微波干燥设备在木材行业的应用

一）木材干燥的责任与地位 　　我国木材资源的浪费，大多数是由于湿材未经干燥处理，或处理不当，致使木材降等甚至失去了使用价值。木材干燥处理的目的在于：(1)防止木材的变形开裂；(2)提高木材的力学强度，改善物理性能；(3)防止木材腐朽虫蛀；(4)减轻木材的重量。 　　从以上所述可以看出，木材干燥业的责任在于改善木材的使用性能并提高它的利用率。同时由于木材干燥是能耗最大的工序，因此无论从产品质量或从经济效益的角度来看，干燥作业都是木制品生产中举足轻重的关键性环节之一。 　　二）木材干燥技术的现状 　　1）木材干燥业的发展潜力巨大 　　据有关专家估计，我国现有设备年干燥能力约400万立方米材，只占2000年需干燥锯材的17%左右，而中等发达国家的干燥设备能力，可达所需干燥量的 30%，美国则高达60%。这说明我国干燥设备的能力与发达国家、中等发达国家相差甚远，同时也说明我国木材干燥工业的发展潜力很大。 　　2）干燥能耗偏高，对环境的污染不容忽视 　　我国现有的各种干燥设备中，蒸汽干燥占80%以上。而炉气和直火式烟气干燥则在小型企业中较多。蒸汽干燥以锅炉作供热设备，我国工业锅炉及其管网的平均热效率只有60%，同时蒸汽干燥的进、排气热损失较大，约占蒸汽热能的40%，此外还有墙体大门等的散热损失，故使蒸汽干燥的一次能源利用率一般低于 30%。干燥能耗高，不仅使产品成本增加，而且使锅炉与干燥室排出的烟尘与废气增多，从而增加了这些有害物质对大气的污染。以年干燥能力为1万立方米材的蒸汽干燥车间为例，约需配4吨/h的锅炉一台，它每小时排出的有害物质为：烟尘量约40kg、CO2：1900立方米、SO2：45立方米，还有少量的 NO2，这些物质是造成大气温室效应、酸雨和臭氧破坏的主要因素。据有关资料报道，在全球监测网上，对40个颗粒污染最严重的城市排序中，沈阳、西安、北京、上海和广州进入前10名。由于能源对环节的贡献率可达70%~80%，故木材干燥的节能问题必须予以重视。 　　3）陈旧简陋的设备较多，干燥的降等损失严重 　　目前我国多数中小型（尤其小型）木材加工厂，干燥设备陈旧简陋，操作人员素质低、多数未经专业培训，导致由于干燥不当而引起的木材降等损失相当严重，一般大于20%，其中约5%的木材则完全失去使用价值。据不完全统计，全国这类设备的年干燥总量在100万立方米左右，以降等20%计，每立方米材的降等损失按50元计，则直接经济损失在1000万元以上。以5%木材失去使用价值计，则浪费的森林资源在5万立方米以上。然而，微波干燥设备造型美观，操作简单，大大降低了设备及人为所造成的损失，从而提高了木材产品的质量。 　　三）微波干燥木材原理 　　木材微波干燥是一项新技术，具有加热均匀、干燥速度快、不走形、质量好，有利于连续化和自动化生产一系列优点。 　　木材微波干燥与传统烘干木材设备不同，它是一种频率为300MHZ至300GMHZ,其对应的波长为MM至DM（10 -10M）的数量级，比光波、红外线的波长长、属高频段的电磁波。我国对工业微波加热设备常用的固定专用频率有两种：915MHZ和2450MHZ。微波具有电磁波的诸如反射、透射、和干涉、衍射、偏振，以及伴随着电磁波的能量传输等波动特性；物料的积极性分子如水分子在电磁场中以915MHZ和2450 的频率重复变化排列、转化和释放能量起到加热和干燥的目的。微波加热物料内外同时进行，具有即时加热的特点，没有热惯性现象，因此干燥过程中易于控制；且没有噪音和有害气体排放，属于环保干燥技术。微波干燥竹、木材是以湿竹/木材作为电介质，在微波电磁场中的作用下，引起湿竹/木材中水分子的极化，由于电磁场的频繁交变，引起水分子的剧烈运动，磨擦产生热量，从而干燥竹/木材。微波要被干燥竹/木材内部直接作用，叫做“透热”。“透热”所需要的时间与竹/木材的厚度无关，而与电场强度、微波频率以及竹/木材的介电性质有关。微波作用竹/木材时，当竹/木材内部的温度高于100℃时，在竹/木材中产生过量的水蒸汽压力，加速了水分子的移动。所以微波干燥竹/木材的速度大大高于对流干燥（自然干燥、蒸汽干燥、红外线干燥等）的速度。 　　简易的说，就是微波透过物料内部被所含的水份和木材本身吸收直接加热。由于物料的表面水份的蒸发，因此，物料内部温度高于表面。使物料内部形成向外的压力差，加速了水份的表面迁移，所以微波干燥木材的速度远大于对流干燥速度快20 –30倍。比远红外和蒸气干燥能耗降低25%以上。 　　