木炭

木炭是一种轻质黑碳残留物，通过在极少氧气中强烈加热木材（或其他动植物材料）以去除所有水分和挥发性成分而产生。 在这种热解过程的传统版本中，称为木炭燃烧，通常通过形成木炭窑，通过燃烧部分起始材料本身来提供热量，氧气供应有限。 材料也可以在封闭的蒸馏器中加热。 用于户外烹饪的现代木炭块可能含有许多其他添加剂，例如 煤炭。

这个过程在燃烧不完全时自然发生，有时用于放射性碳测年。 它也会在燃烧木材时无意中发生，例如在壁炉或木柴炉中。 这些中可见的火焰是由于木材变成木炭时散发出的挥发性气体的燃烧。 柴火通常散发出的烟灰和烟雾是这些挥发物不完全燃烧的结果。 木炭的燃烧温度比木头高，几乎看不到火焰，除了热量和二氧化碳外几乎不释放任何东西。 一公斤木炭含有 680 至 820 克碳，当与大气中的氧气结合时，会形成 2.5 至 3 公斤二氧化碳。

在木材丰富的地方生产木炭的历史可以追溯到远古时代。 它通常从在两端堆放木坯开始，形成一个圆锥形桩。 底部留有开口以供空气进入，中央竖井用作烟道。 整堆都覆盖着草皮或湿粘土。 烧制从烟道底部开始，逐渐向外向上蔓延。 操作的成功取决于燃烧速率。 在平均条件下，木材产生约 60% 的木炭（按体积计）或 25%（按重量计）； 小规模生产方法的产量通常只有 50% 左右，而大规模方法的产量在 17 世纪达到了 90% 左右。 操作非常精细，通常由专业烧炭工完成。 他们经常独自住在小木屋里照料他们的柴堆。

木炭的大规模生产易于采伐的木材日益稀缺是转向化石燃料等价物的一个主要因素，主要是工业用煤和褐煤。

木材碳化的现代工艺，无论是小块还是作为铸铁蒸馏器中的锯末，在木材稀缺的地方得到广泛实践，并且还用于回收有价值的副产品（木精、焦木酸、木焦油），该工艺允许，碳化温度的问题很重要； 木材在 220 °C (430 °F) 时变成棕色，在 280 °C (540 °F) 一段时间后变成深棕黑色，在 310 °C (590 °F) 时变成容易粉化的物质 ). 在 300 °C (570 °F) 下制成的木炭呈棕色，柔软易碎，在 380 °C (720 °F) 下容易燃烧； 在较高温度下制成，它又硬又脆，直到加热到大约 700 °C（1,300 °F）才会着火。

木炭被认为是木焦油生产的副产品。 最好的焦油来自松树，因此松木被砍伐用于焦油热解。 残炭被广泛用作高炉冶炼中冶金焦的替代品。 焦油生产导致当地森林迅速砍伐。

木炭已通过各种方法制成。 英国的传统方法是使用夹子。 这本质上是一堆原木（例如风干橡木）围成一圈靠在烟囱上。 烟囱由 4 根用绳子支撑的木桩组成。 原木完全被土壤和稻草覆盖，不允许空气进入。 必须通过将一些燃烧的燃料引入烟囱来点燃它； 原木燃烧非常缓慢，并在 5 天的时间内转化为木炭。 如果土壤覆盖物被撕裂或破裂。