Holzkohle wird seit frühester Zeit für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, einschließlich Kunst und Medizin, aber bei weitem seine wichtigste Verwendung war als metallurgischer Brennstoff. Holzkohle ist der traditionelle Brennstoff einer Schmiede und anderer Anwendungen, bei denen eine intensive Hitze erforderlich ist. Holzkohle wurde historisch auch als Quelle für schwarzes Pigment verwendet, indem es zermahlen wurde. In dieser Form war Holzkohle für frühe Chemiker wichtig und Bestandteil von Formeln für Mischungen wie Schwarzpulver. Aufgrund seiner hohen Oberfläche kann Holzkohle als Filter und als Katalysator oder als Adsorbens verwendet werden.
Metallurgischer Brennstoff
Holzkohle brennt bei Temperaturen über 1.100 Grad Celsius (2.010 Grad Fahrenheit). Im Vergleich dazu liegt der Schmelzpunkt von Eisen bei etwa 1.200 bis 1.550 ° C (2.190 bis 2.820 ° F). Aufgrund seiner Porosität reagiert es empfindlich auf den Luftstrom und die erzeugte Wärme kann durch Steuerung des Luftstroms zum Feuer gemildert werden. Aus diesem Grund wird Holzkohle immer noch häufig von Schmieden verwendet. Holzkohle wird seit der Römerzeit zur Herstellung von Eisen und in der Neuzeit von Stahl verwendet, wo sie auch den notwendigen Kohlenstoff liefert. Holzkohlebriketts können bis zu ungefähr 1.260 ° C (2.300 ° F) mit einem Gebläseofen verbrennen.
Im 16.Jahrhundert musste England Gesetze erlassen, um zu verhindern, dass das Land aufgrund der Eisenproduktion vollständig von Bäumen entblößt wurde. Im 19.Jahrhundert wurde Holzkohle in der Stahlproduktion aus Kostengründen weitgehend durch Koks ersetzt.
Industrieller Brennstoff
Historisch gesehen wurde Holzkohle in großen Mengen zum Schmelzen von Eisen in Bloomeries und später Hochöfen und Schmuckschmieden verwendet. Diese Verwendung wurde im 19.Jahrhundert im Rahmen der industriellen Revolution durch Kohle ersetzt.
Brennstoff zum Kochen und Heizenbearbeiten
Vor der industriellen Revolution wurde gelegentlich Holzkohle als Kochbrennstoff verwendet. Es wird als rauchloser Brennstoff gezählt; das heißt, der Kohlenstoff ist so rein, dass seine Verbrennung wesentlich weniger Luftverschmutzung verursacht als die Verbrennung des ursprünglichen unkarbonisierten organischen Materials. Im 20.Jahrhundert sah die Gesetzgebung für saubere Luft in vielen Gebieten Europas rauchlose Brennstoffe (meist Koks oder Holzkohle) vor. Im 21.Jahrhundert wurde Holzkohle befürwortet, um die Gesundheit von Menschen zu verbessern, die rohe Biomasse zum Kochen und / oder Heizen verbrennen. Moderne „Holzkohlebriketts“, die häufig zum Kochen im Freien verwendet werden, werden mit Holzkohle hergestellt, können aber auch Kohle als Energiequelle sowie Beschleuniger, Bindemittel und Füllstoff enthalten.
Reduktionsmittel
Bestimmte Arten von Holzkohle, wie Holzkohle, werden verwendet, um erhitzte Metalloxide zu ihren jeweiligen Metallen zu reduzieren:
- ZnO + C → Zn + CO
- Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Kohle kann auch verwendet werden, um überhitzten Dampf zu Wasserstoff zu reduzieren (zusammen mit der Bildung von Kohlenmonoxid):
- C + H2O (1000 °C) → H2 + CO (Wassergas)
Synthesegasproduktion, Kraftfahrzeugbearbeiten
Wie viele andere Kohlenstoffquellen kann Holzkohle zur Herstellung verschiedener Synthesegaszusammensetzungen verwendet werden; d. H. Verschiedene CO + H2 + CO2 + N2-Gemische. Das Synthesegas wird typischerweise als Brennstoff, einschließlich Automobilantrieb, oder als chemisches Ausgangsmaterial verwendet.
