Die Verkohlung von Holzkohle erfolgt in drei Hauptstufen: Trocknung, Erstverkohlung und vollständige Verkohlung. Jede Stufe ist durch bestimmte Temperaturbereiche und chemische Veränderungen gekennzeichnet.
1. Trocknungsphase der Briketts (Temperatur bis zu 160 °C):
In dieser ersten Phase werden die Biomasse-Materialien, wie Holz oder andere organische Stoffe, erhitzt, um die Feuchtigkeit zu verdampfen. Die Temperatur steigt vom Entzündungspunkt allmählich auf etwa 160℃ an. In dieser Phase finden keine chemischen Veränderungen statt, sondern es handelt sich in erster Linie um einen physikalischen Prozess, bei dem das Wasser aus der Biomasse verdampft. Diese Phase ist entscheidend für die Vorbereitung des Materials auf die nachfolgenden Phasen der Verkohlung.2. Anfängliche Karbonisierungsphase (Temperatur 160～280℃):
Wenn die Temperatur von 160℃ auf 280℃ ansteigt, beginnt die Biomasse thermisch zu zersetzen. Wichtige Bestandteile wie die Hemicellulose beginnen sich zu zersetzen, wobei Gase wie CO2, CO und Essigsäure freigesetzt werden. Dieses Stadium ist durch die ersten chemischen Umwandlungen der Biomasse gekennzeichnet, die die Grundlage für die weitere Verkohlung bilden.
3. Umfassende Karbonisierungsphase (Temperatur 300～650℃):
Bei Temperaturen zwischen 300℃ und 650℃ erfolgt eine radikale chemische Zersetzung der Biomasse. In dieser Phase entstehen verschiedene Nebenprodukte wie Essigsäure, Karbinol, Holzteer und brennbare Gase wie Methan und Ethylen. Diese Gase tragen zu den hohen Temperaturen bei, die für die Destillation der Biomasse zu Holzkohle erforderlich sind. Die in dieser Phase hergestellte Holzkohle ist von höherer Qualität, da sie hart und spröde ist und sich nicht so leicht entzündet.Abkühlungsphase:
Nach Abschluss der thermischen Zersetzung muss die Holzkohle unter Luftabschluss abgekühlt werden, um eine Verbrennung zu verhindern. Diese Phase dauert in der Regel doppelt so lange wie die Verkohlungsphase, es sei denn, es wird eine Zwangskühlung, z. B. durch Abschrecken in Wasser, angewendet.
