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新型環(huán)保節(jié)能木材蒸煮干燥
論文關(guān)鍵詞:蒸煮 干燥窯 環(huán)保節(jié)能
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論文摘要:介紹一種新型環(huán)保節(jié)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(qiáng)度，減少了設(shè)備投資，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(xiàn)自動(dòng)控制，減少木材的干燥缺陷。
隨著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(guó)內(nèi)外研究的重要課題。但由于對(duì)木材的染色、漂白和干燥都是在不同的設(shè)備上分階段進(jìn)行的，所以設(shè)備投資大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低，生產(chǎn)成本高，且不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(jié)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(dǎo)熱油作為加熱介質(zhì)對(duì)改性液體進(jìn)行加熱，通過噴淋裝置對(duì)木材進(jìn)行噴淋蒸煮改性，然后通過循環(huán)風(fēng)機(jī)，采用翅片管換熱器與窯內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換的方式，使窯內(nèi)空氣產(chǎn)生對(duì)流，將熱量傳遞給木材，同時(shí)帶走木材蒸發(fā)出來的水分，并吸人干空氣，周而復(fù)始，可一次完成對(duì)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(jié)構(gòu)
新型木材蒸煮干燥窯主要由窯體、供熱系統(tǒng)和貯液系統(tǒng)組成，其主要結(jié)構(gòu)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(jī)和集液池構(gòu)成，見圖20窯體外形尺寸為2400mmx2100mm x3000mm，保溫材料為巖棉，保溫層厚度100mm ;窯體快開門尺寸為1400mm x 1200mm;窯體頂部設(shè)有2個(gè)導(dǎo)熱油進(jìn)口、2個(gè)導(dǎo)熱油出口、1個(gè)進(jìn)風(fēng)口、1個(gè)出風(fēng)口;窯體左側(cè)設(shè)有2個(gè)干濕球溫度計(jì);窯體右側(cè)設(shè)有1個(gè)導(dǎo)熱油進(jìn)口、1個(gè)導(dǎo)熱油出口、1個(gè)溫度計(jì)接口、1個(gè)窯體池底液體排出口;窯體背面設(shè)有3個(gè)液體進(jìn)口。
①噴淋裝置:噴淋裝置是該干燥窯不同于其他干燥窯的關(guān)鍵所在，可用來對(duì)木材進(jìn)行噴淋改性處理，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示，通過導(dǎo)熱油對(duì)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(fù)循環(huán)，完成對(duì)木材的噴淋改性。
②翹片管換熱器:干燥窯設(shè)有翅片管換熱器(見圖2中的序號(hào)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軸流式專用通風(fēng)機(jī):干燥窯采用GKF型軸流式通風(fēng)機(jī)(結(jié)構(gòu)見圖2中的序號(hào)16)，這是專門為木材干
燥窯而設(shè)計(jì)的能夠正反轉(zhuǎn)的通風(fēng)機(jī)，其具有耐高溫、耐腐蝕以及正反通風(fēng)參數(shù)一致等特點(diǎn)。通風(fēng)機(jī)的葉片為6片扭曲葉型，其整體使用不銹鋼材料，風(fēng)機(jī)與電機(jī)采用直連結(jié)構(gòu)。
軸流式通風(fēng)機(jī)電機(jī)采用H級(jí)加強(qiáng)級(jí)絕緣，可長(zhǎng)期在高溫高濕木材析出物的水蒸氣氣氛環(huán)境下連續(xù)正反轉(zhuǎn)周期運(yùn)行;機(jī)體內(nèi)的軸承潤(rùn)滑采用外注油脂方式，既延長(zhǎng)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(jié)構(gòu)如圖2中的序號(hào)13所示。
2.2供熱系統(tǒng)
