10.1。木炭的质量。
10.2。有效燃烧木炭

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如果有效使用木炭，并且其质量对于特定的最终用途是最佳的，则木炭将更进一步。木炭质量可以通过各种方式指定和测量，这些方式通常来自各种最终用途要求。使用效率通常意味着将木炭的最大热量转移到待加热的物体上，无论是用于烹饪的水，房间的空气还是高炉中的装料。效率取决于使用适当设计的木炭燃烧设备。

10.1。木炭的质量。

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10.1.1。水分含量
10.1.2。除水以外的挥发性物质
10.1.3。固定碳含量
10.1.4。灰分
10.1.5典型的木炭分析
10.1.6。物理性质
10.1.7。吸附能力

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对质量最低的木炭市场要求最低的是国内市场。原因在于性能无法轻易衡量，消费者作为个人指定和获得优质木炭的能力是微乎其微的，并且在家庭消费者用来获得满意结果的价格和质量之间存在一定的权衡。但是，这并不意味着质量控制是不值得的。如果它不会变得笨拙和官僚适得其反，那么家用木炭质量指南体系是确保木材资源获得最大产量的一个有价值的步骤，但却能提供足够的家庭表现。另一方面，木炭行业等大型用户从他们的运营经验和研究中了解到，

用于控制木炭质量的大多数规范都源于钢铁或化学工业。当木炭出口时，即使进口木炭的主要出口可能是家庭烹饪或烧烤市场，买家也倾向于使用这些工业质量规格。应该记住这个因素，因为工业和国内要求并不总是相同的，并且对实际市场质量要求的智能评估可以允许以较低的价格或以对买方和卖方都有利的更大数量供应合适的木炭。

木炭的质量由各种特性决定，虽然它们在一定程度上是相互关联的，但它们是分别测量和评价的。下面讨论这些不同的质量因素。

10.1.1。水分含量

从开窑中取出的新鲜木炭含有的水分很少，通常不到1％。从空气湿度本身吸收水分是迅速的，并且随着时间的推移，即使没有任何雨水润湿也可以使水分含量达到约5％至10％，即使在燃烧良好的木炭中也是如此。如果木炭没有被适当地燃烧，或者木炭酸和可溶性焦油已经被雨水洗回到木炭上，就像在坑和土墩燃烧中那样，木炭的吸湿性增加，木炭的天然或平衡水分含量增加可升至15％甚至更多。

水分是一种掺假剂，可降低木炭的热量或热值。如果木炭按重量出售，通过用水润湿保持水分含量高，通常由不诚实的经销商实施。通过添加水几乎不改变木炭的体积和外观。因此，木炭的大宗购买者更愿意以总体积购买，例如以立方米购买，或者按重量购买并通过实验室测试确定水分含量并调整价格以进行补偿。在小型市场中，销售往往是件。

在运输到市场的过程中，几乎不可能防止木炭意外雨淋，但是好的做法是将木炭存放在盖子下，即使它是按体积购买的，因为它所含的水必须在燃烧时蒸发并代表直接失去加热功率。发生这种情况是因为蒸发的水流入烟道并且很少冷凝以放弃它在炉子中被加热的物体上所含的热量。

木炭的质量规格通常将水分含量限制在木炭总重量的约5-15％。通过对称重的木炭样品进行烘箱干燥来确定水分含量。它表示为初始湿重的百分比。

有证据表明，在高炉中加热时，含水量高（10％或更高）的木炭会破碎并产生细粉，这使得它在生铁生产中不合需要。

10.1.2。除水以外的挥发性物质

除木炭中的水之外的挥发性物质包括在碳化过程中未完全驱除的所有那些液体和焦油残余物。如果碳化延长并且在高温下，那么挥发物的含量低。当碳化温度低并且窑中的时间短时，则挥发性物质含量增加。

这些效果反映在由给定重量的木材产生的木炭产量中。在低温（300℃）下，木炭产率可能接近50％。在碳化温度为500-600℃时，挥发物较低，典型的蒸馏产率为30％。在非常高的温度（约1000℃）下，挥发物含量几乎为零，产率降至接近25％。如前所述，木炭可以在坑焚烧和类似过程中从雨水中重新吸收焦油和焦木酸。因此，木炭可能被很好地燃烧，但由于这个因素而具有高挥发性物质含量。这导致潮湿气候下坑焚烧木炭的额外变化。被吸收的酸会使木炭腐蚀并导致黄麻袋腐烂 - 这是运输过程中的一个问题。它也不会干净地燃烧。

