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焦炭是在厭氧快速裂解過程中的一項重要副產品，其特性像煤炭。裂解出來的焦炭熱值為每噸23–32GJ，比不少等級的煤炭為高。正如生化燃油及強化型生化燃油，它同樣是一種「綠色」能源，不會增加大氣中的二氧化碳總量。
焦炭以粉末的形式生產及裝運，密度約250kg/m3，但以白木作原料的卻顯著為高。焦炭由兩級旋風分離器收集，第二級收集得來的焦炭比第一級的密度高30%，但有關數據並未反映在以下的焦炭密度內，因為第二級系統所生產的只佔總焦炭收集量的1.5-2%。
焦炭的物理特性因原料的種類和大小而異，基本上粒度分佈為100% <2mm、95% <1mm及60% <0.5mm。
將生化燃油焦炭混合，生化燃油會混上以重量計5-10%的焦炭，但仍流動自如可以運送，上30%的話焦炭就足以令液體「乾涸」。
焦炭與固體燃油的特性比較
表1: 不同煤炭的終極分析(重量%) – 木材製成的焦炭
| 煤炭 | 碳 | 氫 | 硫磺 | 氮 | 灰 | Btu/lb |
| 賓夕凡尼亞州 | 65.8 | 4.6 | 2.3 | 1.4 | 19.8 | 11,818 |
| 俄亥俄州 | 64.2 | 5 | 1.8 | 1.3 | 16 | 11,478 |
| 西維珍尼亞州 | 72.1 | 4.8 | 1 | 1.4 | 11.7 | 12,643 |
| 肯德基州 | 70.9 | 5.1 | 2.3 | 1.5 | 9.8 | 12,637 |
| 伊利諾州 | 73.7 | 5.1 | 2.3 | 1.6 | 7.9 | 13,192 |
| 生物質 | ||||||
| 道格拉斯冷杉 | 52.3 | 6.3 | 0 | 0.1 | 0.8 | 9,069 |
| 希科 | 47.67 | 6.49 | 0 | 0 | 0.73 | 8,690 |
| 楓樹 | 50.64 | 6.02 | 0 | 0.25 | 1.35 | 8,599 |
| Ponderosa松 | 49.25 | 5.99 | 0.03 | 0.06 | 0.29 | 8,625 |
| 泥炭 | 54.81 | 5.38 | .11 | .89 | 3.00 | 9,478 |
| 楊樹 | 51.64 | 6.26 | 0 | 0 | 0.65 | 8,939 |
| 達茂焦炭 | 75-78 | 3-4 | - | <0.3 | 5-12 | 12,000-13,000 |
表2：殘餘白木製成的焦炭成分
| 參數 | 基本分佈 |
| 含水量 (% wt.) | <2 |
| 揮發量 (% wt.) | 16-23 |
| 熱值 (btu/lb) | 12,000-13,000 |
| 熱值 (GJ/tonne) | 28-30 |
| 粒度 (mm) | <1 |
| 閃點 (華氏) | 400 |
表3: 焦炭灰分分析(標準灰分：~ 7%)
| 焦炭所含金屬，以灰分中的%計 | Digest中的mg/L |
灰分中的% |
灰分中的ppm |
| Ag 銀 | <0.02 |
||
| Al 鋁 | 23 |
0.43 |
4,284 |
| As 砷 | <.02 |
||
| B 硼 | .15 |
0.003 |
28 |
| Ba 鋇 | 1.5 |
0.03 |
279 |
| Be 鈹 | <0.01 |
||
| Bi 鉍 | <0.05 |
||
| Ca 鈣 | 144 |
2.68 |
26,821 |
| Cd 鎘 | <0.02 |
||
| Co 鈷 | 0.02 |
0.0004 |
4 |
| Cr 鉻 | 0.79 |
0.01 |
147 |
| Cu 銅 | 0.14 |
0.03 |
26 |
| Fe 鐵 | 44 |
0.82 |
8,195 |
| K 鉀 | 13 |
0.24 |
2,421 |
| Li 鋰 | .01 |
0 |
|
| Mg 鎂 | 28 |
0.52 |
5,215 |
| Mn 錳 | 6.2 |
0.12 |
1,155 |
| Mo 鉬 | <0.02 |
||
| Na 鈉 | 5.9 |
0.11 |
1099 |
| Ni 鎳 | 0.07 |
0.001 |
13 |
| P 磷 | 6.7 |
0.12 |
1,248 |
| Pb 鉛 | <0.02 |
||
| S 硫磺 | 3.8 |
0.07 |
708 |
| Sb 銻 | <0.02 |
||
| Se 硒 | <0.02 |
||
| Si 硅 | 11 |
0.20 |
2,409 |
| 硅酸鹽 (不溶於酸物質 ) | 85.0 |
850,000 |
|
| Sn 錫 | <0.05 |
||
| Sr 鍶 | 0.56 |
0.01 |
104 |
| Ti 鈦 | 1.2 |
0.02 |
224 |
| Tl 鉈 | <0.05 |
||
| V 釩 | 0.07 |
0.001 |
13 |
| Zn 鋅 | 0.50 |
0.01 |
93 |
焦炭燃燒測試 – Onix
首先把木材燃燒並將燃燒室加熱至華氏1,700度（攝氏927度），第一天的燃燒測試中木材及焦炭分別維持燃燒3小時及1?小時，第二天重復如此。兩次的燃燒室原料供應都運作暢順並無任何問題，而燃燒室的排氣都清晰無煙，亦沒有火花。
觀測所得，固體的焦炭以旋風式進入燃燒室，燃燒室的底部有些灰分積聚。
排放數據顯示氮化物及一氧化碳量低，分別為75及2 PPM。
該測試所用的焦炭灰分(22.8 %)及水分(27%)含量高，因此熱值非常低(7,608 btu/lb)。（注意以上焦炭的高熱值平均約為13,100 btu/lb）
表 4: Onix固體燃燒器的焦炭燃燒測試數據
日期：2006年11月9日
| 排放濃度 | ||
| 氧 % | 11.7 | 11 |
| 一氧化碳 ppm | 2 | 2 |
| 二氧化碳 % | 9 | 9.7 |
| 一氧化氮 ppm | 73 | 75 |
| 二氧化氮 ppm | 0 | 0 |
| 氮氧化物 ppm | 73 | 75 |
| 一氧化碳 ppm @ (氧 = 15%) | 2 | 1 |
| 一氧化氮 ppm @ (氧 = 15%) | 47 | 45 |
| 二氧化氮 ppm @ (氧 = 15%) | 0 | 0 |
| 氮氧化物 ppm @ (氧 = 15%) | 47 | 45 |
| 排放率 (kg/hr) | ||
| 一氧化碳 (kg/hr) | 0.0018 | 0.0018 |
| 一氧化氮 (kg/hr) | 0.0716 | 0.0736 |
| 二氧化氮 (kg/hr) | 0 | 0 |
| 氮氧化物 (kg/hr) | 0.0716 | 0.0736 |
| 排放率 (kg/GJ) | ||
| 一氧化碳 (kg/GJ) | 0.0012 | 0.0012 |
| 一氧化氮 (kg/GJ) | 0.0480 | 0.0493 |
| 二氧化氮 (kg/GJ) | 0 | 0 |
| 氮氧化物 (kg/GJ) | 0.0480 | 0.0493 |
焦炭的早期應用集中在直接替代或擴大石化燃料的用途，為以下的應用途徑或市場產電供熱。
生化燃油廠產油
焦炭可以替代其他工業用燃料，為烘乾原料的過程及/或熱解反應爐加熱。
鋸木廠
大部分的鋸木廠都有木材烘乾窯將嫩木材於付運至客戶前烘乾，木材烘乾窯以天然氣或殘木作燃料，而後者可被焦炭取代。
發電
另一項用途就是於發電鍋爐內燃燒焦炭，產生額外蒸汽作供電及/或發熱之用，焦炭在這些用途上的價值視乎所取代的燃料的價格。
工業燃料/燒烤用燃料
焦炭可用作煤炭球/顆粒的原料，Royal Oak測試了達茂的焦炭並證實煤炭球的表現良好。
水泥
水泥廠一般燒煤或天然氣為石灰窯供熱，燒焦炭所得的最佳經濟回報就是能降低運輸成本及帶來主要的碳效益，尤其對於一些現時使用的是涉及大量碳的能源的情況。
熱能發電
在燒煤的設備中聯燒生物質及煤是日趨普遍的削減排放方法，由於焦炭不會增加大氣中的二氧化碳總量及無硫排放，排放的遞減幅度視乎電鍋爐內有多少煤被取代。燒焦炭能降低運輸成本，無疑能提供較佳經濟回報，並能大大減少排放。
碳酸氫銨(NH4HCO3)肥料
