[发明专利]一种木材热改性处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材热改性处理方法，特别涉及一种利用农林废弃物、剩余物等植源生物质为燃料进行反烧向木材热改性处理提供热源的方法，属于木材加工技术领域。

背景技术

随着国家天然林保护工程的实施，人工速生林的高效、增值利用已逐渐成为国内科研机构及生产企业的研究和关注焦点。多年来，人们试图通过用化学的方法对速生材进行改性处理，并取得了一定的成果。然而，如何消除化学处理材在制备及使用过程中对人体及环境的危害，以及化学处理材木制品，能否被人们所接受，更是一个需要优先解决的问题。因此建立在物理改性方法上的热改性技术仍是当前木材各类改性方法中实用性最强、经济效益显著，且环境友好的改性方法。热改性木材以其良好的生物耐久性、耐候性、尺寸稳定性及安全、环保等一系列突出的优点，正日益广泛的应用，特别是在室外木建筑及装饰方面。

目前，常规的木材高温热改性工艺是将木材置于水蒸气保护之下，在热处理温度为180℃～220℃之间进行的，如此高的热处理温度，用高压下的饱和水蒸气作为热媒是不现实的。因此，工业化的木材高温热改性设备通常多采用导热油(油温通常大于240℃)作为加热的热媒，这样在设备的投资上，除了要考虑热处理设备本身的投资外，还需要增加导热油加热系统、蒸汽锅炉或蒸汽发生器等附属设备的投资。在个别情况下，附属设备的总投资甚至会超过热处理设备本身的投资，其运行成本较高，进而会导致热处理木材成本的大量增加。

中国专利文献号CN101745951A于2010年6月23日公开了一种改性人工林木材及其制备方法。该发明公开了人工林木材浸渍增强-热处理改性技术，步骤如下：①采用以改性脲醛树脂为浸渍主剂的浸渍液对木材进行浸渍处理；②对浸渍处理后的木材进行真空热处理。该发明方法制备的木材尺寸稳定性高，木材强度高，抗湿胀性能和耐腐蚀性能增加，提高木材的附加值，扩大热处理材的应用范围。但是，用化学方法处理后的木材虽然尺寸稳定性有所提高，由于木材内部含有化学药剂，处理后的木材不管是在使用的时候还是废弃物的处理都会给环境带来污染，对人体有害。

中国专利文献号CN101491908A于2009年7月9日公开了一种木材高温热处理设备及工艺方法，以木材加工剩余物为燃料，热处理循环介质通过反烧式燃烧、换热一体化热风炉进行一次性换热，热效率高、燃烧充分、无污染。但是其反烧炉部分功能单一，仅能实现反烧作业，不能满足不同温度阶段的工艺要求，炉排处没有考虑到冷却的问题、炉排寿命低、维修工作量大，一体炉热功率小不能满足工业化生产要求；室体内部仅有单根进、出气管致使处理室内部的温湿度场不均匀，处理质量不高；整套装置缺少挥发性有机物的收集装置，致使木材热改性过程中VOC的排放及热污染较严重。

本发明的目的在于提出了一种环保型木材热改性装备及提高均匀性的处理方法，该装备以农作物秸秆、园林废弃物、木材加工剩余物等植源生物质为燃料，通过气化反烧、高效换热实现所需的工艺条件，无需额外的蒸汽热源及传统高温热改性所必需的导热油炉系统，可在确保高温热处理木材质量的前提下，显著地降低设备投资成本及运行成本，避免了木材热改性过程中挥发性有机物的排放及热污染。

在木材热改性处理过程中，由于热处理室内热介质分布均匀性差，流动性差，因而处于热处理室不同部位的木材的热处理温度不均匀，导致木材颜色不均匀，而且处理效果不同，处理后木材的性能不同，比如力学性能和尺寸稳定性不均，影响木材材质。从而导致热处理木材的品质。

发明内容

本发明的目的是针对现有木材热改性处理方法存在的技术问题提供一种木材热改性处理方法。本发明方法以农作物秸秆、园林废弃物、木材加工剩余物等植源生物质为燃料，通过气化反烧为热改性木材提供热能；通过控制热改性处理室内热介质的流量、流动速度和流动方向实现木材热改性处理温度的均匀，确保木材热改性的品质；本发明无需额外的蒸汽热源及传统高温热改性所必需的导热油炉系统，可在确保高温热处理木材质量的前提下，显著地降低设备投资成本及运行成本，避免了木材热改性过程中挥发性有机物的排放及热污染。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种木材热改性处理方法，包括以下步骤：

1)将待热改性处理木材码放成材堆后置于热改性装置的热处理室中；

2)通过气化燃烧装置为热改性装置的热处理室内的木材供热，进行热改性处理，包括：

2A)在热改性处理的升温阶段，优先利用气化燃烧装置的反烧式气化燃烧方式为热处理室供热，直至木材材堆温度达到木材热改性温度；