Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés à de nombreuses fins, y compris l’art et la médecine, mais de loin son utilisation la plus importante a été combustible métallurgique. Le charbon de bois est le combustible traditionnel d’une forge de forgeron et d’autres applications nécessitant une chaleur intense. Le charbon de bois était également utilisé historiquement comme source de pigment noir en le broyant. Sous cette forme, le charbon de bois était important pour les premiers chimistes et était un constituant de formules pour des mélanges tels que la poudre noire. En raison de sa surface élevée, le charbon de bois peut être utilisé comme filtre, comme catalyseur ou comme adsorbant.
Combustible métallurgiquemodifier
Le charbon de bois brûle à des températures supérieures à 1 100 degrés Celsius (2 010 degrés Fahrenheit). Par comparaison, le point de fusion du fer est d’environ 1 200 à 1 550 ° C (2 190 à 2 820 ° F). En raison de sa porosité, il est sensible au flux d’air et la chaleur générée peut être modérée en contrôlant le flux d’air vers le feu. Pour cette raison, le charbon de bois est encore largement utilisé par les forgerons. Le charbon de bois a été utilisé pour la production de fer depuis l’époque romaine et d’acier à l’époque moderne où il fournissait également le carbone nécessaire. Les briquettes de charbon de bois peuvent brûler jusqu’à environ 1 260 ° C (2 300 ° F) avec une forge soufflante à air forcé.
Au 16ème siècle, l’Angleterre a dû adopter des lois pour empêcher le pays de devenir complètement dénudé d’arbres en raison de la production de fer. Au 19ème siècle, le charbon de bois a été largement remplacé par du coke dans la production d’acier en raison de son coût.
Combustible industrielmodifier
Historiquement, le charbon de bois était utilisé en grande quantité pour la fusion du fer dans les bloomeries et plus tard dans les hauts fourneaux et les forges de parure. Cette utilisation a été remplacée par le charbon au 19ème siècle dans le cadre de la Révolution industrielle.
Combustible de cuisson et de chauffagemodifier
Avant la Révolution industrielle, le charbon de bois était occasionnellement utilisé comme combustible de cuisson. Il est considéré comme un combustible sans fumée; c’est-à-dire que le carbone est suffisamment pur pour que sa combustion entraîne une pollution atmosphérique nettement moindre que ne le ferait la combustion de la matière organique non carbonisée d’origine. Au 20ème siècle, la législation sur la qualité de l’air a imposé des combustibles sans fumée (principalement du coke ou du charbon de bois) dans de nombreuses régions d’Europe. Au 21ème siècle, le charbon de bois a été préconisé comme un moyen d’améliorer la santé des personnes brûlant de la biomasse brute pour la cuisson et / ou le chauffage. Les « briquettes de charbon de bois » modernes, largement utilisées pour la cuisson en plein air, sont fabriquées avec du charbon de bois, mais peuvent également inclure du charbon comme source d’énergie ainsi que des accélérants, des liants et des charges.
Agent réducteurmodifier
Certains types de charbon de bois, tels que le charbon de bois, sont utilisés pour réduire les oxydes métalliques chauffés en leurs métaux respectifs:
- ZnO + C → Zn + CO
- Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
Le charbon de bois peut également être utilisé pour réduire la vapeur surchauffée en hydrogène (ainsi que la formation de monoxyde de carbone):
- C + H2O (1000 ° C) → H2 + CO (Gaz de l’eau)
Production de gaz de synthèse, carburant automotive
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Comme beaucoup d’autres sources de carbone, le charbon de bois peut être utilisé pour la production de diverses compositions de gaz de synthèse; c’est-à-dire divers mélanges CO + H2 + CO2 + N2. Le gaz de synthèse est généralement utilisé comme carburant, y compris la propulsion automobile, ou comme charge d’alimentation chimique.
En période de pénurie de pétrole, les automobiles et même les autobus ont été convertis pour brûler du gaz de bois (un mélange gazeux consistant principalement à diluer l’azote atmosphérique, mais contenant également des gaz combustibles, principalement du monoxyde de carbone) libérés par la combustion de charbon de bois ou de bois dans un générateur de gaz de bois. En 1931, Tang Zhongming a développé une automobile alimentée au charbon de bois, et ces voitures ont été populaires en Chine jusque dans les années 1950 et en France occupée pendant la Seconde Guerre mondiale (appelées gazogènes).
