木炭（英文名：Charcoal），是木材及其加工剩余物在隔绝空气或限制空气条件下热解得到的、以固定碳为主要成分的固体产物。 固定碳含量 通常在75%以上，热值27~33兆焦/ 千克 ，此外还有氢、氧、氮及少量其他元素。
木炭的生产技术主要包括炭化、干馏等热解技术，加热方式主要有内热式、外热式及内外热并用式。 木炭作为燃料，用于烧烤、家庭烹饪、取暖等。作为工业原料，用于生产活性炭、工业炭、 二硫化碳 等，以及用作钢铁和工业硅 冶炼 的 还原剂 、有色金属冶炼中的表面 助熔剂 。此外，木炭还可作为功能材料应用于工业、能源等领域。
距今约五千年前，中国先民已经掌握以木材烧制木炭的技术。 二里头遗址 文化、齐家文化等多处 古遗址 中，都出土了大量木炭遗存。关于木炭较早的文字记载见于《礼记・月令》：“季秋草木黄落，乃伐薪为炭。” 商周 前后，木炭窖烧工艺逐渐出现。
发展过程
距今约五千年前，中国先民已经掌握以木材烧制木炭的技术。木材经不完全燃烧，或是在隔绝空气的条件下发生热解，最终残留的多孔 固体酒精 ，便是木炭。木炭燃烧时不易产生剧烈明火与浓烈呛烟，释放的有害物质远少于直接燃烧木柴。 二里头 文化、齐家文化等多处 古遗址 中，都出土了大量木炭遗存。关于木炭较早的文字记载见于《礼记・月令》：“季秋草木黄落，乃伐薪为炭。”明 李时珍 著《 本草纲目 》中有记载：果壳煅烧，可以治疗 痢疾 和烂疮。唐代诗人白居易的名篇《卖炭翁》中，诗人所描绘的货品正是木炭：“卖炭翁，伐薪烧炭 南山 中。满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑。” 商周 前后，木炭窖烧工艺逐渐出现。古人依山开凿窖穴或大坑，将木材置于窖内烧制。由于白炭需要在窖外再次燃烧，原料损耗更高，因此售价高于黑炭。据《 钦定大清会典 》记载：“每白炭千斤，准银十两五钱；黑炭千斤，准银三两三钱。”
物化性质
木炭的组成主要是碳元素，此外还有氢、氧、氮及少量其他元素。木炭 固定碳含量 通常在75%以上，热值27~33兆焦/干克。
分类
木炭主要分为白炭、黑炭、活性炭、机制炭等四大类。
白炭
主要以硬 阔叶 材中的 壳斗科 、 榆科 树木为原料，优点燃烧时间长，不冒烟，无污染，比重大，敲击有金属钢音；缺点受潮易发爆（燃烧时发出噼里啪啦的声音，并有火星飞溅伤人）、价格昂贵等。
黑炭
主要以软阔叶薪炭材为主，优点是易点燃，缺点是易发爆、不耐烧、燃烧时有烟等。
活性炭
活性炭属于炭质 吸附 材料，部分品类由木炭深加工制得，国内主产区集中在 福建省 、 浙江省 等 南方地区 。按原料划分，可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭等品类。活性炭拥有发达的孔隙结构，比表面积大，吸附能力强，不溶于水与其他 溶剂 ，物理、化学性质稳定。以植物原料制备的 化学 法活性炭，一般使用 氯化锌 、磷酸、 硫化钾 、 白云石 等试剂完成活化，再经漂洗、干燥、粉碎等工序加工而成；该工艺废水污染风险较高，因此国家对这类高污染生产线实施严格管控。
机制炭
机制炭以木屑为原料，主要把木屑经过高温高压成形最后送入炭化炉炭化而成。整个生产过程不需要添加任何的添加剂，相对而言比较环保。它的特点主要是燃烧时间长、热值高、不冒烟、不发爆、环保等。
应用领域
木炭作为燃料，用于烧烤、家庭烹饪、取暖等。作为工业原料，用于生产活性炭、工业炭、 二硫化碳 等，以及用作钢铁和工业硅 冶炼 的 还原剂 、有色金属冶炼中的表面 助熔剂 。此外，木炭还可作为功能材料应用于工业、能源等领域。
冶金、化工及环保领域
木炭是保留木材原有结构、孔隙内残留焦油的不纯无定形碳，早在商代冶铸青铜器、 春秋战国 冶炼 铁器时，木炭就已经投入使用。它最基础的用途是作为燃料，也可作为电炉冶炼的 还原剂 ，在金属精制时充当覆盖剂，防止金属氧化；木炭还可以加工制成 干燥剂 ， 吸附 速度快、吸附能力强，无毒无害。钢材加工需要渗碳处理，纯木炭渗碳效果较差，通常以木炭为原料，添加助剂配制成专用渗碳剂。在化工领域，木炭是制取 二硫化碳 、活性炭的原料，活性炭吸附能力极强，可用于葡萄糖、味精、医药制造，也可用于水处理、液体脱色、环保净化、黑火药制备。
在有色金属生产中，木炭常用作表面 助熔剂 ，既可减少熔融金属的飞溅损失，又可降低熔融物中气体的饱和度。大量木炭还用于结晶硅生产，但生产结晶硅用的木炭不应含有生炭头和过多的灰分。
木炭在 无氧铜 制备过程中，木炭作为覆盖剂起到关键作用，可有效隔绝熔融铜液与空气接触，减少氧化烧损，同时调节炉内温度，改善铜液流动性并提升铸件质量。无氧铜具备优异的导电性能与力学性能，应用价值突出，但其制备过程需要严格隔绝 氧气 。木炭覆盖层分布不均匀，且高温环境下木炭中的灰分会与铜液、 磷铜 中间合金发生复杂化学反应，造成铜、 磷 损耗，最终降低无氧铜产品品质与生产效率。
农业领域
将木炭放入种植农作物的根部，撒在田里，其颗粒会改善土壤中空气和水分流通，而且对木炭中含有的矿物质，溶在土中促进作物生长。在中国的古代，人们把木炭置于身边，能够防止氧化、老化和腐败。1972年1月16日在 长沙市 出土的马王堆一号汉墓，软侯夫人的尸体得以千年不腐，就是因为掩埋在5吨的木炭中，得益于碳素长年累月供应电子，同时有效地防止了地下害虫、细菌的侵入。古代人用刀切开马铃薯沾木炭下种，是祖先们摸索出的沾灰方法，起到了杀菌、消毒和防腐的三大作用。2005年9月 陆良县 君茂栗炭厂在陆良华侨农场2队苏德安菜农家，用炭粉种植蔬菜0.9亩获得成功，继后又种植4亩。
在农作物的根部施入木炭(粉)，具有很好的透水性或增强土壤的通气性。土壤通气性良好， 氧气 供给充分，在良好的水分及养分条件下新生根的数量多。同时在木炭表面上可以生成根粒菌，形成适合植物的农业土壤，更有效地解除根部虫害如蝼蛄类(拉拉蛄、拉蛄、土狗子等)、 地老虎 类(俗称 小地老虎 、地蚕、切根虫、夜盗虫等)及 金针虫 类对根的侵害。
木炭具有吸湿放湿功能。木炭在相对湿度为50％以上，能迅速 吸附 20％左右的水分。在作物受干旱时，它还吸收四周土壤的水分，供给植物吸收。可以借助于土壤含水量调节作物的生长状况，促进作物健壮生长，适时成熟收割。
在大田作物的生长期间，向作物的表面及根部撒炭粉，由于黑色炭粒吸收太阳热能，可使作物土壤温度升高。木炭原材料的木材本性温热，一旦烧成炭，更具有温热性，是木炭所具有的远红外线放射功能的效应。这种放射效果能促进作物体内的物质循环。用于蔬菜上，叶片呈绿色，未施炭粉的叶片呈紫色偏白。
