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    簡述木材干燥設備的分析與選用
      在選擇木材干燥設備之前,首先要了解各類干燥方法的特點和適用范圍,再根據企業自身的具體條件,對口選擇相應的干燥方法和類型,再配合合理的干燥工藝,才能做到在保證干燥質量的前提下,最大幅度的降低設備投資和干燥成本。      
    1、干燥方法的比較      
    選擇干燥窯的類型時,應考慮技術上的先進性、工藝上的可靠性、經濟上的合理性,并根據被干木材的樹種,規格和數量,木材的用途對干燥質量的要求以及生產單位的具體情況等。      
    蒸汽加熱的木材干燥法,是國內外廣泛使用的最傳統、最普遍的干燥方法。其主要的優點是技術性能穩定,工藝成熟,溫、濕度易于調節和控制;可集中供熱,可干燥各種用材,適用范圍廣;若干燥工藝合理、操作正確,干燥質量有保證,干燥室的容量較大。缺點是需要蒸汽鍋爐。設備投資較高,干燥成本適中或偏高。      
    熱水加熱的木材干燥法熱干燥木材,兼有蒸汽干燥的部分優點。可利用木材加工剩余物作燃料,干燥成本大幅度降低,由于熱水熱容量大,干燥室內空氣狀況較穩定,易于控制。其主要的缺點是由于常壓熱水的出水溫度不高(95℃左右),干燥周期稍長。      
    爐氣間接加熱的木材干燥法主要優點是不用鍋爐,并以工廠的加工剩余物為能源,干燥成本低。缺點是干燥介質的溫、濕度狀態不易調節和控制,對操作技術和責任心要求較高,勞動強度相對較大。這類設備的可靠性與設計是否合理關系極大。沒有經過合理設計和合理建造的“土室”,不但干燥不均勻、干燥時間長、干燥質量無保證,還很容易發生火災。      
    除濕干燥法的優點是可回收濕空氣冷凝所釋放的汽化潛熱,即該法幾乎沒有或只有少量的排氣熱損失;并且工藝簡單,操作容易,干燥安全,一般不會造成木材損傷。缺點是干燥溫度低,干燥周期長,對于厚板或難干材,很不容易干透,且干燥成本偏高。      
    真空干燥法將木材置于密閉的干燥容器內,一方面提高木材的溫度,另一方面降低容器內的壓力,使木材中水分在比較低的溫度下就開始汽化與蒸發,從而達到干燥木材的目的。該干燥方法的特點是干燥周期短,干燥質量好,但能耗較高,容器的容積較小,干燥設備及干燥過程的控制較為復雜。適合于透氣性好的硬闊葉材厚板或易皺縮的木材。      
    微波和高頻干燥干燥法具有內外同時加熱,加熱均勻干燥速度快,周期短,干燥質量好,能保持木材的天然色澤,有利于連續自動化產生等一系列優點。缺點是以電為能源,成本高,設備性能不完善。初步實踐證明:其適合于對于貴重樹種(紅木等)、高檔木料及難干材。      
    太陽能干燥方法也是一種節能的木材干燥方法。它是利用太陽能集熱器將太陽能轉變為熱能來加熱木材。這種干燥方法的最大特點就是節省能源,但干燥周期較長,而且受地區、季節和氣候等條件的影響。所以,這種干燥方法的使用有一定的局限性。      
    2、干燥設備的選用      
    木材干燥方法及窯型的選用除了分析上述因素之外,還應考慮使用單位的自身特點,即產量因素、被干木材因素、能源情況、設備可靠性及場地條件等等。總之,木材干燥方法的最終選定,是對各種因素進行分析和權衡的結果。      
    1.產量因素      
    若干燥的木材量較大,為了減少設備投資和降低干燥成本,原則上講應建大容量的干燥窯,為此只有采用常規蒸汽干燥或熱水干燥這兩種方法比較理想。對于中、小型的干燥產量,則首選以木材加工剩余物為能源的加熱方式干燥,以降低投資和干燥成本。也可視具體情況選擇小型熱水加熱干燥、除濕或真空干燥。      
    干燥窯大小應根據生產能力和干燥木材的尺寸(主要是長度)而定,其次,還受干燥窯類型、通風方式、裝室方式等的影響。干燥窯的大小直接與建窯成本相關。一般,跨度不要太大。跨度越大,要求室頂及構架的強度也就越大。      
    2.被干木材因素      
    (1)樹種因素 一般來講,針葉樹材因其結構較為疏松,密度較小,能承受高溫干燥而不致產生嚴重干燥缺陷。可首選以木材加工剩余物為能源的爐氣間接加熱干燥法,以提高干燥效率,降低干燥成本;也可選擇高溫水加熱干燥和蒸汽干燥;低溫干燥法,因干燥窯內的氣候條件有利于真菌的發展,當木材含水率較高時,往往導致木材發生藍變,不宜用于干燥軟質木材;真空干燥法雖然干燥速度很快,干燥周期很短,但由于采用常規干燥法已經能取得很好干燥結果,故一般不采用。      
