一种竹木材高温炭化工序中快速降温的方法
【技术领域】
[0001]本发明属竹木加工技术领域，具体地说是一种竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，特别涉及使用干冰作为降温剂进行快速降温的方法。
【背景技术】
[0002]对竹材、木材进行高温炭化是竹、木材改性的方法之一，目前流行的设备是窑式高温干燥箱，采用电加热或者燃油或者高温导热油或者水蒸汽为热源，将窑内的竹、木材进行高温炭化，一般是逐步升温，最后控制温度至180°C?230°C，时间1?4小时。高温会使木材吸水官能团半纤维素被重组，破坏霉菌生存需要的营养物质，使产品具有较好的物理性能，不易变形，抗腐性强。
[0003]在对竹木材炭化的整个生产工序过程中，必须有一个降温的过程，一是为了出窑后下道工序操作的方便，二是为了避免出窑时高温的竹木材接触氧气导致燃烧。目前生产上降温的方法大都是采用自然降温或者通入循环冷水的镀锌管降温，或者二者结合。这两种或者相互结合的降温方法，都有降温时间长，或者消耗大量水资源的弊端。这种传统的降温方法必须是关闭窑门降温，否则通入空气后高温状态下的竹木材会有发生燃烧的极大风险，一般需要3~5小时的时间才可以将竹木材降温到100°C左右后打开窑门。而采用本发明的干冰(固体二氧化碳)降温方法，只需要30~50分钟的时间，即可以将窑内竹、木材降温到120~80°C。干冰降温方法，极大的缩短了生产时间，提高了设备运转效率，减少了设备造价(不需要大量的循环水管和储水箱)，使用干冰降温方法，从窑内出来的炭化竹木材，可以直接进入到下道工序，而传统的降温方法，材料出窑后还需要将炭化好的竹木材自然放置24-72小时，或者再进入专用的喷雾房，增加了生产成本。干冰降温方法，节约水资源，没有废水废气排放，运行成本和水循环降温方法基本相当。干冰降温工艺简单，安全节能，自动化操作，推广意义大。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种竹木材高温炭化工序中快速降温的方法。
[0005]实现上述发明目的技术方案:
当竹、木材在干燥窑内高温炭化达到预定时间后需要降温时，将预先制好的颗粒状或块状干冰(固体二氧化碳)，利用其自重(干冰密度1560kg/m3 (-78 °C时))通过开启的干冰注入电磁阀注入到输送管道，达到一定量后自动关闭干冰注入电磁阀，同时开启氮气加入电磁阀和输送管进入干燥窖电磁阀，注入压力为0.2-0.5MPa的氮气，开启输送管进入干燥窖单向阀，将干冰加压注入到高温干燥窑内；干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气，使发生竹木材燃烧的可能性几乎为零；在降温的同时，可以开启喷水雾装置，适当提高炭化后竹木材的含水率；而干冰在挥发过程中膨胀产生的二氧化碳气体，可以通过干燥窑顶部二个及以上数量的干燥窑顶排放单向阀向外排放，使窑内时刻保持常压，没有压力和燃烧的风险。
[0006]在本发明中氮气加入速度为50_200Nm3/h。
[0007]在本发明中降温时间为20-60min。
[0008]在本发明中开始降温时温度为180_230°C。
[0009]在本发明中降温后炭化竹木材温度为80_120°C。
[0010]在本发明中降温后竹木材的重量含水率为1_8%。
[0011 ] 在本发明中输送管进入干燥窑单向阀为只进不出的单向阀。
[0012]在本发明中干燥窑顶排放单向阀为只出不进单向阀。
[0013]本发明的特点及效果。
[0014]采用本发明的干冰(固体二氧化碳)降温方法，只需要30~50分钟的时间，即可以将窑内竹、木材降温到100~80°C。干冰降温方法，干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气，使发生竹木材燃烧的可能性几乎为零；极大的缩短了生产时间，提高了设备运转效率，减少了设备造价(不需要大量的循环水管和储水箱)，使用干冰降温方法，从窑内出来的炭化竹木材，可以直接进入到下道工序，而传统的降温方法，材料出窑后还需要将炭化好的竹木材自然放置24~72小时，或者再进入专用的喷雾房，增加了生产成本。干冰降温方法，节约水资源，没有废水废气排放，运行成本和水循环降温方法基本相当。干冰降温工艺简单，安全节能，自动化操作，操作方便，推广意义大。
【附图说明】
[0015]图1竹木材高温炭化工序中快速降温装置示意图；
1_氮气加入电磁阀2-输送管进入干燥窖电磁阀3-干冰注入电磁阀4-输送管进入干燥窑单向阀5-干燥窑顶排放单向阀6-干燥窑窑体7-输送管道8-高压氮气9-干冰。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例进一步描述本发明，但并不限制本发明的保护范围。
[0017]实施例1