Pyrotechniquemodifier
Le charbon de bois est utilisé dans la production de poudre noire, qui est largement utilisée dans la production de feux d’artifice. Il est généralement broyé en une poudre fine, la qualité airfloat étant la granulométrie la plus fine disponible dans le commerce. Lorsqu’il est utilisé dans des compositions de poudre noire, il est souvent broyé en boule avec d’autres ingrédients afin qu’ils soient intimement mélangés. Certains charbons de bois fonctionnent mieux lorsqu’ils sont utilisés pour fabriquer de la poudre noire, notamment l’épinette, le saule, le paulownia et la vigne, entre autres. Le charbon de bois produit de fines étincelles orange foncé / dorées. Habituellement, une poudre d’une grosseur de maille de 10 à 325 est utilisée pour obtenir des averses d’étincelles dorées dans des compositions pyrotechniques.
Utilisation cosmétique du charbon de bambou
Le charbon de bois est également incorporé dans de nombreux produits cosmétiques. Il peut être produit à partir de bambou ordinaire coupé en petits morceaux et bouilli dans de l’eau pour éliminer les composés solubles. Le charbon de bambou brut est obtenu après séchage et carbonisation dans un four à température élevée. Le rôle du charbon de bois dans les cosmétiques repose sur ses propriétés absorbantes très efficaces à l’échelle microscopique.
Source de carbonEdit
Le charbon de bois peut être utilisé comme source de carbone dans les réactions chimiques. Un exemple de ceci est la production de disulfure de carbone par réaction de vapeurs de soufre avec du charbon chaud. Dans ce cas, le bois doit être carbonisé à haute température pour réduire les quantités résiduelles d’hydrogène et d’oxygène qui entraînent des réactions secondaires.
Purification et filtration
Charbon actif
Charbon de bois pour la déshumidification et la purification de l’air dans la salle de bain.
Le charbon de bois peut être activé pour augmenter son efficacité en tant que filtre. Le charbon actif adsorbe facilement une large gamme de composés organiques dissous ou en suspension dans les gaz et les liquides. Dans certains procédés industriels, tels que la purification du saccharose à partir de sucre de canne, les impuretés provoquent une couleur indésirable, qui peut être éliminée avec activé charcoal.It est également utilisé pour absorber les odeurs et les toxines dans les gaz, tels que l’air. Les filtres à charbon sont également utilisés dans certains types de masques à gaz. L’utilisation médicale du charbon actif est principalement l’absorption de poisons. Le charbon actif est disponible sans ordonnance, il est donc utilisé pour diverses applications liées à la santé. Par exemple, il est souvent utilisé pour réduire l’inconfort et l’embarras dus à un excès de gaz (flatulences) dans le tube digestif.
Le charbon animal ou noir d’os est le résidu carboné obtenu par distillation sèche des os. Il ne contient qu’environ 10% de carbone, le reste étant des phosphates de calcium et de magnésium (80%) et d’autres matériaux inorganiques présents à l’origine dans les os. Il est généralement fabriqué à partir des résidus obtenus dans les industries de la colle et de la gélatine. Son pouvoir décolorant a été appliqué en 1812 par Derosne à la clarification des sirops obtenus dans le raffinage du sucre; mais son utilisation dans ce sens a maintenant fortement diminué, en raison de l’introduction de réactifs plus actifs et plus faciles à gérer. Il est encore utilisé dans une certaine mesure dans la pratique de laboratoire. Le pouvoir décolorant n’est pas permanent, se perdant après un certain temps d’utilisation; il peut cependant être ravivé par lavage et réchauffage. Le charbon de bois élimine également dans une certaine mesure les matières colorantes des solutions, mais le charbon de bois animal est généralement plus efficace.
ArtEdit
Quatre bâtonnets de charbon de vigne et quatre bâtonnets de charbon de bois comprimé
Deux crayons au fusain dans des gaines en papier qui sont déballés au fur et à mesure de l’utilisation du crayon, et deux crayons au fusain dans des gaines en bois
Article principal: Fusain (art)
Le fusain est utilisé dans l’art pour dessiner, faire des croquis approximatifs en peinture et est l’un des supports possibles pour faire une parcimonieuse. Il doit généralement être conservé par l’application d’un fixateur. Les artistes utilisent généralement le charbon de bois sous trois formes:
- Le charbon de vigne est créé en brûlant des vignes.
- Le charbon de saule est créé en brûlant des bâtons.
- Le charbon de bois en poudre est souvent utilisé pour « tonifier » ou couvrir de grandes sections d’une surface de dessin. Dessiner sur les zones tonifiées l’assombrit davantage, mais l’artiste peut également éclaircir (ou effacer complètement) dans la zone tonifiée pour créer des tons plus clairs.
- Poudre de charbon de bois comprimé mélangée à un liant de gomme comprimé en bâtonnets ronds ou carrés. La quantité de liant détermine la dureté du bâton. Le charbon de bois comprimé est utilisé dans les crayons à charbon.
