Węgiel drzewny był używany od najdawniejszych czasów do wielu celów, w tym sztuki i medycyny, ale zdecydowanie jego najważniejszym zastosowaniem było jako paliwo hutnicze. Węgiel drzewny jest tradycyjnym paliwem kuźni Kowalskiej i innych zastosowań, w których wymagane jest intensywne ciepło. Węgiel drzewny był również używany historycznie jako źródło czarnego pigmentu poprzez mielenie go. W tej postaci węgiel drzewny był ważny dla wczesnych chemików i był składnikiem formuł mieszanek, takich jak czarny proszek. Ze względu na dużą powierzchnię węgiel może być stosowany jako filtr, katalizator lub adsorbent.
paliwo Metalurgiczneedit
Węgiel drzewny spala się w temperaturach przekraczających 1100 stopni Celsjusza (2010 stopni Fahrenheita). Dla porównania temperatura topnienia żelaza wynosi około 1200-1550 °c (2190-2820 °f). Ze względu na swoją porowatość jest wrażliwy na przepływ powietrza, a wytwarzane ciepło może być moderowane poprzez sterowanie przepływem powietrza do ognia. Z tego powodu węgiel drzewny jest nadal szeroko stosowany przez kowali. Węgiel drzewny był używany do produkcji żelaza od czasów rzymskich i stali w czasach nowożytnych, gdzie dostarczał również niezbędnego węgla. Brykiety z węgla drzewnego mogą palić się do około 1260 °c (2300 °F) za pomocą wymuszonej dmuchawy.
w XVI wieku Anglia musiała uchwalić prawo, które zapobiegło całkowitemu obumarciu drzew z powodu produkcji żelaza. W XIX wieku węgiel drzewny został w dużej mierze zastąpiony przez koks w produkcji stali ze względu na koszty.
paliwo Przemysłoweedit
historycznie węgiel drzewny był używany w dużych ilościach do wytapiania żelaza w hutach, a później wielkich piecach i kuźni. Wykorzystanie to zostało zastąpione węglem w XIX wieku w ramach rewolucji przemysłowej.
paliwo do gotowania i podgrzewaniaedit
przed rewolucją przemysłową węgiel drzewny był okazjonalnie używany jako paliwo do gotowania. Jest on liczony jako paliwo bezdymne; oznacza to, że węgiel jest na tyle czysty, że spalanie go powoduje znacznie mniejsze zanieczyszczenie powietrza niż spalanie oryginalnego niewęglonego materiału organicznego. W XX wieku przepisy dotyczące czystego powietrza nakazywały stosowanie paliw bezdymnych (głównie koksu lub węgla drzewnego) w wielu obszarach Europy. W XXI wieku węgiel drzewny był zalecany jako sposób na poprawę zdrowia ludzi spalających surową biomasę do gotowania i/lub ogrzewania. Nowoczesne „brykiety węglowe”, szeroko stosowane do gotowania na świeżym powietrzu, są wykonane z węgla drzewnego, ale mogą również zawierać węgiel jako źródło energii, a także przyspieszacze, spoiwa i wypełniacz.
czynnik Redukcyjnyedytuj
niektóre rodzaje węgla drzewnego, takie jak węgiel drzewny, są używane do redukcji ogrzanych tlenków metali do odpowiednich metali:
- ZnO + C → ZN + CO
- Fe2O3 + 3C → 2FE + 3CO
Węgiel drzewny może być również stosowany do redukcji podgrzanej pary do wodoru (wraz z tworzeniem tlenku węgla):
- C + H2O (1000 °C) → H2 + co (Gaz Wodny)
Produkcja gazu syntezowego, paliwo samochodoweedit
podobnie jak wiele innych źródeł węgla, węgiel drzewny może być używany do produkcji różnych kompozycji gazu syntezowego; tj. różnych mieszanin co + H2 + CO2 + N2. Gaz syntezowy jest zwykle używany jako paliwo, w tym napęd samochodowy, lub jako surowiec chemiczny.
w czasach rzadkiej ropy naftowej, samochody, a nawet autobusy zostały przekształcone w spalanie gazu drzewnego (mieszanina gazów składająca się głównie z rozcieńczonego azotu atmosferycznego, ale także zawierająca gazy palne, głównie tlenek węgla) uwalniana przez spalanie węgla drzewnego lub drewna w generatorze gazu drzewnego. W 1931 roku Tang Zhongming opracował samochód napędzany węglem drzewnym, a samochody te były popularne w Chinach do lat 50. i w okupowanej Francji podczas II Wojny Światowej (pod nazwą gazogènes).
Pirotechnika
Węgiel drzewny jest wykorzystywany do produkcji czarnego proszku, który jest szeroko stosowany w produkcji fajerwerków. Zwykle jest mielony na drobny proszek, a klasa powierzchni jest najdrobniejszym rozmiarem cząstek dostępnym na rynku. W przypadku stosowania w kompozycjach czarnego proszku często jest on mielony kulkowo z innymi składnikami,dzięki czemu są one ściśle mieszane. Niektóre węgle lepiej sprawdzają się przy wytwarzaniu czarnego proszku, należą do nich między innymi świerk, wierzba, paulownia i winorośl. Węgiel drzewny wytwarza drobne, ciemnopomarańczowe / złote iskry. Zwykle proszek o rozmiarze oczek od 10 do 325 jest używany do uzyskania ulewnych iskier w kompozycjach pirotechnicznych.
kosmetyczne zastosowanie węgla drzewnego bambusowegoedit
Węgiel drzewny jest również stosowany w wielu produktach kosmetycznych. Może być wytwarzany m.in. ze zwykłego bambusa pokrojonego na małe kawałki i gotowanego w wodzie w celu usunięcia rozpuszczalnych związków. Surowy węgiel bambusowy otrzymuje się po suszeniu i karbonizacji w piecu w podwyższonej temperaturze. Rola węgla drzewnego w kosmetyce opiera się na jego wysoce skutecznych właściwościach absorbujących w skali mikroskopowej.
źródło Węglaedit
węgiel może być używany jako źródło węgla w reakcjach chemicznych. Jednym z przykładów jest produkcja dwusiarczku węgla w reakcji par siarki z gorącym węglem. W takim przypadku drewno należy zwęglać w wysokiej temperaturze, aby zmniejszyć pozostałości wodoru i tlenu, które prowadzą do reakcji ubocznych.
Oczyszczanie i filtracjeedit
Węgiel drzewny może być aktywowany w celu zwiększenia jego skuteczności jako filtr. Węgiel aktywowany łatwo adsorbuje szeroką gamę związków organicznych rozpuszczonych lub zawieszonych w gazach i cieczach. W niektórych procesach przemysłowych, takich jak oczyszczanie sacharozy z cukru trzcinowego, zanieczyszczenia powodują niepożądany kolor, który można usunąć za pomocą aktywacji charcoal.It jest również stosowany do pochłaniania zapachów i toksyn w gazach, takich jak powietrze. Filtry węglowe są również stosowane w niektórych rodzajach masek przeciwgazowych. Medyczne zastosowanie węgla aktywowanego to głównie wchłanianie trucizn. Węgiel aktywowany jest dostępny bez recepty, więc jest używany do różnych zastosowań związanych ze zdrowiem. Na przykład, jest często stosowany w celu zmniejszenia dyskomfortu i zakłopotania z powodu nadmiernego gazu (wzdęcia) w przewodzie pokarmowym.
