本發(fā)明涉及木材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種木材干燥與熱改性聯(lián)合處理方法及裝置。

背景技術(shù)：
干燥是木材加工中的重要工序，干燥能耗約占木材總加工能耗的40-70%，且干燥質(zhì)量的好壞直接決定著木材利用率的高低與木質(zhì)品質(zhì)量的優(yōu)劣。高溫?zé)崽幚硎墙陙?lái)興起的一項(xiàng)木材改性技術(shù)，其基本原理是在高溫、缺氧、水蒸汽（或惰性氣體、熱油等）參與的特定條件下，對(duì)木材進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，使木材?nèi)部的半纖維素成分部分分解，淀粉、糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)反應(yīng)、揮發(fā)，木材內(nèi)部重新形成新的化學(xué)鍵結(jié)合，從而達(dá)到提高木材尺寸穩(wěn)定性、耐候耐久性的目的。目前，在實(shí)際生產(chǎn)中，木材干燥處理與高溫?zé)崽幚斫詾榉謨蓚€(gè)步驟在不同設(shè)備中進(jìn)行，即先將木材堆積在干燥窯中進(jìn)行干燥處理，其干燥溫度一般控制在100℃以內(nèi)；將木材含水率干燥到10%以內(nèi)后，重新將木材堆積到炭化窯中進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，其處理溫度一般控制?60-220℃?，F(xiàn)有的干燥和熱處理分步進(jìn)行的兩步處理法存在著工藝繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大（需要兩次堆垛和兩次拆垛）、工作效率低、處理時(shí)間長(zhǎng)和能耗損失大（需要兩次升溫和兩次降溫）的缺陷，且在炭化窯的高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中，其加熱介質(zhì)一般為導(dǎo)熱油或者直接采用電加熱，熱改性處理成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、能源消耗和生產(chǎn)成本少、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高的木材干燥與熱改性聯(lián)合處理方法及裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種木材干燥與熱改性聯(lián)合處理方法，將木材堆積到封閉的干燥窯體中，向干燥窯體中通入濕空氣或常壓過(guò)熱水蒸汽作為干燥介質(zhì)，以生物質(zhì)裂解氣體為熱源加熱干燥介質(zhì)，對(duì)木材進(jìn)行干燥處理，使木材含水率降至5%以內(nèi)之后，將干燥介質(zhì)溫度升高至160℃-220℃，對(duì)木材進(jìn)行熱改性處理，隨后對(duì)熱改性后的木材進(jìn)行降溫調(diào)濕和平衡處理。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：針對(duì)難干鋸材，具體步驟包括：S1、木材堆積：將難干鋸材堆積至干燥窯體內(nèi)的木材堆積區(qū)域內(nèi)；S2、木材干燥：關(guān)閉干燥窯體大門，采用濕空氣作為干燥介質(zhì)，開(kāi)啟軸流通風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，打開(kāi)軸流通風(fēng)機(jī)正壓側(cè)排濕孔，關(guān)閉軸流通風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)排濕孔，開(kāi)啟裂解氣化供熱系統(tǒng)將干燥介質(zhì)的溫度快速提升到35℃-45℃，并保溫0.5h-2.0h，使難干鋸材充分熱透，然后將干燥介質(zhì)溫度繼續(xù)升高到選定干燥基準(zhǔn)的第一階段溫度，對(duì)鋸材進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱保持時(shí)間控制在1h-2h/cm鋸材厚度，預(yù)熱結(jié)束后按照選定干燥基準(zhǔn)對(duì)鋸材進(jìn)行干燥、中間處理和后期處理，將鋸材干燥至含水率為5%以下，當(dāng)干燥介質(zhì)的濕度低于干燥基準(zhǔn)的設(shè)定濕度時(shí)，開(kāi)啟蒸汽發(fā)生器，增加干燥介質(zhì)的濕度，在升溫和預(yù)熱過(guò)程中，保持干燥介質(zhì)的濕度在90%以上；S3、木材熱改性處理：將干燥介質(zhì)中的空氣含量控制在5%以下，繼續(xù)提高干燥介質(zhì)的溫度至設(shè)定溫度T，其中，160℃≤T≤220℃，保持設(shè)定溫度T對(duì)木材進(jìn)行熱改性處理，處理時(shí)間為0.2h-2h/cm鋸材厚度；S4、降溫調(diào)濕和平衡處理：關(guān)閉裂解氣化供熱系統(tǒng)，關(guān)閉軸流通風(fēng)機(jī)正壓側(cè)排濕孔，打開(kāi)軸流通風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)排濕孔，使干燥介質(zhì)溫度緩慢降低到80℃-90℃，再開(kāi)啟裂解氣化供熱系統(tǒng)，使干燥介質(zhì)溫度保持在80℃-90℃，并開(kāi)啟蒸汽發(fā)生器，使干燥介質(zhì)相對(duì)濕度維持在85%-95%，并在此狀態(tài)下保持1h-2h/cm鋸材厚度，然后關(guān)閉裂解氣化供熱系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，保持軸流通風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)4h-8h后，悶窯4h-8h，使木材自然冷卻和平衡；S5、冷卻出窯：待木材芯層溫度降低到高于室外溫度不超過(guò)20℃后，開(kāi)啟干燥窯體大門，將干燥和熱改性處理后的木材出窯，并在干料棚中密堆存放10-20天。