Le charbon de bois est un pur déchet de carbone résultant du processus d'élimination de l'eau des matières végétales .
La méthode de préparation est appelée distillation destructive (brûlage isolé de l’air), une méthode appelée marduumah chez les Arabes.
La présence de tissus végétaux dans le charbon de bois et le charbon de bois indique qu'ils sont d'origine végétale. Le charbon de bois est fabriqué par l'homme en chauffant du bois, et sa couleur noire est due à la présence de carbone. Le fait que le charbon de bois soit plus léger que le bois est dû au fait que le bois perd une quantité d'eau lorsqu'il est converti en charbon de bois et le pourcentage de pores qu'il contient. augmente. L’eau contenue dans le bois est également responsable de l’épaisse fumée lorsqu’il est brûlé. Le fait que le charbon soit plus lourd que le charbon de bois est dû aux composants minéraux présents dans le charbon de bois et non présents dans le charbon de bois .
Comment faire du charbon de bois
Le charbon de bois est une autre forme de carbone impur. Le bois est collecté en tas, recouvert de terre et chauffé pendant une dizaine de jours. Le chauffage est réalisé en brûlant une petite partie du bois en raison de l'entrée d'une petite quantité d'air. Cette partie brûlante fournit au reste du bois la chaleur nécessaire pour le chauffer et le transformer en charbon de bois . Pour transformer le bois en charbon de bois , il est nécessaire de se débarrasser de l'oxygène et de l'hydrogène présents dans les composés organiques du bois (cellulose). Cela se fait par une réaction chimique dans laquelle l'oxygène et l'hydrogène sont éliminés de la cellulose et celle-ci se transforme en un nouveau composé organique qui contient une plus petite quantité d'oxygène et d'hydrogène, de sorte que le pourcentage de carbone qu'il contient augmente.
Comment le bois est-il carbonisé ?
Le bois est ramassé en tas, recouvert de terre et chauffé pendant une dizaine de jours. Le chauffage est réalisé en brûlant une petite partie du bois en raison de l'entrée d'une petite quantité d'air. Cette partie brûlante fournit au reste du bois la chaleur nécessaire pour le chauffer et le transformer en charbon de bois .
Pour transformer le bois en charbon de bois , il est nécessaire de se débarrasser de l'oxygène et de l'hydrogène présents dans les composés organiques du bois ( cellulose ). Cela se fait par une réaction chimique dans laquelle l'oxygène et l'hydrogène sont éliminés de la cellulose et celle-ci se transforme en un nouveau composé organique qui contient une plus petite quantité d'oxygène et d'hydrogène, de sorte que le pourcentage de carbone qu'il contient augmente.
Étapes de formation du charbon
Le bois est chauffé dans un four où il passe par des étapes spécifiques avant de se transformer en charbon de bois . La formation du charbon a été étudiée dans des conditions de laboratoire qui ont été reconnues comme les prochaines étapes du processus de conversion.
De 20 à 110 degrés C
Le bois absorbe la chaleur pour sécher et libère son humidité lorsque l'eau (vapeur) s'échappe. Les températures sont maintenues à 100 °C jusqu'à ce que le bois durcisse.
À 110-270°C
L'eau est finalement éliminée et le bois commence à se décomposer, produisant du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, de l'acide acétique et du méthanol.
À 270-290°C
C'est à ce moment-là que le bois commence à se décomposer et l'effondrement se poursuit tout seul. Le bois ne refroidit pas en dessous de cette température. Les mélanges de gaz et de vapeurs continuent de monter avec un peu de goudron.
À 290-400°C
Au fur et à mesure que la structure du bois continue de s'effondrer, les fumées dégagées forment des gaz combustibles, du monoxyde de carbone, de l'hydrogène et du méthane avec du dioxyde de carbone et des vapeurs condensables, de l'eau, de l'acide acétique, du méthanol, de l'acétone, etc., et du goudron qui commencent à monter à mesure que la température augmente.
À 400-500°C
A 400 °C, la transformation du bois en charbon de bois est pratiquement terminée. À cette température, le charbon contient encore des quantités appréciables de goudron, peut-être 30 % de son poids emprisonné dans la structure. Le pourcentage de carbone du charbon est donc fixé à environ 75 %, ce qui est normal pour un charbon commercial de bonne qualité . Pour éliminer complètement le goudron, augmentez la température du charbon à environ 500 degrés Celsius pendant une période raisonnable.
Spécifications d’un bon charbon de bois
De nombreux facteurs déterminent la qualité du charbon produit par n'importe quelle méthode de production, et ces facteurs sont : -
- La qualité du bois utilisé : Le type de bois est d'une grande importance pour sa qualité. Depuis l'Antiquité, l'agriculteur égyptien connaît cette information. Par exemple, en Egypte et dans les pays arabes, ils préfèrent le charbon de bois produit à partir du bois d'agrumes. les arbres, comme les orangers, les goyaves et les manguiers , qui sont les meilleurs types pour produire du bon charbon de bois , en raison des composants de cellulose, le composant principal du bois, et de ses proportions variables d'absorption des composants du sol.
- Pourcentage de carbone : les températures sont d'une grande importance dans la qualité du charbon produit. Plus la température est supérieure à 400 degrés Celsius, plus la qualité du charbon produit est faible, car le carbone, qui est le composant principal d'un bon charbon, diminue.
- La teneur en humidité du charbon : C'est également un facteur de qualité du charbon : plus la teneur en humidité est élevée, plus sa qualité est faible.
- La quantité de cendre produite et sa couleur : Elle est également déterminée par le composant principal du bois utilisé et la quantité de sels et de composants qui imprègnent la cellulose.
