Drei Temperaturzonen im Carbonisierungsprozess des Carbonisierungsofens

Trocknungsphase

Vom Zündbeginn bis zum Anstieg der Ofentemperatur auf 160 °C wird die im mechanischen Holzkohlestab enthaltene Feuchtigkeit hauptsächlich durch die externe Heizung und die durch die Verbrennung selbst erzeugte Wärme verdampft. Die chemische Zusammensetzung des mechanischen Holzkohlestabs hat sich kaum verändert.

Anfangsphase der Carbonisierung

In dieser Phase wird hauptsächlich die Wärme des Stabs selbst genutzt, um die Ofentemperatur des Carbonisierungsofen auf 160 bis 280 °C zu erhöhen. Dabei findet eine thermische Zersetzungsreaktion des Holzmaterials statt, und seine Zusammensetzung beginnt sich zu verändern. Die instabilen Bestandteile wie Hemicellulose zersetzen sich zu CO2, CO und einer kleinen Menge Essigsäure.

Umfassende Carbonisierungsphase

Die Temperatur in dieser Phase beträgt 300 bis 650 °C.

In dieser Phase unterliegt das Holzmaterial einer abrupten thermischen Zersetzung, und es entstehen große Mengen flüssiger Produkte wie Essigsäure, Methanol und Holzteer. Darüber hinaus werden brennbare Gase wie Methan und Ethylen erzeugt, die über eine Ventilsteuerung verbrannt werden können. Die thermische Zersetzung und die Gasverbrennung erzeugen eine große Menge Wärme, die die Ofentemperatur ansteigen lässt, und das Holzmaterial wird bei hohen Temperaturen trockendestilliert zu Kohle.

Um Hochtemperaturkohle zu kalzinieren, müssen wir zusätzlich zu den oben genannten drei Phasen die Wärme so erhöhen, dass die Temperatur im Ofen weiter auf etwa 800 °C bis 1000 °C ansteigt, damit die in der Holzkohle verbliebenen flüchtigen Substanzen ausgetrieben werden können und der Kohlenstoffgehalt der Holzkohle erhöht wird, wodurch die Graphitstruktur der Kohle verbessert und die elektrische Leitfähigkeit gesteigert wird.