木头明明可以烧，为啥还要多此一举加工成木炭？

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com/question/664576689/answer/3615332972 这个问题看起来很简单。

但要说清楚，需要一点点的生物和化学知识。

01 干燥后的木材和秸秆等植物性燃料中，大部分有机物集中在植物的细胞壁结构中： 其中 纤维素占40～50%、 还有10～30%的半纤维素、 20～30%的木质素。

剩下的主要是植物的细胞质和细胞核里面含有的物质 （植物蛋白、果糖、果胶、核酸等） ，占比不大。

用一个太恰当的比喻—— 植物三素就像是建筑里面的钢筋混凝土： 纤维素提供了砂子和碎石等成分的骨料；

半纤维素提供了水泥成分的浆料；

坚硬的木质素提供了钢筋的筋料。

三者结合在一起，变成了植物体内的组织结构。

作为一种植物的组织结构，这些物质各有妙用，构成了植物体的各种功能性部分。

有的富含油分，闻之芳香馥郁；

有的坚实致密，敲之能发出清脆悦耳的音质；

有的轻巧松软，可以隔音隔热，妙用无穷。

但这也是为啥要把木头加工成木炭售卖的原因。

02 第一个拦路虎——纤维素和半纤维素 纤维素，本质上是由葡萄糖分子构成的高聚合物。

半纤维素，是由木糖和其他糖类聚合产生的。

都是碳水化合物，意思就是含碳也含聚合水。

加热之后聚合水会析出变成水蒸气，并带走一部分热量。

所以碳水化合物里面的聚合水并不能提供热量，反而会带走热量。

这是木材燃烧后产生的水汽的主要来源。

第二个拦路虎——木质素 木质素，是由三种单体聚合而成的天然高分子，这三种单体含有9个碳原子且具有芳香族化合物的苯环结构。

加热之后，各种芳香烃裂解后变成芳香酯类、萜烯和醚类物质。

比如，松木里面的松节油酯类的。

理论上这些芳香物质也能参与燃烧，但因为它们在加热后大多是气态，往往不等完全燃烧就已然挥发掉了；

或者参与了燃烧，但是因为碳环结构太稳定而无法完全燃烧，产生大量的木焦油和烟炱。

这是木材燃烧后带来的挥发分和PM2.

5物质的主要来源。

第三个拦路虎—— 木材本身的结构是热的不良导体，在燃烧时会出现膨胀不一致，容易出现木材内部燃烧不完全而产生大量一氧化碳，以及木材燃烧中受热炸裂等情况。

第四个拦路虎—— 木材里的蛋白质和酯类，燃烧时会产生二氧化氮和二氧化硫。

这4个拦路虎既阻碍了燃烧的进行，带走了很大一部分热量，降低了燃烧的效率，使得燃烧的温度上不去，又产生了大量的PM2.

5和有害化学物质，不利于健康。

所以聪明的人类就想了，既然木材受热会裂解产生一堆不利于燃烧不利于健康的物质，那么在燃烧之前先把木材拿去受热一把，将这些能挥发的，能出油的，能变水的全给干出来，只留下纯纯碳棍棍，不就很美好了吗？

03 土窑烧木炭是个很古老的手艺活。

土法烧炭窑是柴炭一体的。

要先热窑，把窑温烧到足够高之后就焖窑，把窑门的进气口关闭，保存热量并使得外面的新鲜空气无法进入炭窑，窑内就会形成高温和缺氧的环境，使木柴被干馏成为木炭。

这种做法的优点是简单，缺点是入窑的木柴部分充当了燃料，所以出炭率低。

而改良后的现代制炭干馏罐是将木炭放进干馏罐内，然后在外面用柴火加热，罐内隔绝了空气自然更容易形成干馏的环境。

这种做法出炭率高，但是需要添加额外的燃料。

04 以热值而言—— 木炭热值33.

5X10^6/KG，木柴热值12.

6×10^6J/kg。

木柴的热值不到同质量木炭的一半。

以燃烧时间而言—— 木炭的可燃物全为固态碳，在正常的燃烧温度下不会熔融、升华或分解产生可燃气体，因此在不鼓风的情况下燃烧方式为没有火焰的阴燃，因此能够燃烧更长时间。

不鼓风情况下自然燃烧的木炭的燃烧时间会比木柴长50%-100%左右。

以燃烧温度而言—— 在金属熔炼和打铁烧窑等场合，用木柴的砖窑、瓦窑、石灰窑等，可以将温度提升到800-900℃。

而烧木炭的锻铁炉、瓷器窑，可以将温度提升到1600度以上。

综上，木炭是比木柴更加优质的燃料。

05 木炭什么都好，唯一一个缺点就是价格高。

木材干馏成木炭会大幅减重，一般硬木的出炭率有30%，杂木15%-25%。

而且还得搭进去造窑、烧窑的人工和额外的燃料成本。

古代的薪柴价格一般会是米价的一成左右，而木炭的价格就跟米价不相上下了。

但即使是这样，城市居民也仍然愿意使用更加清结干净的木炭，尤其是室内取暖和烧水煮食的场合。

烧炭炉比烧柴火要更加普遍。

毕竟烧柴再便宜不管，那大黑烟熏着是个人都受不了。

特别

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