当竹、木材在干燥窑内高温炭化达到预定时间后需要降温时，将预先制好的颗粒状或块状干冰50kg，利用其自重通过开启的干冰注入电磁阀3注入到输送管道7，达到一定量后自动关闭干冰注入电磁阀3，同时开启氮气加入电磁阀1和输送管进入干燥窑电磁阀2，注入压力为0.2MPa的氮气，开启输送管进入干燥窑单向阀4，将干冰加压注入到高温干燥窑内，氮气流速为100Nm3/h ;干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气，使发生竹木材燃烧的可能性几乎为零；在降温的同时，开启喷水雾装置，适当提高炭化后竹木材的含水率；而干冰在挥发过程中膨胀产生的二氧化碳气体，通过干燥窑顶部二个干燥窑顶排放单向阀7向外排放，使窑内时刻保持常压，没有压力和燃烧的风险。
[0018]氮气加入速度为100Nm3/h;
降温时间为40min;
开始降温时温度为200-230 °C ；
降温后炭化竹木材温度为80-100°C ; 降温后竹木材的重量含水率为2-4%。
[0019]实施例2
当竹、木材在干燥窑内高温炭化达到预定时间后需要降温时，将预先制好的颗粒状或块状干冰50kg，利用其自重通过开启的干冰注入电磁阀3注入到输送管道7，注入后自动关闭干冰注入电磁阀3，同时开启氮气加入电磁阀1和输送管进入干燥窑电磁阀2，注入压力为0.5MPa的氮气，开启输送管进入干燥窑单向阀4，将干冰加压注入到高温干燥窑内，氮气流速为100Nm3/h ;干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气，使发生竹木材燃烧的可能性几乎为零；在降温的同时，开启喷水雾装置，适当提高炭化后竹木材的含水率；而干冰在挥发过程中膨胀产生的二氧化碳气体，通过干燥窑顶部4个干燥窑顶排放单向阀向外排放，使窑内时刻保持常压，没有压力和燃烧的风险。
[0020]氮气加入速度为200Nm3/h;
降温时间为30min;
开始降温时温度为180-230 °C ；
降温后炭化竹木材温度为80-100°C ;
降温后竹木材的重量含水率为3—4%。
【主权项】
1.一种竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，当竹、木材在干燥窑内高温炭化达到预定时间后需要降温时，将预先制好的颗粒状或块状干冰，利用其自重通过开启的干冰注入电磁阀(3)注入到输送管道(7)，达到一定量后自动关闭干冰注入电磁阀(3)，同时开启氮气加入电磁阀(1)和输送管进入干燥窖电磁阀(2)，注入压力为0.2-0.5MPa的氮气，开启输送管进入干燥窑单向阀(4)，将干冰加压注入到高温干燥窑内；干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气；在降温的同时，开启喷水雾装置，适当提高炭化后竹木材的含水率。2.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于干燥窑顶设有二个及以上数量的干燥窑顶排放单向阀(5)，用于排放干冰在挥发过程中膨胀产生的二氧化碳气体和窑内的其它气体。3.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于氮气加入速度为50-200Nm3/h。4.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于降温时间为 20-60min。5.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于开始降温时温度为180-230 °C。6.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于降温后炭化竹木材温度为80-120°C。7.根据权利要求1所述的竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，其特征在于降温后竹木材的重量含水率为1_8%。
【专利摘要】本发明公开了<b>竹木材高温炭化工序中快速降温的方法，</b>当竹、木材在干燥窑内高温炭化达到预定时间后需要降温时，将预先制好的颗粒状或块状干冰，利用其自重通过开启的干冰注入电磁阀注入到输送管道，达到一定量后自动关闭干冰注入电磁阀，同时开启氮气加入电磁阀1和<b>输送管进入干燥窑电磁阀</b>，注入压力为0.2~0.5MPa的氮气，开启<b>输送管进入干燥窑单向阀</b>，将干冰加压注入到高温干燥窑内；干冰注入到窑内后，经过升华作用迅速挥发，同时大量吸收热量使干燥窑内的温度快速下降，产生大量的二氧化碳气体隔绝氧气，使发生竹木材燃烧的可能性几乎为零；在降温的同时，可以开启喷水雾装置，适当提高炭化后竹木材的含水率；而干冰在挥发过程中膨胀产生的二氧化碳气体，可以通过干燥窑顶部二个及以上数量的<b>干燥窑顶排放单向阀</b>向外排放，使窑内时刻保持常压，没有压力和燃烧的风险。
【IPC分类】B27M1/06, B27M1/00
【公开号】CN105252623
【申请号】CN201510576379
【发明人】胡波, 周文化, 周庆荣, 郑贤涛
【申请人】安吉恒丰竹木产品有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月11日