木炭中的挥发性物质可以从高达40％或更高到低至5％或更低。通过远离空气加热来测量，将称重的干燥木炭样品在900℃下恒重至恒重。减肥是挥发性物质。通常规定挥发性物质不含水分，即挥发性物质 - 水分或（VM-水分）。

高挥发性木炭容易点燃，但可能会燃烧烟雾。低挥发性木炭难以点燃并且非常干净地燃烧。良好的商业木炭可以具有约30％的净挥发性物质含量 - （无水分）。高挥发性物质木炭比普通硬质燃烧的低挥发性木炭更不易碎，因此在运输和处理过程中产生的细粉更少。它也更具吸湿性，因此具有更高的天然水分含量。

10.1.3。固定碳含量

木炭的固定碳含量范围从低至约50％至高或约95％。因此，木炭主要由碳组成。碳含量通常被估计为“差异”; 也就是说，所有其他成分都从百分比中扣除100，剩余部分假定为“纯”或“固定”碳的百分比。固定碳含量是冶金学中最重要的组成部分，因为它是固定碳，它负责还原铁矿石中的铁氧化物以生产金属。但工业用户必须在高固定碳炭的易碎性和较高固定碳含量和较高挥发性物质含量的木炭强度之间取得平衡，以获得最佳的高炉操作。

10.1.4。灰分含量

通过将称重的样品加热至红热来确定灰分，同时获得空气以烧掉所有可燃物质。这种残留物是灰烬。原始木材中存在的矿物质，如粘土，二氧化硅和钙和镁的氧化物等，在加工过程中被作为土壤污染物吸收。

木炭的灰分含量在约0.5％至大于5％之间变化，取决于木材的种类，窑中木材所含的树皮量以及土壤和沙子污染的量。优质块状木炭通常具有约3％的灰分含量。细木炭可能具有非常高的灰分含量，但如果筛选出小于4mm的材料，则加4mm的残余物可具有约5-10％的灰分含量。买家自然怀疑细木炭，很难卖（并且很遗憾地使用）。

10.1.5典型的木炭分析

为了说明商业木炭中的组成范围，表7列出了来自各种木材和各种碳化系统的木炭随机样品的组成。通常，所有木材和所有碳化系统都可以生产出符合商业限制的木炭。

表8记录了巴西米纳斯吉拉斯州一家大型木炭厂的高炉炉料中的木炭成分变化。所有这些木炭都是用蜂窝式砖窑制成的。使用的木材是来自该地区天然森林的混合物种或来自种植园的桉树木。

表7.一些典型的木炭分析

 

木种生产方法		水分含量 ％	灰％	挥发物 - mc /％	固定碳％	堆积密度原料kg /m³	堆积密度粉碎kg /m³	总热值KJ / kg  烘干基础	备注
Dakama	地球坑	7.5	1.4	16.9	74.2	314	708	32410	用于回转窑的粉状燃料1 /
Wallaba	地球坑	6.9	1.3	14.7	77.1	261	563	35580	用于回转窑的粉状燃料1 /
Kautaballi	地球坑	6.6	3.0	24.8	65.6	290	596	29990	用于回转窑的粉状燃料1 /
混合热带硬木	地球坑	5.4	8.9	17.1	68.6				低等级木炭罚款1 /
混合热带硬木	地球坑	5.4	1.2	23.6	69.8				国产木炭1 /
Wallaba	地丘	5.9	1.3	8.5	84.2				烧得好的样品1 /
Wallaba	地丘	5.8	0.7	46.0	47.6				软烧样品
橡木	便携式钢窑	3.5	2.1	13.3	81.1			32500	2 /
椰子壳	便携式钢窑	4	1.5	13.5	83.0			30140	4 /
Eucalyptus Saligna	反驳	5.1	2.6	25.8	66.8				3 /

 

 

1 / =圭亚那。
2 / =英国
3 / =巴西。
4 / =斐济。

表8.巴西高炉木炭的特性

 

木炭干巴斯的化学和物理组成 - 按重量计	范围		每年平均	木炭被认为是优秀的
	最大。	闵。
碳	80％	60％	70％	75-80％
灰	10％	3％	5％	3-4％
挥发性物质	26％	15％	25％	20-25％
堆积密度 - 收到（kgs /m³）	330	200	260	250-300
散装密度 - 干燥	270	180	235	230-270
平均尺寸（mm） - 收到	60	10	35	20-50
松树内容 - 收到（-6.35毫米）	22％	10％	15％	最多10％
水分含量 - 收到	25％	5％	10％	最多10％

