos de carbonización. Se pueden agrupar en cinco categorías según su diseño y estructura: vertical, horizontal, rotatorio, de pantano y de pozo.

• Hornos de carbonización verticales: Este tipo de horno de carbón vegetal es donde se coloca la madera verticalmente. La parte superior de la madera suele ser más estrecha que la inferior, lo que le da un aspecto cónico o cilíndrico. El flujo de aire es importante para la carbonización en los hornos verticales. El tiempo de carbonización es corto y puede durar desde varias horas hasta unos pocos días, dependiendo de la cantidad de madera y del tipo de horno. Hay muchos diseños para los hornos de carbonización verticales. Los más extendidos son los hornos de campana, de tiro cruzado, de tiro ascendente y de tiro descendente. En los hornos de campana, la madera se coloca como una campana. Se llama "horno de campana" por su forma. El aire se desplaza a través del horno en diferentes direcciones, por lo que puede carbonizar la madera rápidamente. Los hornos de tiro cruzado, ascendente y descendente tienen un aspecto diferente pero funcionan de la misma manera. En los hornos de tiro ascendente, el aire caliente sube desde abajo. En los hornos de tiro cruzado, el aire se desplaza horizontalmente e interseca el horno. En los hornos de tiro descendente, el aire fluye hacia abajo y las materias primas de madera se carbonizan en su corriente ascendente.
• Hornos de carbonización horizontales: El horno de carbonización horizontal es largo y se coloca horizontalmente. Su diseño es el opuesto al vertical. Este tipo de horno suele tener mayor capacidad y productividad que el vertical. La entrada de materia prima suele ser cómoda, por lo que es excelente para la producción en masa. Pero el consumo de energía puede ser mayor que en los hornos de carbonización verticales.
• Hornos de carbonización rotatorios: El uso del horno rotatorio para fabricar carbón activado es popular en todo el mundo. En los hornos de carbonización rotatorios, hay un cilindro horizontal que gira lentamente. La materia prima que se introduce se desplaza hacia delante por la pared del cilindro. La dirección del flujo de aire también cambia. El tiempo que la materia prima permanece en este tipo de horno es mayor, pero la temperatura suele ser más alta. Aunque se carboniza rápidamente, el horno rotatorio consume mucha energía.
• Hornos de carbonización de pantano: Los hornos de carbonización de pantano ya no son tan populares. Están bajo tierra. El horno de pantano es como una enorme olla de cocción subterránea. El carbón activado fabricado en el horno de pantano suele tener un bajo valor de yodo, por lo que es terrible para uso comercial.
• Hornos de carbonización de pozo: Los hornos de carbonización de pozo son las máquinas de carbonización más antiguas. Es un gran horno en forma de pozo en el suelo. La madera se apila en su interior y se cubre con tierra u otros materiales. Se enciende el fuego y la madera se carboniza durante semanas o meses. Los hornos de carbonización de pozo pueden carbonizar mucha madera a la vez. El coste es bajo, pero es desventajoso debido a la baja eficiencia de producción y la contaminación ambiental.

Especificaciones y mantenimiento de los hornos para fabricar carbón activado

Las especificaciones de un horno para fabricar carbón activado pueden variar en función del tipo y del fabricante. Pero aquí tienes algunas especificaciones que los compradores empresariales deberían esperar ver.

• Tipos de materia prima: El diseño del horno se adapta a las características específicas de los materiales, como el tamaño, la fibrosidad y la densidad.
• Capacidad de producción: La cantidad de carbón activado que el horno puede producir en un plazo determinado.
• Control de temperatura: La mayoría de los hornos para producir carbón activado tienen funciones de regulación de temperatura. La capacidad de controlar y monitorizar la temperatura ayuda a garantizar un proceso de producción de carbón activado constante. Algunos hornos tienen controladores digitales, mientras que otros tienen controladores manuales.
• Fuente de combustible: El diseño del horno determina el tipo de combustible que se utilizará para alcanzar la temperatura de activación. Algunos de ellos son el gas natural, la electricidad y el vapor.

Algunos consejos clave de mantenimiento para el horno de carbón activado incluyen los siguientes:

• Lo primero es operar el horno de acuerdo con las instrucciones activadas del fabricante. El manual de usuario suele incluir recomendaciones de mantenimiento.
• Compruebe el nivel de la materia prima antes de introducirla en el horno. Compruebe si es necesario realizar alguna carbonización.
• Realice inspecciones periódicas para detectar signos de daños o fugas. Compruebe si hay obstrucciones en el sistema de ventilación y reparelas con prontitud.
• Asegúrese de que los mecanismos de seguridad funcionen correctamente. Esto incluye las válvulas de alivio de presión y los sistemas de parada de emergencia.
• Lleve un buen registro del funcionamiento del horno y de las actividades de mantenimiento realizadas. Esto ayuda al análisis de tendencias y al seguimiento de posibles problemas.

