Puuhiilen ominais- ja tilavuuspaino 1 m³:ssa

Puuhiili on huokoinen hiilipitoinen materiaali, jota valmistetaan kuumentamalla puuta ilman ilmaa tai hyvin vähäisellä hapensaannilla. Prosessia kutsutaan puun pyrolyysiksi tai kuivatislaukseksi. Se alkaa tavallisesti yli 280 °C:n lämpötilassa ja tehdään erityisissä uuneissa tai hiiletyslaitteissa.

Valmiin puuhiilen laatu riippuu useista tekijöistä:

• puulajista ja puun kosteudesta;
• puumassan kuumennustavasta;
• lämpötilaohjelmasta;
• uunin tai hiiletyslaitteen tyypistä.

Puuhiilen valmistus jaetaan tavallisesti useisiin vaiheisiin:

• puumassan esikuivaus;
• puun lämpöhajoaminen määrätyllä lämpötila-alueella;
• valmiin tuotteen jälkikäsittely ja jäähdytys.

Valmiin tuotteen massa on hiillytyksen jälkeen tavallisesti huomattavasti alkuperäisen kuivan puun massaa pienempi. Hävikki johtuu kosteuden, haihtuvien aineiden ja puun hajoamistuotteiden poistumisesta.

Puuhiilen fysikaaliset ominaisuudet ja kemiallinen koostumus

Puuhiilen koostumus riippuu valmistuslämpötilasta. Korkeammassa lämpötilassa hiilen osuus kasvaa ja vedyn, hapen sekä typen pitoisuudet pienenevät. Huokoisen rakenteensa ansiosta puuhiilellä on hyvä sorptiokyky.

Puuhiili on varastoinnissa suojattava kosteudelta, avotulelta ja itselämpenemisen mahdollistavilta olosuhteilta. Suuret erät kannattaa säilyttää kuivassa, tuuletetussa tilassa paloturvallisuusvaatimuksia noudattaen.

Kappalekoon perusteella puuhiili voi olla hienoa tai karkeaa. Käytännössä jakeet vaihtelevat noin 6–12 mm:stä suuriin, vähintään 25 mm:n kappaleisiin.

Tärkeimmät laskenta-arvot riippuvat puulajista ja hiillytysoloista. Suuntaa-antavat arvot esitetään taulukossa.

Puuhiilen lämpöarvo riippuu hiillytyslämpötilasta, kosteudesta ja raaka-aineen laadusta. Uunista poistettaessa kosteus voi olla noin 2–4 % ja kasvaa varastoinnin aikana 7–15 %:iin. Noin 380–500 °C:n lämpötilassa valmistetun hiilen lämpöarvo voi olla noin 7500–8100 kcal/kg.

Kuivan puuhiilen tärkeiden arvojen laskenta

Puuhiilen tuotannon jälkeiseen painoon vaikuttavat:

• puun laatu ja puulaji;
• syötettävän materiaalin mitat;
• hiiletyslaitteen tyyppi;
• lämpötilan vaihtelut hiillytysvaiheissa;
• valmiin tuotteen varastointikosteus.

Puuhiilen ominaispaino vaihtelee puulajin mukaan. Koivuhiilelle tyypillinen arvo on noin 0,38 g/cm³, mäntyhiilelle noin 0,29–0,30 g/cm³ ja kuusihiilelle noin 0,26 g/cm³. Varastoarviossa käytetään useimmiten kuivan puuhiilen yhden kuutiometrin irtopainoa.

Puuhiilen käyttökohteet

Puuhiiltä käytetään teollisuudessa, käsityöammateissa ja kotitalouksissa. Tärkeimmät käyttökohteet ovat:

• rautametallurgia;
• värimetallurgia;
• sorbenttien ja suodatinmateriaalien valmistus;
• lääketeollisuus ja absorboivat valmisteet;
• sepäntyöt;
• kotitalouksien lämmitys, ruoanlaitto ja muut taloustehtävät.

Puuhiilen sorptiokyky perustuu sen laajaan huokosrakenteeseen.