Процесс карбонизации древесного угля включает в себя три основных этапа: сушку, начальную карбонизацию и полную карбонизацию. Каждая стадия характеризуется определенным температурным режимом и химическими изменениями.
1. Стадия сушки брикетов (температура до 160℃):
На этой начальной стадии материалы биомассы, такие как древесина или другие органические вещества, нагреваются для испарения влаги. Температура постепенно повышается от точки воспламенения до 160℃. На этом этапе не происходит никаких химических изменений; основной процесс - физический, связанный с испарением воды из биомассы. Этот этап имеет решающее значение для подготовки материала к последующим стадиям карбонизации.2. Начальная стадия карбонизации (температура 160～280℃):
При повышении температуры от 160℃ до 280℃ биомасса начинает подвергаться термическому разложению. Ключевые компоненты, такие как гемицеллюлоза, начинают разрушаться, выделяя такие газы, как CO2, CO и уксусная кислота. Эта стадия характеризуется начальными химическими превращениями биомассы, создавая основу для дальнейшей карбонизации.
3. Стадия комплексной карбонизации (температура 300～650℃):
При температуре от 300℃ до 650℃ биомасса подвергается радикальному химическому разложению. На этом этапе образуются различные побочные продукты, включая уксусную кислоту, карбинол, древесную смолу, а также горючие газы, такие как метан и этилен. Эти газы способствуют повышению температуры, необходимой для дистилляции биомассы в древесный уголь. Древесный уголь, полученный на этом этапе, отличается более высоким качеством, он твердый и хрупкий, и не так легко воспламеняется.Стадия охлаждения:
После завершения термического разложения древесный уголь необходимо охладить в отсутствие воздуха, чтобы предотвратить возгорание. Этот этап обычно занимает в два раза больше времени, чем этап карбонизации, если не используется метод принудительного охлаждения, например, закаливание в воде.