利用木炭的 吸附 功能，使农药和有机肥含量保持一个平衡状态，利用这一平衡可以使农药或肥料均缓释放，供作物正常吸收。从而减少农药，化肥的流失，解决作物生长过程中有“粮”吃不了，无“粮”不生长的症状。此外，木炭能解除农药 药害 ，恢复正常生育，有效防治烟草病毒病，而且能改善土壤 物理化学 性质，有助于防治土壤病虫害。其还可增加土壤CO2含量，吸附土壤中有害金属；增强土壤微生物的活力。
其他领域
在日常生活中比如烧烤，木炭较为常见，用途较广泛。此外，其还可应用于研磨、绘画、化妆、医药、粉末合金等领域。 木炭上有着纵横无数的洞孔，这些洞孔具有 吸附 各种各样的物质以及发放出吸附着的物质的功能，所以，人们用它作除湿剂。木炭砖具有吸湿性和吸水性小、比重大和热值高的优点，在潮湿时，木炭会吸收潮气，在干燥的时候，它会把吸收了的潮湿发放出来，从而出色地发挥调节湿度的作用。此外，木炭还能消除房间里的气味和有害物质等。
装饰性木炭，利用木炭孔隙吸附装潢后停留在空气中的苯等有害物质；家庭绿色装饰中，利用多孔性木炭孔隙中小小空间，加上一撮土，便可育出一棵繁茂的盆景；另外，还可以将木炭放入鱼缸 吸附 水中杂质。木炭还可以帮助保存食品，如冰箱上可以用它作除臭剂。
生产技术
木炭炭化工艺主要分为内热式、外热式以及循环气流加热式三类。内热式炭化为传统制炭工艺，通过调控窑体进风量使木材发生不完全燃烧，通常需消耗约20%的原料木材以维持炭化反应。该工艺生产效率、能量与原料利用率偏低，环境污染物排放量大。后续改良方案如Antal等人提出的闪速炭化技术，提升了传热 速率 与炭产率，但暂未实现工业化应用。针对内热式工艺的缺陷，外热式炭化技术逐步得到重视：该技术依靠外置燃烧室供热，对反应釜内物料进行间接炭化；燃烧室燃料可选用废木料、燃油或回收热解气，无需损耗制炭原料。相较于内热式工艺，外热式炭化在密封性、传热效率、炭化速率、产物得率与品质上更具优势，且便于连续化生产，是制炭技术重要发展方向。循环气流加热式炭化的原理为：向炭化舱通入高温惰性或还原性气体对原料加热，炭化生成的热解气随载气导出，经燃烧放热后循环供热。该工艺传热效率高、炭化周期短、木炭品质优良，但设备结构复杂，运行成本较高。
生产设备
内热式炭化设备
内热式制炭设备主要分为土堆（坑）式窑、固定式窑与移动式窑三类。土堆或坑式窑是古老的木炭制备工艺：土堆式窑在引燃的木堆表层覆盖草皮或沙土，预留通气缝隙，依靠木材不完全燃烧生成木炭；坑式窑原理与之相近，仅将原料置于预先挖掘的土坑内完成炭化。土堆及坑式窑仅适合加工大尺寸硬木，生产周期15～30天，炭得率仅10%～30%，原料损耗高且污染严重。20世纪60年代，中国钢铁生产配套制炭产业年产量达3000万吨，主要采用坑式窑，大量木材最终仅有20%～30%转化为合格木炭，是当时全球制炭行业主要污染源，该工艺已基本淘汰。
固定式窑由砖、混凝土或黏土砌筑，容积数十至数百立方米。相较于土堆窑，其通风结构经过改良，炭品质量更佳，部分窑体配套烟气回收装置。典型窑型包括 阿根廷 窑、密苏里窑、巴西蜂窝窑与烫尾窑。以密苏里窑为例，容积可达180 立方米 ，生产周期7～30天，炭得率20%～30%，美国大量该类窑体因废气排放超标关停。固定式窑生产木炭仍会损耗林木资源、污染大气，但因其操作简便、产能高、生产成本低廉，在众多发展中国家仍广泛应用。
