專利名稱：：一種炭化木的生產(chǎn)方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種木材的生產(chǎn)方法。
背景技術：
：木材是天然材料，同其它材料相比，其特點是可再生、可加工，并廣泛用于建材、家具等領域。然而，木材也存在諸多不足，如木材使用時會與周圍環(huán)境發(fā)生水分交換而產(chǎn)生干縮與濕漲，從而造成木制品變形、開裂；木材又是許多菌類和昆蟲的食物，所以木制品易發(fā)霉、生蟲，同時大量生物質材料燃燒產(chǎn)生的廢氣無法得以利用對環(huán)境造成污染。而目前的炭化木生產(chǎn)過程中，大都是利用傳統(tǒng)木材干燥窯和超高溫熱處理設備進行生產(chǎn)的，由于木材經(jīng)干燥窯干燥后出來需要冷卻至一定溫度才能進入超高溫熱處理設備，超高溫熱處理過程中，傳統(tǒng)木材干燥窯的燃料采用煤炭，煤炭燃燒時會排放C02，對環(huán)境造成污染，不利于環(huán)保，保護氣體通常采用氮氣或者水蒸氣，從而導致炭化木生產(chǎn)成本增加，同時存在熱能利用率低、處理周期長、生產(chǎn)成本較高、難以推廣普及的缺陷。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有炭化木生產(chǎn)過程中，采用氮氣作為保護氣體，導致成本增加，燃料采用煤炭，燃燒時會排放C02，不利于環(huán)保的問題，提供一種炭化木的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、將需處理的數(shù)塊干燥木材由下至上摞放在炭化處理窯中的支撐鋼梁上，各塊木材之間的間距與木材的厚度一致；二、關閉炭化處理窯的窯門，打開進氣孔和排氣孔；三、點燃燃燒室內的生物質材料，燃燒后的生物質材料產(chǎn)生的熱氣流直接將炭化處理窯內的木材加熱；四、調整生物質材料的平面燃燒面積及進氣孔和排氣孔的大小，以調整炭化處理窯內腔的升溫速度控制在152(TC/h，在升溫過程中，間斷向木材噴水蒸氣；五、炭化處理窯內腔溫度升至18023(TC時，關閉進氣孔和排氣孔，生物質材料繼續(xù)燃燒至空氣中氧氣耗盡，此時炭化處理窯內腔只有二氧化炭與氮氣的混合氣體，該氣體在木材與燃燒室之間形成阻燃隔氧層；六、木材在阻燃環(huán)境中保溫3.54.5h;七、開啟進氣孔和排氣孔，使炭化處理窯內腔降溫，溫度降為冬季為2535。C、夏季為5565。C，間斷向木材噴水蒸氣，使炭化處理窯內腔增加濕度，濕度達到3565%，使木材的含水率為48%;八、待炭化處理窯內腔溫度降至406(TC時，取出木材即為炭化木成品。本發(fā)明的優(yōu)點是一、由于本發(fā)明在處理過程中使用生物質材料作為燃料，不添加任何化學藥劑，因此，本發(fā)明所需要的處理成本低，且無污染氣體產(chǎn)生、利于環(huán)保。二、利用本發(fā)明方法獲得的炭化木具有尺寸穩(wěn)定性好、耐久性好、抗腐性能高的特點。三、熱能利用率高、處理周期短。四、經(jīng)本發(fā)明生產(chǎn)的炭化木可用于房屋建筑、戶外園林、室內外裝飾及家具制造。五、本發(fā)明的整個處理過程以生物質材料為燃料，根據(jù)《京都議定書》中相關條款的規(guī)定，要求C02的計排放量為零，所以本發(fā)明具有綠色環(huán)保無污染的特點。圖l是炭化處理窯l的整體結構主剖視圖，圖中的標記為混凝土窯體l、操作臺2、銅網(wǎng)3、第一V形板4、第二V形板5、支撐鋼梁6、噴頭7、噴管8、蒸氣發(fā)生器9、介質溫度探測裝置10、心層溫度探測裝置ll、表層溫度探測裝置12、氧化鋯氧量探測裝置13、排氣控制裝置14、木材15、進氣孔l-l、排氣孔l-2、燃燒室l-3、進氣孔l-l的中心軸線距混凝土窯體l內腔底面的距離為H。