Horticulturedit
Article principal:Biochar
Une utilisation supplémentaire du charbon de bois a été redécouverte récemment pour l’horticulture. Bien que les jardiniers américains utilisent le charbon de bois depuis peu de temps, des recherches sur les sols de Terra preta en Amazonie ont découvert l’utilisation généralisée du charbon de bois produit par pyrolyse en l’absence d’oxygène, c’est-à-dire de biochar, par les indigènes précolombiens pour améliorer les sols improductifs en un sol riche en carbone. La technique peut trouver une application moderne, à la fois pour améliorer les sols et comme moyen de séquestration du carbone.
Élevage
Le charbon de bois est mélangé aux aliments pour animaux, ajouté à la litière ou utilisé dans le traitement du fumier. La volaille bénéficie de l’utilisation du charbon de bois de cette manière.
Le fait que le charbon actif puisse être utilisé sans scrupules pour permettre au bétail de tolérer des aliments de mauvaise qualité contaminés par des aflatoxines a conduit l’Association des responsables américains du contrôle des aliments pour animaux à interdire son utilisation dans les aliments du bétail commerciaux en 2012.
Medicineeedit
Voir aussi: Charbon actif (médicament)
Le charbon de bois a été consommé dans le passé comme complément alimentaire pour les problèmes gastriques sous forme de biscuits au charbon de bois. Maintenant, il peut être consommé sous forme de comprimé, de capsule ou de poudre, pour des effets digestifs. La recherche sur son efficacité est controversée.
Le charbon de bois a été utilisé en association avec la saccharine dans la recherche pour mesurer le temps de transport mucociliaire.
Le charbon de bois a également été incorporé dans les formules de dentifrice; cependant, il n’existe aucune preuve permettant de déterminer son innocuité et son efficacité.
Des singes colobes rouges en Afrique ont été observés en train de manger du charbon de bois à des fins d’automédication. Leurs régimes feuillus contiennent des niveaux élevés de cyanure, ce qui peut entraîner une indigestion. Ils ont donc appris à consommer du charbon de bois, qui absorbe le cyanure et soulage l’indigestion. Cette connaissance de compléter leur alimentation est transmise de la mère au nourrisson.
Comme beaucoup d’autres sources de carbone, le charbon de bois peut être utilisé pour la production de diverses compositions de gaz de synthèse; c’est-à-dire divers mélanges CO + H2 + CO2 + N2. Le gaz de synthèse est généralement utilisé comme carburant, y compris la propulsion automobile, ou comme charge d’alimentation chimique.
En période de pénurie de pétrole, les automobiles et même les autobus ont été convertis pour brûler du gaz de bois (un mélange gazeux consistant principalement à diluer l’azote atmosphérique, mais contenant également des gaz combustibles, principalement du monoxyde de carbone) libérés par la combustion de charbon de bois ou de bois dans un générateur de gaz de bois. En 1931, Tang Zhongming a développé une automobile alimentée au charbon de bois, et ces voitures ont été populaires en Chine jusque dans les années 1950 et en France occupée pendant la Seconde Guerre mondiale (appelées gazogènes).
Pyrotechniquemodifier
Le charbon de bois est utilisé dans la production de poudre noire, qui est largement utilisée dans la production de feux d’artifice. Il est généralement broyé en une poudre fine, la qualité airfloat étant la granulométrie la plus fine disponible dans le commerce. Lorsqu’il est utilisé dans des compositions de poudre noire, il est souvent broyé en boule avec d’autres ingrédients afin qu’ils soient intimement mélangés. Certains charbons de bois fonctionnent mieux lorsqu’ils sont utilisés pour fabriquer de la poudre noire, notamment l’épinette, le saule, le paulownia et la vigne, entre autres. Le charbon de bois produit de fines étincelles orange foncé / dorées. Habituellement, une poudre d’une grosseur de maille de 10 à 325 est utilisée pour obtenir des averses d’étincelles dorées dans des compositions pyrotechniques.
Utilisation cosmétique du charbon de bambou
Le charbon de bois est également incorporé dans de nombreux produits cosmétiques. Il peut être produit à partir de bambou ordinaire coupé en petits morceaux et bouilli dans de l’eau pour éliminer les composés solubles. Le charbon de bambou brut est obtenu après séchage et carbonisation dans un four à température élevée. Le rôle du charbon de bois dans les cosmétiques repose sur ses propriétés absorbantes très efficaces à l’échelle microscopique.
Source de carbonEdit
Le charbon de bois peut être utilisé comme source de carbone dans les réactions chimiques. Un exemple de ceci est la production de disulfure de carbone par réaction de vapeurs de soufre avec du charbon chaud. Dans ce cas, le bois doit être carbonisé à haute température pour réduire les quantités résiduelles d’hydrogène et d’oxygène qui entraînent des réactions secondaires.
