專利名稱：一種封閉式木質(zhì)纖維干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木質(zhì)纖維干燥方法，尤其涉及一種封閉式木質(zhì)纖維干燥方法。
背景技術(shù)：
中密度纖維板產(chǎn)業(yè)既是資源綜合利用產(chǎn)業(yè)，又是資源依賴型產(chǎn)業(yè)，也是能耗相對較高的產(chǎn)業(yè)。熱能是纖維板生產(chǎn)中消耗的主要能量形式之一，而纖維干燥熱耗占總熱能消耗的54% [Jingge L1. Modeling of Thermal Energy Demand in MDF Production. ForestProducts Journal, 2007, 57 (9) : 97-104.]，纖維干燥是熱能消耗的主要工序，直接決定著纖維板生產(chǎn)過程中的能耗，是中密度纖維板生產(chǎn)線節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，干燥工藝也在不斷更新，由原來的二級干燥工藝至當(dāng)前的單級干燥工藝；單級干燥工藝又從原來的高溫干燥工藝發(fā)展到目前的低溫干燥工藝，使木質(zhì)纖維干燥在保證干燥質(zhì)量的前提下不斷提高能源的利用效率。在提高能源利用效率技術(shù)方面，應(yīng)用較多的是將鍋爐尾氣經(jīng)二次旋風(fēng)除塵后用引風(fēng)機(jī)送入干燥管道，增加干燥管道入口空氣起始溫度，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的；如實(shí)用新型專利“一種木質(zhì)纖維的低溫干燥裝置”(專利號CN200920140922_7)中就采用鍋爐尾氣凈化后直接應(yīng)用于纖維干燥進(jìn)行了較好的應(yīng)用，提高了企業(yè)總的熱能利用效率。盡管纖維干燥工藝隨著技術(shù)進(jìn)步，使熱利用效率越來越高，但卻始終存在著將纖維干燥尾氣直接排入大氣的共同特點(diǎn)，排放的氣體中包含大量粉塵、細(xì)纖維、甲醛等對人體健康有害的物質(zhì)，如2008年國家環(huán)保部進(jìn)行的第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)核算中的《木材加工及竹藤棕草制品業(yè)行業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)使用手冊》中所載中密度纖維板的工業(yè)廢氣量為14000m3/m3板，工業(yè)粉塵量為106. 55kg/m3板，其中90%以上均直接排入了大氣環(huán)境；此外排放的氣體溫度較高，對環(huán)境造成較大的環(huán)境污染和熱污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對現(xiàn)有生產(chǎn)線影響較小、可有效減少環(huán)境排放，并提高纖維干燥熱利用效率及干燥質(zhì)量的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)，包括空氣預(yù)熱、纖維干燥、排氣除塵處理、除醛處理及除濕處理部分，其特征在于對纖維干燥的排放氣體進(jìn)行封閉式處理。一種封閉式木質(zhì)纖維干燥方法，其特征在于應(yīng)用以下裝置環(huán)境空氣入口連接熱交換器，離心式風(fēng)機(jī)和濕纖維入口連接干燥管道的初始端，干燥管道末端連接旋風(fēng)分離器的進(jìn)口，旋風(fēng)分離器包括有出料口和排氣口，排氣口連接除塵裝置，除塵裝置再連接除醛裝置，除醛裝置后并聯(lián)有除濕裝置和旁通閥，除濕裝置接有出水口，除濕裝置和旁通閥后再共同接入熱交換器；或者除濕裝置中還設(shè)有蒸發(fā)器，且蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥組成一個封閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)；
步驟如下干燥所需濕空氣由環(huán)境空氣入口進(jìn)入熱交換器，經(jīng)熱交換器升溫后的濕空氣，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)后進(jìn)入干燥管道，被干燥濕纖維經(jīng)濕纖維入口進(jìn)入干燥管道后到達(dá)旋風(fēng)分離器將干燥后的纖維分離并排出出料口，干燥后的濕空氣由排氣口進(jìn)入除塵裝置，用于除去排放濕空氣中所包含的細(xì)纖維和粉塵；除塵后的濕空氣進(jìn)入除醛裝置，分解其中的游離甲醛后，一部分濕空氣進(jìn)入除濕裝置，除濕后的凝結(jié)水從排水口排出系統(tǒng)，或者一部分濕空氣經(jīng)過除濕裝置的蒸發(fā)器時，濕空氣中的水分迅速凝結(jié)并由出水口排出，從而降低濕空氣的水分含量，而濕空氣中的熱量則被制冷工質(zhì)所吸收，使制冷工質(zhì)蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后溫度升高至對應(yīng)壓力下的冷凝溫度，在冷凝器處將熱量再釋放給經(jīng)過除濕的濕空氣，而制冷工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥后再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行下一循環(huán)過程；另一部分濕空氣經(jīng)旁通閥后與經(jīng)除濕后的濕空氣混合后進(jìn)入熱交換器再進(jìn)行下一個干燥循環(huán)過程。