單是將焦炭埋於泥土裏已有助益，如果加入10%的焦炭就能令大多數的土地更為肥沃，焦炭內再加上氮的話將會是更有效的肥料。Eprida ECOSS過程中發現了如果在有焦炭的情況下阿摩尼亞(NH3)、二氧化碳(CO2)氣與水(H2O)結合，會在焦炭孔內形成固體碳酸氫銨(NH4HCO3)。
舉例來說，加入稻殼製成的焦炭會增加作物產量10-40%，因為：
中至長線機會
除了以上的用途外，焦炭可進一步發展成更高價值用途的原料，包括：
活性炭
無孔的生物焦炭可經過簡單蒸汽處理於高溫下(>攝氏500度)轉化成高表面積的(> 1000m2/g)多孔活性炭。活性炭已被廣泛應用在淨化與過濾系統，例如都市與工業用水系統中，達茂已於加拿大沙省大學成功完成了熱解焦炭的研究測試。
表5：活性炭與非活性（純）炭樣本的表面積與多孔性分析
| 樣本編號 | 表面積 m2/g |
孔容量 cc/g |
平均孔 |
焦炭 |
||
總計 |
微孔 |
總計 |
微孔 |
直徑 Ǻ |
產量 Wt % |
|
| 純焦炭 | 1.6 |
1.6 |
0.001 |
0.001 |
- |
- |
| AC800, 1.5h,150,2:1 | 805 |
390 |
0.65 |
0.18 |
24.12 |
31.45 |
| AC800 Ch***,1h,R1 | 1400 |
926 |
0.69 |
0.43 |
14.55 |
64 |
焦炭顆粒
焦炭可作為燃料顆粒的原料，供應歐洲的家用及工業用供熱市場，目前該市場由加拿大、美國及歐洲共同體的製造商供應木顆粒產品，焦炭製成的燃料顆粒比木顆粒有更高的能量密度。
合成氣體製造/氣化
傳統的液體運輸燃料如柴油或汽油都是以碳為基本的，生物質是唯一的再生碳來源。雖然氫被視為長遠的運輸燃料，但它要求全新的配送基建及引擎，例如燃料電池。類似的改變需花上數十年的時間來落實，短期來說還是以生物質製成的燃料取代傳統燃料比較合算。
目前能將生物質整體轉化成碳氫燃料的唯一可行方法就是先氣化後利用Fischer-Tropsch轉換成液體，即所謂生物質至液體(BTL)的過程。而其它以生物質為基本的燃料如乙醇或生化柴油則只能用上植物整體生物質的其中一部分。
燃油廠一定要有相當規模才能合符經濟原則(每天需要數千噸生物質原料)，這意味著運送大量生物質所需的較高成本。
由於在將生物質轉化成生化燃油、強化型生化燃油及焦炭的過程中帶來的體積縮減，大大降低了運輸和儲藏成本，因此達茂視生化燃油為將生物質轉化成氫或合成氣過程中的重要中介產物。
生化燃油、強化型生化燃油及焦炭透過蒸汽氣化，可以作為適合生產中至高BTU合成氣體的原料。薩斯喀徹溫大學與加拿大天然資源部及CANMET研究室共同成功進行了實驗規模的測試，而達茂、未來能源及FZK(德國的一家研究所)亦於2005年9月成功進行了生化燃油/焦炭混漿(含30%焦炭)的氣化測試。
煉鋼用高級煤炭
焦炭可取代昂貴的高級無煙煤用於冶煉鋼鐵。在此方面，達茂將作進一步的研發，以期暸解高級無煙煤的物化特性，並使所生產的焦炭經過調質加工後得以符合業界的規格與要求。
炭黑
炭黑是淨化碳的一種，用途包括噴墨打印機用墨及輪胎製造，焦炭需要再加工或改良才能在該市場中作出競爭。
溫室氣體排放權
以焦炭取代石化燃油亦可獲取溫室氣體排放權，在本地交易系統或京都議定書所訂的國際機制中進行交易。排放權的數量和價值視乎強化型生化燃油所取代的是哪種石化燃油及在哪裏進行交易。
儲存及運送溫度
焦炭是易燃固體及TDG 4.2類危險品，含18-30%重量的有機揮發混合物。
焦炭在反應爐中於幾秒間形成，隨即被旋風分離器迅速分離出來，然後被冷卻至攝氏40度左右，熱性並不穩定。剛製成的熱解焦炭及起火焦炭在暴露於空氣及/或氧氣中時會隨時自動點燃成悶燒火。
自我發熱關乎兩個過程，分別是乾焦炭的水分吸收及氧氣的化學吸收作用，兩者都是放熱反應。當乾焦炭暴露於大氣時，它會迅速吸收水蒸氣及氧氣，若不冷卻的話就會加熱點燃。氧氣在物理上會吸住焦炭的表面，而在化學上就會跟焦炭內的有機分子發生反應，放出約每千克-摩爾120兆焦耳的氧氣。由於氧化率會隨溫度上升攝氏10度而倍增，如果熱力未能被散去的話它會加速氧化過程，令到焦炭的溫度持續上升至自動點燃為止。
