一種濕熱高壓木材熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種木材熱處理工藝，該工藝適用于對木材進行改性處理，以提高由木材的尺寸穩(wěn)定性、耐候性和耐腐性能等以及改變木材的色澤。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，不論是從體積還是從質(zhì)量上進行比較，木材一直位居四大建筑材料之首，它具有可再生、易加工、有天然紋理等一系列優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用于建筑、家具制造、室內(nèi)裝飾等方面，但同時，作為一種天然綠色環(huán)保材料，木材也存在著一些天然的缺陷、如變形、開裂、腐朽、霉變、色差等，木材熱處理作為一種環(huán)保的木材改性方法，成為近年來研究與關(guān)注的熱點。木材經(jīng)過高溫處理后，其尺寸穩(wěn)定性、耐候性和耐腐性能顯著增強，同時改變了木材的色澤，從而提高了木材的利用價值。但現(xiàn)有的熱處理工藝通常存在著熱處理過程木材開裂、營養(yǎng)成分降解不到位、熱處理時間長、能耗高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種濕熱高壓木材熱處理方法，包含以下步驟:(一)備料階段、(二)預(yù)熱階段、(三)升溫階段、(四)保溫階段、(五)降溫階段:
(一)備料階段
將木材浸泡在水中，待達到飽和含水率后，按照順紋方向或交叉堆垛置入壓力罐中，并關(guān)閉壓力罐門；
(二)預(yù)熱階段
打開進氣口，將飽和蒸汽通入壓力罐中，控制進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度在2-3h內(nèi)升到70-80°C;之后，調(diào)整進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以10-18°C的速度升溫到105°C，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持在0.12MPa;
(三)升溫階段
將木材連同壓力罐置入200-220 °C熱油池中，并通入壓力為1-2.3MPa的飽和蒸汽，控制進氣口蒸汽量，以12_20°C/h的速度升溫到185-220°C之間，并使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持￠1-2.3 MPa；
(四)保溫階段
當(dāng)壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度達到所要求的溫度以后，保持壓力罐內(nèi)溫度在185-220°C之間，并保持壓力罐內(nèi)介質(zhì)壓力在1-2.3MPa之間，保溫時間按每厘米厚度的木材保持0.5-3h;
(五)降溫階段
將木材連同壓力罐從油池中取出，在空氣或冷水中冷卻，通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以12_18°C/h的速度降溫到120-140°C，在此階段，壓力罐中蒸汽壓力不低于0.20 MPa;通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度以4_8°C的速度降溫到100°C，在此階段，保證壓力罐中蒸汽壓力不低于0.10 MPa;當(dāng)壓力罐內(nèi)的溫度達到100°C時，打開進氣口和出氣口，通入溫度為100-103°C干蒸汽，維持l_4h，使木材含水率達到4-9%;再自然降至室溫，打開壓力罐門，將木材從壓力罐中取出。
[0004]在壓力罐體底部設(shè)有排液口和排液閥，將壓力罐內(nèi)的液體及時排出。
[0005]在壓力罐內(nèi)部設(shè)置可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機，在木材熱處理過程中進行通風(fēng)處理，風(fēng)速為1-Sm/s，每隔30_60min改變一次風(fēng)向。
[0006]步驟(一)所述的木材為鋸材。
[0007]本發(fā)明提供了一種濕熱高壓木材熱處理方法，采用壓力罐處理木材，并將壓力罐置入熱油中，保證了熱處理過程密閉性，熱處理的溫度即使達到220°C也不會自燃;采用熱油池，可以保證在熱處理的過程中，溫度始終保持一致，提高了木材熱處理的均勻性;將處理前木材的含水率調(diào)整到飽和含水率，在步驟(五)中干燥處理之前，木材的含水率始終保持在飽和含水率狀態(tài)，并處在飽和蒸汽環(huán)境中，在水分子的作用下，可以有效地縮短熱處理的時間，降低熱處理能耗;木材中的營養(yǎng)物質(zhì)降解更徹底;處理后的木材色澤更均勻，還可以避免木材在熱處理過程中的開裂，有效地提高熱處理木材的品質(zhì)。
[0008]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，并非對本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開內(nèi)容所進行的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1濕熱高壓木材熱處理示意圖圖中I為壓力罐，2為熱油，3為油池。
[0010]圖2壓力罐結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1.1為進氣口和控制閥，1.2為排氣口和控制閥，1.3為排液口和排液閥，1.4為進風(fēng)口和控制閥，1.5為排風(fēng)口和控制閥，1.6為可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機。
【具體實施方式】
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
實施例
[0012]本發(fā)明的濕熱高壓木材熱處理設(shè)備所用的設(shè)備包含壓力罐(I)和油池(3)，壓力罐設(shè)置有進氣口和控制閥(1.1)，排氣口和控制閥(1.2)，排液口和排液閥(1.3)，進風(fēng)口和控制閥(1.4)，排風(fēng)口和控制閥(1.5)，可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機(1.6)，包含以下步驟:(一)竹束制備、(二)竹束干燥、(三)竹束熱處理、(四)竹束平衡處理:
(一)備料階段、(二)預(yù)熱階段、(三)升溫階段、(四)保溫階段、(五)降溫階段:
(一)備料階段
將木材按照GB/T11917-1989鋸截成鋸材，將鋸好的鋸材浸泡在水中，待達到飽和含水率后，按照順紋方向或交叉堆垛置入壓力罐中，并關(guān)閉壓力罐門；