In Zeiten knapper Erdölvorräte wurden Autos und sogar Busse zur Verbrennung von Holzgas (ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus verdünnendem Luftstickstoff besteht, aber auch brennbare Gase, hauptsächlich Kohlenmonoxid, enthält) umgewandelt, das durch Verbrennen von Holzkohle oder Holz freigesetzt wird Holzgasgenerator. 1931 entwickelte Tang Zhongming ein mit Holzkohle betriebenes Automobil, und diese Autos waren bis in die 1950er Jahre in China und im besetzten Frankreich während des Zweiten Weltkriegs (Gazogènes genannt) beliebt.
Pyrotechnikbearbeiten
Holzkohle wird bei der Herstellung von Schwarzpulver verwendet, das in großem Umfang bei der Herstellung von Feuerwerkskörpern verwendet wird. Es wird normalerweise zu einem feinen Pulver gemahlen, wobei Airfloat die feinste im Handel erhältliche Partikelgröße ist. Wenn es in Schwarzpulverzusammensetzungen verwendet wird, wird es oft mit anderen Bestandteilen kugelgemahlen, so dass sie eng miteinander vermischt werden. Bestimmte Holzkohlen schneiden besser ab, wenn sie zur Herstellung von Schwarzpulver verwendet werden, darunter Fichte, Weide, Paulownia und Weinrebe. Holzkohle erzeugt feine dunkelorange / goldene Funken. Üblicherweise wird Pulver mit einer Maschenweite von 10 bis 325 verwendet, um goldene Funken in pyrotechnischen Zusammensetzungen zu erhalten.
Kosmetische Verwendung von Bambuskohle
Holzkohle ist auch in mehreren kosmetischen Produkten enthalten. Es kann unter anderem aus normalem Bambus hergestellt werden, der in kleine Stücke geschnitten und in Wasser gekocht wird, um lösliche Verbindungen zu entfernen. Rohe Bambuskohle wird nach dem Trocknen und Karbonisieren in einem Ofen bei erhöhter Temperatur erhalten. Die Rolle von Holzkohle in Kosmetika beruht auf ihren hochwirksamen Absorptionseigenschaften im mikroskopischen Maßstab.
Kohlenstoffquellebearbeiten
Holzkohle kann als Kohlenstoffquelle in chemischen Reaktionen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Schwefelkohlenstoff durch Reaktion von Schwefeldämpfen mit heißer Holzkohle. In diesem Fall sollte das Holz bei hoher Temperatur verkohlt werden, um die Restmengen an Wasserstoff und Sauerstoff zu reduzieren, die zu Nebenreaktionen führen.
Reinigung und filtrationbearbeiten
Holzkohle kann aktiviert werden, um ihre Wirksamkeit als Filter zu erhöhen. Aktivkohle adsorbiert leicht eine Vielzahl von organischen Verbindungen, die in Gasen und Flüssigkeiten gelöst oder suspendiert sind. Bei bestimmten industriellen Prozessen, wie der Reinigung von Saccharose aus Rohrzucker, verursachen Verunreinigungen eine unerwünschte Farbe, die mit Aktivkohle entfernt werden kann charcoal.It wird auch verwendet, um Gerüche und Giftstoffe in Gasen wie Luft zu absorbieren. Kohlefilter werden auch in einigen Arten von Gasmasken verwendet. Die medizinische Verwendung von Aktivkohle ist hauptsächlich die Absorption von Giften. Aktivkohle ist ohne Rezept erhältlich und wird daher für eine Vielzahl von gesundheitsbezogenen Anwendungen verwendet. Zum Beispiel wird es oft verwendet, um Beschwerden und Verlegenheit aufgrund von übermäßigem Gas (Blähungen) im Verdauungstrakt zu reduzieren.
