木炭是黑色材料，主要由通过从植物物质（例如木材）或动物物质（例如骨）中除去水和其他挥发性成分而获得的碳组成。木炭通常通过缓慢热解，在没有氧气的情况下加热木材，糖，骨炭或其他材料来生产。所得材料的碳含量为85％至98％，其余部分由挥发性化学物质和灰分组成。它柔软，易碎，重量轻，黑色，多孔，与煤相似。

历史上，木炭被用作火药的成分和金属提取中的还原剂。在石油稀缺的世界部分地区，汽车和公共汽车被转换为燃烧木材气体，通过在木材气体发生器中燃烧木炭或木材获得。目前，木炭用于烹饪（例如户外烧烤）和一些工业过程。活性炭是非常多孔的并且是良好的吸附剂，用于过滤水，吸附异味并去除不希望的颜色。在医学中，活性炭用于吸附肠道气体和去除某些毒素。此外，木炭在艺术中用于绘制和制作草图。

制造木炭的人以前称为collier（或木材collier）。“煤矿”一词也用于开采或经营煤炭的人以及运输煤炭的船舶。

词源

“char-”这个词的前半部分起源不明确。它可能源于古老的法语单词charbon，意思是“木炭”; 或者它可能来自charren或churn（来自古老的英国cerran），意思是“转向”。下半部分“煤炭”似乎是油菜的改编，意思是“煤炭”。因此，“木炭”一词的字面意思是“将[某种材料]转化为煤炭”。

独立使用“to char”，意思是“烧焦”或“减少碳”，是相对较新的，并被认为是早期木炭的反向形成。

历史

在木材丰富的地区生产木炭可以追溯到古代。它通常包括在其端部上堆放木材坯料以形成锥形桩，在底部留下开口以允许空气进入，中心轴用作烟道。整堆用草皮或湿润的粘土覆盖。在烟道底部开始烧制，逐渐向外和向上扩散。操作的成功取决于燃烧速度。在平均条件下，100份木材产生约60 体积份（或25 重量份）木炭。现场的小规模生产通常仅产生约50％，到17世纪，大规模生产效率达到约90％。操作非常精致，通常留给了colliers（专业木炭燃烧器）。

木炭的大规模生产（其高度使用数十万，主要是在阿尔卑斯山和邻近的森林）是造成森林砍伐的主要原因，特别是在中欧。在英格兰，许多森林作为灌木进行管理，这些灌木被周期性地砍伐和重新储存，因此可以永久地获得稳定的木炭供应（原则上）。关于短缺的投诉（早在斯图尔特时期）可能与临时过度开采的结果或不可能增加产量以满足不断增长的需求有关。易于采伐的木材日益稀缺是转向化石燃料等价物的主要因素，主要是工业用煤和褐煤。

木材碳化的现代化工艺，无论是小块还是作为铸铁蒸馏器中的锯末，都在木材稀缺的地方广泛实施，并且还用于回收有价值的副产品（木精，木醋酸，木焦油），流程许可。碳化温度的问题很重要; 根据J. Percy的说法，木材在220°C变为棕色，在280°C后变为深棕黑色，在310°C时变成容易粉化的物质。在300°C下制成的炭是棕色，柔软和易碎的，并且在380°C时容易发炎; 在较高温度下制成，它是硬而脆的，并且在加热到约700℃之前不会燃烧。

在芬兰和斯堪的纳维亚，木炭被认为是木焦油生产的副产品。最好的焦油来自松树，因此松木被砍伐以进行焦油热解。剩余的木炭广泛用作替代冶金高炉冶炼焦炭。焦油生产导致森林砍伐迅速：据估计，所有芬兰森林都不到300年。十九世纪末焦油生产的结束也意味着快速重新造林。

最初由亨利·福特发明的木炭压块首先使用他的汽车装配厂的木材和锯末碎屑制成。

木炭的种类

商业炭以块状，压块或挤出形式存在。这些形式的特征因产品而异。

• 块状木炭直接由硬木材料制成，通常产生的灰分远远少于压块。
• 压块是通过压缩木炭（通常由锯末和其他木材副​​产品制成）与粘合剂和其他添加剂制成的。粘合剂通常是淀粉。一些煤球还可能包括褐煤（热源），矿物碳（热源），硼砂，硝酸钠（点火助剂），石灰石（灰化剂），原木屑（点火助剂）和石蜡或石油等其他添加剂溶剂有助于点火。
• 挤压木炭是通过将原木粉或碳化木材挤压成原木而不使用粘合剂制成的。挤出过程的热量和压力将木炭保持在一起。如果挤出物由原木材料制成，则随后将挤出的原木碳化。

用途

木炭最重要的历史应用之一是作为火药的组成部分。它也被用于冶金操作中作为还原剂，但是通过引入诸如焦炭或无烟煤的小型燃料，其应用已经减少。例如，木炭可用于熔炼从铝到铜的各种金属，因为它在必要的温度下燃烧：1,100°C（2,010°F）。[4]有限的数量被制成绘画蜡笔的形式; 但最大的量用作燃料，燃烧比木材更热和更干净。木炭经常被铁匠，烹饪和各种工业应用使用。