具體實施例方式具體實施方式一結合圖l說明本實施方式，本實施方式是通過以下步驟實現(xiàn)的一、將需處理的數(shù)塊干燥木材15由下至上摞放在炭化處理窯1中的支撐鋼梁6上，各塊木材15之間的間距與木材15的厚度一致，以滿足熱氣流由下至上的均勻流動；二、關閉炭化處理窯l的窯門，打開進氣孔l-l和排氣孔l-2;三、點燃燃燒室l-3內的生物質材料，燃燒后的生物質材料產(chǎn)生的熱氣流直接將炭化處理窯1內的木材15加熱；四、調整生物質材料的平面燃燒面積及進氣孔l-l和排氣孔l-2的大小，以調整炭化處理窯l內腔的升溫速度控制在152(TC/h，在升溫過程中，間斷向木材15噴水蒸氣；五、炭化處理窯1內腔溫度升至18023(TC時，關閉進氣孔l-l和排氣孔l-2，生物質材料繼續(xù)燃燒至空氣中氧氣耗盡，此時炭化處理窯l內腔只有二氧化炭與氮氣的混合氣體，該氣體在木材15與燃燒室之間形成阻燃隔氧層；六、木材15在阻燃環(huán)境中保溫3.54.5h;七、開啟進氣孔l-l和排氣孔l-2，使炭化處理窯l內腔降溫，溫度降為冬季為2535'C、夏季為5565'C，間斷向木材15噴水蒸氣，使炭化處理窯l內腔增加濕度，濕度達到3565%，使木材15的含水率為48%;八、待炭化處理窯l內腔溫度降至406(TC時，取出木材15即為炭化木成品。本發(fā)明方法在使用生物質材料燃燒產(chǎn)生的熱量加熱木材同時，燃燒產(chǎn)生的二氧化炭與氮氣的混合氣體作為炭化木生產(chǎn)所需的氣體，為炭化木的生產(chǎn)創(chuàng)造了一個阻燃隔氧的環(huán)境，且C02的計排放為零；同時本發(fā)明方法在處理木材過程中不向木材添加任何化學藥劑，所以本發(fā)明無污染。具體實施方式二結合圖l說明本實施方式，本實施方式的步驟三中的生物質材料為木屑或粉碎后的秸稈。生物質材料來源廣泛，木材加工過程中的廢棄物，木材加工后剩余的木屑，各種農(nóng)作物收割后剩余的秸稈，大自然中各種生物質材料都可以拿來為之所用，擴大了生物質材料的利用范圍和領域；生物質材料在本發(fā)明方法中的有效利用，一定程度減少了對煤炭的需求，符合國家節(jié)能減排的國策；利用生物質材料燃燒產(chǎn)生的熱量和氣體生產(chǎn)炭化木，真正完全達到了變廢為寶。其它步驟與具體實施方式一相同。具體實施方式三結合圖l說明本實施方式，本實施方式的步驟四中的炭化處理窯l內腔的升溫速度控制在18'C/h。這個升溫速度能保證木材在熱處理過程中不發(fā)生變形。其它步驟與具體實施方式一相同。具體實施方式四結合圖l說明本實施方式，本實施方式步驟五中的炭化處理窯l內腔溫度升至20(TC。上述溫度能保證炭化處理窯l內干燥板材發(fā)生炭化反應。其它步驟與具體實施方式一相同。具體實施方式五結合圖l說明本實施方式，本實施方式的步驟六中的阻燃處理環(huán)境狀態(tài)下保溫4h。此保溫時間足以保證炭化木的生成。其它步驟與具體實施方式一相同。具體實施方式六結合圖l說明本實施方式，本實施方式的步驟七中的炭化處理窯l內腔溫度降為冬季為3(TC、夏季為6(TC，炭化處理窯1內腔濕度達到50%，木材15的含水率為6%。炭化處理窯l內腔溫度降為冬季為3(TC、夏季為6(TC，炭化處理窯1內腔濕度達到50%時，使得木材15的含水率為6%;此含水率為保證炭化木尺寸穩(wěn)定性提供了保證。其它步驟與具體實施方式一相同。具體實施方式七結合圖l說明本實施方式，本實施方式的步驟八中的炭化處理窯l內腔溫度降至5(TC時，取出木材15。此溫度取出的木材15不會因炭化處理窯1的溫度與大氣中的溫度有溫差而造成變形。其它步驟與具體實施方式一相同。利用本發(fā)明方法對落葉松進行炭化測試，設定炭化處理窯l內腔溫度分別為18(TC、190。C、20(TC、210°C、220°C、230°C，其它測試條件相同，得到的炭化木抗脹(縮)率值見表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>經(jīng)比較，在氮氣保護下的木材抗脹(縮)率為62.18%，炭化木的尺寸穩(wěn)定性較常規(guī)處理得以大大提高，而生物質燃燒氣體處理后的木材抗脹(縮)率為61.74%，二者比較接近，炭化木的尺寸穩(wěn)定性也得以較大提高，雖較氮氣保護下的略低了一點，但從成本以及合理利用資源方面來講，此發(fā)明更好的符合了國際關于二氧化碳的排放要求。