简述木材干燥设备的分析与选用

在选择木材干燥设备之前，首先要了解各类干燥方法的特点和适用范围，再根据企业自身的具体条件，对口选择相应的干燥方法和类型，再配合合理的干燥工艺，才能做到在保证干燥质量的前提下，很大幅度的降低设备投资和干燥成本。 　　 　　 1、木材干燥设备干燥方法的比较 　　 　　 选择干燥窑的类型时，应考虑技术上的性、工艺上的可靠性、经济上的合理性，并根据被干木材的树种，规格和数量，木材干燥设备木材的用途对干燥质量的要求以及生产单位的具体情况等。 　　 　　 蒸汽加热的木材干燥法，是外广泛使用的很传统、很普遍的干燥方法。木材干燥设备其主要的优点是技术性能稳定，工艺成熟，温、湿度易于调节和控制；可集中供热，可干燥各种用材，适用范围广；若干燥工艺合理、操作正确，干燥质量有保证，干燥室的容量较大。缺点是需要蒸汽锅炉。设备投资较高，干燥成本适中或偏高。 　　 　　 热水加热的木材干燥法热干燥木材，兼有蒸汽干燥的部分优点。可利用木材加工剩余物作燃料，干燥成本大幅度降低，由于热水热容量大，干燥室内空气状况较稳定，易于控制。其主要的缺点是由于常压热水的出水温度不高（95℃左右），干燥周期稍长。 　　 　　 炉气间接加热的木材干燥法主要优点是不用锅炉，并以工厂的加工剩余物为能源，干燥成本低。缺点是干燥介质的温、湿度状态不易调节和控制，对操作技术和责任心要求较高，劳动强度相对较大。这类设备的可靠性与设计是否合理关系极大。没有经过合理设计和合理建造的“土室”，不但干燥不均匀、干燥时间长、干燥质量无保证，还很容易发生火灾。 　　 　　 除湿干燥法的优点是可回收湿空气冷凝所释放的汽化潜热，即该法几乎没有或只有少量的排气热损失；并且工艺简单，操作容易，干燥，一般不会造成木材损伤。缺点是干燥温度低，干燥周期长，对于厚板或难干材，很不容易干透，且干燥成本偏高。 　　 　　 真空干燥法将木材置于密闭的干燥容器内，一方面提高木材的温度，木材干燥设备另一方面降低容器内的压力，使木材中水分在比较低的温度下就开始汽化与蒸发，从而达到干燥木材的目的。该干燥方法的特点是干燥周期短，干燥质量好，但能耗较高，容器的容积较小，干燥设备及干燥过程的控制较为复杂。适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。 　　 　　 微波和高频干燥干燥法具有内外同时加热，加热均匀干燥速度快，周期短，干燥质量好，能保持木材的天然色泽，木材干燥设备有利于连续自动化产生等一系列优点。缺点是以电为能源，成本高，设备性能不完善。初步实践证明：其适合于对于贵重树种(红木等)、木料及难干材。 　　 　　 太阳能干燥方法也是一种节能的木材干燥方法。它是利用太阳能集热器将太阳能转变为热能来加热木材。这种干燥方法的很大特点就是节省能源，但干燥周期较长，而且受地区、季节和气候等条件的影响。所以，这种干燥方法的使用有的局限性。 　　 　　 2、木材干燥设备的选用 　　 　　 木材干燥设备方法及窑型的选用除了分析上述因素之外，还应考虑使用单位的自身特点，即产量因素、被干木材因素、能源情况、设备可靠性及场地条件等等。总之，木材干燥方法的很终选定，是对各种因素进行分析和权衡的结果。 　　 　　 1.木材干燥设备产量因素 　　 　　 若干燥的木材量较大，为了减少设备投资和降低干燥成本，原则上讲应建大容量的干燥窑，为此只有采用常规蒸汽干燥或热水干燥这两种方法比较理想。对于中、小型的干燥产量，则优选以木材加工剩余物为能源的加热方式干燥，以降低投资和干燥成本。也可视具体情况选择小型热水加热干燥、除湿或真空干燥。 　　 　　 干燥窑大小应根据生产能力和干燥木材的尺寸(主要是长度)而定，其次，还受干燥窑类型、通风方式、装室方式等的影响。干燥窑的大小直接与建窑成本相关。一般，跨度不要太大。跨度越大，要求室顶及构架的强度也就越大。 　　 　　 2.木材干燥设备被干木材因素 　　 　　 （1）树种因素 一般来讲，针叶树材因其结构较为疏松，密度较小，能承受高温干燥而不致产生严重干燥缺陷。