烹饪燃料

木炭煤球广泛用于户外烧烤和后院和野营旅行中的烧烤。

在许多非工业化国家，木炭被大部分人用于日常烹饪。当在室内使用时，这可能是严重的健康问题，因为一氧化碳（CO）是燃烧产物。

工业燃料

从历史上看，在大量被用于木炭冶炼铁在bloomeries后来高炉和服饰伪造。在工业革命期间，这种用途被焦炭取代。为此，英格兰的木炭被测量了数十个（或装载），包括12个麻袋或褶边或接缝，每个8蒲式耳。

汽车燃料

在石油稀缺期间，汽车和公共汽车已经转换成燃烧木材气体（主要含有一氧化碳的气体混合物），通过在木材气体发生器中燃烧木炭或木材释放。

1931年，唐仲明开发出一种由木炭驱动的汽车，直到20世纪50年代，这些汽车才在中国流行。在第二次世界大战期间被占领的法国，这种车辆的木材和木材生产（称为gazogènes）从战前的每年约五万吨增加到1943年的近五十万吨。

在第二次世界大战之后的几年里，木炭公共汽车在日本经常使用，仍然在朝鲜使用。

净化/过滤

活性炭的孔隙率是其易于吸附气体和液体的能力。因此它经常用于过滤水和吸附异味。其药理作用取决于同一性质; 它吸收胃和肠中的气体，以及液体和固体（因此用于治疗某些中毒）。在某些类型的防毒面具中使用炭过滤器以从吸入的空气中除去有毒气体。木炭也在一定程度上从溶液中去除着色材料，但动物木炭通常更有效。

动物炭或骨黑是通过干燥骨头获得的碳质残余物; 它仅含有约10％的碳，以及80％的磷酸钙和镁，其余为最初存在于骨骼中的无机材料。它通常由胶水和明胶工业中获得的残余物制成。其脱色功率通过Derosne在1812施加到糖浆中得到的澄清糖精制; 但由于引入了更活跃，易于管理的试剂，它在这方面的使用现已大大减少。它在某种程度上仍在实验室实践中使用。木炭使用一段时间后，脱色能力会消失，但可以通过洗涤和再加热来恢复。

艺术

木炭在艺术中用于绘画，在绘画中制作粗略的草图，并且是用于制作解剖图像的可能媒体之一。它通常必须通过使用固定剂来保存。艺术家通常以三种形式使用木炭：

• 藤木炭是通过将木棒（通常是柳树或菩提树/椴木）烧成柔软，中等和坚硬的稠度而形成的。
• 压缩木炭粉与胶粘剂混合压缩成圆形或方形棒。粘合剂的量决定了棒的硬度。压缩木炭用于炭笔。
• 粉末木炭通常用于“调色”或覆盖绘图表面的大部分。在色调区域上绘制会使其进一步变暗，但艺术家也可以在调色区域内变亮（或完全擦除）以产生更轻的色调。

园艺

最近重新发现的木炭的另一个用途是园艺。虽然美国园丁一直在使用木炭，但对亚马逊地区土地土壤的研究发现，前哥伦比亚土着人普遍使用生物炭将其他非生产性土壤转化为非常肥沃的土壤。该技术可以找到现代应用，既可以改善土壤，也可以作为碳封存的手段。

餐饮

过去，木炭也被用作木炭饼干形式的胃病的膳食补充剂。

抽烟

Hookah的吸烟中使用了特殊的木炭。将点燃的煤放置在箔的顶部，箔放置在烟草碗上，并通过间接加热将烟草“蒸煮”到产生烟雾但不燃烧的温度。

也可以看看

• 碳
• 煤炭
• 燃烧
• 汽油
• 木

• 生物炭
• 生物质煤球
• 热解
• 山田炭
• Terra preta

笔记

1. ↑ 木炭。在线词源词典。检索到2009年2月22日。
2. ↑ 亨利福特从他的汽车工厂用木屑和锯末制作了木炭压块。 smokepistol.com。检索到2009年2月14日。
3. ↑ 如何制作木炭煤球。 madehow.com。检索到2009年2月14日。
4. ↑ 迪恩森林里的木炭。fweb.org.uk。检索到2009年2月14日。
5. ↑ 烟雾探测器，一氧化碳探测器和木炭。hc-sc.gc.ca。检索到2009年2月14日。
6. ^克里斯皮尔森，'木材时代'：燃料和法国森林的战斗，1940-1944。发表于环境史 11（4）（2006年10月）历史合作社。检索到2009年2月14日。
7. ↑ John W. Bennett，东京的 被占领日本的罕见照片：城市景观; 论文包含了战后日本木炭公共汽车的一小部分。OSU。检索到2009年2月14日。

参考

• 艾瑞克，沃尔特。1985年。木炭制作手册。传统与工业方法。荷兰多德雷赫特：Reidel。ISBN 9027719349。
• Kelley，DW 2008. 木炭和木炭燃烧。英国里斯伯勒王子城：夏尔。ISBN 0852637314。
• Pearson，Chris，“木材时代”：1940 - 1944年法国森林的燃料和战斗。发表于环境史 11（4）（2006年10月）历史合作社。检索到2009年2月14日
• 罗林森，威廉。1999. 制作木炭。Otley，英国：Smith Settle。ISBN 1858250994。

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