本申請涉及木材干燥設備領域，具體涉及一種主動干燥并實現(xiàn)高效、高質(zhì)干燥的設備。

背景技術：

木材是四大基礎原材料中唯一的可再生材料，具有再生快、天然、環(huán)保和優(yōu)秀的使用性能的特點，木材以其不可取代的功能貫穿于人類生活的各個方面。木材的干燥處理幾乎是木材加工制造過程中耗時最長、耗能最大的一道工序，特別是現(xiàn)有的干燥工藝多采用高溫高濕的干燥方式。舉例如中國專利CN 103017485A所公開的一種木材高溫高濕快速干燥工藝方法，包括：加濕升溫步驟，把木材置于干燥窯中關閉窯門，打開加濕閥門向里快速加濕直接加濕到相對濕度≥98%，使干燥窯內(nèi)充滿水蒸氣；加熱加濕預處理步驟，保持加濕閥門打開，保持相對濕度≥98%，然后首次打開加熱閥門快速加熱到干球溫度大于濕球溫度1~2℃并保持3~24h；高溫高濕干燥步驟，持續(xù)加濕控制干燥窯里的相對濕度達99~100%，然后加熱升溫到103~135℃對木材進行干燥2~15天。上述技術方案雖然有效提高了干燥效率和干燥質(zhì)量，但仍然是基于高溫高濕的干燥方式，首先制造高溫、高濕的干燥環(huán)境需要耗費較大的能耗；其次高溫高濕的環(huán)境不利于木材內(nèi)水分的排出，延長了干燥的周期，一般在20~30天（因材種差異而定），進一步增加了干燥的能源消耗。長的干燥周期和高的干燥能耗對木制企業(yè)而言，加重了原材料庫存的負擔和現(xiàn)金流的壓滯、增加了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

適用于上述干燥工藝的干燥設備，如中國專利CN201520511335.X公開的木材干燥窯，包括窯體，窯體設有主窯門，窯體內(nèi)設有至少一組送風裝置和加熱裝置；在窯體內(nèi)設有多個排氣裝置；在窯體內(nèi)設有溫度檢測裝置和含水率檢測裝置。在窯體內(nèi)設有隔板，送風裝置和加熱裝置位于隔板的上方。所述排氣裝置內(nèi)設有風機，在排氣裝置的底部為通氣的斜面，葉片在較低的一側與斜面鉸接，在葉片的上方設有擋銷，擋銷限定葉片的最大開啟后與水平面的夾角小于89°。這一結構為典型的被動式干燥的干燥窯結構，其通過加熱裝置加熱窯內(nèi)的干燥介質(zhì)，并通過干燥介質(zhì)的升溫以實現(xiàn)降低窯內(nèi)相對濕度的效果，這種被動式的降濕以升溫為前提，并且干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓力仍保持在較高的水平，不利于木材的干燥；以排出濕空氣、通入外部干空氣的換氣方式來降低窯內(nèi)的干燥介質(zhì)的溫度為帶來窯內(nèi)溫度的波動，不利于木材的干燥；同時，為使干燥窯的干燥介質(zhì)維持在高的溫度，并且克服換氣帶來的溫度波動均會產(chǎn)生極大的能耗，而因窯內(nèi)干燥介質(zhì)水蒸氣分壓始終較大，從而減慢了干燥速度，進一步增加了干燥能耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種木材的主動干燥設備，其通過主動式的降低干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓值實現(xiàn)降低窯內(nèi)相對濕度，材堆外部的干燥介質(zhì)以一種順應木材內(nèi)部含水率梯度、溫度梯度的方式引導水分離開木材，從而在低溫狀態(tài)下高質(zhì)量的完成木材干燥，并且大幅提高干燥效率、縮短干燥周期、降低干燥能耗。

