A carbonização do carvão vegetal é um processo que transforma a biomassa em carvão vegetal através de um aquecimento controlado.
Este processo envolve três fases principais: secagem, carbonização inicial e carbonização completa.
Cada fase é caracterizada por intervalos de temperatura e alterações químicas específicas.
Como é que se carboniza o carvão vegetal? - Explicação das 3 fases principais
1. Estágio de secagem de briquetes (temperatura de até 160 ℃)
Nesta fase inicial, os materiais de biomassa, como madeira ou outra matéria orgânica, são aquecidos para evaporar a umidade.
A temperatura aumenta gradualmente do ponto de ignição para cerca de 160 ℃.
Durante esta fase, não há mudanças químicas; o processo primário é físico, envolvendo a evaporação da água da biomassa.
Esta fase é crucial para preparar o material para as fases subsequentes da carbonização.
2. Estágio Inicial de Carbonização (Temperatura 160～280℃)
À medida que a temperatura aumenta de 160 ℃ para 280 ℃, a biomassa começa a sofrer decomposição térmica.
Componentes-chave como a hemicelulose começam a se decompor, liberando gases como CO2, CO e ácido acético.
Este estágio é caracterizado pelas transformações químicas iniciais da biomassa, preparando o terreno para a carbonização posterior.
3. Estágio abrangente de carbonização (temperatura 300 ～ 650 ℃)
Em temperaturas que variam de 300 ℃ a 650 ℃, a biomassa sofre decomposição química radical.
Esta fase é marcada pela produção de vários subprodutos, incluindo ácido acético, carbinol, alcatrão de madeira e gases combustíveis como metano e etileno.
Estes gases contribuem para as elevadas temperaturas necessárias à destilação da biomassa em carvão vegetal.
O carvão vegetal produzido nesta fase é de melhor qualidade, sendo duro e quebradiço, e não se inflama facilmente.
Fase de arrefecimento
Após a decomposição térmica estar completa, o carvão vegetal deve ser arrefecido na ausência de ar para evitar a combustão.
Esta fase demora normalmente o dobro do tempo da fase de carbonização, a não ser que seja utilizado um método de arrefecimento forçado, como o arrefecimento em água.
Factores que afectam o rendimento do carvão vegetal
O rendimento e a qualidade do carvão vegetal são influenciados por vários factores, incluindo a taxa de aquecimento, a temperatura de pico, o tipo de matéria-prima, o ambiente gasoso e a pressão durante o processo de carbonização.
Em resumo, a carbonização do carvão vegetal envolve um processo de aquecimento controlado que transforma a biomassa em carvão vegetal através de uma série de alterações químicas e físicas.
O processo requer uma gestão cuidadosa da temperatura e das condições ambientais para garantir a produção de carvão vegetal de alta qualidade.
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