可优选以木材加工剩余物为能源的炉气间接加热干燥法，以提高干燥效率，降低干燥成本；也可选择高温水加热干燥和蒸汽干燥；低温干燥法，因干燥窑内的气候条件有利于真菌的发展，当木材含水率较高时，往往导致木材发生蓝变，不宜用于干燥软质木材；真空干燥法虽然干燥速度很快，干燥周期很短，但由于采用常规干燥法已经能取得很好干燥结果，故一般不采用。 　　 　　 对于硬质阔叶材和难干材，可采用所有各种干燥方法。只要配以良好的控制系统，控制质量较好，干燥结果相差不大。在通常情况下，应优选选蒸汽干燥或高温水加热干燥，以保证质量且降低投资和成本；干燥硬阔叶树厚板或方材时，用一般干燥法很难保证质量，且周期很长，用真空干燥法很合适。此外，除湿干燥法的干燥基准较软，是干燥难干材的好方法。 　　 　　 （2）规格 对于被干木材的规格而言，主要考虑的是厚度因素。厚度大的木材较难干燥。木材干燥设备干燥快了，干燥质量不符合要求。保证了干燥质量，保证不了干燥速度，这是人们经常遇到的难题。适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材，可考虑真空干燥。而对于在常规干燥中降等、报废率大的难干材，亦可考虑微波或高频干燥。 　　 　　 （3）含水率状态 用低温干燥法干燥初含水率很高的木材，经济效果很好。特别是除湿干燥法，在木材含水率较高的情况下，设备的热效率较高。如果采用其它干燥方法，热效率就较低。特别是在干燥的开始阶段，需要排除的水分量很大，故得消耗大量热能。 　　 　　 到了干燥后期，提高干燥温度是促进水分在木材中移动的很主要手段。如采用低温干燥法，要将木材干燥到很低的终含水率（8～10%）效果较差。这时，常规室干是很适用的。另外，水分在木材中的移动速度还因周围空气压力降低而加快。所以，木材干燥设备采用真空干燥法可使木材快速达到较低终含水率。 　　 　　 3.木材干燥设备能源情况 　　 　　 木材加工企业每年要产生大量的加工剩余物，这些加工剩余物常作为锅炉的燃料，生产廉价热能。在没有蒸汽锅炉或没有足够的余汽用于木材干燥的情况下，选择以木材加工剩余物为能源的热水或炉气间接加热木材干燥室很为合适。上述两种干燥方法，不但清除了工厂的废料垃圾，减少干燥设备投资，降低了能耗和干燥成本，而且做到了能源自给。在天然气资源和水电资源丰富的地区，可选择以天然气为能源的直燃式干燥法，干燥针叶树木材；或选用除湿干燥法，干燥阔叶树木材。 　　 　　 然而，究竟选用哪一种能源，还因根据使用地的具体情况确定。常有这样的情况：从理论上讲，使用某种能源是可行的，但是实际上却存在许多具体问题，因此只能使用另一种能源。例如，设在城区的木材加工企业因为禁止向大气中排放污染物。所以只能使用电源，这就决定了该厂只能采用特种干燥方法。值得一提的是，在目前提倡节约能源并鼓励开发新能源的时代，研究将地热和太阳能应用于木材干燥具有积极的意义。 　　 　　 4.木材干燥设备可靠性 　　 　　 干燥设备越复杂，技术也越复杂，越容易发生故障。设备的可靠性主要取决于生产厂家的技术、设备配置及售后的技术服务情况，首要关注的是设备的性能和质量问题。 　　 　　 一般来讲，干燥室内的循环风机材料应为铝合金压铸的，其叶片为对称扭曲机翼型，以保证高强度、耐腐蚀和率。匹配的直连电机应为H级绝缘的耐高温防潮电机。循环风机应保证流过材堆的气流速度为1.5～2.0m/s。气流速度太低，影响木材干燥设备的均匀性及干燥速度；气流速度太高，则不必要地加大了电力消耗和干燥成本。 　　 　　 干燥室内的加热器一般应采用钢铝复合翅片管，散热面积一般应达到2～5m2/m3被干木料。需要注意的是，干燥栎木等树种时，木材会释放出腐蚀性很大的酸性物质，所以，尤其要注意加强干燥设备的保养。无论采用哪一种干燥设备，其使用寿命都与保养水平有关。 　　 　　 干燥设备的装载量也是一个不容忽视的问题。木材干燥设备干燥室内的净空尺寸应保证规定的实积容量。装进干燥室的木材体积与干燥室容积之比称为装载系数或装室系数。它取决于材堆的堆积系数。材堆堆积系数是木材的实积材积与材堆的层积容积之比。