Purification et filtration
Le charbon de bois peut être activé pour augmenter son efficacité en tant que filtre. Le charbon actif adsorbe facilement une large gamme de composés organiques dissous ou en suspension dans les gaz et les liquides. Dans certains procédés industriels, tels que la purification du saccharose à partir de sucre de canne, les impuretés provoquent une couleur indésirable, qui peut être éliminée avec activé charcoal.It est également utilisé pour absorber les odeurs et les toxines dans les gaz, tels que l’air. Les filtres à charbon sont également utilisés dans certains types de masques à gaz. L’utilisation médicale du charbon actif est principalement l’absorption de poisons. Le charbon actif est disponible sans ordonnance, il est donc utilisé pour diverses applications liées à la santé. Par exemple, il est souvent utilisé pour réduire l’inconfort et l’embarras dus à un excès de gaz (flatulences) dans le tube digestif.
Le charbon animal ou noir d’os est le résidu carboné obtenu par distillation sèche des os. Il ne contient qu’environ 10% de carbone, le reste étant des phosphates de calcium et de magnésium (80%) et d’autres matériaux inorganiques présents à l’origine dans les os. Il est généralement fabriqué à partir des résidus obtenus dans les industries de la colle et de la gélatine. Son pouvoir décolorant a été appliqué en 1812 par Derosne à la clarification des sirops obtenus dans le raffinage du sucre; mais son utilisation dans ce sens a maintenant fortement diminué, en raison de l’introduction de réactifs plus actifs et plus faciles à gérer. Il est encore utilisé dans une certaine mesure dans la pratique de laboratoire. Le pouvoir décolorant n’est pas permanent, se perdant après un certain temps d’utilisation; il peut cependant être ravivé par lavage et réchauffage. Le charbon de bois élimine également dans une certaine mesure les matières colorantes des solutions, mais le charbon de bois animal est généralement plus efficace.
ArtEdit
Le fusain est utilisé dans l’art pour dessiner, faire des croquis approximatifs en peinture et est l’un des supports possibles pour faire une parcimonieuse. Il doit généralement être conservé par l’application d’un fixateur. Les artistes utilisent généralement le charbon de bois sous trois formes:
- Le charbon de vigne est créé en brûlant des vignes.
- Le charbon de saule est créé en brûlant des bâtons.
- Le charbon de bois en poudre est souvent utilisé pour « tonifier » ou couvrir de grandes sections d’une surface de dessin. Dessiner sur les zones tonifiées l’assombrit davantage, mais l’artiste peut également éclaircir (ou effacer complètement) dans la zone tonifiée pour créer des tons plus clairs.
- Poudre de charbon de bois comprimé mélangée à un liant de gomme comprimé en bâtonnets ronds ou carrés. La quantité de liant détermine la dureté du bâton. Le charbon de bois comprimé est utilisé dans les crayons à charbon.
Horticulturedit
Une utilisation supplémentaire du charbon de bois a été redécouverte récemment pour l’horticulture. Bien que les jardiniers américains utilisent le charbon de bois depuis peu de temps, des recherches sur les sols de Terra preta en Amazonie ont découvert l’utilisation généralisée du charbon de bois produit par pyrolyse en l’absence d’oxygène, c’est-à-dire de biochar, par les indigènes précolombiens pour améliorer les sols improductifs en un sol riche en carbone. La technique peut trouver une application moderne, à la fois pour améliorer les sols et comme moyen de séquestration du carbone.
Élevage
Le charbon de bois est mélangé aux aliments pour animaux, ajouté à la litière ou utilisé dans le traitement du fumier. La volaille bénéficie de l’utilisation du charbon de bois de cette manière.
Le fait que le charbon actif puisse être utilisé sans scrupules pour permettre au bétail de tolérer des aliments de mauvaise qualité contaminés par des aflatoxines a conduit l’Association des responsables américains du contrôle des aliments pour animaux à interdire son utilisation dans les aliments du bétail commerciaux en 2012.
Medicineeedit
Le charbon de bois a été consommé dans le passé comme complément alimentaire pour les problèmes gastriques sous forme de biscuits au charbon de bois. Maintenant, il peut être consommé sous forme de comprimé, de capsule ou de poudre, pour des effets digestifs. La recherche sur son efficacité est controversée.
Le charbon de bois a été utilisé en association avec la saccharine dans la recherche pour mesurer le temps de transport mucociliaire.
Le charbon de bois a également été incorporé dans les formules de dentifrice; cependant, il n’existe aucune preuve permettant de déterminer son innocuité et son efficacité.
Des singes colobes rouges en Afrique ont été observés en train de manger du charbon de bois à des fins d’automédication. Leurs régimes feuillus contiennent des niveaux élevés de cyanure, ce qui peut entraîner une indigestion. Ils ont donc appris à consommer du charbon de bois, qui absorbe le cyanure et soulage l’indigestion. Cette connaissance de compléter leur alimentation est transmise de la mère au nourrisson.
