Bei der Karbonisierung werden organische Materialien wie Biomasse oder Kohle durch Wärmezufuhr in einer Umgebung mit wenig oder gar keinem Sauerstoff in kohlenstoffhaltige Stoffe umgewandelt.
Dieser Prozess ist in mehrere Stufen unterteilt und kann je nach Art des zu verarbeitenden organischen Materials weiter kategorisiert werden.
Was ist der Karbonisierungsprozess? Die 7 wichtigsten Phasen werden erklärt
1. Trocknungsphase
In dieser Phase verdampft die Feuchtigkeit in der Biomasse, z. B. in Holzsägemehlbriketts oder Kokosnussschalen, bei steigender Temperatur.
In dieser Phase finden keine chemischen Veränderungen statt.
2. Anfängliche Karbonisierungsphase
Wenn die Temperatur weiter ansteigt, beginnt die Biomasse, sich thermisch zu zersetzen.
Die Bestandteile der Biomasse, darunter Zellulose, Hemizellulose und Lignin, zersetzen sich und setzen flüchtige Stoffe wie CO, CO2, CH4 und Teere frei.
Zu diesen flüchtigen Stoffen gehören auch höhere Kohlenhydrate, Essigsäure und Methanol.
3. Umfassende Karbonisierungsstufe
Bei Temperaturen zwischen 300 und 650 °C wird die Biomasse chemisch zersetzt.
In dieser Phase entstehen Essigsäure, Carbinol, Holzteer und brennbare Gase wie Methan und Ethylen.
Diese Gase tragen zur Erzeugung hoher Temperaturen bei, und die Biomassebriketts werden zu Holzkohle destilliert.
4. Erhitzungsphase der Kohle
Bei der Verkohlung von Kohle wird die Kohle unter Ausschluss von Sauerstoff auf hohe Temperaturen erhitzt.
Dies führt zur Freisetzung flüchtiger Gase und zur Bildung von Koks, der fast reiner Kohlenstoff ist.
5. Freisetzung flüchtiger Gase
Während des Verkohlungsprozesses werden flüchtige Gase freigesetzt.
Zu diesen Gasen gehören Methan, Ethylen und andere brennbare Stoffe.
6. Bildung von Koks
Das Endprodukt der Kohleverkokung ist Koks, eine Substanz, die fast vollständig aus Kohlenstoff besteht.
7. Verwertung der Nebenerzeugnisse
Die Nebenprodukte des Verkohlungsprozesses, wie brennbare Gase, Teer und Holzkohle, können in verschiedenen Anwendungen weiterverwendet werden.
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