连续式炭化炉[1 是将木屑、稻壳、花生壳、植物秸秆、树皮等含碳的木质物料(体积在15mm以下颗粒状)在炉内高温条件下进行干馏、无氧炭化并且炭化率高的木炭机系列设备。
连续式炭化炉采用了物料在炭化过程中,产生的氧气等可燃气体回收、净化、循环燃烧的技术。即解决了普通炭化炉在炭化过程中产生的浓烟对环境的污染问题,又解决了木炭机设备所需的热能问题,充分做到了自供自给,提高了设备的连续性、经济型,充分利用农林剩余物,使其变废为宝,减轻了我国林业资源供求紧张的矛盾,为绿化环境多做贡献。
平衡含水率
热处理木和未处理素材相比,在不同的相对湿度的条件下,热处理木材的平衡含水率降低。在处理温度为220℃时,木材的平衡含水率为未处理时的一半。
炭化木的加工主要分为以下三个阶段:一阶段:温度升高及高温干燥阶段。采用蒸汽加热,干燥窑的温度迅速升高到100℃上下,此后,温度逐渐上升到130℃,在这段时间中,进行的是高温干燥,并且木材内部的含水率几乎降到0。第二阶段:炭化热处理炭化阶段。高温干燥的进行,干燥窑内部的温度上升到185℃到215℃之间。当达到所要求的温度以后,根据后炭化木不同的用途保持炭化热处理炭化温度2-3h。第三阶段:冷却与含水率调节阶段。
一个阶段是通过喷蒸来降低温度,当温度降到80℃到90℃时,调节被处理木材的湿度,使其达到含水率4%-7%[2]。2结果与讨论经过大量的探索试验,得出适用于自制小型炭化热处理设备的杉木木材炭化热处理工艺,具体如下:
(1)木材准备:用含水率测定仪对各木材进行含水率测定,并记录。经测定含水率范围应小于15%的用塑料薄膜包裹防止吸湿,待用;而对于含水率大于15%的待处理木材,应先采用常规干燥方法进行干燥处理,使其含水率低于15%后再进行处理。
(2)木材堆垛:按常规干燥法堆垛,放入炭化热处理设备内,关闭干燥室的大门和进、排气口进行处理。
随着国家天然林保护工程的实施,人工林木材的开发利用已成为解决木材供需矛盾的重要途径。蒸汽法木材炭化热处理工艺的研究,是利用木材,提高木材附加值的物理加工手段。炭化木热处理既具有良好的尺寸稳定性、耐腐性、耐候性、环保性等优点,又可通过炭化热处理改变普通木材的颜色来模仿珍贵木材,提高其使用范围和附加值,已越来越受到企业和木材科学研究人员的关注。
自从上个世纪中叶,木材炭化机厂家,不同的木材炭化热处理改性工艺在法国、芬兰、荷兰和德国就发展起来并产业化[1],而国内关于木材炭化热处理工艺的研究甚少。因此,借鉴国外木材炭化热处理方法和经验,适时开展我国木材炭化热处理改性研究尤为重要。
干燥阶段干燥阶段是整个热处理过程的一个阶段。该阶段也称为高温干燥阶段。干燥室的温度迅速升高到100℃上下,此后,温度逐渐上升到130℃。在这个阶段中木材的含水率几乎降低到0,之后才是真正的木材热解阶段。
干燥阶段所用的时间主要取决于木材的初含水率,树种和木材的厚度。原材料是否经过干燥都可以。合理的干燥对防止木材内部产生开裂是非常重要的。
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