Ciężar właściwy i objętościowy węgla drzewnego w 1 m³

Węgiel drzewny to porowaty materiał węglowy otrzymywany przez ogrzewanie drewna bez dostępu powietrza albo przy silnie ograniczonym dostępie tlenu. Proces ten nazywa się pirolizą albo suchą destylacją drewna. Zwykle zaczyna się przy temperaturze powyżej 280 °C i prowadzi w specjalnych piecach lub instalacjach do wypału węgla.

Jakość gotowego węgla drzewnego zależy od kilku czynników:

• gatunku i wilgotności drewna;
• sposobu ogrzewania masy drzewnej;
• reżimu temperaturowego;
• typu pieca albo urządzenia do wypału węgla.

Produkcję węgla drzewnego umownie dzieli się na kilka etapów:

• wstępne suszenie masy drzewnej;
• termiczny rozkład drewna w zadanym zakresie temperatur;
• wygrzewanie i chłodzenie gotowego produktu.

Po wypale masa gotowego produktu jest zwykle wyraźnie mniejsza od masy wyjściowego suchego drewna. Straty są związane z usunięciem wilgoci, substancji lotnych i produktów rozkładu drewna.

Cechy fizyczne i skład chemiczny węgla drzewnego

Skład węgla drzewnego zależy od temperatury otrzymywania. Przy wyższej temperaturze rośnie udział węgla, a zmniejsza się zawartość wodoru, tlenu i azotu. Ze względu na porowatą strukturę węgiel drzewny ma dobrą zdolność sorpcyjną.

Podczas przechowywania węgiel drzewny trzeba chronić przed wilgocią, otwartym ogniem i warunkami sprzyjającymi samonagrzewaniu. Duże partie najlepiej składować w suchym, wentylowanym miejscu z zachowaniem zasad ochrony przeciwpożarowej.

Według wielkości kawałków węgiel drzewny może być drobny i gruby. W praktyce spotyka się frakcje mniej więcej od 6-12 mm oraz duże kawałki od 25 mm i więcej.

Podstawowe wskaźniki obliczeniowe zależą od gatunku drewna i warunków wypału. Orientacyjne wartości podano w tabeli.

Wartość opałowa węgla drzewnego zależy od temperatury wypału, wilgotności i jakości surowca. Po wyjęciu z pieca wilgotność może wynosić około 2-4%, a podczas przechowywania wzrastać do 7-15%. Dla węgla otrzymanego w temperaturze około 380-500 °C ciepło spalania może mieścić się w zakresie około 7500-8100 kcal/kg.

Obliczanie ważnych wskaźników suchego węgla drzewnego

Na masę węgla drzewnego po produkcji wpływają:

• jakość i gatunek drewna;
• rozmiary ładowanego materiału;
• typ instalacji do wypału węgla;
• wahania temperatury na etapach zwęglania;
• wilgotność gotowego produktu podczas przechowywania.

Ciężar właściwy węgla drzewnego zmienia się w zależności od gatunku drewna. Dla węgla brzozowego charakterystyczna jest wartość około 0,38 g/cm³, dla sosnowego około 0,29-0,30 g/cm³, a dla świerkowego około 0,26 g/cm³. Jeśli potrzebna jest ocena magazynowa, częściej stosuje się masę nasypową suchego węgla drzewnego na 1 m³.

Sfera zastosowania węgla drzewnego

Węgiel drzewny stosuje się w przemyśle, rzemiośle i gospodarstwie domowym. Główne kierunki:

• hutnictwo żelaza;
• metalurgia metali nieżelaznych;
• produkcja sorbentów i materiałów filtracyjnych;
• farmacja i preparaty absorbujące;
• kowalstwo;
• zastosowania domowe do ogrzewania, przygotowywania jedzenia i zadań gospodarczych.

Zdolność sorpcyjna węgla drzewnego wynika z jego rozwiniętej porowatej struktury.