2. Получение древесного угля в шнековой установке
Технологический процесс включает следующие стадии:
Подготовка сырья. Используются преимущественно твёрдолиственные породы (берёза, дуб, клён, ясень, бук). Оптимальная влажность сырья — 10–15 %. Размер заготовок подбирается в соответствии с техническими требованиями установки.
Загрузка и транспортировка. Древесное сырьё непрерывно подаётся в реактор шнеком, обеспечивающим равномерное продвижение материала через зоны обработки.
Термическое разложение. В зоне пиролиза при контролируемой температуре происходит деструкция биополимеров древесины (целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина) с образованием:
твёрдого остатка (древесного угля);
жидких продуктов (жижки);
газообразных продуктов.
Прокалка угля. Полученный уголь подвергается дополнительной термической обработке для удаления остаточных летучих веществ и повышения механической прочности.
Охлаждение и выгрузка. Готовый древесный уголь охлаждается в специальной зоне и выводится из установки.

Материальный баланс процесса (для берёзовой древесины, влажность 10–15 %):
древесный уголь — 15–25 % от массы сухой древесины;
жидкие продукты — 30–55 %;
газообразные продукты — 18–25 %.

3. Активация древесного угля
Активация — процесс создания развитой пористой структуры угля для повышения его адсорбционной способности. Реализуется двумя основными методами:

Физическая активация. Обработка угля окислительными агентами {O2}, {CO2}, водяной пар при температуре 800–1000°C. Происходит селективное выжигание аморфного углерода, формирующее микро‑, мезо‑ и макропоры.
Химическая активация. Пропитка угля активаторами (фосфорная кислота , гидроксид калия, хлорид цинка с последующей карбонизацией при 400–800°C. Метод обеспечивает более высокую удельную поверхность при меньших температурах.

Основные показатели активированного угля:
удельная поверхность — 800–1500 м2/г
объём пор — 0,5–1,5 см3/г
адсорбционная активность по йоду — 80–120 %.

4. Брикетирование со смешением жидкого продукта пиролиза
Брикетирование — технология компактирования угольной мелочи в прочные топливные брикеты. Жидкий продукт пиролиза (жижка) используется в качестве связующего вещества.

Технологическая схема процесса:
Дробление и сортировка. Угольная мелочь измельчается до фракции 0–5 мм и отделяется от крупных включений.
Подготовка связующего. Жижка отстаивается для разделения на водную фазу и смолистый осадок. Используется водный раствор, содержащий:
уксусную кислоту — 6–9 %;
метанол — 2,5–4,5 %;
альдегиды, кетоны и другие кислородсодержащие соединения.

Смешение компонентов. Угольная мелочь и жижка дозируются в смеситель, где достигается однородная консистенция массы с влажностью 12–18 %. Соотношение уголь : жижка — 10:1 по массе.
Брикетирование. Смесь подаётся в пресс-форму, где под давлением 10–20 МПа формируются брикеты заданной геометрии.
Сушка и отверждение. Брикеты сушатся при 100–150°до остаточной влажности 8–10 %, что обеспечивает их механическую прочность.

Характеристики готовых брикетов:

плотность — 1,0–1,3 г/см3;
прочность на сжатие — 5–10 МПа;
теплота сгорания — 28–32 МДж/кг.

5. Применение продуктов пиролиза
Древесный уголь — бытовое топливо, восстановитель в металлургии, сорбент в экологии и медицине.
Активированный уголь — очистка воды и воздуха, фармацевтика, химическая промышленность.
Брикеты — альтернативное топливо для котельных, барбекю, промышленных печей.
Жидкие продукты — сырьё для химической промышленности (уксусная кислота, метанол, смолы).
Газообразные продукты — энергоноситель для подогрева реактора.