地熱如何用于木材烘干

  一般的木材廠(chǎng)部用常規能源產(chǎn)生蒸氣，并用它加熱烘干窯爐。如果該地區有90℃以上的地熱資源，就可以用地熱替代常規能源，既節能又省運行費。圖1所示為一個(gè)典型木材廠(chǎng)的工藝流程圖。

 

  烘干的兩個(gè)基本目的是固化木質(zhì)和防止木材變形。固化木質(zhì)需要在溫度57-60℃的環(huán)境下。防止變形的辦法則是在木材的整個(gè)厚度內建立均勻的含濕量。置于大氣中自然干燥的木材，暴露面水分蒸發(fā)較快，內側水分蒸發(fā)慢，這種蒸發(fā)速率差產(chǎn)生了應力導致木材變形。

 

  在窯內烘干工藝中，蒸發(fā)速率必須嚴格控制以防止這種變形。允許的干燥速度隨木材的種類(lèi)而不同，并隨截面的增大而減小。窯內烘干工藝通常是分批式進(jìn)行。窯爐是一個(gè)盒狀房間，在一端有加料門(mén)它有保溫墻和棚頂并有風(fēng)扇，使空氣以很高的速度通過(guò)木材循環(huán)。木材由大叉式提升機或其他專(zhuān)用木材搬運機械加入窯內。其堆放形式要有助于空氣自由運動(dòng)。當窯爐裝滿(mǎn)木材時(shí)，窯門(mén)關(guān)閉并開(kāi)始加熱。預熱到規定溫度的補充空氣進(jìn)入窯爐并循環(huán)于木材之間，從而帶走水分。排氣扇將濕空氣從窯內抽出并排人大氣。廢氣主要是空氣和水分。流量和溫度須調整以保證窯內溫度能夠充分抑制干燥速度以防止變形。在烘干過(guò)程中，木材由于水分蒸發(fā)而損失了大部分重量，多數失水達到50%-60%。

 

  烘干時(shí)間隨木材的種類(lèi)和大小而異。木材越大、木材纖維吸濕性越強，烘干時(shí)間就越長(cháng)。每批烘干時(shí)間短的少于24h，長(cháng)則可達幾個(gè)星期。

 

  由于水分與木材纖維的物理和化學(xué)結合作用，從木材中蒸發(fā)水分所需的能量是從純水中蒸發(fā)所需能量的1.5至3倍。而且所耗費的能量與木材的種類(lèi)有很大的關(guān)系。例如，冷杉每蒸發(fā)其中1kg水分所需的能量為5654-8481kJ，南方黃松為4523-6219kJ，紅橡木為8481kJ，而蒸發(fā)1kg純水只需2260-2280kJ。

 

  地熱能應用于窯內烘干的方式是使空氣掠過(guò)熱水翅片管換熱器。翅片管換熱器安裝在窯爐內的位置應保證空氣在其循環(huán)線(xiàn)路上掠過(guò)。水溫必須至少高于窯內大氣操作溫度11-22℃。這意味著(zhù)要求地熱供給溫度為93-116℃。當現有地熱流體溫度不夠高（多數小于82℃）時(shí)，烘干程序的最后高溫階段可以通過(guò)常規加熱系統來(lái)提供能量。

 

  這種地熱利用的地熱水排放溫度在71-82℃之間，其余熱還可用于木材廠(chǎng)內的其他方面，如辦公樓供暖、原木池加熱或其他梯級利用。