- Taille du charbon : elle résulte de la fabrication du charbon, de sa manipulation et de son transport d'un endroit à un autre. Cela entraîne la décomposition d'un bon pourcentage du charbon impropre à l'utilisation. La taille appropriée est également importante.
Utilisations du charbon de bois
Le charbon de bois est utilisé pour la combustion directe afin d'obtenir de l'énergie. Son utilisation est généralement limitée à certains usages domestiques, tels que le chauffage, la cuisine ou le barbecue. Au Mexique, au Pérou, en Espagne, au Paraguay et dans d'autres pays latins, le charbon de bois est utilisé depuis des siècles comme combustible pour les radiateurs bracero . Quant aux pays où il existe un excédent de bois forestier, celui-ci peut être transformé en charbon de bois puis utilisé dans certains grands projets comme la production d’électricité. Tout comme le temps de combustion d’une quantité de charbon de bois est plus long que le temps de combustion d’une quantité similaire de bois, le charbon de bois a une valeur calorifique supérieure à celle du bois.
Une forme de charbon de bois appelée charbon actif est utilisée dans les filtres et les masques à gaz pour éliminer les vapeurs toxiques. Il comporte d'innombrables petits trous sur sa surface qui sont idéaux pour piéger les fumées et est fabriqué en permettant au charbon de bois de brûler brièvement avec de l'oxygène à la fin du processus de fabrication du charbon de bois . Le charbon de bois est souvent utilisé comme combustible pour le barbecue et peut être façonné en bâtons pour être utilisé comme matériau de dessin. Étant donné que le charbon actif a une grande capacité d'adsorption, c'est-à-dire qu'il attire les matériaux à sa surface, il peut ainsi éliminer les gaz toxiques et les odeurs désagréables de l'air. C'est pourquoi ce charbon est utilisé dans les systèmes de ventilation des véhicules spatiaux et dans les masques de cuisinières. est également utilisé dans la purification des liquides, comme l’eau des aquariums. L'eau sale de l'évier est passée sur du charbon actif pour éliminer ses saletés, puis elle est renvoyée pure dans l'évier. Elle peut être placée au réfrigérateur si elle a des odeurs désagréables, elle se débarrassera ainsi des odeurs désagréables qui sont présentes dans l'évier. réfrigérateur.
Spécifications d’un bon charbon de bois
De nombreux facteurs déterminent la qualité du charbon produit par n'importe quelle méthode de production, et ces facteurs sont : -
1- La qualité du bois utilisé
Le type de bois a une grande importance pour sa qualité. Depuis l'Antiquité, les agriculteurs égyptiens connaissent cette information. Par exemple, en Egypte et dans les pays arabes, ils préfèrent le charbon de bois produit à partir du bois d'agrumes, comme l'oranger, le goyave, les manguiers et les oliviers, qui sont les meilleurs types pour produire du bon charbon de bois , en raison des composants de cellulose, le composant principal du bois, et des taux variables d'absorption des composants du sol.
2- Pourcentage de carbone
Les températures sont d'une grande importance dans la qualité du charbon produit , et plus les températures dépassent 400 degrés Celsius, plus la qualité du charbon produit est faible , car le carbone, qui est le composant principal du bon charbon , diminue .
3- Pourcentage d'humidité du charbon
C'est également un facteur de qualité du charbon , car plus la teneur en humidité est élevée , plus sa qualité est faible.
4- La quantité de cendres produites et sa couleur
Elle est également déterminée par le composant principal du bois utilisé et la quantité de sels et de composants qui imprègnent la cellulose.
5- Taille du charbon
La fabrication, la manutention et le transport du charbon d'un endroit à un autre entraînent la casse d'un pourcentage important de charbon impropre à l'utilisation. La taille appropriée est également importante.
Effets sur la santé résultant de l'industrie du charbon
Le principal danger pour la santé humaine résulte de l'inhalation des gaz émis par le processus de combustion. Ces gaz provoquent de nombreuses maladies respiratoires qui varient selon le type de gaz inhalé. On sait que les oxydes de soufre entraînent des réactions inflammatoires au niveau des bronches (Emphysème). Tandis que les gaz d’hydrocarbures, comme ceux émis par les pots d’échappement des voitures et les générateurs, conduisent à des maladies cancéreuses. Quant au monoxyde de carbone, il a la capacité de se combiner à l'hémoglobine 200 fois plus que l'oxygène, ce qui entraîne de graves intoxications, des maux de tête, des étourdissements, des nausées et une insuffisance respiratoire. Si la concentration du gaz augmente et que le corps continue à y être exposé, cela entraîne des symptômes chroniques, tels qu'une mauvaise mémoire, un manque de productivité au travail, des troubles du sommeil et du comportement et un taux de cholestérol élevé. Quant au dioxyde de carbone, sa présence dans l'atmosphère à de faibles concentrations peut entraîner une respiration rapide, des maux de tête, une confusion mentale et une paralysie flasque. Cependant, si sa concentration dépasse 5 %, cela entraîne une perte de conscience et la mort. L'oxyde de soufre entraîne également des dommages pour la santé, car ce gaz se transforme en acide sulfurique au contact des surfaces humides des muqueuses, entraînant des infections chroniques et des maladies du système respiratoire. Les oxydes d'azote irritent également les alvéoles des poumons, tandis que l'accumulation de poussière dans celles-ci peut entraîner une fibrose et la mort. Il ressort clairement de ce qui précède que le problème de l' industrie charbonnière réside dans ses effets négatifs sur la santé publique et l'environnement, car elle émet de nombreux gaz tels que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et certains autres déchets qui affectent la richesse agricole et hydrique. . C'est plus dangereux si les zones de production de charbon sont proches des zones résidentielles, car ces gaz et fumées affectent non seulement les travailleurs de la production mais aussi les habitants de toute la zone.