針對(duì)易干鋸材，具體步驟包括：S1、木材堆積：將易干鋸材堆積至干燥窯體內(nèi)的木材堆積區(qū)域內(nèi)；S2、木材干燥：關(guān)閉干燥窯體大門，開(kāi)啟軸流通風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)和裂解氣化供熱系統(tǒng)，打開(kāi)軸流通風(fēng)機(jī)正壓側(cè)排濕孔，關(guān)閉軸流通風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)排濕孔，將干燥介質(zhì)溫度快速提升到35℃-45℃，并保溫0.5h-2.0h對(duì)鋸材進(jìn)行預(yù)熱，使鋸材充分熱透，然后繼續(xù)將處理介質(zhì)溫度升高到70-80℃對(duì)鋸材進(jìn)行預(yù)熱，并保溫0.5h-1.0h/cm鋸材厚度，再次使鋸材充分熱透，升溫過(guò)程中，升溫速度控制在5℃-10℃/h，保溫結(jié)束后，進(jìn)一步升高干燥介質(zhì)溫度，將其溫度升高到110℃-160℃，在此狀態(tài)下對(duì)鋸材進(jìn)行干燥處理，直至鋸材含水率降低到5%以下，在本步驟中，預(yù)熱和升溫過(guò)程中，當(dāng)干燥介質(zhì)的溫度低于100℃，開(kāi)啟蒸汽發(fā)生器向經(jīng)過(guò)裂解氣體供熱系統(tǒng)的燃燒爐內(nèi)的濕空氣通入飽和水蒸氣，保持干燥介質(zhì)的濕度在90%以上，當(dāng)干燥介質(zhì)溫度超過(guò)100℃后，繼續(xù)向干燥窯體內(nèi)通入飽和水蒸氣，用水蒸氣逐步替換干燥窯體內(nèi)的剩余空氣，使干燥介質(zhì)由高溫濕空氣轉(zhuǎn)化為常壓過(guò)熱蒸汽，當(dāng)窯內(nèi)的空氣含量小于5%后，關(guān)閉蒸汽發(fā)生器；S3、木材熱改性處理：將干燥介質(zhì)中的空氣含量控制在5%以下，繼續(xù)提高干燥介質(zhì)的溫度至設(shè)定溫度T，其中，160℃≤T≤220℃，保持設(shè)定溫度T對(duì)木材進(jìn)行熱改性處理，處理時(shí)間為0.2h-2h/cm鋸材厚度；S4、降溫調(diào)濕和平衡處理：關(guān)閉裂解氣化供熱系統(tǒng)，關(guān)閉軸流通風(fēng)機(jī)正壓側(cè)排濕孔，打開(kāi)軸流通風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)排濕孔，使干燥介質(zhì)溫度緩慢降低到80℃-90℃，再開(kāi)啟裂解氣化供熱系統(tǒng)，使干燥介質(zhì)溫度保持在80℃-90℃，并開(kāi)啟蒸汽發(fā)生器，使干燥介質(zhì)相對(duì)濕度維持在85%-95%，并在此狀態(tài)下保持1h-2h/cm鋸材厚度，然后關(guān)閉裂解氣化供熱系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，保持軸流通風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)4h-8h后，悶窯4h-8h，使木材自然冷卻和平衡；S5、冷卻出窯：待木材芯層溫度降低到高于室外溫度不超過(guò)20℃后，開(kāi)啟干燥窯體大門，將干燥和熱改性處理后的木材出窯，并在干料棚中密堆存放10-20天。在所述步驟S1中，按照LY/T1068-2012標(biāo)準(zhǔn)對(duì)木材進(jìn)行堆積處理，材堆的高度為1.2m-2m，材堆的寬度為1.2m-3m，隔條的厚度為15mm-35mm，隔條的寬度為20mm-45mm。一種木材干燥與熱改性聯(lián)合處理裝置，包括干燥窯體、通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、裂解氣體供熱系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述干燥窯體內(nèi)設(shè)有木材堆積區(qū)域，所述干燥窯體上的兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有可開(kāi)啟或關(guān)閉的排濕孔，所述通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、裂解氣體供熱系統(tǒng)均與所述木材堆積區(qū)域連通，所述檢測(cè)控制系統(tǒng)用于檢測(cè)所述干燥窯體內(nèi)的干燥和熱改性參數(shù)并分別與所述通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、裂解氣體供熱系統(tǒng)和排濕孔電連接。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述裂解氣體供熱系統(tǒng)包括燃燒爐、裂解爐和引風(fēng)裝置，所述燃燒爐具有夾層壁，所述裂解爐、引風(fēng)裝置均與燃燒爐連通，所述燃燒爐的夾層壁與所述干燥窯體連通。所述通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)包括軸流通風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述軸流通風(fēng)機(jī)裝設(shè)在所述干燥窯體內(nèi)部，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)通過(guò)管道裝設(shè)在所述干燥窯體與所述燃燒爐的夾層壁之間。所述木材干燥與熱改性聯(lián)合處理裝置還包括兩個(gè)蒸汽發(fā)生器，兩個(gè)所述蒸汽發(fā)生器分別與所述裂解爐和引風(fēng)裝置連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）本發(fā)明的木材干燥與熱改性聯(lián)合處理方法，在同一干燥窯體內(nèi)先后連續(xù)完成木材干燥和熱改性處理，僅需要一次堆垛和一次拆垛，且不需要進(jìn)行多次升溫和降溫，從而降低了能源消耗量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。（2）本發(fā)明的木材干燥與熱改性聯(lián)合處理裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)木材干燥和木材熱改性處理，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的木材干燥與熱改性聯(lián)合處理方法，從而降低了能源消耗量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明木材干燥與熱改性聯(lián)合處理裝置的主視圖。圖2是本發(fā)明木材...