Tierkohle oder Knochenschwarz ist der kohlenstoffhaltige Rückstand, der durch die trockene Destillation von Knochen erhalten wird. Es enthält nur etwa 10% Kohlenstoff, der Rest sind Calcium- und Magnesiumphosphate (80%) und anderes anorganisches Material, das ursprünglich in den Knochen vorhanden war. Es wird im Allgemeinen aus den Rückständen hergestellt, die in der Leim- und Gelatineindustrie anfallen. Seine entfärbende Kraft wurde 1812 von Derosne auf die Klärung der bei der Zuckerraffination erhaltenen Sirupe angewendet; aber seine Verwendung in dieser Richtung hat jetzt stark abgenommen, aufgrund der Einführung von aktiveren und leicht handhabbaren Reagenzien. Es wird immer noch in gewissem Maße in der Laborpraxis verwendet. Die Entfärbungskraft ist nicht dauerhaft und geht nach einiger Zeit verloren. es kann jedoch durch Waschen und Aufwärmen wiederbelebt werden. Holzkohle entfernt in gewissem Maße auch Farbstoff aus Lösungen, aber Tierkohle ist im Allgemeinen wirksamer.
ArtEdit
Kohle wird in der Kunst zum Zeichnen verwendet, macht grobe Skizzen in der Malerei und ist eines der möglichen Medien für die Herstellung eines Parsemage. Es muss normalerweise durch die Anwendung eines Fixiermittels konserviert werden. Künstler verwenden Holzkohle im Allgemeinen in drei Formen:
- Weinkohle entsteht durch Verbrennen von Weinreben.
- Weidenkohle wird durch Verbrennen von Stöcken erzeugt.
- Pulverisierte Holzkohle wird oft verwendet, um große Teile einer Zeichenfläche zu „tonen“ oder zu bedecken. Das Zeichnen über die getönten Bereiche verdunkelt es weiter, aber der Künstler kann auch innerhalb des getönten Bereichs aufhellen (oder vollständig löschen), um hellere Töne zu erzeugen.
- Komprimierte Holzkohle Holzkohlepulver gemischt mit Gummibinder zu runden oder quadratischen Stäbchen komprimiert. Die Menge an Bindemittel bestimmt die Härte des Stiftes. Komprimierte Holzkohle wird in Kohlestiften verwendet.
Gartenbaubearbeiten
Eine zusätzliche Verwendung von Holzkohle wurde kürzlich für den Gartenbau wiederentdeckt. Obwohl amerikanische Gärtner seit kurzer Zeit Holzkohle verwenden, hat die Forschung an Terra Preta-Böden in Amazonien die weit verbreitete Verwendung von Holzkohle entdeckt, die durch Pyrolyse in Abwesenheit von Sauerstoff, d. H. Biokohle, von präkolumbianischen Ureinwohnern hergestellt wird, um unproduktiven Boden in kohlenstoffreichen Boden zu verwandeln. Die Technik kann moderne Anwendung finden, sowohl zur Verbesserung der Böden als auch als Mittel zur Kohlenstoffsequestrierung.
Tierhaltungbearbeiten
Holzkohle wird mit Futter gemischt, der Einstreu zugesetzt oder bei der Behandlung der Gülle verwendet. Geflügel profitiert von der Verwendung von Holzkohle auf diese Weise.Die Besorgnis, dass Aktivkohle skrupellos verwendet werden könnte, damit Nutztiere minderwertige Futtermittel vertragen können, die mit Aflatoxinen kontaminiert sind, führte dazu, dass die Association of American Feed Control Officials sie 2012 von der Verwendung in kommerziellen Tierfuttermitteln verbot.
MedizinBearbeiten
Holzkohle wurde in der Vergangenheit als Nahrungsergänzungsmittel bei Magenproblemen in Form von Holzkohlekeksen konsumiert. Jetzt kann es in Tabletten-, Kapsel- oder Pulverform für verdauungsfördernde Wirkungen konsumiert werden. Die Forschung zu seiner Wirksamkeit ist umstritten.
Holzkohle wurde in Kombination mit Saccharin in der Forschung verwendet, um die mukoziliäre Transportzeit zu messen.
Holzkohle wurde auch in Zahnpastaformeln eingearbeitet; Es gibt jedoch keine Beweise für seine Sicherheit und Wirksamkeit.
Rote Colobusaffen in Afrika wurden beobachtet, wie sie Holzkohle zur Selbstmedikation verzehrten. Ihre Blattdiäten enthalten einen hohen Cyanidgehalt, der zu Verdauungsstörungen führen kann. So lernten sie, Holzkohle zu konsumieren, die das Zyanid absorbiert und Verdauungsstörungen lindert. Dieses Wissen über die Ergänzung ihrer Ernährung wird von der Mutter auf das Kind übertragen.