本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的，一種木材主動干燥設備，包括窯體、風機、加熱裝置和隔板，所述窯體頂部設有被動除濕裝置；還包括主動除濕裝置，所述主動除濕裝置至少包括主動除濕部，所述主動除濕部在所述窯體內(nèi)形成除濕工作段。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述除濕工作段包括除濕點和排放點，所述除濕工作段設于主氣流循環(huán)通道上，并形成所述主氣流循環(huán)通道內(nèi)的干燥介質(zhì)的最大水蒸氣分壓段和最低水蒸氣分壓段的分界處，所述主氣流循環(huán)通道由所述窯體內(nèi)的裝載體與所述窯體窯壁的間隙圍成。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述主氣流循環(huán)通道內(nèi)的干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓值自所述主動除濕部一側遞增至另一側。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述除濕點位于所述排放點的下方，且二者間距為1~3米。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述除濕工作段（53）位于所述主動除濕部（51）和裝載縱堆之間。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述除濕工作段位于所述主氣流循環(huán)通道的底部段上，所述底部段是所述主氣流循環(huán)通道在所述窯體底部的部分。

作為上述技術方案的優(yōu)選，相鄰的裝載縱堆在所述窯體之間的間隙形成分支氣流循環(huán)通道，所述分支氣流循環(huán)通道與所述主氣流循環(huán)通道的底部段交匯，所述除濕工作段位于交匯點上。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述加熱裝置的工作溫度為30~60℃。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述主動除濕部位于所述窯體內(nèi)部。

作為上述技術方案的優(yōu)選，所述主動除濕部位于所述窯體的外部。

綜上所述，本技術方案的木材主動干燥設備可大幅提高干燥效率、縮短干燥周期、降低干燥能耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的主動干燥設備的一種示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1的除濕工作段的一種示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例2的主動干燥設備的一種示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例3的主動干燥設備的一種示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例1、2和3的主氣流循環(huán)通道和分支氣流循環(huán)通道的一種示意圖；

圖中：1-窯體，2-風機，3-加熱裝置，4-被動除濕裝置，5-主動除濕裝置，6-隔板， 51-主動除濕部，52-外機，53-除濕工作段，53a-除濕點，53b-排放點，①、②、③、④、⑤-分支氣流循環(huán)通道與竹氣流通道的交匯點。

具體實施方式

下面結合附圖以及優(yōu)選的方案對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

實施例1：如圖1所示的一種木材主動干燥設備，包括窯體1、風機2、加熱裝置3和隔板6，窯體1頂部設有被動除濕裝置4，窯體1的底部設有主動除濕裝置5。

窯體1

由于是現(xiàn)有的干燥窯結構的一種改良結構，因而本技術方案可適用于現(xiàn)有的各種窯體結構，例如磚窯結構的窯體或鋁合金結構的窯體。

風機2

風機的排布方式包括頂風機型、側風機型和端風機型，在本技術方案中，考慮其與被動除濕裝置4和主動除濕裝置5的配合，頂風機型是最優(yōu)選擇，即風機2位于干燥窯窯體1的頂部。

加熱裝置3

本領域普通技術人員可知，干燥窯的加熱形式豐富，蒸汽加熱、爐氣加熱、導熱油加熱和電加熱等。本技術方案可適用于各種加熱方式的干燥窯，優(yōu)選的方案是在風機2的下方設有導（擋）風隔板6，在隔板6上方的窯體1頂部空間內(nèi)設有加熱裝置3，隔板6與窯體1的四壁的間隙形成氣流循環(huán)的出口和入口。加熱裝置3是導熱油加熱結構。由此，在隔板6、加熱裝置3和風機2的作用下，在窯體1的頂部形成熱交換的空間。

被動除濕裝置4

被動的除濕裝置4包括開設在窯體1四壁上部的多個排氣窗，當調(diào)整干燥階段時（即需要降低窯內(nèi)相對濕度時），可通打開排氣窗的方式排出窯內(nèi)的濕空氣并引入一定的外部干空氣，優(yōu)選的多個排氣窗可控制開合的程度以有控制的排放濕空氣。作為進一步的優(yōu)選，本技術方案的排氣窗采用排氣口的形式，排氣口設有引風機，通過引風機的設置加速排氣，該引風機的轉向始終與風機2的轉向相反。同時在排氣口上連接排濕換氣熱回收機組，該機組添加風機結構以促進這一排濕動作，并進一步回收濕熱介質(zhì)攜帶的熱能，以實現(xiàn)節(jié)能。