 

范围和年平均值是指Belgo Mineira使用的木炭。这是由公司运营的窑生产的40％桉木炭和由私营窑生产的60％异质天然木炭的混合物。“从优到好”木炭是指由公司窑中的桉木制成的木炭。

10.1.6。物理特性

到目前为止所描述的性质被称为化学性质，但物理性质，尤其是工业木炭的物理性质同样重要。在木炭铁工业中，物理性质非常重要。木炭是高炉炉料中最昂贵的原料。木炭的物理性质影响高炉的产量，而化学性质与每吨铁所需的木炭量和成品铁或钢的成分更相关。（1）。

高炉木炭必须具有很强的压缩性，以承受高炉炉料的压碎负荷或“负担”。这种压缩强度始终低于木炭的竞争对手，由煤制成的冶金焦，决定了实际高度，从而决定了高炉的效率和产量。在处理时抵抗压裂的能力对于保持炉料对鼓风的恒定渗透性是重要的，这对于保持炉生产率和操作的均匀性是至关重要的。

已经开发了各种测试来测量抗断裂性; 用客观的术语来定义一个相当困难的财产。这些测试依赖于通过允许样品从高处落到实心钢地板上或通过在鼓中轰击样品以确定在特定时间之后的尺寸分解来测量木炭的破碎或破碎的阻力。结果表示为在各种尺寸的屏幕上通过和保留的百分比。当测试样品时，具有差的抗破碎性的木炭将产生更大百分比的细粒。在高炉中不希望使用细木炭，因为它会阻止空气流向炉内。脆弱的木炭也可能被装料的重量压碎并导致堵塞。

10.1.7。吸附能力

木炭是活性炭的重要原料。该产品超出了本手册的范围，但有些数据可能适用于木炭生产商通过专业工厂销售木炭转化为活性炭的情况。

生产时，普通木炭不是一种非常活跃的液体或蒸汽吸附材料，因为它的精细结构被焦油残留物阻塞。要将木炭转化为“活化”，必须通过去除焦油残留物来打开这种结构。目前使用最广泛的方法是将炉内的粉状原料炭加热至过热蒸汽气氛中的低红热。蒸汽通过排除氧气来防止木炭燃烧。同时，挥发性焦油可以蒸馏掉并随蒸汽带走，使孔结构保持开放。将经处理的木炭流入密闭容器中并使其冷却。活化炉通常是连续的，即粉末状木炭在蒸汽气氛中连续地通过热炉连续流过。

活化后，将木炭按质量规格进行测试，以确定其通过吸附，水溶液如原糖汁，朗姆酒等脱色的能力; 植物油等油类，在空气中吸附乙酸乙酯等溶剂。吸附力往往是特定的。等级用于水溶液，其他用于油和其他用于蒸汽。测试测量吸附力。由不同来源的原木制成的成品存在细微差别，但如果适当燃烧，通常都可以使用。用于制造活性炭的良好的基本木炭可以用砖式窑中的巨桉木制成。

用于吸附气体和蒸汽的木炭通常由椰壳炭制成。这种木炭具有很高的吸附能力，可以抵抗吸附设备中的粉末 - 这是一个非常重要的因素。

10.2。有效燃烧木炭

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10.2.1。木炭如何燃烧

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鉴于优质木炭，它必须仍然有效燃烧，以产生最佳效果。在大多数木炭燃烧的家庭使用中尤其如此。用于燃烧木炭的工业炉如高炉，圆顶炉，烧结炉等通常被有效地设计和操作。这里不讨论它们。在发展中国家的家庭中，木炭的主要用途是加热水以烹饪食物或提供热水用于洗涤等。一些食物通过直接加热而不浸入水中烹饪，例如当玉米或肉被烤时。如果通过燃烧燃料释放的所有热量被烹饪的食物吸收，则烹饪系统将是100％有效的。在实践中，这远非如此，精心设计和操作的设备的典型结果是效率约为30％，即70％的热量泄漏无用。在寒冷的气候中，可以捕获一些这种废热并用于加热房间的空气，从而执行有用的功能，这提高了整体效率。

