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实用技术 | 节能型木材高温热处理(炭化)技术

时间:2021-08-12     【转载】   来自:中国木材工业

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一、技术背景

木材热处理(市场上俗称“炭化处理”)是将木材置于 160 ~ 250℃的低氧环境中进行加热处理的一种物理改性方法,可显著提高处理材的尺寸稳定性和生物耐久性,并附带调节木材的材色。热处理木材主要应用于室外材、地热地板、厨卫家具,以及尺寸稳定性要求较高的门、窗框材等场合。

二、技术现状及存在问题

国内近十年来该领域发展迅速,但市场上的设备、技术及处理工艺参差不齐,相关的木材高温热处理技术专利也不少。设备在温度控制上基本能满足工艺要求,由于高温热处理需要在低氧环境中进行,当前企业多使用向处理窑内通入蒸汽以降低氧含量的方式,也有个别使用氮气环境进行处理的,但生产过程中的控制方式多凭经验。使用蒸汽降低氧含量的设备有的用湿球温度来代替监测氧含量,使湿球温度一直保持在 100℃,则认为窑内充满了蒸汽,这本身是一个误解,其实此时介质仍然是“湿空气”,只是空气中的水分处于饱和状态而已,因此处理后的材料有时强度、颜色等达不到客户要求。基于此,有的企业为避免产生这些缺陷,间歇性地向处理窑中喷蒸汽,如每间隔 2 小时向窑中喷蒸 15 分钟,以保证窑内充满蒸汽。虽然介质条件达到工艺要求,但需要消耗大量蒸汽,能耗很高。

三、解决方案

本研究团队通过执行国家科技部科学仪器设备升级改造专项 (2005JG100270)、“十二五”国家科技支撑项目(2012BAD24B01)及林业行业公益重大项目(201304501)等,在系统研究的基础上,在技术上创新性地使用干球温度 / 氧含量的控制方式对木材热处理过程进行控制,使木材热处理过程中介质条件控制稳定,且使用方便、成本低,避免了木材热处理过程中盲目进行喷蒸造成热处理木材在颜色及质量不稳定的现象。本研发团队获得授权的发明专利包括“一种木材热处理方法”(专利号:200810057362.9)和实用新型专利“一种木材热处理设备”(专利号:ZL 2007 2 0190330.7)。

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四、技术经济分析

本技术可使木材在高温热处理(炭化)过程中保证处理环境状态稳定,从而保证木材的处理质量。以企业拥有 5 台容量为 50m3 的热处理窑计算,采用本技术每年可节省蒸汽消耗量 3 000 吨左右,以当前工业用蒸汽价格 200 元 / 吨计,仅蒸汽消耗就可节约 60 万元以上。

五、技术合作方式

由于树种不同,处理工艺不同,不能用一个树种木材处理工艺代替另一种木材的,因此技术合作时需要针对不同树种及规格的锯材,由本研发团队在试验室进行技术工艺优化后,在企业进行生产性试验,待技术成熟后进行实地技术培训。为家具、地板及建材等木制品加工企业提供木材高温热处理(炭化)技术相关服务:

(1)高温热处理工艺制定及优化;

(2)高温热处理技术及设备咨询;

(3)高温热处理木材物理力学性能检测及评价。

六、联系方式

联系人:周老师

电话:010-62889484 / 13691510157

邮箱:zhouyd@caf.ac.cn / zhouyd@criwi.org.cn