現(xiàn)有技術中，采用提高溫度來降低干燥介質(zhì)的相對濕度的方式時，會引起干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓的增加，使得木材表層的含水率提高，或在木材內(nèi)部形成內(nèi)低外高的水蒸氣分壓差，水分是在被動條件下由木材內(nèi)向外移動，不利于木材中水分的遷移，降低了木材內(nèi)水分向外移動的速度，以擠壓的方式將木材中的水分排出，是一種被動式的干燥方式，需要較長的干燥周期；且干燥過程在相對的高溫和高濕下進行，耗費較大的干燥能耗。

主動除濕裝置5

當窯體1內(nèi)裝載有待干燥的木材時，整體材堆與窯體1的地面、四壁和隔板6之間的間隙形成主氣流循環(huán)通道，木材縱堆（縱向材堆）與縱堆之間的通道形成分豎直的支氣流循環(huán)通道，分支氣流循環(huán)通道與主氣流循環(huán)通道的底部段交匯，交匯點如圖4所示的①、②、③、④、⑤。在本實施例中，主動除濕裝置5是分體式的除濕機，包括設于窯體1內(nèi)的主動除濕部51和設于窯體1外的外機52，主動除濕部51即分體式除濕機的內(nèi)機，其日除濕量為25~35L/日，額定功率400~500W，根據(jù)干燥窯的大小可配套1~3臺。本申請的主動干燥設備，是在主氣流循環(huán)通道上設置除濕工作段53，在干燥窯的內(nèi)部對攜帶木材中排出的水分的干燥介質(zhì)（濕介質(zhì)）進行干燥處理，回收干燥介質(zhì)的水蒸氣，并冷凝成水，冷凝形成的水由外機52進行處理；并將處理后的干燥介質(zhì)（干介質(zhì)）釋放回干燥窯中，使干燥窯內(nèi)的干燥介質(zhì)始終保持在干燥基準設定的相對濕度下，且排出的干介質(zhì)仍沿原來的氣流路徑流動。

由此，可在等溫條件下或不以干燥溫度的升高為代價的條件下實現(xiàn)干燥介質(zhì)相對濕度的降低。這樣所帶來的好處是，干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓同時降低，并使得木材的厚度方向上始終形成內(nèi)高外低的水蒸氣分壓差，形成主動條件，從而使水分在主動條件下有木材內(nèi)先外移動，利于木材中水分的遷移，促進了水分的向外移動，并由此提高了干燥效率，且干燥過程在相對的低溫和低濕下進行，有效降低了干燥耗能。材堆外部的干燥介質(zhì)以一種順應木材內(nèi)部含水率梯度、溫度梯度的方式引導水分離開木材，因而是一種主動的干燥方式。因而，主動除濕部51用于主動除濕，形成主氣流循環(huán)通道內(nèi)的干燥介質(zhì)的最大水蒸氣分壓段和最低水蒸氣分壓段的分界點，主氣流循環(huán)通道內(nèi)的干燥介質(zhì)的水蒸氣分壓值自主動除濕部51一側遞增至另一側，也正因此，本技術方案的干燥設備的加熱裝置的工作溫度僅為30~60℃。

在本實施例中，如圖2所示，主動除濕部51為分體式除濕機的內(nèi)機，主動除濕部51上具有朝向縱向的材堆的濕介質(zhì)的抽吸口和干空介質(zhì)的排放口，該抽吸口形成除濕點53a，該排放口形成排放點53b，在除濕點53a和排放點53b之間完成了濕介質(zhì)和干介質(zhì)的交換，從而除濕點53a和排放點53b之間形成了除濕工作段53。

