[发明专利]木材微波真空干燥炭化装置及干燥炭化方法

说明书

技术领域

本发明属于木材干燥炭化领域，具体涉及一种木材微波真空干燥炭化装置及干燥炭化方法。

背景技术

木材由于材种的不同，其纤维不同，密度和强度也不同，干燥后，随着环境的变化常常会出现缩水、翘曲、虫蛀、腐烂等问题。多年来，人们一直在进行提高木材尺寸稳定性、防蛀、防腐、耐热等性能的研究，取得了很大进展。特别是近年来，炭化木产品以其尺寸稳定性高、不缩水、不腐烂、无虫蛀、无毒、经久耐用而倍受青睐。但是，炭化木生产设备及生产方法还存在诸多问题需要解决。

中国专利200720198441.2中公开了一种超高温木材真空炭化装置，该装置包括炭化罐，炭化罐内设置有导热管，与炭化罐相连接有真空机，蒸汽发生器通过导管与炭化罐连接。炭化罐的罐体设置有真空管接口、风管接口、蒸汽入口、用于测量罐体内压力的压力表和测量罐体内温度的温度计，炭化罐一端设置有罐盖。

罐体为炭化木材的容器，炭化时，锅炉加热导热介质，并将导热介质输送到导热管内，导热介质在导热罐内流动，为木材炭化提供高温。在炭化过程中，真空机将罐内抽成真空，降低了水分沸点，使水分加速蒸发，风机吹送空气，使罐体内空气温度均匀，蒸汽发生器为罐内提供蒸汽，使木材湿润，压力计和温度计可及时了解罐体内的压力和温度。

稍加分析不难发现，上述装置的加热热源对木材的炭化主要是通过蒸汽的传导热来进行的，而传导热在素材中传导一定会存在温度梯度，因此，素材不能均匀加热，这会造成木材变形，其次，传导热的热效率不高，会造成能源的浪费，第三，专利中没有关于炭化方法的内容。

中国专利200710068924.5中公开了一种热处理炭化木的生产方法，该生产方法包括1)准备阶段：将含水≤12％的素材，按常规方法堆垛，放入炭化窑内；2)预热阶段：将介质温度在1-3小时升高到50-80℃；3)升温阶段：将干燥窑的介质温度以10-18℃/h的速度升温到95-105℃，接着以3-8℃/h的速度升温到120-130℃，再以12-20℃/h的速度升温至185-220℃，在此升温阶段，采用间歇式喷蒸法进行喷蒸处理；4)保温阶段：在185-220℃之间保温2-8小时；5)降温阶段：关闭热源，采用间歇式喷蒸法降温，使窑内介质温度以12-18℃/h的速度降到120-140℃，接着采用进排气口间歇开合及间歇式喷蒸法进行降温，使窑内温度以4-8℃/h的速度降到70-85℃，继续喷蒸处理，维持1-4小时，使木材含水率达到4-9％，最后降至室温出窑。

在该方法中，能够看出：第一，木材内部的温度很难与窑内介质空气的温度一致，这会导致木材整体炭化均匀性差，出现“外焦里嫩”的现象。第二，窑内边角、木垛的内外、风机风口处会出现炭化度不同的现象，风速过大的位置温度过高，导致面裂，风速过小的位置温度过低，达不到炭化。第三，当木材炭化过程中含水率降至0时，再喷蒸加湿会使炭化木材爆裂，增加木材损耗。第四，仅适用于含水≤12％的素材。

针对上述木材炭化设备和生产方法中存在的缺点，本发明人进行了多年的探索，提出了本发明的木材微波真空干燥炭化装置及干燥炭化方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种耗能低、使木材炭化均匀、可炭化各种含水的素材和进行产业化生产的木材微波真空干燥炭化装置及干燥炭化方法。

本发明因此提供一种木材微波真空干燥炭化装置，它包括：一个具有罐门(3)和罐门开启器(2)以及炭化室(1)的炭化罐(箱)，一个真空系统，其特征在于，

还包括一个或一个以上产生微波的微波源(6)；

一个导热油炉系统；

一个素材的备料和加料系统。

所述的木材干燥炭化装置，其特征在于炭化罐(箱)的罐门(3)上设有微波防护网(4)，罐(箱)体的壁上设有控制罐门的开启和关闭、微波的产生和关闭以及炭化室(1)内空气排除的安全锁定装置(8)，在炭化室(1)的顶部设有炭化室进排气阀门(39)，在罐内设有导热管(50)，炭化室的底部铺有炭化罐罐车轨道(49)。

所述的木材干燥炭化装置，其特征在于温度热电偶(9)、压力热电偶(10)、真空热电偶(11)以及素材水分分析仪接线口(15)接入炭化室(1)内，在罐(箱)体的壁上还设有炭化室温度表(12)、炭化室压力表(13)、炭化室真空表(14)和安全阀(16)，在罐体的底部设有炭化室排泄阀门(17)。

所述的木材干燥炭化装置产生微波的微波源包括磁控管(6)和波导，通过电缆(27)与微波控制柜(7)相连，微波通过波导传输到炭化室(1)内，磁控管(6)安装在炭化罐(箱)的壁上。