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Hornos de carbonización tratamiento térmico para transformar sustancias orgánicas en materiales ricos en carbono

En los hornos de carbonización, las materias orgánicas se convierten en sustancias enriquecidas en contenido de carbono. Carbolite Gero destaca en la fabricación de hornos y equipos para procesos de carbonización. Industrias como la metalurgia y la ciencia de los materiales recurren a procesos como la carbonización para producir materiales de carbono de alta calidad. Las propiedades de estos materiales son muy demandadas debido a su amplia gama de aplicaciones.

Hornos tubulares para procesos de carbonización

La gama de hornos tubulares de Carbolite Gero es adecuada para el tratamiento térmico de muestras pequeñas para aplicaciones que requieren una orientación horizontal o vertical. Estos modelos se adaptan perfectamente a los procesos de tratamiento térmico de I+D o de laboratorio, con un rango de temperatura de 1100 °C a 1800 °C. Su diseño sofisticado incluye un aislamiento de fibra cerámica que garantiza un bajo consumo de energía y permite un calentamiento rápido de la muestra.

Carbolite Gero ofrece una gama de tubos con una selección de diferentes materiales, longitudes y diámetros disponibles para satisfacer las necesidades de su aplicación.

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Hornos tubulares universales
Hornos tubulares universales

Hornos de grafito para procesos de carbonización

Los hornos de grafito de Carbolite Gero admiten temperaturas de hasta 2200 °C e incluso 3000 °C. Esta opción es adecuada para aplicaciones de laboratorio e industriales que funcionan en atmósfera de vacío, gas inerte y reactivo. Los hornos de grafito permiten producir sistemas de carbono durante la carbonización. Estos hornos cuentan con material aislante, elemento calefactor y material de retorta a base de grafito. Con este sistema pueden alcanzarse temperaturas extremadamente altas, permitiendo a los investigadores explorar nuevas posibilidades de tratamiento térmico.

Hornos de cámara con aislamiento de grafito - HTK GR
Hornos de cámara con aislamiento de grafito - HTK GR

Hornos de laboratorio con aislamiento de grafito (LHT GR)
Hornos de laboratorio con aislamiento de grafito (LHT GR)

Opciones de seguridad para los hornos de carbonización

El proceso de carbonización produce volátiles que pueden ser nocivos. Deben tomarse precauciones para reducir cualquier riesgo. Los hornos de carbonización de Carbolite Gero pueden equiparse con una serie de opciones de seguridad para optimizar el proceso de producción.

Postcombustión

La postcombustión (izquierda) se utiliza para oxidar las sustancias volátiles del proceso de eliminación a NOx, CO2 y H2O. Esto garantiza que todos los volátiles se transformen en moléculas más seguras y se liberen al medio ambiente. Se queman todos los volátiles, incluidos los que tienen un punto de ebullición inferior a 20 °C, como el hidrógeno, el amoniaco y el etano.

Encendedor

Para quemar solamente gases altamente inflamables, como el hidrógeno, se utiliza un encendedor (derecha).

Si el proceso lo requiere o el cliente lo recomienda, pueden combinarse la postcombustión y el encendedor bajo pedido. Como expertos en tecnología de alta temperatura, disponemos de varias soluciones en nuestra cartera para guiarle hacia el producto y el equipo de seguridad adecuados. Póngase en contacto con nosotros para cualquier consulta sobre una solución adecuada a sus necesidades de aplicación.

Hornos de carbonización Información de trasfondo

El proceso implica la descomposición térmica de materiales en ausencia de oxígeno. La carbonización difiere de la pirólisis en el sentido de que se produce a temperaturas más elevadas y está asociada a la producción de carbono. Este método carece de una temperatura definida y, en su lugar, los distintos precursores del carbono tienen diferentes temperaturas de carbonización.

