木材燃燒

燃燒：物質快速氧化而產生熱和光的現象。燃燒要素：可燃物、助燃物 (通常是氧)、溫度達到燃點，連鎖反應。

• (X) 鎳線熾熱
• (X) 鐵板生鏽

可燃性固體燃燒一般分區分成五種形式：

• 蒸發燃燒：加熱後熔化再汽化 (或者直接昇華成氣體) 燃燒，如硫磺、奈球。
• 分解燃燒：加熱後分解出可燃性氣體燃燒，如木材、紙、聚乙烯。
• 表面燃燒：氧直接在表面和碳素化合物燃燒。燃燒不生火焰，所以稱「無焰燃燒」，如木炭、焦炭、金屬粉。
• 自己燃燒：本身可分解出氧助燃，如硝化棉、賽璐璐、硝化甘油。
• 爆炸：熱發生速率遠超過逸散，如三硝基甲苯TNT。

木材是由纖維素、半纖維素和木質素組成的高分子化合物。

揮發性氣體：

燃燒步驟

1. 100~200°C 水分開始以水蒸氣逸出，產生其它不可燃氣體或液體如 CO2、甲酸、醋酸等。
2. 加熱到裂解 (pyrolysis) 溫度分解成
   1. 可燃氣體：達到燃點和氧氣作用進行有焰燃燒 (flamecombustion)。
   2. 不可燃氣體：冷卻成煙。
   3. 固體殘渣：和氧作用進行無焰燃燒 (glow) 生成焦炭。
   燃燒產生光和熱，足夠的話會讓木材維持裂解燃燒。
3. ...

• 負面：增加碳排放，正面：提供再生性能源。
• 燃燒形態
1. 擴散燃燒：氫氣、甲烷、丙烷等可燃氣體與空氣混合起燃。
2. 蒸發燃燒：醇類、醚類等揮發性液體蒸發引火燃燒，起燃後液體表面繼續蒸發而維持燃燒。
3. 裂解燃燒：木材、煤炭、焦炭等固體可燃物受熱失去水分。再起熱分解反應產生可燃性瓦斯，起燃後由化合反應火焰維持其燃燒。
4. 表面燃燒：木炭、焦炭等物由熱分解產生無定形炭化物，在固體表面與空氣接觸部分形成燃燒帶(Zone)其燃燒常維持在表面；表面燃燒通常不帶有明顯之火焰，有時因不完全燃燒而形成一氧化碳火焰。而緻密度較高的硬木質其炭化層的氣化屬固態非均相燃燒其反應速率較慢，但熱能釋放量比前段生物質氣相燃燒還來得更高。

參考

1. 林業試驗所 木材燃燒面面觀
2. 巫漢青 探討柴燒對環境的影響及改善對策(續論)

• 柴爐
• 經由加熱 (乾餾) 的方式取得木煤氣。
• 老科技的全球史 (The Shock of The Old) 書。Wood Gas (木煤氣) 木氣化爐 https://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=4025784
• 燃料瓦斯
• 生物炭 低氧燜燒 減少二氧化碳產生 https://www.youtube.com/watch?v=hJjBNqT745E
• 木材 -> 水分蒸發 -> 完全乾燥 (100°C) -> 熱分解 -> 黑色 (150°C) -> 分解速度加快 (170°C)，產生 CO、CH4、C2H2、H2 有機酸等可燃氣體或 CO2、H2O 等不可燃氣體 -> 焦黑 (200°C)
• 未完全燃燒的的炭黑會漂到火焰上層，於是因灼熱而發出橘黃色的光芒；火焰底部周圍則因氧氣供應充足，燃燒較完全而呈現藍光。