移动式窑整体体积偏小，适合处理分布零散、小体量的农林废弃物。例如日本农林水产省森林综合研究所研发的BA‑1移动式炭化炉，炉体底部配备滚轮，可直接转运至田间就地完成物料炭化。
外热式炭化设备
相较于内热式设备，外热式炭化设备更便于调控炭化工艺参数，是木炭工业化生产的重要发展方向。 荷兰 Gerelshoeve BV公司开发的VMR系统是典型的外热式炭化装置，核心单元由两台卧式炭化筒与一座中央燃烧室构成。两套炭化筒交替运行：第一台炭化筒物料热解产生的气体导入燃烧室燃烧，为另一台筒体内的木材供热干燥并维持热解反应。待第一批次物料热解完成后，更换新原料，再利用第二台炭化筒产生的热解气为第一台新进料木材供热，循环往复。系统工况稳定后无需外部持续供热，炭化效果良好。该设备已在美国、 法国 及亚非部分国家投产使用。
循环气流加热式炭化设备
循环气流加热式炭化工艺最早由 德国 学者Reichert研发。该工艺直接向炉内通入高温惰性气体或还原性气体对木材进行炭化，解决了外热式炭化依靠炉壁导热效率偏低的缺陷。在Reichert炭化炉的工作流程中，载热介质先在专用燃烧炉内可控燃烧，升温至550℃后送入炭化炉处理原料。炭化生成的热解气与水蒸气随同载热气流进入燃烧室燃烧，持续为炭化过程供热；系统在燃烧室前端配套冷凝器与焦油洗涤装置，保障木炭干燥度。Reichert工艺实现了载气循环与炭化过程的自动化控制，已有多年工业化应用经验并持续改良。但该工艺仍为间歇式生产，相较于连续化生产线，劳动强度与生产成本更高。
Lambiotte过程是一种连续式的循环气流加热式炭化方法，该方法的特点在于连续化生产显著降低了劳动强度。Lambiotte炭化炉主体为一个立式塔，分为上部加热段和下部冷却段，木材从上部连续输入，在塔体内缓慢向下移动，经过加热段炭化和冷却段冷却后由塔体下部排出。炭化产生的气体部分被燃烧后通入炭化室炭化木材，一部分经洗涤、冷却后用于冷却木炭。Lambiotte炭化炉提高了生产效率，但设备成本较高，特别是内部物料连续的移动破坏了金属零件表面的防腐层，设备耐蚀性能差。
安全事宜
注意事项
活性炭在运输、储存及使用全过程中需严防浸水，水分会填满活性炭内部孔隙，阻碍气体与孔隙表面接触，大幅降低使用效果；使用阶段严禁焦油类黏稠物质进入活性炭床层，防止孔隙被堵塞、活性表面被覆盖，导致气体无法充分接触而失效，若待处理气体含有这类杂质，需在气体通入活性炭床前增设除焦装置预先去除，保障处理效果。装填活性炭时，先筛除搬运过程产生的碎粒和粉尘，分层均匀摊铺，不可直接从进料孔倾倒，避免颗粒分布不均引发气体偏流；装填完成、设备启动前，需吹扫清除活性炭表面附着的粉尘。活性炭再生作业时，要杜绝 氧气 进入并保证再生完全，再生完成后利用蒸汽冷却，将温度降至800℃以下，防止高温状态下接触氧气引发活性炭自燃。若工作人员需要进入装有活性炭的容器 抽样 ，或是在低氧空间开展相关作业，必须严格遵守国家对应的标准与安全作业规范。
法规
中国《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB2760—2014）规定，活性炭可用作 助留剂 ，主要用于油脂加工工艺，残留量不需限定。 美国食品药品监督管理局 规定其参考用量： 葡萄酒 0.9%；雪梨酒0.25%；葡萄汁0.4%。