Der Zweck der Karbonisierung ist die Umwandlung von Biomasse in Holzkohle durch einen kontrollierten Erhitzungsprozess, der eine Trocknung, eine anfängliche Karbonisierung und umfassende Karbonisierungsstufen umfasst. Dieser Prozess verändert nicht nur die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Biomasse, sondern erzeugt auch wertvolle Nebenprodukte wie brennbare Gase und Teere.
Zusammenfassung der Antwort:
Die Verkohlung wird hauptsächlich zur Herstellung von Holzkohle aus Biomasse verwendet. Der Prozess umfasst drei Hauptstufen: Trocknung, anfängliche Verkohlung und umfassende Verkohlung. In jeder Stufe wird die Biomasse chemisch und physikalisch verändert, was zur Bildung von Holzkohle und anderen Nebenprodukten wie brennbaren Gasen und Teeren führt.
-
Ausführliche Erläuterung:Trocknungsphase (bis zu 160°C):
-
In dieser ersten Phase wird die Biomasse erhitzt, um die Feuchtigkeit zu verdampfen. Diese Phase ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Biomasse auf die nachfolgenden Phasen vorbereitet, indem sie ihr das Wasser entzieht, das die chemischen Reaktionen während der Verkohlung beeinträchtigen kann. In dieser Phase finden keine chemischen Veränderungen statt; es handelt sich um einen rein physikalischen Prozess des Feuchtigkeitsentzugs.Anfängliche Karbonisierungsphase (160°C bis 280°C):
-
Mit steigender Temperatur beginnt die Biomasse, sich thermisch zu zersetzen. Wichtige Bestandteile wie die Hemicellulose beginnen sich zu zersetzen, wobei Gase wie CO2, CO und Essigsäure freigesetzt werden. Diese Stufe markiert den Beginn chemischer Umwandlungen in der Biomasse und bildet die Grundlage für die weitere Zersetzung in der nächsten Phase.Umfassende Karbonisierungsphase (300°C bis 650°C):
Dies ist die kritischste Phase, in der die Biomasse einer radikalen chemischen Zersetzung unterzogen wird. Zellulose und Lignin werden abgebaut, wobei Essigsäure, Carbinol, Holzteer und verschiedene brennbare Gase wie Methan und Ethylen entstehen. Diese Gase tragen zur Aufrechterhaltung der hohen Temperaturen bei, die für die Destillation der Biomasse zu Holzkohle erforderlich sind. Die in diesem Stadium hergestellte Holzkohle ist von hoher Qualität und hat ein geringeres Volumen als die ursprüngliche Biomasse.
- Zusätzliche Überlegungen:Umwelt- und Effizienzaspekte:
- Verkohlungsöfen werden aufgrund ihrer höheren Effizienz, kürzeren Verarbeitungszeiten und geringeren Umweltauswirkungen gegenüber den traditionellen Erdöfen bevorzugt. Sie erzeugen weniger Rauch und sind besser kontrollierbar, was zu einer besseren Holzkohlequalität führt.Nebenprodukte und ihre Verwendungszwecke:
Die bei der Verkohlung entstehenden Gase und Teere können als Energiequelle oder für andere industrielle Anwendungen genutzt werden, was den Gesamtwert und die Nachhaltigkeit des Prozesses erhöht.Überprüfung und Berichtigung:
