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木材、木屑、樹根、果核和果殼等木質(zhì)材料的炭化，是把它放在炭化設(shè)備內(nèi)加熱，進行熱分解。在熱解過程，發(fā)生一系列復(fù)雜化學反應(yīng)，產(chǎn)生很多新生產(chǎn)物，木質(zhì)材料發(fā)生了變化。
根據(jù)熱分解過程的溫度變化和生成產(chǎn)物的情況等特征，炭化過程大體上可分為如下四個階段。
1. 干燥階段       
這個階段的溫度在20—150攝氏度，熱解速度非常緩慢，主要是木材中所含水分依靠外部供給的熱量進行蒸發(fā)，木質(zhì)材料的化學組成幾乎沒有變化。
2. 預(yù)炭化階段
這個階段的溫度為50—275攝氏度，木質(zhì)材料熱分解反應(yīng)比較明顯，木質(zhì)材料化學組成開始發(fā)生變化，其中不穩(wěn)定的組分，如半纖維素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質(zhì)。
以上兩個階段都要外界供給熱量來保證熱解溫度的上升，所以又稱為吸熱分解階段。
3. 炭化階段
這個階段的溫度為75—400攝氏度，在這個階段中，木質(zhì)材料急劇地進行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物。生成的液體產(chǎn)物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的氣體產(chǎn)物中二氧化碳含量逐漸減少，而甲烷、乙烯等可燃性氣體逐漸增多。這一階段放出大量反應(yīng)熱，所以又稱為放熱反應(yīng)階段。
4. 煅燒階段
溫度上升450—500攝氏度，這個階段依靠外部供給熱量進行木炭的煅燒，排出殘留在木炭中的揮發(fā)性物質(zhì)，提高木炭的固定碳含量。這時生成液體產(chǎn)物已經(jīng)很少。
應(yīng)當指出，實際上這四個階段的界限難以明確劃分，由于炭化設(shè)備各個部位受熱量不同，木質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)又較小，因此，設(shè)備內(nèi)木質(zhì)材料所處的位置不同，甚至大塊木材的內(nèi)部和外部，也可能處于不同熱解階段。