木材是天然材料,在使用时会与周围环境发生水分交换而产生干缩与湿涨,从而造成木制品变形、干裂,木材又是许多菌类与昆虫的食物,所以木制品易发霉、生虫,为了弥补木材的这一缺点,人们采用了多种方法改良,比如气蒸、干燥等物理方法。近年来,国外一些国家兴起了研究开发碳化木产品的新动向。与用其它化学方法改性的木材相比,炭化生产过程中污染问题少、处理工艺较简单,且使用过程中不会因化学药剂的流失、挥发而降低防腐效果,不会对人体造成伤害。所以炭化木在欧洲市场一经推出,立即得到钟情木制产品和具有环保意识人群的青睐。
在制炭过程中,炭化阶段是最重要的一个环节,控制好炭化过程,将会给整个制炭过程节约大量成本并减少资源浪费。在整个炭化过程中将木材放在高温(通常在160℃-220℃)的环境中进行长时间的热解处理,通过降低木材组分中羟基的浓度,减小木材的吸湿性和内应力,从而达到增加木材的尺寸稳定性能的目的;同时木材组分在超高温热处理过程中发生了复杂的化学反应,随着放热反应的继续,继续燃烧最后就会在木炭窑留下黑色的块状物,这就是木炭。这样生产出来的木炭由于炭化温度低,除非提供进一步的外部热源,否则窑内温度最高也就到约400°C左右,这种木炭的固定含碳量大约65-70%,灰分约3-5%,但是会有很高的挥发份,不同树种挥发份可能有所不同,但一般会达30%。通过进一步加热,木炭固定碳含量会增加,而且挥发份会被分解,窑内温度达到500°C,木炭含碳量会升至85%左右,而挥发物含量会降至10%左右。在此温度下的木炭产量是木材重量的约33% 。因此木炭的理论产量随温度的变化而不同,木炭中的挥发份焦油含量也与炭化温度有关。