上述封閉式纖維干燥系統(tǒng)包括以下幾部分(I)纖維干燥部分，將濕纖維干燥至滿足中密度纖維板生產(chǎn)工藝要求含水率的干纖維的纖維干燥裝置，包括空氣預(yù)熱、纖維干燥及纖維分離等裝置；(2)除塵裝置，將從旋風(fēng)分離器中排放的濕空氣中所含粉塵過濾；(3)除醛裝置，清除濕空氣中所含游離甲醛；(4)除濕裝置，將濕空氣的溫度從排放溫度降低至對應(yīng)狀態(tài)下的露點(diǎn)溫度以下，使水分以液態(tài)水的形式凝結(jié)出系統(tǒng)，從而降低濕空氣中的濕度；(5)余熱利用，將除濕過程中所吸收熱量再利于生產(chǎn)中，而不是排放于環(huán)境中。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)木質(zhì)纖維干燥后的濕空氣經(jīng)過除塵處理、除醛處理及除濕處理后再次應(yīng)用于木質(zhì)纖維干燥中，使纖維干燥使用的濕空氣狀態(tài)穩(wěn)定，纖維干燥后含水率穩(wěn)定，且有效避免了向大氣中排放污染物，還將余熱充分回收利用，提高了能量利用效率，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。技術(shù)上可行，對現(xiàn)有生產(chǎn)線的技術(shù)改造也較容易，可在不破壞當(dāng)前生產(chǎn)線的情況下進(jìn)行改造，是一種具有較好前景的纖維干燥方法。


圖1開放式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)簡2封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)簡圖(實(shí)施例1)圖3封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)簡圖(實(shí)施例2)I環(huán)境空氣入口 2熱交換器3離心式風(fēng)機(jī)4濕纖維入口 5纖維干燥管道6旋風(fēng)分離器7出料口 8排氣口 9除塵器10除醛裝置11除濕裝置12排水口 13除濕工質(zhì)出口 14除濕工質(zhì)入口 15旁通閥16蒸發(fā)器17壓縮機(jī)18冷凝器19膨脹閥。
具體實(shí)施例方式一種封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)，其特征在于環(huán)境空氣入口 I連接熱交換器2，離心式風(fēng)機(jī)和濕纖維入口 4連接干燥管道5的初始端，干燥管道5末端連接旋風(fēng)分離器6的進(jìn)口，旋風(fēng)分離器包括有出料口 7和排氣口 8，排氣口 8連接除塵裝置9，除塵裝置9再連接除醛裝置，除醛裝置后并聯(lián)有除濕裝置11和旁通閥13，除濕裝置接有出水口 12，除濕裝置和旁通閥后再共同接入熱交換器2 ；或者除濕裝置11中還設(shè)有蒸發(fā)器16，且蒸發(fā)器16、壓縮機(jī)17、冷凝器18和膨脹閥19組成一個封閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)。應(yīng)用所述一種封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)的方法，其特征在于干燥所需濕空氣由環(huán)境空氣入口 I進(jìn)入熱交換器2，經(jīng)熱交換器2升溫后的濕空氣，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)3后進(jìn)入干燥管道5，被干燥濕纖維經(jīng)濕纖維入口 4進(jìn)入干燥管道5后到達(dá)旋風(fēng)分離器6將干燥后的纖維分離并排出出料口 7，干燥后的濕空氣由排氣口 8進(jìn)入除塵裝置9，用于除去排放濕空氣中所包含的細(xì)纖維和粉塵；除塵后的濕空氣進(jìn)入除醛裝置10，分解其中的游離甲醛后，一部分濕空氣進(jìn)入除濕裝置11，除濕后的凝結(jié)水從排水口 12排出系統(tǒng)，或者一部分濕空氣經(jīng)過除濕裝置11的蒸發(fā)器16時，濕空氣中的水分迅速凝結(jié)并由出水口 12排出，從而降低濕空氣的水分含量，而濕空氣中的熱量則被制冷工質(zhì)所吸收，使制冷工質(zhì)蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機(jī)17壓縮后溫度升高至對應(yīng)壓力下的冷凝溫度，在冷凝器18處將熱量再釋放給經(jīng)過除濕的濕空氣，而制冷工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥19后再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行下一循環(huán)過程；另一部分濕空氣經(jīng)旁通閥后與經(jīng)除濕后的濕空氣混合后進(jìn)入熱交換器I再進(jìn)行下一個干燥循環(huán)過程。