A temperaturas elevadas, el precursor orgánico se descompone térmicamente y libera átomos diferentes de carbono, dejando tras de sí una matriz rica en carbono. Dependiendo del tipo de precursor y de los parámetros de calentamiento, el material de carbono puede adoptar múltiples configuraciones microestructurales.

Los precursores orgánicos pueden transformarse de una molécula sencilla en un hidrocarburo de alto peso molecular. Tras el proceso de carbonización, la microestructura de la muestra se ordena en una orientación preferente. Sin embargo, las capas de carbono son pequeñas y se apilan de forma aleatoria.

Aviso legal: los términos "carbonización" y "pirólisis" se utilizan a veces como sinónimos. Es importante conocer la diferencia.

La diferencia entre pirólisis, carbonización y grafitización

Tanto la carbonización como la grafitización y la pirólisis son procesos que implican la descomposición térmica de materiales, pero se diferencian en sus objetivos y condiciones.

Ejemplo de aplicación: compuestos de fibra de carbono para el automovilismo.

El carbono puro posee una elevada estabilidad térmica, por lo que suele utilizarse en aplicaciones de alta temperatura. Debido a los cambios microestructurales que se producen durante el tratamiento térmico, las propiedades del material cambian notablemente.

Los hornos de carbonización se utilizan en la fabricación de compuestos de carbono-carbono (CCC). Esto mejora las propiedades termomecánicas de los compuestos y permite utilizarlos en condiciones ambientales extremas. Estos CCC se utilizan en diversas áreas debido a su gran rigidez, su excelente resistencia térmica y su baja densidad general.

Los compuestos de fibra de carbono se utilizan en piezas fabricadas para el automovilismo.

Contáctenos para una consulta gratuita

Los productos y servicios de Carbolite Gero están disponibles a través de una red mundial de empresas filiales y distribuidores. Nuestro personal le asesorará con mucho gusto y de forma exhaustiva sobre el uso de los productos Carbolite Gero para su aplicación específica.

Contáctenos para una consulta gratuita y hable con un especialista en productos para encontrar la solución más adecuada para sus necesidades de aplicación.
 

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Hornos de carbonización - FAQ

¿Qué es la carbonización?

La carbonización es un proceso de descomposición térmica que convierte los materiales orgánicos en sustancias ricas en carbono. Este proceso tiene lugar en una atmósfera sin oxígeno para evitar que las muestras se quemen. En su lugar, los productos de descomposición escapan de la matriz a altas temperaturas y los átomos de carbono se reorganizan para formar pequeñas capas de carbono dentro de la estructura.

¿Cuál es la diferencia entre carbonización y pirólisis?

Aunque tanto la carbonización como la pirólisis son procesos que implican la descomposición térmica de materiales en ausencia de oxígeno, se diferencian en sus objetivos. La carbonización se produce normalmente a una temperatura más alta que la pirólisis y su objetivo es aumentar el contenido de carbono en el material. La pirólisis se produce tanto en los compuestos orgánicos como en los inorgánicos sin carbono y produce volátiles, líquidos, gases y carbón.

¿Cuáles son las aplicaciones industriales de la carbonización?

La carbonización se utiliza en diversas industrias, como la metalurgia, la química, la agricultura, el sector energético y medioambiental, la construcción y la ciencia de los materiales. Cada aplicación industrial utiliza las propiedades que se originan debido a la interacción de los enlaces carbono-carbono, haciendo que los materiales ricos en carbono sean versátiles en la fabricación de toda una gama de productos.

¿Qué soluciones ofrecemos para la carbonización?

Carbolite Gero ofrece dos tipos de hornos que pueden utilizarse para la carbonización. Los hornos tubulares son ideales para tratamientos térmicos de laboratorio con un rango de temperatura de 1100 °C a 1800 °C. Los hornos de grafito, en comparación, son adecuados para aplicaciones de laboratorio e industriales para requisitos extremos de tratamiento térmico, con temperaturas de funcionamiento que pueden alcanzar hasta 2200 °C y 3000 °C.