其工作原理分为4个步骤。内燃式炭化炉工作原理： 1：送料封炉：把原材料送入到炭化炉内，摆放有序，排列整齐，后封闭炉门。 2：预热：开始在点火室用芯棒引燃，使炉内温度缓慢升温至220-250°C，这个中间过程大约为2-5个小时不等。具体升温时间主要取决于原料含水量、密度、直径大小等），排出原料内的水分和内槽中的空气。 3：干馏碳化：当炉内温度升高到有少量黄烟从烟管排出时，内燃式炭化炉就开始进行干馏碳化过程了，炉子保持温度在500-600°C左右，时间大约为2-4个小时左右。（具体温度和炭化时间主要取决于原料含水率、密度、直径大小和炭化程度等）。 4：冷却取碳：等到炉内自然燃烧停止后，碳化就结束了。需要打开冷却水阀门对内槽进行冷却，当内槽温度降至 50℃以下时，即可打开炉门出碳。
炭化炉采用了干馏炭化的原理，在隔绝空气的条件下加热分解的反应过程。干馏木材生成各种气体、蒸汽以及固体炭。气体经过回烟管道输入炉子底部进行自加热，炭化过程中能得到木焦油、木醋酸等可收集，炭化时所产生的烟气可循环利用，终制成木炭。该设备是将木头、竹筒、树枝、果木等原材料装入炉内，再通过点火口升温加热引燃炉子内部炭化的原材料，产生的烟气，经过烟气净化系统过滤除尘等气质后，将可燃烟气通过管道传输进润合炭化炉底部火道进行燃烧，达到二次加热升温的目的，从而使炉内原材料达到温度后在炉子内部燃烧进行裂解碳化形成木炭。炭化炉的原理就是利用内部燃烧的物料所产生的的烟气进行二次加热煅烧，是烟气重新回到底部进行加热，在制炭过程中燃烧弹热能源能循环利用，达到净烟、循环、节省燃料的效果，同时在碳化过程中还可以收集物料所产生的醋酸，焦油，气体
炭化炉是根据以前土窑烧炭的原理来设置出的一款机制炉，相比于土窑烧炭，机制炭化炉比土窑要节省时间，第二技术方面要好掌握，第三比土窑环保。炭化炉分目前大致为：干馏式炭化炉、卧式炭化炉、吊装式炭化炉、滚筒式炭化炉、内燃式炭化炉、连续式炭化炉这几种。而干馏式、卧式、吊装式这三种对于原木、机制炭、竹节、竹片这类材质的原材料比较好。内燃式炭化炉是新研发的一款模拟土窑烧炭原理改造后的炭化炉，结合上述几款炭化炉的优、缺点，重新改造的节能型内燃式炭化炉。可用少量芯棒引燃，就能完成整个碳化过程。滚筒式炭化炉适合于稻壳、虾壳、坚果壳、椰壳、木屑、锯末、竹屑等生产量较小，家庭使用的佳选择。 而连续式炭化炉则是适合生产椰壳、稻壳、竹屑、杉木块、锯末、木屑、秸秆、核桃壳等原料，而且生产量大，生产时间可24小时连续碳化，连续上料，连续出碳等操作。大型生产比较适合用这款设备。
炭化炉设备形状结构： 炭化炉为卧式圆柱体，有主炉、炭化罐、烟雾回收管道、烟尘净化处理系统、装出碳设备五大部分组成。1. 主炉：是由加温室、炉体、保温层构成。 2. 炭化罐：是由耐高温钢板做成的罐体、密封盖组成的圆柱型罐体，为了便于长途运输分别可进行整体套装。 3. 烟雾回收管道：是通过管道，把装有原木的炭化罐在主炉内受热炭化时（干馏）产生的烟雾进入净化装置进行冷却净化、净化后（可燃性气体）送入主炉燃烧室燃烧--气流炭化。 4:该净化装置是有一个双层隔离U型通道构成，其目的就是在炭化室内产生的烟雾在没有产生可燃气体之前排水分、过滤焦油的。这样拍出来的烟雾基本上不会对空气造成污染、大部分是水蒸汽。
炭化炉和锯末炭化炉有相同之处，也有不同之处。相同之处是：他们都是干馏式炭化设备，炭化原料和明火不直接接触，是通过高温炭化热解把生物质原料做成含炭物的；而且这两种炭化炉产生的可燃气体可以回收燃烧，多余气体可以变为明火；不同之处是，原木炭化炉是炭化木材、树枝、果壳、秸秆等体积比较大的原料，不能炭化碎料，并且原木炭化炉炭化一炉大概需要8-10个小时，冷却大概十四个小时，一炉需要大概24小时，锯末炭化机是炭化锯末、木屑、稻壳、椰壳、竹片等体积较小的碎料，并且内胆是转动式的，可以连续生产炭粉，配有冷却出料装置，出来的成品是常温。
在木炭生产的领域中其工艺过程犹如一场精心编排的魔法表演。 ，原料被小心地投入炭化炉中。这些原料可以是各种木质材料，经过初步的干燥处理，去除多余的水分。接着，炭化炉开始升温，以稳定而均匀的速度将炉内温度提升到合适的炭化温度。 在高温的作用下，木质材料中的水分被迅速蒸发，同时有机物开始分解。这个过程中，产生的气体被合理地排出炉外，确保炭化过程的顺利进行。随着时间的推移，木质材料逐渐转化为的木炭，其结构紧密，热值高，是理想的燃料和工业原料。
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