開式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)(例)簡介圖1所示為傳統(tǒng)的開式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)，基本情況年產(chǎn)4萬m3中密度纖維板生產(chǎn)線配套的纖維干燥系統(tǒng)，干燥所需濕空氣全部由環(huán)境空氣入口 I進(jìn)入，經(jīng)熱交換器2升溫后得到溫度為143°C的濕空氣，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)3 (風(fēng)量為115000m3/hr，風(fēng)壓為4000Pa)送入干燥管道5 ;含水率為60%的濕纖維經(jīng)濕纖維入口 4噴射入干燥管道5，經(jīng)總長度近90m的干燥管道5后纖維的含水率達(dá)到9%左右，木質(zhì)纖維到達(dá)旋風(fēng)分離器6后將纖維分離并沉降至出料口 7，干燥后的濕空氣則由排氣口 8直接排入大氣，濕空氣的溫度為55°C，相對濕度為70%左右，風(fēng)速介于10-20m/s之間。年排放濕空氣所含熱量達(dá)74. 8X IO6MJ,且所排放濕空氣中含有大量甲醛、粉塵(細(xì)纖維、灰塵等)以及大量的水分，對環(huán)境空氣造成一定的污染，且損失了大量的熱量和水分，浪費(fèi)了大量的能源和水資源。木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)為一開式系統(tǒng)，由外界大氣環(huán)境引進(jìn)全部需要的濕空氣，干燥后的濕空氣再排入到環(huán)境大氣中。實(shí)施例1 :按本發(fā)明設(shè)計(jì)對生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造后示意圖如圖2所示，成為封閉式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)。在旋風(fēng)分離器6的排氣口 8后連接了除塵裝置9，采用蜂窩式除塵，用于除去排放濕空氣中所包含的細(xì)纖維和粉塵；除塵裝置后連接除醛裝置，采用Ti02/Zn0甲醛降解凈化技術(shù)，將濕空氣中的游離甲醛分解清除；除醛裝置后連接除濕裝置，本例中的除濕工質(zhì)為企業(yè)用自來水，水溫在15 - 20度之間，遠(yuǎn)低于濕空氣的露點(diǎn)溫度(濕空氣溫度55°C /相對濕度70%對應(yīng)露點(diǎn)溫度約為46°C)，常溫自來水由除濕工質(zhì)入口 14進(jìn)入，將濕空氣中的水分凝結(jié)出來并經(jīng)排水口 12排出系統(tǒng)，吸收熱量后的自來水經(jīng)除濕工質(zhì)出口 13連接鍋爐進(jìn)水系統(tǒng)，可使水溫提高15°C，生產(chǎn)線配套的鍋爐容量約為15噸/hr，每年可回收總熱量為6. 8 X IO6MJ,相當(dāng)于每年節(jié)省232噸標(biāo)準(zhǔn)煤(標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量29. 3076MJ/kg);從而節(jié)約大量熱量；旁通濕空氣的比例可由旁通閥15的開度進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)除濕的空氣與經(jīng)旁通閥的部分濕空氣混合后再進(jìn)入熱交換器2，進(jìn)入下一個纖維干燥過程?；厥盏倪@部分濕空氣量不足時，可由環(huán)境空氣入口 I引入環(huán)境空氣進(jìn)行補(bǔ)充。由于是閉式循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行較原來的開式系統(tǒng)穩(wěn)定，纖維干燥后含水率在可穩(wěn)定在7.5^9.5%之間。而傳統(tǒng)的開式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)干燥所需空氣全部由環(huán)境空氣進(jìn)入，而環(huán)境空氣受到氣候影響較大，空氣的溫度、濕度波動較大，如南寧地區(qū)10月份白天氣溫在30°C、相對濕度在50%左右，而夜間溫度在20°C、相對濕度在90%左右，其它條件不變時，可導(dǎo)致纖維干燥后含水率在7 10.5%之間波動，均勻性較差。實(shí)施例2:按本發(fā)明設(shè)計(jì)對生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造后示意圖如圖3所示。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于濕空氣的除濕及余熱利用部分。本實(shí)施例采用熱泵除濕的形式，由蒸發(fā)器16、壓縮機(jī)17、冷凝器18和膨脹閥19組成一個封閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)，連接管路內(nèi)流動著制冷工質(zhì)。