[发明专利]一种木材干燥与热改性联合处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，尤其涉及一种木材干燥与热改性联合处理方法及装置。

背景技术

干燥是木材加工中的重要工序，干燥能耗约占木材总加工能耗的40-70%，且干燥质量的好坏直接决定着木材利用率的高低与木质品质量的优劣。高温热处理是近年来兴起的一项木材改性技术，其基本原理是在高温、缺氧、水蒸汽（或惰性气体、热油等）参与的特定条件下，对木材进行高温热处理，使木材内部的半纤维素成分部分分解，淀粉、糖类等营养物质反应、挥发，木材内部重新形成新的化学键结合，从而达到提高木材尺寸稳定性、耐候耐久性的目的。目前，在实际生产中，木材干燥处理与高温热处理皆为分两个步骤在不同设备中进行，即先将木材堆积在干燥窑中进行干燥处理，其干燥温度一般控制在100℃以内；将木材含水率干燥到10%以内后，重新将木材堆积到炭化窑中进行高温热处理，其处理温度一般控制在160-220℃。现有的干燥和热处理分步进行的两步处理法存在着工艺繁琐、劳动强度大（需要两次堆垛和两次拆垛）、工作效率低、处理时间长和能耗损失大（需要两次升温和两次降温）的缺陷，且在炭化窑的高温热处理过程中，其加热介质一般为导热油或者直接采用电加热，热改性处理成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、能源消耗和生产成本少、劳动强度低、生产效率高的木材干燥与热改性联合处理方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种木材干燥与热改性联合处理方法，将木材堆积到封闭的干燥窑体中，向干燥窑体中通入湿空气或常压过热水蒸汽作为干燥介质，以生物质裂解气体为热源加热干燥介质，对木材进行干燥处理，使木材含水率降至5%以内之后，将干燥介质温度升高至160℃-220℃，对木材进行热改性处理，随后对热改性后的木材进行降温调湿和平衡处理。

作为上述技术方案的进一步改进：

针对难干锯材，具体步骤包括：

S1、木材堆积：将难干锯材堆积至干燥窑体内的木材堆积区域内；

S2、木材干燥：关闭干燥窑体大门，采用湿空气作为干燥介质，开启轴流通风机和循环风机，打开轴流通风机正压侧排湿孔，关闭轴流通风机负压侧排湿孔，开启裂解气化供热系统将干燥介质的温度快速提升到35℃-45℃，并保温0.5h-2.0h，使难干锯材充分热透，然后将干燥介质温度继续升高到选定干燥基准的第一阶段温度，对锯材进行预热处理，预热保持时间控制在1h-2h/cm锯材厚度，预热结束后按照选定干燥基准对锯材进行干燥、中间处理和后期处理，将锯材干燥至含水率为5%以下，当干燥介质的湿度低于干燥基准的设定湿度时，开启蒸汽发生器，增加干燥介质的湿度，在升温和预热过程中，保持干燥介质的湿度在90%以上；

S3、木材热改性处理：将干燥介质中的空气含量控制在5%以下，继续提高干燥介质的温度至设定温度T，其中，160℃≤T≤220℃，保持设定温度T对木材进行热改性处理，处理时间为0.2h-2h/cm锯材厚度；

S4、降温调湿和平衡处理：关闭裂解气化供热系统，关闭轴流通风机正压侧排湿孔，打开轴流通风机负压侧排湿孔，使干燥介质温度缓慢降低到80℃-90℃，再开启裂解气化供热系统，使干燥介质温度保持在80℃-90℃，并开启蒸汽发生器，使干燥介质相对湿度维持在85%-95%，并在此状态下保持1h-2h/cm锯材厚度，然后关闭裂解气化供热系统和循环风机，保持轴流通风机继续运转4h-8h后，闷窑4h-8h，使木材自然冷却和平衡；

S5、冷却出窑：待木材芯层温度降低到高于室外温度不超过20℃后，开启干燥窑体大门，将干燥和热改性处理后的木材出窑，并在干料棚中密堆存放10-20天。

针对易干锯材，具体步骤包括：

S1、木材堆积：将易干锯材堆积至干燥窑体内的木材堆积区域内；