權利要求1.一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、將需處理的數(shù)塊干燥木材(15)由下至上摞放在炭化處理窯(1)中的支撐鋼梁(6)上，各塊木材(15)之間的間距與木材(15)的厚度一致；二、關閉炭化處理窯(1)的窯門，打開進氣孔(1-1)和排氣孔(1-2)；三、點燃燃燒室(1-3)內的生物質材料，燃燒后的生物質材料產(chǎn)生的熱氣流直接將炭化處理窯(1)內的木材(15)加熱；四、調整生物質材料的平面燃燒面積及進氣孔(1-1)和排氣孔(1-2)的大小，以調整炭化處理窯(1)內腔的升溫速度控制在15～20℃/h，在升溫過程中，間斷向木材(15)噴水蒸氣；五、炭化處理窯(1)內腔溫度升至180～230℃時，關閉進氣孔(1-1)和排氣孔(1-2)，生物質材料繼續(xù)燃燒至空氣中氧氣耗盡，此時炭化處理窯(1)內腔只有二氧化炭與氮氣的混合氣體，該氣體在木材(15)與燃燒室之間形成阻燃隔氧層；六、木材(15)在阻燃環(huán)境中保溫3.5～4.5h；七、開啟進氣孔(1-1)和排氣孔(1-2)，使炭化處理窯(1)內腔降溫，溫度降為冬季為25～35℃、夏季為55～65℃，間斷向木材(15)噴水蒸氣，使炭化處理窯(1)內腔增加濕度，濕度達到35～65％，使木材(15)的含水率為4～8％；八、待炭化處理窯(1)內腔溫度降至40～60℃時，取出木材(15)即為炭化木成品。2.根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟三中的生物質材料為木屑或粉碎后的秸稈。3.根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟四中的炭化處理窯(1)內腔的升溫速度控制在18TVh。4.根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟五中的炭化處理窯(1)內腔溫度升至20(TC。5.根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟六中的阻燃處理環(huán)境狀態(tài)下保溫4h。6.根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟七中的炭化處理窯(1)內腔溫度降為冬季為3(TC、夏季為6(TC，炭化處理窯(1)內腔濕度達到50%，木材(15)的含水率為6%。7根據(jù)權利要求l所述一種炭化木的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟八中的炭化處理窯(1)內腔溫度降至5(TC時，取出木材(15)。全文摘要一種炭化木的生產(chǎn)方法，它涉及一種木材的生產(chǎn)方法。本發(fā)明為解決現(xiàn)有炭化木生產(chǎn)采用氮氣作為保護氣體，成本高，燃料采用煤炭，燃燒時排放CO₂，不環(huán)保的問題。方法一、木材由下至上摞在炭化處理窯中的支撐鋼梁上；二、關閉窯門、打開進、排氣孔；三、點燃生物質材料；四、升溫速度在15～20℃/h，間斷向木材噴蒸；五、窯內溫度升至180~230℃時，窯內的二氧化炭與氮氣的混合氣體在木材與燃燒室之間形成阻燃隔氧層；六、木材保溫3.5～4.5h；七、打開進、排氣孔，木材的含水率為4～8％；八、窯內溫度降至40～60℃時，取出木材即為炭化木成品。本發(fā)明用生物質作為燃料，不添加化學藥劑，生產(chǎn)的炭化木無污染、利于環(huán)保。文檔編號B27M1/00GK101664947SQ200910307918公開日2010年3月10日申請日期2009年9月29日優(yōu)先權日2009年9月29日發(fā)明者孫偉倫,堅李申請人:東北林業(yè)大學