微波干燥物料可使木材内部的温度高于60℃，使用物料中寄生的虫卵很快杀灭、达到防蛀、防霉的作用。对于各种不同性质的木材要先取合适的微波加热速度，达到最佳的工艺条件，可获得最佳的效益。 　　四）微波烘干设备的经济效益 　　1)、经济分析如下： 　　通常用户在选择设备时往往只考虑设备投资如何节省。殊不知设备投资相对于被加工木材的价值来说只是"小菜一碟"。年产2000m3，性能良好的设备投资一般需要20万元，但2000m3木材的价值有时高达1000万元。良好的设备加上合理的自动控制，使木材干燥的成品率较手工操作的简易设备提高5%已是不争的事实，这5%成品率的提高意味着每年50万元的节约，单从这一点来看，花20万元添置性能良好的设备要比花10万元购买简易设备合算得多。 　　其经济分析对比要按各地地区供电价格及供电避开用高峰情况来对比加以分析。怎样能提高经济效益，取得回报，如何利用电能最有利因素综合考虑进行技术性的投入与决策，这还是要结合实际的生产需要作出适合的选择。 · 行业聚焦： 火法冶炼厂一般都需要对精矿进行干燥。干燥是一个高能耗、多污染的单元操作。随着能源的日益紧张和环保意识的增强，低能耗、高环保的新技术、新工艺被不断地应用到冶炼工艺中。镍精矿是火法冶炼生产金属镍的主要原料，在镍精矿冶炼过程中，干燥工段是工厂特别需要强化和提高的工艺段，应用节能降耗的新技术、新设备就成为技术人员的工作目标。 　　为提高干燥物料的能力，降低能源消耗，减少污染，以适应节能环保的要求，我们专门进行了为期一周的干燥试验，主要考察盘式连续干燥器的干燥能力、环保效果，为筹建新厂选择合适的干燥设备。 　　1盘式连续干燥机与回转窑干燥机的工作原理 炭黑是一种堆积密度很低的粉末状物质，易飞扬而污染环境，运输性极差。一般说来，增加其密度，在某种程度上会克服或清除这些缺点，但也降低了它在介质中的分散性。炭黑工业常以湿法或干法造粒的方式对粉状炭黑进行加工。 　　湿法造粒是上个世纪4o年代开发的一项技术。在最近5O多年中，炭黑工业也在一直不断地改进湿法造粒过程，使之日臻完善。这些改进主要包括如下几个方面： 　　· 开发各种粘合剂，提高造粒品的强度； 　　· 探索最适宜的搅齿排列方式，以产生理想的颗粒； 　　· 寻求合适的搅齿材质，明显降低其磨损速率； 　　· 摸索搅齿轴功率与水量的关系，建立炭黑／水自调系统； 一、 粉体混合的含义 粉体混合是二种以上组份在干燥状态或有少量液体存在下，以外力作用搅混，使其不均一性不断降低的过程。所谓二种以上组份，可以是不同的物质，也可以是同一物质而有不同的物理特性：如含水率不同、颗粒直径不同、颜色不同等等。 　　粉体混合是一个复杂的随机过程，混合质量的评估及测定方法一直是困扰着人们的棘手问题。随着时代的发展，凭人的五官感觉来判定混合均匀度的日子已经过去。用科学的、数量形式来判定混合均匀度，就是粉体混合的定量分析。要做到定量分析，必然要有取样、检测、统计分析（数据处理）几个过程，从而得到一个单一的量值来表达混合物的均匀度。 　　二、 取样 从混合物中某一位置1.前言 　　目前，造粒技术已在医药、食品、建材、化工、冶金等各行各业得到了越来越广泛的应用，同时造粒技术本身也在应用的过程中不断地创新、发展和提高，并创造出了多种不同的造粒方法。如沸腾式流化床造粒法、喷雾干燥式造粒法、离心式流化床造粒法、挤出滚圆法等。这些方法各有特点和不同的用途。下面就造粒技术在制药行业中的应用情况分别介绍几种主要造粒方法，其中根据本文题目的要求着重介绍离心式流化床造粒法。 　　2.几种不同的造粒方法 　　2.1沸腾造粒法 　　沸腾造粒法在几种方法中效率最高。其原理是利用从设备底部吹入的风力将粉粒浮起与上部喷枪喷出的浆液充分接触后相互碰撞而结合成颗粒。如果干燥器运转正常，则干空气入口处的露点至少应比回流空气出口处的露点低30of。 　　另一方面，干燥剂更换后，露点立刻出现峰值，表明干燥剂放入前冷却不充分，使它不能很好地吸附湿气，冷却之后干燥剂的露点会降到正常标准。如果干燥剂冷却不当，将导致温度出现峰值，温度骤变会降低干燥剂对离聚物、无定形聚酯和某些尼龙牌号等热敏材料的干燥能力。 　　如果干燥剂床更换后露点读数正常，但是在干燥剂的干燥周期结束前露点快速地上升，说明环境空气可能进入了闭合气路，引起干燥剂过早吸湿。另一种可能是干燥剂再生不完全或被污染。如果露点读数和回流空气露点读数接近，表明再生气路完全失效或干燥剂受到了严重的污染。

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