Trọng lượng riêng và khối lượng thể tích của than củi trong 1 m³

Than củi là vật liệu cacbon xốp, thu được bằng cách nung gỗ trong điều kiện không có không khí hoặc lượng oxy tiếp xúc bị hạn chế rất mạnh. Quá trình này được gọi là nhiệt phân hoặc chưng khô gỗ. Thông thường, quá trình bắt đầu ở nhiệt độ trên 280 °C và được tiến hành trong lò hoặc thiết bị đốt than chuyên dụng.

Chất lượng than củi thành phẩm phụ thuộc vào một số yếu tố:

• loại gỗ và độ ẩm của gỗ;
• phương pháp gia nhiệt khối gỗ;
• chế độ nhiệt;
• loại lò hoặc thiết bị đốt than.

Quá trình sản xuất than củi có thể chia thành các giai đoạn sau:

• sấy sơ bộ khối gỗ;
• phân hủy nhiệt gỗ trong khoảng nhiệt độ quy định;
• lưu giữ và làm nguội thành phẩm.

Sau khi nung, khối lượng thành phẩm thường nhỏ hơn rõ rệt so với khối lượng gỗ khô ban đầu. Sự hao hụt này liên quan đến việc loại bỏ độ ẩm, chất bay hơi và các sản phẩm phân hủy của gỗ.

Đặc điểm vật lý và thành phần hóa học của than củi

Thành phần than củi phụ thuộc vào nhiệt độ sản xuất. Khi nhiệt độ cao hơn, tỷ lệ cacbon tăng lên, còn hàm lượng hydro, oxy và nitơ giảm xuống. Nhờ cấu trúc xốp, than củi có khả năng hấp phụ tốt.

Khi bảo quản, cần bảo vệ than củi khỏi độ ẩm, lửa trần và các điều kiện có thể gây tự nóng lên. Những lô hàng lớn nên được bảo quản tại nơi khô ráo, thông thoáng và tuân thủ yêu cầu an toàn phòng cháy chữa cháy.

Theo kích thước cục, than củi có thể là loại nhỏ hoặc lớn. Trong thực tế có các cỡ hạt khoảng 6-12 mm và những cục lớn từ 25 mm trở lên.

Các chỉ số tính toán chính phụ thuộc vào loại gỗ và điều kiện nung. Bảng dưới đây trình bày các giá trị tham khảo.

Nhiệt trị của than củi phụ thuộc vào nhiệt độ nung, độ ẩm và chất lượng nguyên liệu. Sau khi lấy ra khỏi lò, độ ẩm có thể vào khoảng 2-4%, sau đó tăng lên 7-15% trong quá trình bảo quản. Với than được sản xuất ở nhiệt độ khoảng 380-500 °C, nhiệt trị có thể nằm trong khoảng 7500-8100 kcal/kg.

Tính các chỉ số quan trọng của than củi khô

Khối lượng than củi sau khi sản xuất chịu ảnh hưởng của:

• chất lượng và loại gỗ;
• kích thước vật liệu nạp vào;
• loại thiết bị đốt than;
• dao động nhiệt độ trong các giai đoạn than hóa;
• độ ẩm của thành phẩm khi bảo quản.

Trọng lượng riêng của than củi thay đổi tùy theo loại gỗ. Than gỗ bạch dương có giá trị đặc trưng khoảng 0,38 g/cm³, than gỗ thông khoảng 0,29-0,30 g/cm³, than gỗ vân sam khoảng 0,26 g/cm³. Nếu cần ước tính cho kho bãi, người ta thường dùng khối lượng thể tích xốp của than củi khô trên 1 m³.

Phạm vi ứng dụng của than củi

Than củi được sử dụng trong công nghiệp, thủ công và đời sống. Các lĩnh vực chính gồm:

• luyện kim đen;
• luyện kim màu;
• sản xuất chất hấp phụ và vật liệu lọc;
• dược phẩm và chế phẩm hấp phụ;
• nghề rèn;
• sử dụng trong gia đình để sưởi ấm, nấu ăn và thực hiện các công việc sinh hoạt.

Khả năng hấp phụ của than củi bắt nguồn từ cấu trúc xốp phát triển của vật liệu.