¿Qué temperatura se necesita para la carbonización de la madera? – Horno de Carbonización Vertical
El horno de carbonización vertical, también llamado horno de carbonización colgante, es uno de los dispositivos de carbonización eficientes y ampliamente utilizados. Puede controlar con precisión la temperatura en diferentes etapas, logrando una alta producción y una carbonización estable. En la producción de carbón, el control de temperatura es un factor clave para la eficiencia de la carbonización y la calidad del carbón.
Gestionar adecuadamente los cambios de temperatura puede no solo aumentar las tasas de conversión de la madera sino también reducir el consumo de energía y optimizar el tiempo de carbonización.
Proceso de carbonización y etapas de temperatura
| Rango de temperatura de la caldera | Puntos clave de operación | Descripción |
|---|---|---|
| ≤ 90 °C | Encender con materiales de desecho, llama alta | Proveer calor inicial, Preparar para la etapa de eliminación de humedad |
| 90–150 °C | Reducir la llama | Entrar en eliminación de humedad etapa, evaporar el agua interna de la madera |
| 150–230 °C | Aumentar la llama | Continuar eliminación de humedad durante aproximadamente 6 horas, Asegurar un secado uniforme |
| 230–280 °C | Mantener una combustión estable | Iniciar combustión asistencia, generar mezcla de gases |
| ≥ 280 °C | Cerrar la puerta inferior, Etapa de autoencendido | CO circula y quema en el interior, sin necesidad de calor externo |
| Hasta aproximadamente 500 °C | Carbonización completa | Después de la carbonización, Enfriar durante más de 10 horas para obtener el mejor resultado |
En un horno de carbonización vertical, todo el proceso generalmente se divide en cinco etapas: calentamiento, eliminación de humedad, asistencia de combustión, autoencendido y enfriamiento. La relación entre temperatura y control de combustión se muestra en la tabla a continuación.
Durante la carbonización, la humedad interna de la madera se evapora gradualmente, se liberan gases volátiles y la estructura de la madera se transforma en carbono estable. Especialmente cuando la temperatura alcanza aproximadamente 280 °C, la caldera puede usar los gases combustibles que produce para autoencendido, reduciendo en gran medida el consumo de energía y permitiendo una producción continua eficiente y respetuosa con el medio ambiente.
¿Cómo afecta el contenido de humedad a la temperatura de carbonización？
Cuanto mayor sea el contenido de humedad, más lento será el calentamiento
- El agua en la madera absorbe una gran cantidad de calor durante el calentamiento para su evaporación, lo que ralentiza el aumento de la temperatura de la caldera.
- Humedad del 10–15%: La temperatura de la caldera aumenta rápidamente y puede entrar en la etapa de carbonización en poco tiempo.
- Humedad del 25–30%: Se necesita más tiempo para eliminar la humedad, y el proceso de carbonización se retrasa.
La temperatura en la etapa de eliminación de humedad se ve afectada por el contenido de agua
- En el horno de carbonización vertical, 90–150 °C es la etapa de deshidratación de la madera.
- Alta humedad → Se necesita de 6 a 8 horas para eliminar la humedad;
- Bajo contenido de humedad → Solo se necesitan 3–4 horas para completar.
Calentar demasiado rápido causará una carbonización desigual
Si la madera se calienta directamente a más de 230 °C sin eliminar completamente la humedad, es fácil que tenga carbón desigual, color impuro o incluso que la madera se agriete.
Tabla de coordinación de temperatura y humedad en diferentes etapas
| Temperatura en la etapa | Contenido de humedad requerido | Puntos clave de operación |
|---|---|---|
| Por debajo de 90 °C | Cualquier | Encender con materiales de desecho, comenzar a preparar la eliminación de humedad |
| 90–150 °C | Humedad ≤ 30% | Mantener llama baja, evaporar lentamente el agua |
| 150–230 °C | Humedad ≤ 20% | Aumentar la llama, deshidratación completa, la madera comienza a descomponerse ligeramente |
| 230–280 °C | Humedad ≤ 15% | Entrar en la etapa de asistencia de combustión, generar mezcla de gases |
| 280–500 °C | Humedad ≤ 10% | Carbonización por autoencendido, formar carbón de alta calidad |
Ventajas del control de temperatura en el horno de carbón vertical
- El horno de carbón vertical está equipado con un sistema de control de temperatura automático y un dispositivo de recirculación de gases, permitiendo una carbonización precisa y eficiente en energía:
- Cuando la temperatura de la caldera está por debajo del valor establecido, el sistema enciende automáticamente para complementar el calor.
- Cuando la temperatura alcanza los 280 °C, el monóxido de carbono generado dentro de la caldera se autoenciende para proporcionar calor, logrando una carbonización de circulación propia.
- El horno tiene un sellado fuerte, que previene eficazmente el flujo de aire hacia atrás y reduce la pérdida de calor.
- Este diseño hace que todo el proceso de carbonización sea más seguro y eficiente en energía, especialmente adecuado para materiales con alto contenido de humedad o materias primas diversas.
Recomendaciones de contenido de humedad de la madera
Existe un equilibrio dinámico cercano entre el contenido de humedad de la madera y la temperatura de carbonización.
- Un contenido de humedad demasiado alto prolonga el tiempo de eliminación de humedad y aumenta el consumo de energía.
- Un contenido de humedad demasiado bajo puede hacer que la carbonización sea demasiado rápida, haciendo que la estructura del carbón sea frágil.
En un horno de carbonización vertical, secar las materias primas a un contenido de humedad del 10–15% es ideal. Esto no solo acorta el tiempo de carbonización (unos 14 horas de combustión 10 horas de enfriamiento) sino que también produce carbón de alta densidad, bajo contenido de cenizas y de alta calidad.
¿Por qué elegir un horno de carbonización vertical?
En comparación con hornos tradicionales de tierra o calderas simples, el horno de carbonización vertical tiene las siguientes ventajas:
- Control de temperatura preciso: garantiza una carbonización uniforme y una calidad de carbón más estable.
- Alta eficiencia: Puede carbonizar de 2,500 a 3,000 kg de materia prima cada 24 horas.
- Ahorro de energía y respetuoso con el medio ambiente: utiliza gases combustibles autogenerados para la circulación, sin necesidad de combustible adicional.
- Bajas emisiones y limpieza: Produce menos humo, más respetuoso con el medio ambiente.
- Amplia gama de materias primas: Adecuado para madera, bambú, cáscaras de coco, cáscaras de palma, cáscaras de nuez y otros materiales de biomasa.
Rendimiento de carbonización
Con un control de temperatura adecuado, el horno de carbón vertical puede producir carbón de alta calidad con alta densidad, buen rendimiento de combustión y forma uniforme. Se pueden completar múltiples lotes en un día, mejorando en gran medida la eficiencia de producción.
¿Qué temperatura se necesita para la carbonización de la madera?
El rango de temperatura central para la carbonización de la madera es 150 °C–500 °C. Con el sistema de control de temperatura preciso de un horno de carbonización vertical, puedes lograr fácilmente una producción de carbón de alta calidad y estable.