    對于硬質闊葉材和難干材,可采用所有各種干燥方法。只要配以良好的控制系統,控制質量較好,干燥結果相差不大。在通常情況下,應首選選蒸汽干燥或高溫水加熱干燥,以保證質量且降低投資和成本;干燥硬闊葉樹厚板或方材時,用一般干燥法很難保證質量,且周期很長,用真空干燥法最合適。此外,除濕干燥法的干燥基準較軟,是干燥難干材的好方法。      
    (2)規格 對于被干木材的規格而言,主要考慮的是厚度因素。厚度大的木材較難干燥。干燥快了,干燥質量不符合要求。保證了干燥質量,保證不了干燥速度,這是人們經常遇到的難題。適合于透氣性好的硬闊葉材厚板或易皺縮的木材,可考慮真空干燥。而對于在常規干燥中降等、報廢率大的難干材,亦可考慮微波或高頻干燥。      
    (3)含水率狀態 用低溫干燥法干燥初含水率很高的木材,經濟效果最好。特別是除濕干燥法,在木材含水率較高的情況下,設備的熱效率較高。如果采用其它干燥方法,熱效率就較低。特別是在干燥的開始階段,需要排除的水分量很大,故得消耗大量熱能。      
    到了干燥后期,提高干燥溫度是促進水分在木材中移動的最主要手段。如采用低溫干燥法,要將木材干燥到很低的終含水率(8~10%)效果較差。這時,常規室干是最適用的。另外,水分在木材中的移動速度還因周圍空氣壓力降低而加快。所以,采用真空干燥法可使木材快速達到較低終含水率。      
    3.能源情況      
    木材加工企業每年要產生大量的加工剩余物,這些加工剩余物常作為鍋爐的燃料,生產廉價熱能。在沒有蒸汽鍋爐或沒有足夠的余汽用于木材干燥的情況下,選擇以木材加工剩余物為能源的熱水或爐氣間接加熱木材干燥室最為合適。上述兩種干燥方法,不但清除了工廠的廢料垃圾,減少干燥設備投資,降低了能耗和干燥成本,而且做到了能源自給。在天然氣資源和水電資源豐富的地區,可選擇以天然氣為能源的直燃式干燥法,干燥針葉樹木材;或選用除濕干燥法,干燥闊葉樹木材。      
    然而,究竟選用哪一種能源,還因根據使用地的具體情況確定。常有這樣的情況:從理論上講,使用某種能源是可行的,但是實際上卻存在許多具體問題,因此只能使用另一種能源。例如,設在城區的木材加工企業因為禁止向大氣中排放污染物。所以只能使用電源,這就決定了該廠只能采用特種干燥方法。值得一提的是,在目前提倡節約能源并鼓勵開發新能源的時代,研究將地熱和太陽能應用于木材干燥具有積極的意義。      
    4.木材烘干設備可靠性      
    干燥設備越復雜,技術也越復雜,越容易發生故障。設備的可靠性主要取決于生產廠家的技術、設備配置及售后的技術服務情況,首要關注的是設備的性能和質量問題。      
    一般來講,干燥室內的循環風機材料應為鋁合金壓鑄的,其葉片為對稱扭曲機翼型,以保證高強度、耐腐蝕和高效率。匹配的直連電機應為H級絕緣的耐高溫防潮電機。循環風機應保證流過材堆的氣流速度為1.5~2.0m/s。氣流速度太低,影響木材干燥的均勻性及干燥速度;氣流速度太高,則不必要地加大了電力消耗和干燥成本。      
    干燥室內的加熱器一般應采用鋼鋁復合翅片管,散熱面積一般應達到2~5m2/m3被干木料。需要注意的是,干燥櫟木等樹種時,木材會釋放出腐蝕性很大的酸性物質,所以,尤其要注意加強干燥設備的保養。無論采用哪一種干燥設備,其使用壽命都與保養水平有關。      
    干燥設備的裝載量也是一個不容忽視的問題。干燥室內的凈空尺寸應保證規定的實積容量。裝進干燥室的木材體積與干燥室容積之比稱為裝載系數或裝室系數。它取決于材堆的堆積系數。材堆堆積系數是木材的實積材積與材堆的層積容積之比。      
    為了同一規范,室內木材體積應以按標準木料計的實材積(m3)作為主參數。根據中華人民共和國國家標準《鋸材干燥設備性能檢測方法》(GB/T17661-1999)的定義,標準木料是指厚度為40mm、寬度為150mm、長度大于1m、按二級干燥質量從最初含水率60%干燥到最終含水率12%的松木整邊板材。   
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