węgiel zwierzęcy lub czerń kostna to pozostałość węglowa otrzymywana przez suchą destylację kości. Zawiera tylko około 10% węgla, Pozostałe to fosforany wapnia i magnezu (80%) oraz inny materiał nieorganiczny pierwotnie obecny w kościach. Jest na ogół wytwarzany z pozostałości uzyskanych w przemyśle kleju i żelatyny. Jego odbarwiająca moc została zastosowana w 1812 roku przez Derosne do klarowania syropów uzyskiwanych w rafinacji cukru; ale jego zastosowanie w tym kierunku znacznie się zmniejszyło, dzięki wprowadzeniu bardziej aktywnych i łatwo zarządzanych odczynników. Jest nadal w pewnym stopniu stosowany w praktyce laboratoryjnej. Moc odbarwiania nie jest stała, traci się po użyciu przez jakiś czas; może jednak zostać ożywiona przez mycie i podgrzewanie. Węgiel drzewny również w pewnym stopniu usuwa materiał barwiący z roztworów, ale węgiel zwierzęcy jest ogólnie bardziej skuteczny.
ArtEdit
węgiel drzewny jest używany w sztuce do rysowania, tworzenia szorstkich szkiców w malarstwie i jest jednym z możliwych mediów do tworzenia parsemage. Zwykle musi być zachowany przez zastosowanie utrwalacza. Artyści na ogół wykorzystują węgiel drzewny w trzech formach:
- węgiel drzewny jest tworzony przez spalanie winorośli.
- węgiel wierzbowy powstaje przez wypalanie patyczków.
- sproszkowany węgiel drzewny jest często używany do „tonowania” lub pokrywania dużych odcinków powierzchni rysunkowej. Rysowanie po stonowanych obszarach przyciemnia je dalej, ale artysta może również rozjaśnić (lub całkowicie wymazać) w obrębie stonowanego obszaru, tworząc jaśniejsze Tony.
- sprasowany węgiel drzewny proszek zmieszany ze spoiwem gumowym skompresowany w okrągłe lub kwadratowe pałeczki. Ilość spoiwa określa twardość kija. Skompresowany węgiel drzewny jest używany w ołówkach węglowych.
Ogrodnictwaedytuj
niedawno odkryto dodatkowe zastosowanie węgla drzewnego w ogrodnictwie. Chociaż Amerykańscy ogrodnicy używali węgla drzewnego przez krótki czas, badania na glebach Terra preta w Amazonii odkryły powszechne zastosowanie węgla drzewnego wytwarzanego przez pirolizę przy braku tlenu, tj. biocharu, przez prekolumbijskich tubylców w celu poprawy nieproduktywnej gleby w glebę bogatą w węgiel. Technika ta może znaleźć nowoczesne zastosowanie, zarówno w celu poprawy gleby, jak i jako środek sekwestracji węgla.
hodowla zwierzęcaedytuj
Węgiel drzewny miesza się z paszą, dodaje do ściółki lub stosuje się do obróbki obornika. Drób korzysta z węgla drzewnego w ten sposób.
obawa, że węgiel aktywowany może być stosowany bez skrupułów, aby umożliwić zwierzętom tolerowanie niskiej jakości paszy zanieczyszczonej aflatoksynami, spowodowała, że Stowarzyszenie amerykańskich urzędników kontroli pasz zakazało go w 2012 r.stosowania w komercyjnych paszach dla zwierząt gospodarskich.
MedicineEdit
węgiel był spożywany w przeszłości jako suplement diety na problemy żołądkowe w postaci herbatników węglowych. Teraz Można go spożywać w postaci tabletek, kapsułek lub proszku, w celu uzyskania efektów trawiennych. Badania dotyczące jego skuteczności są kontrowersyjne.
Węgiel drzewny został użyty w połączeniu z sacharyną w badaniach do pomiaru czasu transportu śluzowo-żółciowego.
Węgiel drzewny został również włączony do formuł pasty do zębów; jednak nie ma dowodów na to, aby określić jego bezpieczeństwo i skuteczność.
w Afryce zaobserwowano, że małpy colobus jedzą węgiel drzewny w celu samoleczenia. Ich dieta liściasta zawiera wysoki poziom cyjanku, co może prowadzić do niestrawności. Nauczyli się więc spożywać węgiel drzewny, który pochłania cyjanek i łagodzi niestrawność. Ta wiedza na temat suplementacji diety jest przekazywana z matki na niemowlę.
