Per carbonizzare il carbone di legna, il processo prevede tre fasi principali: essiccazione, carbonizzazione iniziale e carbonizzazione completa. Ogni fase è caratterizzata da specifici intervalli di temperatura e cambiamenti chimici.
1. Fase di essiccazione delle bricchette (temperatura fino a 160℃):
In questa fase iniziale, i materiali di biomassa, come il legno o altre sostanze organiche, vengono riscaldati per far evaporare l'umidità. La temperatura aumenta gradualmente dal punto di accensione fino a circa 160℃. Durante questa fase, non si verificano cambiamenti chimici; il processo principale è di tipo fisico e comporta l'evaporazione dell'acqua dalla biomassa. Questa fase è fondamentale per preparare il materiale alle fasi successive della carbonizzazione.2. Fase iniziale di carbonizzazione (temperatura 160～280℃):
Quando la temperatura aumenta da 160℃ a 280℃, la biomassa inizia a subire una decomposizione termica. Componenti chiave come l'emicellulosa iniziano a rompersi, rilasciando gas come CO2, CO e acido acetico. Questa fase è caratterizzata dalle trasformazioni chimiche iniziali della biomassa, che pongono le basi per un'ulteriore carbonizzazione.
3. Fase di carbonizzazione completa (temperatura 300～650℃):
A temperature comprese tra 300℃ e 650℃, la biomassa subisce una decomposizione chimica radicale. Questa fase è caratterizzata dalla produzione di vari sottoprodotti, tra cui acido acetico, carbinolo, catrame di legno e gas combustibili come metano ed etilene. Questi gas contribuiscono alle alte temperature necessarie per la distillazione della biomassa in carbone di legna. Il carbone prodotto in questa fase è di qualità superiore, essendo duro e fragile, e non prende fuoco facilmente.Fase di raffreddamento:
Al termine della decomposizione termica, il carbone di legna deve essere raffreddato in assenza di aria per evitare la combustione. Questa fase richiede in genere il doppio del tempo rispetto alla fase di carbonizzazione, a meno che non si utilizzi un metodo di raffreddamento forzato, come lo spegnimento in acqua.