優(yōu)選的，主動除濕部51放置在主氣流循環(huán)通道的底部段上，底部段是主氣流循環(huán)通道在窯體1底部的部分，由此主動除濕部51位于主氣流循環(huán)通道上與加熱裝置3相對的位置上；而更進一步的優(yōu)選是，主動除濕部51位于交匯點上主動除濕部51是較高水蒸氣分壓的干燥介質(zhì)的接收與處理點以及較低水蒸氣分壓的干燥介質(zhì)的釋放點；由風機等鼓風設備所形成的干燥介質(zhì)的氣流流經(jīng)各水平氣道，干燥木材并帶走木材的水分，變成具有較高水蒸氣分壓的干燥介質(zhì)，后沉降至底部氣流通道，濕空氣在內(nèi)循環(huán)除濕點上被干燥后釋放，復為具有較低水蒸氣分壓的干燥介質(zhì)，并上行重新回入干燥氣流循環(huán)中。因而內(nèi)循環(huán)除濕點在底部干燥氣流通道上設置，可更為高效和節(jié)能地完成排濕工作。點①、②、③、④、⑤以及該5個點所在的氣路通道為所述的底部氣路。

實施例2：實施例2與實施例1的區(qū)別是，如圖3所示，主動除濕裝置5是一體式的除濕機，其僅在窯體1內(nèi)形成一個主動除濕部51?？蛇x的除濕機包括壓縮機式變頻除濕機，日除濕量25L/日，適用面積約80㎡。

實施例3：實施例3與實施例1的區(qū)別是，如圖3所示，主動除濕部51位于窯體1的外部，并通過抽濕管道7和排放管道8對窯體1內(nèi)部的干燥介質(zhì)進行處理。抽濕管道7在窯體1內(nèi)形成除濕點53a，用于將濕熱的干燥介質(zhì)抽至主動除濕部51內(nèi)并處理；排放管道8在窯體1內(nèi)形成排放點53b，用于將經(jīng)過主動除濕部51處理后的干冷空氣排放回窯體1內(nèi)部。放置在外部的好處是送回窯體1內(nèi)部的干介質(zhì)是干冷介質(zhì)，其溫度低于窯體1內(nèi)的干燥介質(zhì)的溫度，這一方式利于降溫的過程，并利于降溫階段的干燥?？梢赃x擇的，除濕點53a位于排放點53b的上方，且二者之間的設置距離為1~3米，除濕點53a和排放點53b形成除濕工作段53。

利用本技術方案（如實施例1和實施例2）的主動干燥設備，可采用下述工藝干燥木材。選取速生楊木，初含水率92%。鋸制成厚度30mm，長度為2000mm，寬度為200mm。按照以下步驟對速生楊木進行干燥處理。

（1）堆垛、裝窯，用厚度為25mm的隔條將木材隔開堆垛成材堆長2000mm，寬1000mm，高1000mm的小材堆，然后采用叉車將材堆裝入干燥窯，待干燥。

（2）當楊木鋸材含水率大于40%，在材堆之間放置除濕機，采用除濕機內(nèi)循環(huán)除濕排出干燥窯內(nèi)木材蒸發(fā)出來的水分，干燥介質(zhì)溫度為40℃、相對濕度70%，氣流循環(huán)速度5米/秒。

（3）當楊木鋸材含水率干燥至40%，停止內(nèi)循環(huán)除濕干燥，采用干燥窯排濕窗外循環(huán)的排出木材內(nèi)蒸發(fā)出來的水分。將干燥介質(zhì)溫度控制為55℃，相對濕度55%，將木材含水率干燥至25%。

（4）當楊木鋸材含水率干燥至25%時，打開除濕機和排濕窗，采用內(nèi)循環(huán)除濕聯(lián)合外循環(huán)除濕的方法共同排出干燥窯內(nèi)木材中蒸發(fā)出來的水分。控制介質(zhì)溫度為55℃，相對濕度50%。

（5）當楊木鋸材含水率降至15%時，關閉排濕窗，停止加熱，打開除濕機，采用內(nèi)循環(huán)除濕法將木材干燥至含水率8%。干燥過程中控制介質(zhì)相對濕度為35%。

（6）將干燥結束后的楊木鋸材用叉車從干燥窯內(nèi)叉出，取出隔條，堆放于倉庫內(nèi)。

采用本方法干燥30mm厚楊木鋸材從初含水率92%干燥至8.3%，干燥周期為8天，將干燥的楊木鋸材，按用GB-T6491-2012鋸材干燥質(zhì)量標準試驗方法進行干燥質(zhì)量檢測。檢測結果如表1所示。