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木材干燥!

發(fā)布于 2019-11-09 08:01 閱讀(



木材干燥可分為天然干燥和人工干燥兩大類。

天然干燥

天然干燥又稱自然干燥或大氣干燥,簡(jiǎn)稱氣干。它是最古老而又簡(jiǎn)單的干燥方法。氣干是將木材堆放在空曠的場(chǎng)地或棚舍內(nèi),通過(guò)自然通風(fēng)(普通氣干)或強(qiáng)制通風(fēng)(強(qiáng)制氣干),木材吸收大氣中的熱量,蒸發(fā)木材中的水分,達(dá)到干燥的目的。氣干的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便、投資少、成本低。而主要缺點(diǎn)是占用場(chǎng)地大、終含水率偏高、干燥時(shí)間長(zhǎng)。目前已很少有單純的氣干,一般將它作為預(yù)干,或與其他干燥方法聯(lián)合。

常用的人工干燥方法

目前常用的人工干燥方法有常規(guī)干燥、高溫干燥、除濕干燥、太陽(yáng)能干燥、真空干燥、微波與高頻干燥以及煙氣干燥等。所有的人工干燥方法中,常規(guī)干燥由于具有歷史悠久、技術(shù)成熟、故障干燥質(zhì)量、易實(shí)現(xiàn)大型工業(yè)化干燥等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外的木材干燥工業(yè)中均占主要地位,它在我國(guó)占80%以上。除濕干燥由于能回收干燥排氣的余熱,是一項(xiàng)節(jié)能干燥技術(shù)。它在加拿大、日本、意大利及英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)的木材干燥設(shè)備中已占有相對(duì)大的比例,日本2000年的統(tǒng)計(jì)約占26%,在我國(guó)約占1/10。其他干燥方法如真空、微波與高頻、太陽(yáng)能干燥等所占的比例都很小。

常規(guī)與高溫干燥

常規(guī)干燥是指以常壓濕空氣作干燥介質(zhì),以蒸汽、熱水、爐氣或熱油作熱媒,間接加熱空氣,空氣以對(duì)流方式加熱木材,干燥介質(zhì)溫度在100以下的干燥方法。常規(guī)干燥中又以蒸汽為熱媒的干燥室居多數(shù),一般簡(jiǎn)稱蒸汽干燥。以爐氣為能量的常規(guī)干燥,在我國(guó)南方非采暖地區(qū)的中小型木材廠中占有相當(dāng)?shù)谋壤捎谒芴幚韽S內(nèi)的木廢料,又能降低干燥成本,故受到一些干燥量不太大的工廠的歡迎。土法建造的簡(jiǎn)易干燥室,在我國(guó)及一些不發(fā)達(dá)國(guó)家中,環(huán)境要求不高的地區(qū)仍較盛行。熱水為熱源的常規(guī)干燥,由于熱水鍋爐的價(jià)格比蒸汽鍋爐低很多,故在一些不需要高溫干燥,且干燥量不大的工廠有上升的趨勢(shì)。熱油為熱源的常規(guī)干燥,目前在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用都占少數(shù)。

我國(guó)的常規(guī)干燥設(shè)備中國(guó)產(chǎn)設(shè)備占80%左右,其中爐氣干燥幾乎全部為國(guó)產(chǎn)設(shè)備。國(guó)內(nèi)具有一定規(guī)模的常規(guī)干燥設(shè)備生產(chǎn)廠家有20多家,在設(shè)備的設(shè)計(jì)水平、技術(shù)性能上已接近國(guó)外產(chǎn)品,某些方面還具有自己的特色,符合國(guó)情需要,國(guó)內(nèi)干燥設(shè)備的質(zhì)量完全能滿足木材干燥生產(chǎn)的要求。且由于國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品差價(jià)大,因此國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家和企業(yè)在選擇干燥設(shè)備時(shí),應(yīng)立足于國(guó)內(nèi),首選國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。

我國(guó)在常規(guī)干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)方面與國(guó)際水平相當(dāng)。木材干燥工藝研究方面比國(guó)外更全面,可以認(rèn)為某些方面處于先進(jìn)水平。我國(guó)生產(chǎn)的常規(guī)干燥設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)的干燥設(shè)備相比,主要的差距在于一下幾點(diǎn)。①檢測(cè)與控制系統(tǒng)的精度差,可靠性差。主要是平衡含水率(或相對(duì)濕度)與木材含水率的測(cè)試誤差較大。②蒸汽閥、疏水器等零配件質(zhì)量差,合格率低,使蒸汽泄漏嚴(yán)重,能耗大。③干燥室熱力計(jì)算粗放,通常按經(jīng)驗(yàn)配換熱面積。④不少干燥室密封性和保溫性能差,散熱損失大。