Usos de los hornos para fabricar carbón activado

El principal objetivo del uso de un horno de carbón activado es calentar las materias primas en un entorno controlado que produzca carbón vegetal. Como se ha dicho anteriormente, este carbón vegetal se procesará posteriormente para producir carbón activado. Los diferentes tipos de hornos de carbonización crean diferentes tipos de carbón vegetal, algunos con mayores rendimientos que otros.

El carbón vegetal es el último producto químico libre del proceso de carbonización. Es la materia prima para la producción posterior de carbón activado. Normalmente, la madera y la fibra de nuez de palma son las materias primas más populares para el carbón vegetal y el carbón activado. Algunos materiales como el bambú, la cáscara de coco y los huesos de fruta pueden tener usos más especializados.

Las industrias suelen utilizar el carbón activado para separar y purificar gases y líquidos. Los hornos de carbonización también se utilizan para producir biocombustibles y gas de síntesis, que son otros subproductos del proceso de carbonización. Estos se suelen utilizar como combustible en la industria. Algunas fábricas reciclan y queman el gas de síntesis dentro del horno de carbonización para mantener la temperatura uniforme y constante.

Además de la madera y la fibra de nuez de palma mencionadas, otros materiales orgánicos naturales pueden utilizarse como materia prima para el carbón activado si contienen mucha celulosa. Entre ellos se encuentran los siguientes:

• Paja de trigo
• Paja de arroz
• Caña de azúcar
• Paja de cebada
• Miscanto
• Sorgo
• Fibra de cáñamo

Si hay escasez de materiales orgánicos de biomasa, también se puede utilizar el carbón como materia prima para el carbón activado. Sin embargo, el carbón requiere un procesamiento adicional para obtener la estructura y la porosidad deseadas del carbón activado. Esto hace que el carbón activado derivado del carbón sea más caro que el derivado de los materiales orgánicos naturales.

Cada industria necesita que su carbón activado sea económicamente eficiente, rentable y rápido de producir. Los hornos de carbonización pueden ayudar a conseguirlo porque los diferentes tipos de hornos de carbonización pueden ser capaces de procesar una gama más amplia de materias primas. Entre ellos se encuentran los hornos rotatorios, los hornos de pozo, los hornos de caja, los hornos de eje horizontal y vertical y los hornos de túnel.

Cómo elegir hornos para fabricar carbón activado

Al elegir un horno de carbonización para activar el carbón, es esencial tener en cuenta algunos detalles para asegurarse de que la decisión tomada es la correcta. Solo el mejor horno de carbonización podrá producir el máximo beneficio.

• Comprender la materia prima:

  La madera es la materia prima más común para la carbonización en un horno para fabricar carbón activado. La composición química de los diferentes materiales de biomasa varía, lo que afectará directamente al carbón activado final. "Algunas materias primas comunes son las cáscaras de coco, los huesos de fruta, la madera, la corteza y las cáscaras de nuez. El material de descanso debe tener un contenido de humedad inferior al 20% y podría superar los 100 mm." Al elegir un horno de carbonización de biomasa, es importante tener en cuenta la compatibilidad entre el material de biomasa y el equipo de carbonización. Esto garantiza un procesamiento eficiente y un rendimiento óptimo.

• Sistemas de control de calidad:

  Los modernos hornos para fabricar carbón activado vienen con sistemas de control de calidad. Esto permite a las empresas monitorizar y ajustar parámetros como la temperatura, la presión y el flujo de gas en tiempo real.

• Respetuoso con el medio ambiente:

  A medida que el mundo se vuelve más consciente de la necesidad de reducir la huella de carbono, se ha vuelto imperativo elegir un horno para fabricar carbón activado que sea respetuoso con el medio ambiente. Busque hornos que tengan sistemas de limpieza de gases fiables para reducir la contaminación atmosférica y las emisiones nocivas. Además, la elección de modelos energéticamente eficientes puede reducir el consumo de energía y promover la sostenibilidad al disminuir el impacto ambiental de la producción de carbón activado.

Preguntas y respuestas

P1: ¿Qué materiales son adecuados para el horno de carbonización?

R1: El horno de carbonización puede procesar una amplia gama de biomateriales, como madera, bambú, cáscara de arroz, cáscara de café, cáscara de coco, serrín, paja y estiércol de ganado. Cada material producirá carbón activado con diferentes propiedades y aplicaciones.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el horno de carbonización y el gasificador?

R2: Los hornos de carbonización son procesos por lotes que calientan materiales orgánicos en ausencia de oxígeno. El gasificador es una tecnología avanzada que convierte los materiales orgánicos en gas de síntesis a través de reacciones químicas de vapor y alta temperatura. Los hornos de carbonización son más sencillos y rentables, mientras que los gasificadores ofrecen una mayor eficiencia y producen gas limpio con menos partículas.

P3: ¿Cuánto tiempo necesita funcionar el horno de carbonización?

R3: El tiempo del proceso para un horno de carbonización varía en función de su tamaño y del material que se está procesando. Como estimación aproximada, un horno pequeño podría tardar entre 3 y 8 horas en carbonizarse, mientras que uno grande podría tardar entre 12 horas y varios días. Los costes operativos de los hornos suelen calcularse en función de las tasas de procesamiento por hora.