焦炭在儲存或運送時有著潛在的危險，乾焦炭表面的水分吸收所散出的熱能排放約每千克-摩爾20兆焦耳的水，該「濕氣熱」提升了焦炭的溫度導致碳氧化的增加。
要穩定焦炭貯存：
焦炭的裝運
目前達茂正在探索不同途徑，去解決焦炭的自動點燃特性所帶來的裝運困難。
焦炭物料安全數據表
危險成份：
成份 |
CAS註冊編號 |
濃度(%-重量/重量) |
碳 |
7440-44-0 |
60至75 % |
準備資料：
達茂能源股份有限公司
加拿大總公司
Angus Corporate Centre| (604) 267-6000 | 總機 |
| 1-877-863-2268 | 免費專線（北美） |
| (604) 267-6005 | 傳真 |
| info@dynamotive.com | 電郵 |
達茂美國公司
1655 North Fort Myer Drive| (703)248-2612 | 總機 |
| (703) 248-2615 | 傳真 |
| info@dynamotive.com | 電郵 |
產品鑑定：
| 製造商： | 緊急電話號碼: | ||||||||||||||
|
達茂能源股份有限公司 加拿大總公司 Angus Corporate Centre1700 West 75th Avenue Suite 230 Vancouver BC Canada V6P 6G2
達茂美國公司 1655 North Fort Myer DriveSuites 702 - 704 Arlington, Virginia U.S.A. 22209
|
Dynamotive (604) 267-6000CANUTEC (24 hours) (613) 996-6666 |
| 產品名稱： | 熱解焦炭 |
| 化學族： | 碳 |
| 化學名稱： | 碳 |
| 分子式： | C |
| 同義字: | 木炭 |
| UN編號： | UN1361 |
| TDG 裝運名稱： | 碳，蔬菜根源 |
| TDG分類： | 第 4.2類，包裝組別II |
物理數據：
| 物理狀態： | 顆粒或粉末 |
| 顏色: | 黑 |
| 氣味： | 燒焦味 |
| 揮發成分 (% wt.)： | 18 - 30 |
| 灰分 (% wt.)： | 1 - 25 |
| 碳成分 (% wt.)： | 60 - 75 |
| 酸鹼度： | 不適用 |
| 水溶性： | 不溶於水 |
| 容重： | 250 - 350 kg/M3 |
| 蒸汽壓： | 不適用 |
| 蒸氣密度： | 不適用 |
火災或爆炸危險：
| WHMIS分類： | B級，第4類易燃固體 |
| 不尋常火災/爆炸危險： | 不尋常火災/爆炸危險：焦炭粉0.055 kg/M3是最低的爆炸濃度。剛製成的熱解焦炭在暴露在空氣及/或氧氣中或會自動點燃及隨時加熱。 |
| 閃點： | 不適用 |
| 自動點燃溫度： | 剛製成的焦炭攝氏200度，舊焦炭攝氏400度 |
| 滅火劑： | 噴水或泡沫 |
| 註： | 切勿使用強力的噴水或泡沫，以免挑起塵雲及引起閃火 |
| 危險燃燒產物： | 一氧化碳 |
反應數據：
| 穩定性： | 一般使用及儲存情況下穩定 |
| 有害物化： | 不會發生 |
| 不相容物： | 氧化劑 |
| 不穩定的情況： | 溫度過高 |
| 危險的分解物： | 一氧化碳及二氧化碳 |
毒性特質：
| 進入途徑： | 眼部接觸、皮膚接觸、吸入、咽下 |
| 急性接觸的影響： | 可導致咳嗽或輕微呼吸困難 |
| 吸入： | 刺痛黏膜及呼吸管道 |
| 皮膚接觸： | 或會引起刺痛 |
| 眼部接觸： | 或會引起刺痛 |
| 咽下： | 欠奉 |
| 慢性接觸的影響： | 欠奉 |
| LC50： | 不適用 |
| LD50： | 440 mg/kg (老鼠靜脈) |
| 接觸極限： | 欠奉 |
| 刺激度： | 資料欠奉 |
| 敏感能力： | 資料欠奉 |
| 致癌度： | 資料欠奉 |
| 再生毒性： | 資料欠奉 |
| 致畸度： | 資料欠奉 |
| 致突變性： | 資料欠奉 |
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