高溫干燥與常規(guī)干燥的區(qū)別是高溫干燥介質(zhì)溫度在100℃以上,一般在120~140℃。其干燥介質(zhì)可以是濕空氣,也可能是過(guò)熱蒸汽。高溫干燥的優(yōu)點(diǎn)是干燥速度快、尺寸穩(wěn)定性好、周期短,但高溫干燥易產(chǎn)生干燥缺陷,材色變深、表面硬化、不易加工。高溫干燥一般用于干燥針葉樹(shù)材,目前在新西蘭、加拿大、澳大利亞、美國(guó)、日本等國(guó)較盛行,如用于干燥輻射松、柳、杉等建筑用材。西歐國(guó)家如德國(guó)、意大利則習(xí)慣用較低的干燥溫度(一般≤80℃)干燥硬闊葉樹(shù)材,干燥質(zhì)量好。

除濕與太陽(yáng)能干燥

除濕干燥和常規(guī)干燥一樣,也是以常壓濕空氣作干燥介質(zhì),空氣對(duì)流加熱木材。但常規(guī)干燥是以進(jìn)、排氣的方式降低干燥室的空氣濕度,導(dǎo)致?lián)Q氣熱損失大。除濕干燥時(shí)濕空氣在除濕機(jī)與干燥室間進(jìn)行閉式循環(huán),它依靠空調(diào)制冷和供熱的原理,使空氣冷凝脫水后被加熱為熱空氣,再送回干燥室繼續(xù)干燥木材。濕空氣脫濕時(shí)放出的熱量依靠制冷工質(zhì)回收,又用于加熱脫濕后的空氣,與常規(guī)干燥相比,其節(jié)能率在40%以上。

除濕干燥雖然具有節(jié)能、干燥質(zhì)量好、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),但除濕干燥通常溫度低、干燥周期長(zhǎng),依靠電加熱,電耗高,因而影響了它的推廣應(yīng)用。在日本、加拿大等國(guó),一般用除濕干燥作為預(yù)干。

太陽(yáng)能干燥是利用太陽(yáng)輻射的熱能加熱空氣,利用熱空氣在集熱器與材堆間循環(huán)來(lái)干燥木材。太陽(yáng)能雖然是清潔的廉價(jià)能源,但它是受氣候影響大的間歇能源,干燥周期長(zhǎng),單位材積的投資較大,故太陽(yáng)能的推廣受限。為縮短干燥周期,太陽(yáng)能干燥通常與其他能源如蒸汽、爐氣及熱泵等聯(lián)合使用。

真空干燥

真空干燥是木材在低于大氣壓的條件下實(shí)施干燥,其干燥介質(zhì)可以是濕空氣或過(guò)熱蒸汽,但多數(shù)是過(guò)熱蒸汽。真空干燥時(shí),木材內(nèi)外的水蒸氣壓差增大,加快了木材內(nèi)水分遷移速度,故其干燥速度明顯高于常規(guī)干燥,通常比常規(guī)干燥快3~7倍。同時(shí)由于真空狀態(tài)下水的沸點(diǎn)低它可在不高的干燥溫度(如70℃左右)下達(dá)到較高的干燥速率,干燥周期短、干燥質(zhì)量好,特別適用于干燥厚的硬闊葉樹(shù)材。

近十幾年的真空過(guò)熱蒸汽干燥在丹麥、德國(guó)、法國(guó)、加拿大、日本等國(guó)已有工業(yè)應(yīng)用,效果良好。但真空干燥系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、電耗高,同時(shí)真空干燥容量一般比較小,否則難于維持真空度。目前我國(guó)真空干燥的應(yīng)用還很少。

微波與高頻干燥

高頻和微波干燥都是以濕木材作電介質(zhì),在交變電磁場(chǎng)的作用下使木材中的水分子高速頻繁地轉(zhuǎn)動(dòng),水分子之間發(fā)生摩擦而生熱,使木材從內(nèi)到外同時(shí)加熱干燥。這兩種干燥方法的特點(diǎn)是干燥速度快,木材內(nèi)溫度場(chǎng)均勻,殘余應(yīng)力小,干燥質(zhì)量較好。微波與高頻干燥的區(qū)別是前者的頻率低、波長(zhǎng)較長(zhǎng),對(duì)木材的穿透深度較深,適于干大斷面的厚木材。微波干燥的頻率比高頻更高(又稱超高頻)但波長(zhǎng)較短,其干燥頻率比高頻快,但木材的穿透深度不及高頻干燥。

微波、高頻干燥的優(yōu)點(diǎn)是干燥速度很快,通常比常規(guī)干燥快幾十倍甚至上百倍,其次是木材內(nèi)溫度均勻、干燥應(yīng)力小、質(zhì)量好。但這兩種干燥方法的缺點(diǎn)是投資大、電耗高,同時(shí)若功率選擇不當(dāng),功率過(guò)大或干燥工藝控制不當(dāng),易產(chǎn)生內(nèi)裂和炭化。

由于微波、高頻干燥在解決大斷面髓心方材的干燥時(shí)有突出的優(yōu)點(diǎn),而且微波與高頻干燥設(shè)備已較完善,干燥工藝已逐漸成熟,它的工藝應(yīng)用與真空干燥比例差不多,而且通常是真空-微波、真空-高頻聯(lián)合干燥。

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