(二)預(yù)熱階段
打開進氣口，將飽和蒸汽通入壓力罐中，控制進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度在2.5 h內(nèi)升到80 °C ;之后，調(diào)整進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以15 °C的速度升溫到105°C，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持在0.12MPa; (三)升溫階段
將壓力罐置入220°C熱油池中，并通入壓力為2.3MPa的飽和蒸汽，控制進氣口蒸汽量，以18°C/h的速度升溫到220°C之間，并使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持在2.3 MPa，實時打開排液法，將壓力罐中的冷凝水排出；，每隔30min改變一次，風(fēng)速為l-8m/s;
(四)保溫階段
當(dāng)壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度達到所要求的溫度以后，保持壓力罐內(nèi)溫度在220°C之間，并保持壓力罐內(nèi)介質(zhì)壓力在2.3MPa之間，保溫時間按每厘米厚度的木材保持2 h，實時打開排液法，將壓力罐中的冷凝水排出;每隔30min改變一次，風(fēng)速為l-8m/s;
(五)降溫階段
將木材連同壓力罐從油池中取出，在空氣或冷水中冷卻，通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以18°C/h的速度降溫到120°C，在此階段，壓力罐中蒸汽壓力不低于0.2 MPa;通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度以5°C的速度降溫到100 °C，在此階段，保證壓力罐中蒸汽壓力不低于0.1MPa;當(dāng)壓力罐內(nèi)的溫度達到100°C時，打開進氣口和出氣口，通入溫度為100-103Γ干蒸汽，維持4h，使木材含水率達到8%;再自然降至室溫，打開壓力罐門，將木材從壓力罐中取出；在此過程，實時打開排液法，將壓力罐中的冷凝水排出;每隔30min改變一次，風(fēng)速為I ~8m/s。
【主權(quán)項】
1.一種濕熱高壓木材熱處理方法，包含以下步驟:(一)備料階段、(二)預(yù)熱階段、(三)升溫階段、(四)保溫階段、(五)降溫階段，其特征在于: (一)備料階段 將木材浸泡在水中，待達到飽和含水率后，按照順紋方向或交叉堆垛置入壓力罐中，并關(guān)閉壓力罐門； (二)預(yù)熱階段 打開進氣口，將飽和蒸汽通入壓力罐中，控制進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度在2-3h內(nèi)升到70-80°C;之后，調(diào)整進氣口的蒸汽量，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以10-18°c的速度升溫到105°C，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持在0.12MPa; (三)升溫階段 將木材連同壓力罐置入200-220°C熱油池中，并通入壓力為1-2.3MPa的飽和蒸汽，控制進氣口蒸汽量，以12_20°C/h的速度升溫到185-220°C之間，并使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)壓力保持￠1-2.3 MPa； (四)保溫階段 當(dāng)壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度達到所要求的溫度以后，保持壓力罐內(nèi)溫度在185-220°C之間，并保持壓力罐內(nèi)介質(zhì)壓力在1.00-2.30MPa之間，保溫時間按每厘米厚度的木材保持0.5-3h; (五)降溫階段 將木材連同壓力罐從油池中取出，在空氣或冷水中冷卻，通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)的介質(zhì)溫度以12_18°C/h的速度降溫到120-140°C，在此階段，壓力罐中蒸汽壓力不低于0.20 MPa;通過調(diào)控排氣口蒸汽的排出量控制壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度和壓力，使壓力罐內(nèi)介質(zhì)溫度以4_8°C的速度降溫到100 °C，在此階段，保證壓力罐中蒸汽壓力不低于0.10 MPa;當(dāng)壓力罐內(nèi)的溫度達到100 °(:時，打開進氣口和出氣口，通入溫度為100-103 °C干蒸汽，維持l_4h，使木材含水率達到4-9%;再自然降至室溫，打開壓力罐門，將木材從壓力罐中取出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕熱高壓木材熱處理方法，其特征在于:在壓力罐體底部設(shè)有排液口和排液閥，將壓力罐內(nèi)的液體及時排出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕熱高壓木材熱處理方法，其特征在于:在壓力罐內(nèi)部設(shè)置可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機，在木材熱處理過程中進行通風(fēng)處理，風(fēng)速為l-8m/s，每隔30-60 min改變一次風(fēng)向。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕熱高壓木材熱處理方法，其特征在于:步驟(一)所述的木材為鋸材。
【專利摘要】一種濕熱高壓木材熱處理方法，采用壓力罐處理木材，并將壓力罐置入熱油中，保證了熱處理過程密閉性，熱處理的溫度即使達到220℃也不會自燃；采用熱油池，可以保證在熱處理的過程中，溫度始終保持一致，提高了木材熱處理的均勻性；將處理前木材的含水率調(diào)整到飽和含水率，在步驟（五）中干燥處理之前，木材的含水率始終保持在飽和含水率狀態(tài)，并處在飽和蒸汽環(huán)境中，在水分子的作用下，可以有效地縮短熱處理的時間，降低熱處理能耗；木材中的營養(yǎng)物質(zhì)降解更徹底；處理后的木材色澤更均勻，還可以避免木材在熱處理過程中的開裂，有效地提高熱處理木材的品質(zhì)。
【IPC分類】B27K3/02, B27K3/08
【公開號】CN105563581
【申請?zhí)枴緾N201511002295
【發(fā)明人】李延軍, 許斌, 丁濤, 程大莉, 何文
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月16日