文档介绍：木材干燥学
木材的特种干燥方法
一、除湿干燥(dehumidification drying)
1、除湿干燥:干燥窑不设进排气道,湿热废气不是排入大气而是经除湿机先将其中的水分除去,再将变干了的空气加热后送进干燥室,继续干燥木材的干燥方式,又叫热泵干燥。
2、主要设备和工作原理:
(1)主要设备:干燥室和除湿机
(2)工作原理:利用低沸点的制冷剂由气体变为液体时放出的热量将空气加热,又利用它由液态变为气态时吸收热量的作用,使木材蒸发出的水分冷凝成液体而排出室外。
图木材除湿干燥系统
;(热源);(减压器);(冷源);
;;
3、对除湿干燥室的要求:
(1)保温(2)密闭(3) 防腐
4、除湿干燥工艺
(1)干燥温度:
1)辅助加热器预热空气温度约到24 ْ C
2)热泵供热使干燥室渐升温到32 ْ C ~49 ْ C
(2)干燥湿度:针叶材— 63%~27%
阔叶材— 90%~35%
(3)干燥时间:由于除湿干燥为低温干燥,故干燥时间较长。例如,32mm厚的赤栎锯材从生材干燥到6%~8%的含水率,需要40~45天;25mm厚的白松从含水率90%干燥到8%需18天。而同样的锯材,常规蒸汽干燥分别需要26天和6天。
5、除湿干燥的优缺点:
优点:
1)节省能耗;
2)对干燥室的设计和使用材料的要求不高;
3)使用电能,环境污染少;
4)适用于含水率大于20%的阶段。
缺点:
1)干燥速度慢,终含水率偏高;
2)无调湿装置,木料有表面硬化;
3)压缩阀和控制阀需要很好保养;
4)高温除湿机的制冷剂,国内来源困难;
5)成本大于常规干燥。
二、真空干燥(Vacuum drying)
1、真空干燥:把木材置于密闭容器内,在低于大气压力的条件下加热干燥木材的方法称为真空干燥。
罐体用10~15mm厚的钢板辊压弯曲、焊接而成。圆柱体结构在真空下承受外压性能好,制作工艺也较简便。
内壁喷镀铝层或涂防锈漆以防腐蚀。外壁包保温层。罐内下部设有两条钢轨道。
~,有效长度为3~20m。
蒸汽发生器内蒸汽的压力不容许超过2个表压力,以保证操作安全。
2、真空、真空度、真空表
真空:物理学是指没有或只有很少原子和分子的空间。工程技术上泛指在给定空间内,气体分子密度低于当地大气压下的气体分子密度的气体状态。
真空度:处于真空状态下气体的稀簿程度称之为真空度。
工程技术上真空度常用两种方式,即绝对真空度和相对真空度表示。绝对真空度指真空状态下稀薄气体的绝对压力,容器内气体越稀薄压力越低,真空度越高; 相对真空度
δ(%):
(%)
式中:1atm为一个标准大气压(×105Pa);p为处于真空状态下的绝对压力。
真空表:工业生产中常用的一种指示大气压力与容器内气体绝对压力之差的仪器,用来粗略的表示真空度的大小。
3、真空干燥的设备:干燥筒(容量几个至十几个m3)、真空泵、加热系统、冷却系统和控制系统(手动或计算机自动控制)。
4、真空干燥的原理和特点:
原理:(1)内高外低的压力梯度
(2)内高外低的含水率梯度
特点:
在真空环境下,水分沸点降低,可以实现低温快速干燥;
干燥周期短,干燥质量好;
氧分压降低,可减少物料在干燥过程中的氧化变质现象,
并在缺氧状态下抑制一些细菌的繁殖生长;
可以回收一些有毒有害的气体,减少环境污染。
5、真空干燥的分类:
1)间隙式
2)连续式
6、真空干燥的工艺过程
按加热方式分:对流加热间隙真空干燥、热板加热连续
真空干燥和高频加热真空干燥
(1)对流加热间隙真空干燥工艺
对流加热间歇真空干燥主要由常压加热和真空脱水交替进行的若干个循环过程组成。典型的干燥流程如下:
如从整体上把握,真空干燥亦可分为预热、干燥、调湿处理三个阶段。
1)预热
木材预热阶段通常需作汽蒸处理。
主要目的:使木材脱脂(树脂含量高的木材)、改善木材的渗透性(permeability)等。
一般用100℃饱和蒸汽进行预热,时间按木材厚度来确定,即汽蒸1~。
预热结束后,需将材芯温度降到干燥基准所规定的温度后方能抽真空。