Peso específico e volumétrico do carvão vegetal em 1 m³

O carvão vegetal é um material carbonoso poroso obtido pelo aquecimento da madeira sem acesso ao ar ou com acesso muito limitado de oxigênio. Esse processo é chamado pirólise ou destilação seca da madeira. Normalmente começa em temperaturas acima de 280 °C e é realizado em fornos especiais ou instalações de carbonização.

A qualidade do carvão vegetal pronto depende de vários fatores:

• espécie e umidade da madeira;
• método de aquecimento da massa de madeira;
• regime de temperatura;
• tipo de forno ou equipamento de carbonização.

A produção de carvão vegetal é convencionalmente dividida em várias etapas:

• pré-secagem da massa de madeira;
• decomposição térmica da madeira em uma faixa de temperatura definida;
• manutenção e resfriamento do produto pronto.

Após a carbonização, a massa do produto final normalmente é bem menor que a massa da madeira seca inicial. As perdas estão relacionadas à remoção de umidade, substâncias voláteis e produtos da decomposição da madeira.

Características físicas e composição química do carvão vegetal

A composição do carvão vegetal depende da temperatura de obtenção. Em temperaturas mais altas, aumenta a proporção de carbono e diminui o teor de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Devido à estrutura porosa, o carvão vegetal tem boa capacidade de sorção.

Durante o armazenamento, o carvão vegetal deve ser protegido da umidade, de chama aberta e de condições que possam provocar autoaquecimento. Grandes lotes devem ser armazenados em local seco, ventilado e com observância das normas de segurança contra incêndio.

Quanto ao tamanho dos pedaços, o carvão vegetal pode ser fino ou grosso. Na prática, aparecem frações de aproximadamente 6-12 mm e pedaços grandes de 25 mm ou mais.

Os principais indicadores de cálculo dependem da espécie de madeira e das condições de carbonização. Valores aproximados são apresentados na tabela.

O poder calorífico do carvão vegetal depende da temperatura de carbonização, umidade e qualidade da matéria-prima. Após a retirada do forno, a umidade pode ser de cerca de 2-4%, aumentando durante o armazenamento para 7-15%. Para carvão obtido a aproximadamente 380-500 °C, o poder calorífico pode ficar na faixa de 7500-8100 kcal/kg.

Cálculo dos principais indicadores do carvão vegetal seco

O peso do carvão vegetal após a produção é influenciado por:

• qualidade e espécie da madeira;
• dimensões do material carregado;
• tipo de instalação de carbonização;
• variações de temperatura nas etapas de carbonização;
• umidade do produto pronto durante o armazenamento.

O peso específico do carvão vegetal muda conforme a espécie de madeira. Para carvão de bétula, é típico o valor de cerca de 0,38 g/cm³; para carvão de pinheiro, cerca de 0,29-0,30 g/cm³; para carvão de abeto, cerca de 0,26 g/cm³. Quando é necessária uma avaliação de estoque, usa-se com mais frequência o peso aparente do carvão vegetal seco em 1 m³.

Área de aplicação do carvão vegetal

O carvão vegetal é usado na indústria, em ofícios e no cotidiano. As principais direções são:

• metalurgia ferrosa;
• metalurgia não ferrosa;
• produção de sorventes e materiais filtrantes;
• farmacêutica e preparações absorventes;
• forjaria;
• uso doméstico para aquecimento, preparo de alimentos e tarefas de casa.

A capacidade de sorção do carvão vegetal é explicada por sua estrutura porosa desenvolvida.