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淺析新型環(huán)保節能木材蒸煮干燥窯
論文關(guān)鍵詞:蒸煮 干燥窯 環(huán)保節能
論文摘要:介紹一種新型環(huán)保節能木材蒸煮干燥窯，其可以將木材染色、漂白和干燥一次完成，從而降低了勞動(dòng)強度，減少了設備，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效益。同時(shí)還可以實(shí)現自動(dòng)控制，減少木材的干燥缺陷。
隨著(zhù)天然林資源的日益減少，人工速生林的利用日益增加。目前人工林木材的染色、漂白及干燥聯(lián)合技術(shù)已成為國內外研究的重要課題。但由于對木材的染色、漂白和干燥都是在不同的設備上分階段進(jìn)行的，所以設備投資大，生產(chǎn)周期長(cháng)、效率低，生產(chǎn)高，且不能實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化。
為了克服現有技術(shù)的缺點(diǎn)，設計了一種新型的木材蒸煮干燥窯，其可以將木材染色、漂白和干燥一次完成，具有投資少、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、環(huán)保和節能等優(yōu)點(diǎn)。
1木材蒸煮干燥窯的工作原理
新型木材蒸煮干燥窯以導熱油作為加熱介質(zhì)對改性液體進(jìn)行加熱，通過(guò)噴淋裝置對木材進(jìn)行噴淋蒸煮改性，然后通過(guò)循環(huán)風(fēng)機，采用翅片管換熱器與窯內空氣進(jìn)行熱量交換的方式，使窯內空氣產(chǎn)生對流，將熱量傳遞給木材，同時(shí)帶走木材蒸發(fā)出來(lái)的水分，并吸人干空氣，周而復始，可一次完成對木材的噴淋蒸煮改性和干燥兩道工序。
2木材蒸煮干燥窯結構
新型木材蒸煮干燥窯主要由窯體、供熱系統和貯液系統組成，其主要結構如圖1所示。
2.1干燥窯窯體
干燥窯窯體主要由殼體、噴淋裝置、換熱器、軸流風(fēng)機和集液池構成，見(jiàn)圖20窯體外形尺寸為2400mmx2100mm x3000mm，保溫為巖棉，保溫層厚度100mm ;窯體快開(kāi)門(mén)尺寸為1400mm x 1200mm;窯體頂部設有2個(gè)導熱油進(jìn)口、2個(gè)導熱油出口、1個(gè)進(jìn)風(fēng)口、1個(gè)出風(fēng)口;窯體左側設有2個(gè)干濕球溫度計;窯體右側設有1個(gè)導熱油進(jìn)口、1個(gè)導熱油出口、1個(gè)溫度計接口、1個(gè)窯體池底液體排出口;窯體背面設有3個(gè)液體進(jìn)口。
①?lài)娏苎b置:噴淋裝置是該干燥窯不同于其他干燥窯的關(guān)鍵所在，可用來(lái)對木材進(jìn)行噴淋改性處理，其結構簡(jiǎn)圖如圖3所示，通過(guò)導熱油對改性液體進(jìn)行加熱，采用循環(huán)泵將液體送到噴淋裝置，并反復循環(huán)，完成對木材的噴淋改性。
②翹片管換熱器:干燥窯設有翅片管換熱器(見(jiàn)圖2中的序號17 )，換熱面積30m2, U型翅片管采用中I6mm的不銹鋼管纏繞上l 0mm寬的不銹鋼帶(不銹鋼帶增加褶皺，以此增大換熱面積)制成。
③軸流式專(zhuān)用通風(fēng)機:干燥窯采用GKF型軸流式通風(fēng)機(結構見(jiàn)圖2中的序號16)，這是專(zhuān)門(mén)為木材干
燥窯而設計的能夠正反轉的通風(fēng)機，其具有耐高溫、耐腐蝕以及正反通風(fēng)參數一致等特點(diǎn)。通風(fēng)機的葉片為6片扭曲葉型，其整體使用不銹鋼，風(fēng)機與電機采用直連結構。
軸流式通風(fēng)機電機采用H級加強級絕緣，可長(cháng)期在高溫高濕木材析出物的水蒸氣氣氛下連續正反轉周期運行;機體內的軸承潤滑采用外注油脂方式，既延長(cháng)了軸承的使用壽命，又能提高自身的防水蒸氣和防木粉塵的能力。
④集液池:集液池為噴淋木材改性液的回收裝置，回收的改性液可循環(huán)使用，集液池結構如圖2中的序號13所示。
2.2供熱系統
