Qual a temperatura necessária para carbonizar madeira? – Forno de Carbonização Vertical

O forno de carbonização vertical, também chamado de forno de carbonização suspenso, é um dos dispositivos de carbonização eficientes mais utilizados. Pode controlar precisamente a temperatura em diferentes fases, alcançando uma alta produção e uma carbonização estável. Na produção de carvão, o controlo de temperatura é um fator chave para a eficiência da carbonização e a qualidade do carvão.

Gerir corretamente as mudanças de temperatura pode não só aumentar as taxas de conversão da madeira, mas também reduzir o consumo de energia e otimizar o tempo de carbonização.

Processo de carbonização e fases de temperatura

Faixa de temperatura do forno	Pontos-chave de operação	Descrição
≤ 90 °C	Acender com materiais de desperdício, chama alta	Fornecer calor inicial, preparar para a fase de remoção de humidade
90–150 °C	Reduzir a chama	Entrar na fase de remoção de humidade fase, evaporar a água interna da madeira
150–230 °C	Aumentar a chama	Continuar remoção de humidade por cerca de 6 horas, garantir uma secagem uniforme
230–280 °C	Manter uma combustão estável	Iniciar combustão assistência, gerar mistura de gases
≥ 280 °C	Fechar a porta inferior, fase de auto-ignição	CO circula e queima por dentro, sem necessidade de calor externo
Até cerca de 500 °C	Carbonização concluída	Após a carbonização, resfriar por mais de 10 horas para o melhor resultado

Num forno de carbonização vertical, todo o processo é geralmente dividido em cinco fases: aquecimento, remoção de humidade, assistência na combustão, auto-ignição e arrefecimento. A relação entre temperatura e controlo de combustão é mostrada na tabela abaixo.

Durante a carbonização, a humidade interna da madeira evapora-se gradualmente, os gases voláteis são libertados, e a estrutura da madeira transforma-se em carbono estável. Especialmente quando a temperatura atinge cerca de 280 °C, o forno pode usar os gases combustíveis que produz para auto-ignição, reduzindo significativamente o consumo de energia e permitindo uma produção contínua ecológica e eficiente em termos energéticos.

Como é que o conteúdo de humidade afeta a temperatura de carbonização?

Quanto maior a humidade, mais lento será o aquecimento

• A água na madeira absorve uma grande quantidade de calor durante o aquecimento para evaporação, o que retarda a subida da temperatura do forno.
• Humidade de 10–15%: A temperatura do forno aumenta rapidamente e pode entrar na fase de carbonização em pouco tempo.
• Humidade de 25–30%: É necessário mais tempo para remoção de humidade, e o processo de carbonização é atrasado.

A temperatura na fase de remoção de humidade é afetada pelo conteúdo de água

• No forno de carbonização vertical, a fase de desidratação da madeira ocorre entre 90 °C e 150 °C.
• Alto teor de humidade → A remoção de humidade leva de 6 a 8 horas;
• Baixo teor de humidade → São necessários apenas 3–4 horas para completar.

Aquecimento demasiado rápido causará uma carbonização desigual

Se a madeira for aquecida diretamente acima de 230 °C sem remoção completa de humidade, é fácil obter carvão irregular, cor impura ou até fissuras na madeira.

Tabela de coordenação de temperatura e humidade em diferentes fases

Fase de Temperatura	Conteúdo de humidade necessário	Pontos-chave de operação
Abaixo de 90 °C	Qualquer	Acender com materiais de desperdício, começar a preparar para remoção de humidade
90–150 °C	Humidade ≤ 30%	Manter a chama baixa evaporar a água lentamente
150–230 °C	Humidade ≤ 20%	Aumentar a chama, desidratação completa, a madeira começa uma ligeira decomposição
230–280 °C	Humidade ≤ 15%	Entrar na fase de assistência na combustão, gerar mistura de gases
280–500 °C	Humidade ≤ 10%	Carbonização por auto-ignição, formar carvão de alta qualidade

Vantagens do controlo de temperatura no forno de carvão vertical

1. O forno de carvão vertical está equipado com um sistema de controlo de temperatura automático e dispositivo de recirculação de gases, permitindo uma carbonização precisa e eficiente em termos energéticos:
2. Quando a temperatura do forno está abaixo do valor definido, o sistema acende automaticamente para suplementar o calor.
3. Quando a temperatura atinge 280 °C, o monóxido de carbono gerado no interior do forno auto-ignita para fornecer calor, alcançando uma carbonização auto-circulante.
4. O forno possui vedação forte, impedindo eficazmente o fluxo de ar de volta e reduzindo a perda de calor.
5. Este design torna todo o processo de carbonização mais seguro e eficiente em termos energéticos, especialmente adequado para materiais com alto teor de humidade ou matérias-primas diversificadas.

Conteúdo de humidade recomendado para a madeira

Existe um equilíbrio dinâmico próximo entre o teor de humidade da madeira e a temperatura de carbonização.

• Humidade demasiado alta prolonga o tempo de remoção de humidade e aumenta o consumo de energia.
• Humidade demasiado baixa pode fazer com que a carbonização seja demasiado rápida, tornando a estrutura do carvão frágil.

Num forno de carbonização vertical, secar as matérias-primas até 10–15% de humidade é ideal. Isto não só reduz o tempo de carbonização (cerca de 14 horas de queima 10 horas de arrefecimento), como também produz carvão de alta densidade, baixo teor de cinzas e de alta qualidade.

Por que escolher um forno de carbonização vertical?

Comparado com fornos tradicionais de terra ou fornos simples, o forno de carbonização vertical apresenta as seguintes vantagens:

• Controlo de temperatura preciso: Garante uma carbonização uniforme e uma qualidade de carvão mais estável.
• Alta eficiência: Pode carbonizar entre 2.500 e 3.000 kg de matérias-primas a cada 24 horas.
• Economia de energia e ecológico: Utiliza gases combustíveis gerados internamente para circulação, sem necessidade de combustível adicional.
• Emissões limpas e de baixa poluição: Produz menos fumo, mais ecológico.
• Amplo leque de matérias-primas: Adequado para madeira, bambu, cascas de coco, cascas de palmeira, cascas de nozes e outros materiais de biomassa.

Desempenho de carbonização

Com o controlo de temperatura adequado, o forno de carvão vertical pode produzir carvão de alta qualidade, com alta densidade, bom desempenho de combustão e forma uniforme. Várias fornadas podem ser concluídas num dia, melhorando significativamente a eficiência de produção.

Qual a temperatura necessária para a carbonização da madeira?

A faixa de temperatura central para a carbonização da madeira é 150 °C–500 °C. Com o sistema de controlo de temperatura preciso de um forno de carbonização vertical, pode facilmente alcançar uma produção de carvão de alta qualidade e estável.