Ειδικό και φαινόμενο βάρος ξυλοκάρβουνου σε 1 m³

Το ξυλοκάρβουνο είναι πορώδες ανθρακούχο υλικό που παράγεται με θέρμανση του ξύλου χωρίς πρόσβαση αέρα ή με πολύ περιορισμένη παροχή οξυγόνου. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται πυρόλυση ή ξηρή απόσταξη του ξύλου. Συνήθως αρχίζει σε θερμοκρασία άνω των 280 °C και πραγματοποιείται σε ειδικούς κλιβάνους ή εγκαταστάσεις ανθρακοποίησης.

Η ποιότητα του τελικού ξυλοκάρβουνου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

• το είδος και την υγρασία του ξύλου·
• τον τρόπο θέρμανσης της ξυλώδους μάζας·
• το θερμοκρασιακό πρόγραμμα·
• τον τύπο του κλιβάνου ή της εγκατάστασης ανθρακοποίησης.

Η παραγωγή ξυλοκάρβουνου χωρίζεται συμβατικά σε διάφορα στάδια:

• προκαταρκτική ξήρανση της ξυλώδους μάζας·
• θερμική αποσύνθεση του ξύλου στο καθορισμένο εύρος θερμοκρασιών·
• παραμονή και ψύξη του τελικού προϊόντος.

Μετά την απανθράκωση, η μάζα του τελικού προϊόντος είναι συνήθως αισθητά μικρότερη από τη μάζα του αρχικού ξηρού ξύλου. Οι απώλειες οφείλονται στην απομάκρυνση υγρασίας, πτητικών ουσιών και προϊόντων αποσύνθεσης του ξύλου.

Φυσικά χαρακτηριστικά και χημική σύσταση του ξυλοκάρβουνου

Η σύσταση του ξυλοκάρβουνου εξαρτάται από τη θερμοκρασία παραγωγής. Σε υψηλότερη θερμοκρασία αυξάνεται το ποσοστό άνθρακα και μειώνεται η περιεκτικότητα σε υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Χάρη στην πορώδη δομή του, το ξυλοκάρβουνο έχει καλή προσροφητική ικανότητα.

Κατά την αποθήκευση πρέπει να προστατεύεται από την υγρασία, την ανοικτή φλόγα και συνθήκες που μπορούν να προκαλέσουν αυτοθέρμανση. Οι μεγάλες ποσότητες είναι προτιμότερο να φυλάσσονται σε ξηρό και αεριζόμενο χώρο, με τήρηση των απαιτήσεων πυρασφάλειας.

Ανάλογα με το μέγεθος των τεμαχίων, το ξυλοκάρβουνο μπορεί να είναι λεπτό ή χονδρό. Στην πράξη συναντώνται κλάσματα περίπου 6-12 mm και μεγάλα τεμάχια από 25 mm και άνω.

Οι βασικές υπολογιστικές τιμές εξαρτώνται από το είδος του ξύλου και τις συνθήκες απανθράκωσης. Ενδεικτικές τιμές δίνονται στον πίνακα.

Η θερμογόνος δύναμη του ξυλοκάρβουνου εξαρτάται από τη θερμοκρασία απανθράκωσης, την υγρασία και την ποιότητα της πρώτης ύλης. Μετά την εκφόρτωση από τον κλίβανο, η υγρασία μπορεί να είναι περίπου 2-4%, ενώ κατά την αποθήκευση να αυξηθεί σε 7-15%. Για κάρβουνο που παράγεται σε θερμοκρασία περίπου 380-500 °C, η θερμότητα καύσης μπορεί να κυμαίνεται περίπου από 7500 έως 8100 kcal/kg.

Υπολογισμός σημαντικών παραμέτρων ξηρού ξυλοκάρβουνου

Το βάρος του ξυλοκάρβουνου μετά την παραγωγή επηρεάζεται από:

• την ποιότητα και το είδος του ξύλου·
• τις διαστάσεις του υλικού τροφοδοσίας·
• τον τύπο της εγκατάστασης ανθρακοποίησης·
• τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στα στάδια απανθράκωσης·
• την υγρασία του τελικού προϊόντος κατά την αποθήκευση.

Το ειδικό βάρος του ξυλοκάρβουνου μεταβάλλεται ανάλογα με το είδος του ξύλου. Για κάρβουνο σημύδας είναι χαρακτηριστική τιμή περίπου 0,38 g/cm³, για πεύκο περίπου 0,29-0,30 g/cm³ και για έλατο περίπου 0,26 g/cm³. Όταν απαιτείται εκτίμηση αποθήκης, χρησιμοποιείται συχνότερα το φαινόμενο βάρος του ξηρού ξυλοκάρβουνου ανά 1 m³.

Πεδίο εφαρμογής του ξυλοκάρβουνου

Το ξυλοκάρβουνο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, τη βιοτεχνία και το νοικοκυριό. Οι βασικοί τομείς είναι:

• σιδηρούχα μεταλλουργία·
• μη σιδηρούχα μεταλλουργία·
• παραγωγή προσροφητικών και διηθητικών υλικών·
• φαρμακευτική και απορροφητικά σκευάσματα·
• σιδηρουργία·
• οικιακή χρήση για θέρμανση, μαγείρεμα και εργασίες νοικοκυριού.

Η προσροφητική ικανότητα του ξυλοκάρβουνου οφείλεται στην ανεπτυγμένη πορώδη δομή του.