木炭

木炭(charcoal)是木材或木質原料經過不完全燃燒,或者在隔絕空氣的條件下熱解,所殘留的深褐色或黑色多孔固體燃料。是保持木材原來構造和孔內殘留焦油的不純的無定形碳。中國商代的青銅器和春秋戰國時代鐵器的冶煉都用木炭,利用其吸濕性來觀測氣候變化等。現在除仍作生活燃料外,還用作金屬冶煉、食品和輕工業的燃料,電爐冶煉的還原劑,金屬精製時用作覆蓋劑保護金屬不被氧化。在化學工業上常作二硫化碳和活性炭等的原料。用作餅乾廠、冶煉廠等的燃料,也用於水的過濾、液體的脫色和製備黑色火藥等。還在研磨、繪畫、化妝、醫藥、火藥、滲碳、粉末合金等各方面應用。

木炭主要成分是碳元素,灰分很低,熱值約27.21~33.49兆焦/千克,此外還有氫、氧、氮以及少量的其他元素,其含量與樹種的關係不大,主要取決於炭化的最終溫度。木炭屬於憎水性物質,灰分含量在 6%以內,孔隙占木炭體積7%以上,比重一般為 1.3~1.4,發熱量取決於炭化條件,一般在 8000 千卡/千克左右 ,木炭的還原能力大於焦炭。木炭有大量的微孔和過渡孔,使它不僅有較高的比表面積,而且孔內焦油物質被排除後將有很好的吸咐性能。

按燒炭用的原料可分為3種:
1.硬闊木炭:主要是用硬闊葉材(殼鬥科櫟屬、栲屬等),也用樺木屬木材燒制的炭,俗稱櫟炭、岡炭、柞炭等。其中材種較堅實的為用青岡櫟和烏岡櫟等燒制的炭,又稱為青(岡)炭、烏岡炭等。

2.闊葉木炭:是用硬、軟闊葉材混合燒制的炭。俗稱雜木炭。

3.松木炭:是用松木或其他針葉材燒制的炭。

此外還有用竹類燒制的竹炭和用果殼、果核(椰子殼、桃核)等木質原料燒制的果核炭。從家用爐灶中收取的柴炭則俗稱桴炭。如將木炭粉碎後拌以適當的粘合劑,再進行壓積成型和焙燒,可製成壓積炭,具有容重大,火力強,破碎率小和使用方便等優點。木炭按燒炭工藝則可分為白炭和黑炭。

燒炭工藝要求控制薪材受熱的溫度、時間和氧氣等炭化條件。最原始的工藝是堆燒法,操作粗放,炭化條件不易控制,因此質、量都很差。目前普遍應用的工藝是窯燒法,可控制炭化條件以保證木炭燒制的質和量。中國的黑炭燒制工藝是薪材在窯內炭化後,隔絕空氣進行冷卻。白炭燒制是在木炭赤熱時取出窯外與空氣接觸,利用熱解生成的揮發物燃燒時的高溫進行精煉後,再行覆蓋冷卻,不僅有較高的固定碳,而且表面附有殘留的白色灰分,因而得名。白炭燒制工藝僅用於中國、朝鮮和日本。炭窯的型式很多,從最簡單的土窯到現代化的連續作業窯(立式、臥式)都有。中國以土窯為主,著名的有浙江的縉雲鯉魚窯、青田瓜瓢窯、福建的永泰白炭窯等。此外,還有適應林區廢材分散特點的移動式炭化爐。木炭也可從木材乾餾工業制得。制法有兩種:
(1)窯燒法,用泥土築窯,滿裝木材,從窯門或火門點燃燒,使木材在窯內炭化,揮發物逸出而剩餘木炭。
  
(2)乾餾法,即木材乾餾。按照出窯的熄方法,有黑炭和白炭兩種。

炭窯簡單介紹:窯的形式、構造很多,如浙江窯、鯉魚窯、木瓢窯、湖南木窯和四川木窯、速度較快的鐵窯、機窯等等。通常以悶窯熄火的方法叫做窯內熄火法,所得到的炭稱為「黑炭」。當木材在窯內炭化完畢時,趁熱從窯內扒出,然後用濕沙土熄火的方法,稱為窯外熄火法。在熄火過程中,木炭與空氣接觸而進行煆燒,炭的外部被氧化,生成的白色灰附在木炭上,稱為「白炭」。白炭比黑炭堅硬。

成分和性質 木炭除含碳素外,還含有氫、氧、氮以及少量的其他元素。其含量與樹種的關係不大,主要取決於炭化的最終溫

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