當(dāng)經(jīng)過除塵、除醛后的濕空氣經(jīng)過除濕裝置11的蒸發(fā)器16時，由于蒸發(fā)器的表面溫度在5-10°C，遠(yuǎn)低于當(dāng)時狀態(tài)下的濕空氣露點(diǎn)溫度(濕空氣溫度55°C /相對濕度70%對應(yīng)露點(diǎn)溫度約為46°C )，使?jié)窨諝庵械乃盅杆倌Y(jié)并由冷凝水排水管排出系統(tǒng)，從而降低濕空氣的水分含量，而濕空氣中的熱量則被制冷系統(tǒng)中的制冷工質(zhì)所吸收，使制冷工質(zhì)蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機(jī)17壓縮后溫度升高至對應(yīng)壓力下的冷凝溫度(約為75°C)，在冷凝器18處將熱量再釋放給經(jīng)過除濕的濕空氣(即:干燥后排出濕空氣中所除去水分中所含熱量又全部返還給干燥系統(tǒng))，而制冷工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥19后再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行下一循環(huán)過程。經(jīng)除濕及加熱的濕空氣與經(jīng)旁通閥15的濕空氣混合后再次進(jìn)入熱交換器2，進(jìn)入下一個干燥循環(huán)。如果回收的這部分濕空氣量不足時，可由環(huán)境空氣入口 I處引入環(huán)境空氣進(jìn)行補(bǔ)充。由于是閉式循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行較 原來的開式系統(tǒng)穩(wěn)定，纖維干燥后含水率在可穩(wěn)定在7.5^9.5%之間。而傳統(tǒng)的開式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)干燥所需空氣全部由環(huán)境空氣進(jìn)入，而環(huán)境空氣受到當(dāng)?shù)貧夂蛴绊戄^大，空氣的溫度、濕度波動較大，如南寧地區(qū)10月份白天氣溫在30°C、相對濕度在50%左右，而夜間溫度在20°C、相對濕度在90%左右，其它條件不變時，可導(dǎo)致纖維干燥后含水率在7 10.5%之間波動，均勻性較差。
權(quán)利要求
1.一種封閉式木質(zhì)纖維干燥方法，其特征在于應(yīng)用以下裝置:環(huán)境空氣入口連接熱交換器，離心式風(fēng)機(jī)和濕纖維入口連接干燥管道的初始端，干燥管道末端連接旋風(fēng)分離器的進(jìn)口，旋風(fēng)分離器包括有出料口和排氣口，排氣口連接除塵裝置，除塵裝置再連接除醛裝置，除醛裝置后并聯(lián)有除濕裝置和旁通閥，除濕裝置接有出水口，除濕裝置和旁通閥后再共同接入熱交換器； 或者除濕裝置中還設(shè)有蒸發(fā)器，且蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥組成一個封閉式制冷循環(huán)系統(tǒng)； 步驟如下: 干燥所需濕空氣由環(huán)境空氣入口進(jìn)入熱交換器，經(jīng)熱交換器升溫后的濕空氣，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)后進(jìn)入干燥管道，被干燥濕纖維經(jīng)濕纖維入口進(jìn)入干燥管道后到達(dá)旋風(fēng)分離器將干燥后的纖維分離并排出出料口，干燥后的濕空氣由排氣口進(jìn)入除塵裝置，用于除去排放濕空氣中所包含的細(xì)纖維和粉塵；除塵后的濕空氣進(jìn)入除醛裝置，分解其中的游離甲醛后，一部分濕空氣進(jìn)入除濕裝置，除濕后的凝結(jié)水從排水口排出系統(tǒng)，或者一部分濕空氣經(jīng)過除濕裝置的蒸發(fā)器時，濕空氣中的水分迅速凝結(jié)并由出水口排出，從而降低濕空氣的水分含量，而濕空氣中的熱量則被制冷工質(zhì)所吸收，使制冷工質(zhì)蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后溫度升高至對應(yīng)壓力下的冷凝溫度，在冷凝器處將熱量再釋放給經(jīng)過除濕的濕空氣，而制冷工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥后再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行下一循環(huán)過程； 另一部分濕空氣經(jīng)旁通閥后與經(jīng)除濕后的濕空氣混合后進(jìn)入熱交換器再進(jìn)行下一個干燥循環(huán) 過程。
全文摘要
一種封閉式木質(zhì)纖維干燥方法屬于木材加工領(lǐng)域。環(huán)境空氣經(jīng)新風(fēng)入口進(jìn)入熱交換器升溫后，由離心風(fēng)機(jī)送入纖維干燥管道，干燥管道開始端連接濕纖維入口，末端連接有旋風(fēng)分離器，干燥后的木質(zhì)纖維與濕空氣在旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，從旋風(fēng)分離器出來的濕空氣經(jīng)過除塵裝置、除醛裝置后，使部分濕空氣經(jīng)過除濕裝置除去濕空氣中的部分水分后與旁通的部分濕空氣混合，再補(bǔ)充部分環(huán)境空氣后再次進(jìn)入熱交換器進(jìn)行下個木質(zhì)纖維干燥過程。此系統(tǒng)相對于開放式木質(zhì)纖維干燥系統(tǒng)可使木質(zhì)纖維干燥含水率均勻性提高，并提高熱利用效率、減少污染物排放。
文檔編號B27K5/00GK103072166SQ201210564749
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者周永東, 孫鋒, 賀志強(qiáng), 李曉玲 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所