فرن الكربنة الأفقي – خطوات إنتاج الفحم الحجري بالكامل (العملية الكاملة)

يُعتبر الفرن الكربوني الأفقي المعدة الرئيسية لإنتاج الفحم الحجري المتوسط والصغير، ويعتمد أساسه على تفاعل التحلل الحراري للخشب في بيئة منخفضة الأكسجين، لتحويل الخشب إلى فحم حجري عالي المحتوى من الكربون الثابت. وتنقسم العملية بالكامل إلى خمس مراحل أساسية، تتميز بالتشغيل المنظم والفعال.

أولاً: تعبئة المواد الخام

يمكن استخدام الخشب الجاف والرطب، ويفضل استخدام الخشب الجاف الذي تقل نسبة رطوبته عن 20%. يجب تعبئة الفرن بإحكام مع ترك مساحة ضيقة لمرور الغازات، مع تجنب الفراغات الكبيرة أو الضغط المفرط الذي يؤثر على عملية الكربنة.

ثانياً: الإشعال ورفع درجة الحرارة

بعد إغلاق باب الفرن بإحكام، يتم الإشعال في قاعدة الفرن ومراقبة مقياس الحرارة باستمرار، لضمان ارتفاع درجة الحرارة بشكل مستقر، وإكمال تبخر رطوبة الخشب والبدء بالكربنة الأولية.

عندما تصل درجة الحرارة إلى 250–300 درجة مئوية، تدخل العملية مرحلة الكربنة التلقائية.

تتحلل الخشب وتنتج غازات قابلة للاحتراق، والتي تعاد عبر الأنابيب إلى قاعدة الفرن لتعمل كوقود بديل، بحيث لا يحتاج التشغيل إلا إلى تسخين خارجي لمدة 2–4 ساعات فقط، ولا يلزم إضافة وقود في المراحل اللاحقة.

ثالثاً: التحكم في درجة الحرارة

عندما تتجاوز الحرارة 500 درجة مئوية، يجب فتح صمام التحكم لإطلاق الغازات الزائدة، لتجنب احتراق الفحم بسبب الحرارة العالية. وتتراوح الدرجة المثالية بين 300–500 درجة مئوية.

رابعاً: التبريد الطبيعي

بعد انتهاء الكربنة، يتم إغلاق الفرن بإحكام وتركه ليبرد طبيعياً لمدة لا تقل عن 12 ساعة حتى درجة حرارة الغرفة، قبل فتح الفرن واستخراج الفحم. وذلك لمنع احتراق الفحم الساخن أو إصابات الحرارية.

خامساً: الاحتياطات الأمنية

يجب ارتداء معدات الحماية، والحفاظ على تهوية جيدة، وتجنب المخاطر المرتبطة بالحرارة العالية وتسرب الغازات.

العملية المنظمة تضمن جودة الفحم النهائي، تطويل عمر المعدة، وتحقيق إنتاج فحم آمن وعالي الكفاءة.