理论上，通过增加炉子的成本和复杂性，可以提高从燃烧木炭到被烹饪食物的热传递效率。这很难实用。那些能负担得起这种并发症的人通常不会被发现燃烧木炭，而是其他一些具有更高社会声望或便利性的燃料。妥协是必要的，以实现最佳可能的效率，与大量木炭用户可以使用的相当简单，低成本的炉子设备一致。与薪材不同，木炭通过发光燃料床的辐射将大量热量传递给烹饪容器。燃烧的薪材，由长时间的懒惰火焰产生的热气体，必须通过对流将大量的热量传递给烹饪容器。对于通过对流传热，热气体实际上必须与锅接触，但辐射热通过直接从燃料床发出并被锅或其他物体表面吸收的红外辐射传递。因此，锅必须能够“看到”燃料床以便能够收集和吸收辐射热能。锅的表面起着重要作用。它必须优选暗黑色。锅本身也应该是良好的热导体。薄火炭黑铝可能是理想的。厚厚的低密度陶器可能是最差的。火黑色的锅不应在外面抛光，但应去除松散的烟灰和软焦油的表面层。

10.2.1。木炭如何燃烧

木炭与空气中的氧气在发红的热量下反应形成无色的一氧化碳气体，然后用蓝色火焰燃烧，空气中的氧气更多，产生二氧化碳气体。由于这两种反应释放的热量，木炭达到发红光并辐射热能，热的二氧化碳气体离开燃烧区，希望通过与烹饪锅直接物理接触来对流大部分热量。气体温度下降，因为它传递热量，然后进入房间。烟道通常不与木炭一起使用，因为与木材或煤相比，它的燃烧相对无味且无烟。可以通过燃烧木炭来释放未燃烧的一氧化碳气体。木炭燃烧的房间非常有毒，通风是必不可少的。

木炭可以在不需要烟道的紧凑型便携式炉子中燃烧，这是其最重要的特性之一，并且解释了其广泛流行，特别是在城市和建筑区域。尽管一个国家在整体能源方面更有效地努力使用有效燃烧的实际木材进行烹饪而不是首先将其转化为木炭，但这样的政策很难实施。对于目前烧炭的大多数人来说，换木头很困难。带烟道的燃木炉很昂贵。炉子本身可能是夯土，可能没有任何成本，但金属烟道可能花费10美元或更多。对于那些生活在狭窄的城市住房中的人来说，安装烟道可能是不可能的，在这些情况下，木炭燃料的无污染特征是令人信服的。

高效精心设计的家用燃木装置中注意到的重要因素可归纳如下：

 

（i）木炭燃料床必须“看到”它正在加热的锅，并且应尽可能靠近它。燃料床室的壁不应直接“看”燃料床。这意味着燃烧空间的形状有点像80-90％夹角的倒锥形，燃料床位于其顶点。

（ii）炉体应由食堂材料制成，而不是金属，不受1 000°C左右的温度影响，并且应该是良好的绝热材料，以免从燃料床传导热量。一种好的材料是由白色燃烧粘土制成的多孔陶器，以更好地将热量反射到锅上。炉体应在炉子支撑架上可更换，以降低维护成本。通过将由60％粘土，20％砂和20％木炭细粉组成的潮湿塑料混合物夯实到木制模具中并使其干燥，可以制造更便宜且或多或少令人满意的炉体。虽然没有像烧陶器那样永久，但它很便宜。

（iii）炉子的锥形防火孔应在其表面有大约四个烟气通道，宽约30毫米，深4毫米，以使热气体能够通过，即使烹饪锅可能是紧密配合的。锥体。

（iv）炉排应为钢板，3毫米钉孔间隔约1 /cm²。

（v）可由再生钢板制成的炉子框架应有腿，在粘土炉块底部与地板之间留出4-5厘米的间隙。将再生钢板托盘放置在下面以收集热灰，使得炉子可以放置在任何表面上而不会产生火灾危险。

设计如图1所示。12只是众多中的一个。但是所有好的设计都遵循本节中列举的原则。值得强调的是，目标是以最低成本实现最高效率，否则将无法使用设备。

图12.好的设计的木炭厨师炉

 

1.圆形烧烤炉
2. 炉体烟道通道
3.再生钢壳
4.再生钢灰盘
5.再生钢穿孔炉篦
6.白烧陶器炉体或粘土砂炭混合物
7.燃烧木炭

(责任编辑：活性炭网) 织梦二维码生成器