[发明专利]真空条件下进行木材干燥及碳化一体化处理的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种在真空条件下进行木材干燥及碳化一体化处理的方法和设备，属于木材干燥及木材碳化加工领域。

背景技术

木材具有易加工、可再生、较高的强重比、天然色泽和美丽花纹以及优良的环境学特征，至今为止仍然被广泛的应用在建筑、家具、木制品及室内装修等领域。但作为一种天然可再生的生物材料，木材也存在易变形、开裂、腐朽、虫蛀、霉变、色差等缺陷。经过干燥后的木材才能减少以上各种缺陷，在家具及木制品加工中得到应用。但是，干燥后的木材其尺寸稳定性、耐候性、耐腐蚀性及色差等在某些使用场合仍然不能满足使用需要。木材热处理因其污染小、不使用化学药剂，近年来成为人们研究与关注的热点。经高温热处理后的木材除表面美观外，还具有防腐、耐生物侵袭、抗变形开裂，耐高温的优点，其含水率低、不易吸水、材质稳定、不变形、完全脱脂、隔热性好、无特殊气味，同时改变了木材的色泽，上述通过热处理改性获得的优良特征极大提高了木材的附加利用价值，使其更加广泛的应用到家具、木制品及室内外装修中。

木材进行碳化前通常进行干燥处理，直接对高含水率的木材进行碳化处理会导致木材变形、翘曲、开裂及碳化不均等缺陷。而现有的碳化设备只能进行木材高温碳化处理，不能进行碳化前木材干燥。木材通常经过常规窑干到一定含水率（6%-8%），然后再拿到碳化设备中进行碳化处理，这样就造成材料在不同设备间的多次装卸、堆垛，浪费了时间、能源，导致生产效率低下。

发明内容

本发明提出的是一种木材干燥-热处理一体化的方法及设备，其目的旨在集成木材干燥及木材碳化双重功能，即干燥和碳化在同一设备内进行。具有节能、节时、设备利用率高、碳化效果好的特点。

本发明的技术解决方案：木材干燥-碳化处理一体化设备，包括压力调节系统、加热冷却系统、物料装载运输加压系统及排水系统， 其中加热冷却系统中的箱外导热油管9穿过压力调节系统中的处理箱2并与处理箱壁焊接密封，排水系统中的进水阀26通过连接管道与处理箱2及排水箱27连接；物料装载运输加压系统中的液压缸外壁穿过处理箱2顶部并与处理箱2密闭焊接。

木材干燥-碳化处理一体化处理方法，包括如下步骤：

1）木材装载：将高含水率木材加工规定厚度的板方材，要求厚度规格一致，把台车拉出干燥-碳化处理箱，利用箱外起重装置将热板逐层吊起，把规格木材单排整齐地装载到多层热板之间，装载完毕，利用起重装置逐层放下热并上下对齐，最后把台车推入处理箱，通过箱内液压缸和连接重载装置对多层热板加压，整个干燥及碳化处理过程重载装置实施全程加压，最后关闭设备密封门；

2）预真空处理：关闭处理箱进气阀和与排水箱连接的排水阀，打开与处理箱和排水箱连接的进水阀，开启真空泵，抽取热板与木材之间及处理箱、排水箱内部的空气，将设备内压力降至10.0~10.5kPa，当处理箱内部压力降至10.0kPa时，真空泵停止工作；当处理箱内部压力升高至10.5kPa时，真空泵开始工作，处理箱压力调节系统始终维持处理箱内部压力在10.0~10.5kPa之间；

3）真空热油循环热板加热干燥：维持真空泵运转，保持处理箱内部真空在10.0~10.5kPa，开启热油加热器、热油循环泵及串联的加热管路切换阀门，利用循环热油来加热处理箱内的多层热板，进而加热多层热板之间的木材，升温速度为6℃/h，对木材进行真空热板加热干燥；控制热油温度在47~48℃，使热板间木材的温度维持在42~43℃，要求木材温度小于处理箱内部对应压力下的饱和温度或水的沸点，直至含水率降至25%；含水率在25%以下，维持处理箱内部真空在10.0~10.5kPa，提高热油温度至52-53℃，使热板间木材的温度维持在45~46℃，加快木材水分蒸发，提高干燥速度，直至木材含水率降至15%；含水率在15%以下时，调节处理箱内部真空在8.0~8.5kPa，提高热油温度至56-57℃，使热板间木材的温度维持在50~51℃，加快干燥速度；含水率在10%以下时，调节处理箱内部真空在6.7~7.2kPa，提高热油温度至61-62℃，使热板间木材的温度维持在55~56℃，直至木材含水率降至6-8%；

4）箱体排水：真空热油循环热板加热干燥过程中木材中脱出的水分流到箱体底部，经与排水箱连接的进水阀流进排水箱，当排水箱内的水位达到液位器浮标时，关闭排水箱进水阀，打开排水阀排出排水箱内水分。如此反复循环，直至木材含水率降至6-8%；