木材干燥窑及其主要设备—— 木材干燥窑——木材干燥窑的分类
木材干燥窑的分类
根据干燥作用方式、载热体种类及干燥介质循环特性等特征,木材干燥窑可分为许多不同的类型。
(1) 根据干燥作业方式进行分类
根据干燥作业方式,木材干燥窑可分为周期式干燥窑和连续式干燥窑。周期式干燥窑系同时装满木料,干好后干燥过程停止,同时卸出木料,再装入一批新木料,如此干燥作业是周期性的。连续式干燥窑作隧道状,部分干好的木料由窑的一端(干端)卸出,同时由窑的另一端(湿端)装入部分湿木料,装卸料时干燥过程不停止,如此干燥作业是连续的。
(2) 根据干燥温度进行分类
根据窑内干燥温度的高低,可分为:
1)低温干燥窑
低温干燥窑的温度操作范围为21℃~48℃,一般不超过43℃。
2)常规干燥窑
常规干燥窑的温度操作范围为43℃~82℃。大多数阔叶材和针对材都采用常规干燥。
3)加速干燥窑
加速干燥窑的温度操作范围为43℃~99℃。最后阶段的干燥温度通常为87℃~93℃。
4)高温干燥窑
高温干燥窑的干燥温度超过100℃,温度操作范围通常为110℃~140℃。这类干燥窑主要干燥结构材。
(3) 根据热源种类进行分类
1)蒸汽加热干燥窑
以蒸汽为热源的干燥窑为蒸汽加热木材干燥窑。蒸汽是一种传统的干燥木材的热源,它是由蒸汽锅炉提供的。蒸汽锅炉常用的燃料是煤炭。在木材加工过程中会产生大量的加工剩余物,为了节约能源,可将加工剩余物和煤炭混合使用。
2)炉气加热干燥窑
木材干燥用的炉气热源,是燃烧煤、油、天然气和木质燃料产生的。
木质燃料是一种古老的能源。在人类社会发展中,最早利用了生物质能。以后由于人类的进化和工业的发展,逐步利用了矿物能源和其它能源。19世纪初,石油工业迅速发展,在一些工业发达国家,作为工业能源的木质燃料几乎被廉价的矿物燃料所替代。但是,自1973年世界出现能源危机以来,许多国家对木质能源普遍开始重视,人们重新估价木质能源在人类社会中的重要作用,并且逐渐出现了开发和利用木质能源的潮流。
木材干燥是一个高能耗的加工工序,我国的能源人均占有率大大低于世界平均水平,因此努力寻找一种廉价能源,减少能源消耗、降低干燥成本已成为木材工业中一个重要课题。近十年来,南京林业大学干燥技术研究所率先在木质能源的利用方面进行了研究,相继研制成功了以木质废料为能源的炉气直接加热干燥技术、炉气间接加热干燥技术,并已在生产上大面积推广使用。
根据我国的能源结构,我国木材干燥的炉气热源基本上来自于燃烧木材加工过程中产生的木质废料。
所谓炉气直接加热干燥技术,是燃烧产生的炉气体,经除尘、调湿后直接送入干燥窑内,加热和干燥木材的方法。所谓炉气间接加热干燥技术,是燃烧产生的炉气体,经除尘后送入干燥窑内的炉气加热器以加热干燥窑内的湿空气,再用湿空气加热和干燥木材的方法。
3)热水或导热油加热干燥窑
以热水和热油作为木材干燥的热源,与蒸汽热源相比具有下列优点:
①热水、热油锅炉运行安全、可靠;
②热水或热油的热量可回收循环利用,热效率高;
③省去了为避免锅炉结垢必需的水软化装置,而只需配备一台循环泵,结构简单,投资少。
4)以电作为热源的干燥窑
以电作为热源的干燥方法有除湿干燥、高频干燥和微波干燥等。以电作为热源的干燥方法总的热能利用率最低,一般不超过13%(水力发电不在此列),因为电是靠发电厂提供的,发电厂先烧煤、油等燃料,产生蒸汽,再用蒸汽发电,远距离传输到使用单位后,又把电能再转化为热能,加热木材。这种能量的反复转换和远距离输送,使得从燃料算起总的热能利用率很低,能量浪费很大。加之我国电力工业目前还不能满足社会生产的需要,因此,在相当长的时期内,除了水电站附近及某些特种用途外,一般来讲,采用电加热干燥木材,经济上是不可行的。
5)太阳能干燥窑
太阳能是一种清洁的再生资源,取之不尽,用之不竭。但太阳能又是一种低密度、间歇性的能源,且受自然条件的制约,使木材很难全年连续、有效地干燥。
(4) 根据干燥介质循环特性进行分类
根据干燥介质循环特性,木材干燥窑可分为自然循环干燥窑和强制循环干燥窑。自然循环是因冷热气体密度上的差异引起的,热气体轻而上升,冷气体重而下降。所以在自然循环干燥窑内,干燥介质的流动方向大体是垂直的,循环速度很低。强制循是用通风机械鼓动干燥介质造成的,流过材堆的理论循环速度为1m/s以上。为了干燥均匀起见,强制循环最好是可逆的,也就是定期改变干燥介质流过材堆的方向。
干燥窑的类型,是把它的主要特征组合起来称谓的,如周期式强制循环蒸汽干燥窑,周期式自然循环炉气干燥窑,如此类推。
目前,在生产中使用的干燥窑基本上均为周期式干燥窑,连续式干燥窑在生产中很少见,因此,本章重点介绍周期式强制循环干燥窑。根据风机在干燥窑内的布置,周期式强制循环干燥窑又可分为顶部风机干燥窑、端部风机干燥和侧面风机干燥窑。
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