木材蒸煮干燥窯供熱部分結構簡(jiǎn)圖如圖1中的序號1,2,3和9所示，分別由貯油罐、注油泵、電加熱導熱油爐和膨脹槽構成。
電加熱導熱油爐是一種新型、安全、高效節能、低壓(常壓或較低壓力)并能提供高溫熱能的特種爐，其以專(zhuān)用導熱油為熱載體，通過(guò)加熱器把熱量傳遞給干燥介質(zhì)。導熱油加熱具有以下特點(diǎn):①在較低的工作壓力下可獲得較高的工作溫度，加熱速度快;②油溫穩定，可以獲得理想的工藝溫度，而且溫差變化極小;③導熱油加熱系統工作壓力低，并且是閉路循環(huán)，與大氣無(wú)接觸，所以可延長(cháng)熱載體壽命，無(wú)排放，無(wú)污染，熱損失小，節能效果顯著(zhù);④加熱設備結構簡(jiǎn)單，安裝操作方便，占地面積小。
2.3貯液系統
貯液系統結構如圖1中的序號5,6,7和8所示，其分別由集液罐、循環(huán)泵、加液泵和補液罐組成，其中補液罐周?chē)溆袑嵊蛫A套可為罐內液體加熱。
3木材蒸煮干燥窯千燥工藝流程
木材蒸煮干燥窯的干燥工藝流程如圖4所示。
結合圖1、圖2、圖3和圖4，木材蒸煮干燥窯的干燥工藝流程如下:
①干燥窯工作前要檢查各閥門(mén)，使其都處于關(guān)閉狀態(tài)，然后將裝有試材的小車(chē)推入干燥窯，最后關(guān)閉窯門(mén)。
②將水及所需品加人補液罐，開(kāi)啟攪拌器，同時(shí)啟動(dòng)導熱油爐系統，通過(guò)補液罐的導熱油夾套給液體加熱。當補液罐內液體溫度達到90℃時(shí)，保持恒溫。
③關(guān)閉補液罐夾套的導熱油進(jìn)口閥門(mén)，開(kāi)啟補液罐的出口閥門(mén)及干燥窯下部的集液池進(jìn)口閥門(mén)，利用液位差將改性液體注人集液池中。
④當集液池內液位達到450mm時(shí)，打開(kāi)集液罐放空閥門(mén)，集液罐灌滿(mǎn)后，關(guān)閉放空閥門(mén)及補液罐的出口閥門(mén)，然后打開(kāi)循環(huán)泵的進(jìn)口閥門(mén)，開(kāi)啟循環(huán)泵，打開(kāi)循環(huán)泵的出口閥門(mén)，通過(guò)干燥窯內的噴淋管將液體噴淋到木材上。同時(shí)關(guān)閉補液罐的導熱油進(jìn)口閥門(mén)，開(kāi)啟集液池內導熱油盤(pán)管的導熱油進(jìn)出口閥門(mén)，使液體溫度始終保持在90℃在集液池內收集噴淋液(循環(huán)使用)，當集液池內的液位低于 300mm時(shí)，打開(kāi)放料閥門(mén)補充液體，使集液池內液位始終保持在300～350arm之之間。
⑤對木材的噴淋改性處理完成后，關(guān)閉循環(huán)泵和出口閥門(mén)，開(kāi)啟加液泵的進(jìn)口閥門(mén)，打開(kāi)加液泵的出口閥門(mén)，將改性液體泵回補液罐。當集液池的液位計顯示液體抽完后，打開(kāi)放凈閥門(mén)，當加液泵的出口壓力降到0.1 MPa以下時(shí)，關(guān)閉加液泵和各個(gè)閥門(mén)。
⑥開(kāi)啟軸流風(fēng)機，打開(kāi)干燥窯空氣置換閥門(mén)，以降低窯內空氣的相對濕度。然后再關(guān)閉空氣置換閥門(mén)一，開(kāi)啟導熱油盤(pán)管的導熱油進(jìn)、出口閥門(mén)對窯內空氣進(jìn)行加熱。軸流風(fēng)機使窯一內熱空氣循環(huán)以便干燥木材。導熱油進(jìn)、出口閥門(mén)會(huì )根據設定的溫度自行開(kāi)關(guān)，當木材含水率達到干燥要求時(shí)，關(guān)閉導熱油系統，開(kāi)啟空氣置換閥門(mén)，將濕空氣置換成干空氣，最后關(guān)閉軸流風(fēng)機，當干燥窯內的溫度達到室溫后出料。
4小結
新型環(huán)保節能木材蒸煮干燥窯采用噴淋蒸煮的方式對木材進(jìn)行改性和干燥，可簡(jiǎn)化操作程序，實(shí)現自動(dòng)控制，降低勞動(dòng)強度，減少設備，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率;同時(shí)還降低了能耗，減少了對環(huán)境造成的污染，具有很好的應用前景。
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