木材蒸煮干燥窯供熱部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1中的序號(hào)1,2,3和9所示，分別由貯油罐、注油泵、電加熱導(dǎo)熱油爐和膨脹槽構(gòu)成。
電加熱導(dǎo)熱油爐是一種新型、安全、高效節(jié)能、低壓(常壓或較低壓力)并能提供高溫?zé)崮艿奶胤N工業(yè)爐，其以專用導(dǎo)熱油為熱載體，通過加熱器把熱量傳遞給干燥介質(zhì)。導(dǎo)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(wěn)定，可以獲得理想的工藝溫度，而且溫差變化極小;③導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)工作壓力低，并且是閉路循環(huán)，與大氣無接觸，所以可延長(zhǎng)熱載體壽命，無排放，無污染，熱損失小，節(jié)能效果顯著;④加熱設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝操作方便，占地面積小。
2.3貯液系統(tǒng)
貯液系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1中的序號(hào)5,6,7和8所示，其分別由集液罐、循環(huán)泵、加液泵和補(bǔ)液罐組成，其中補(bǔ)液罐周圍配有導(dǎo)熱油夾套可為罐內(nèi)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(jié)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，使其都處于關(guān)閉狀態(tài)，然后將裝有試材的小車推入干燥窯，最后關(guān)閉窯門。
②將水及所需藥品加人補(bǔ)液罐，開啟攪拌器，同時(shí)啟動(dòng)導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)，通過補(bǔ)液罐的導(dǎo)熱油夾套給液體加熱。當(dāng)補(bǔ)液罐內(nèi)液體溫度達(dá)到90℃時(shí)，保持恒溫。
③關(guān)閉補(bǔ)液罐夾套的導(dǎo)熱油進(jìn)口閥門，開啟補(bǔ)液罐的出口閥門及干燥窯下部的集液池進(jìn)口閥門，利用液位差將改性液體注人集液池中。
④當(dāng)集液池內(nèi)液位達(dá)到450mm時(shí)，打開集液罐放空閥門，集液罐灌滿后，關(guān)閉放空閥門及補(bǔ)液罐的出口閥門，然后打開循環(huán)泵的進(jìn)口閥門，開啟循環(huán)泵，打開循環(huán)泵的出口閥門，通過干燥窯內(nèi)的噴淋管將液體噴淋到木材上。同時(shí)關(guān)閉補(bǔ)液罐的導(dǎo)熱油進(jìn)口閥門，開啟集液池內(nèi)導(dǎo)熱油盤管的導(dǎo)熱油進(jìn)出口閥門，使液體溫度始終保持在90℃在集液池內(nèi)收集噴淋液(循環(huán)使用)，當(dāng)集液池內(nèi)的液位低于 300mm時(shí)，打開放料閥門補(bǔ)充液體，使集液池內(nèi)液位始終保持在300～350arm之之間。
⑤對(duì)木材的噴淋改性處理完成后，關(guān)閉循環(huán)泵和出口閥門，開啟加液泵的進(jìn)口閥門，打開加液泵的出口閥門，將改性液體泵回補(bǔ)液罐。當(dāng)集液池的液位計(jì)顯示液體抽完后，打開放凈閥門，當(dāng)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。
⑥開啟軸流風(fēng)機(jī)，打開干燥窯空氣置換閥門，以降低窯內(nèi)空氣的相對(duì)濕度。然后再關(guān)閉空氣置換閥門一，開啟導(dǎo)熱油盤管的導(dǎo)熱油進(jìn)、出口閥門對(duì)窯內(nèi)空氣進(jìn)行加熱。軸流風(fēng)機(jī)使窯一內(nèi)熱空氣循環(huán)以便干燥木材。導(dǎo)熱油進(jìn)、出口閥門會(huì)根據(jù)設(shè)定的溫度自行開關(guān)，當(dāng)木材含水率達(dá)到干燥要求時(shí)，關(guān)閉導(dǎo)熱油系統(tǒng)，開啟空氣置換閥門，將濕空氣置換成干空氣，最后關(guān)閉軸流風(fēng)機(jī)，當(dāng)干燥窯內(nèi)的溫度達(dá)到室溫后出料。
4小結(jié)
新型環(huán)保節(jié)能木材蒸煮干燥窯采用噴淋蒸煮的方式對(duì)木材進(jìn)行改性和干燥，可簡(jiǎn)化操作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備投資，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(duì)環(huán)境造成的污染，具有很好的應(yīng)用前景。
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