木材干燥窑及其主要设备——木材干燥窑——木材干燥窑的类型分析及干燥方法的选用
木材干燥窑的类型分析及干燥方法的选用
(1) 木材干燥窑的类型分析
木材干燥窑的类型结构，直接关系到干燥窑内气体动力学特性，最终影响木材的干燥效果。对于现代周期式强制循环干燥窑来说，在类型结构上的基本要求是窑内干燥介质能实现均匀的横向循环。
按照气体动力学特性，周期式强制循环干燥窑在类型结构上可分为三类：
①风机安装在窑顶的顶部风机干燥窑[图8-23 (a)]；②风机安装在窑端部的端风机型干燥窑[图8-23(b)]；③风机安装在干燥窑侧面的侧风机型干燥窑[图8-23 (c)]。
 图8-23 周期式强制循环干燥窑空气动力图
（a） 短轴型 （b）侧向通风改进型
（c）侧向通风型
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实践证明，风机安装在干燥窑侧面的侧风机型干燥窑，窑内干燥介质在材堆长度上及高度上不能得到均匀分配，循环速度差异明显，干燥后的板材含水率差异相对较大，同时单位材积的装机功率相对较大，干燥成本亦较大。风机安装在干燥窑端部的端正风机型干燥窑，基本可消除窑内干燥介质在材堆长度和高度上分配不匀的缺陷，干燥后的板材含水率均匀性较好。风机安装在干燥窑顶部的顶风机型干燥窑，气体动力特性最好，在材堆整个迎风断面上，干燥介质的循环速度分布比较均匀，干燥后的板材含水率均匀性亦最好。
(2) 干燥方法的选用
目前，木材干燥方法很多，对于木材加工厂来说，
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干燥方法选择得是否合理，将直接影响木制品的质量和工厂的经济效益。
干燥方法的选用应根据木工厂被干木材的种类、规格、数量、能源、质量要求、含水率情况等诸多因素而定。
1）产量
当需干木材的数量较大，年干燥量5000m3（月干燥量500m3）以上时，为了减少投资额，降低干燥成本，从原则上讲，应建大容量的干燥窑。在这种情况下，蒸汽干燥、热水加热干燥和炉气间接加热三种方法比较理想，可建大容量的干燥窑。真空干燥和除湿干燥都是不合适的。真空干燥尽管速度很快，但容量较小，一般不超过15m3，因此，为了保证干燥产量，不仅须建很多台的真空干燥窑，而且装卸及运输的辅助工作时间较多。除湿干燥的速度较慢，如要满足干燥产量要求，同样要建较多座的除湿干燥窑，相应的投资较大。因此在年干燥量较大的情况下，蒸汽干燥、热水加热干燥和炉气间接加热的干燥方法是较适合的，这三种方法的投资额相对较低，干燥成本也较低，尤其是炉气间接加热干燥方法。因为该方法不需要蒸汽锅炉和水处理设施，以工厂的加工剩余物为能源，对于没有蒸汽锅炉的工厂来说更为合适。
如果年干燥量适中，约2000～5000m3，在这种情况下，上述的干燥方法均是可选的。但从投资额和干燥成本角度考虑，炉气间接加热干燥方法更为适当。当然在有蒸汽锅炉或除维持工厂正常生产处尚有余汽的情况下，应首先蒸汽干燥。
如果干燥量较小，年产量少于2000m3，在这种情况下，如工厂尚有余气，则首选蒸汽干燥。如工厂没有多余的蒸汽供干燥使用，则应考虑以木废料为能源的炉气间接加热干燥法和除湿干燥法，因这两种方法的设备投资小，又能满足小型企业对木材干燥的要求。
2）能源
木材干燥是木材加工中能耗最大的工序，约占总加工能耗的60%～70%。因此，干燥方法的选择是否合适，对木材加工厂的能量消耗关系很大。
木材加工厂每年要生产出很多加工剩余物，因此在没有蒸汽锅炉或没有足够的余汽用于木料干燥的情况下，选择以木废料为能源的热水加热或炉气间接加热木材干燥窑最为合适。现在这种类型的干燥窑既有小容量的，又有大容量的，从10m3到150m3，规格较全，既可满足小批量的干燥要求，又可满足大规模生产要求。以木废料为能源的热水加热或炉气间接加热木材干燥方法，不但清除了工厂的废料垃圾，减少干燥设备投资，降低了能耗和干燥成本，而且做到了能源自给。如某加工厂年加工2万m3原木以制造木制品，约可产生4416t全干木废料，燃烧后产生的热量约相当于3500t标准煤，约可满足4.4万m3板材的干燥热源需要。现在加工以木废料为能源的干燥设备的厂家较多，设备的燃烧效率、燃烧效果等情况也参差不齐。由一些林业院校、科研机构研究开发的热水加热或炉气间接加热干燥设备质量较好，使用很广。
当然，如果工厂已有足够的蒸汽用以干燥木材，那么应首先蒸汽干燥。
如果某地区有充足的电力资源，并且电费很便宜，则宜选除湿干燥。或者，在城市市区，不允许建烟囱，也应选择除湿干燥。
在日照量较长的地区，如我国的西北或青藏高原，可建太阳能干燥窑，作为木材的预干，特别是硬阔叶材的预干。
3）含水率
如果被干木材的初含水率较高，且要求的终含水率较低，小于15%，这种情况下，可选蒸汽干燥、热水干燥和炉气干燥、除湿干燥是不太合适的。因为在高含水率区，木材的自由水大量蒸发，而除湿机的除湿能力是一定的，不能及时地除去从木材中蒸发出来的水份。在低含水率区，蒸发单位重量木材中吸着水所需能量越来越多，而除湿机的功率是一定的，无法提供足够的能量达到快速干燥的目的。因此，一般地说，除湿干燥最合适的含水率范围是40%～20%。
4）木材厚度
随着人们生活水平的提高，对高档次实木家具的质量也越来越高，特别是一些珍贵木材制造的高档家具已成为人们追逐的目标。然而，一般地讲制作实木家具的桌、椅脚均要用较厚的木材制作。厚度较大的硬阔叶树材的干燥可谓是一大难题，用常规干燥方法干燥，保证了干燥质量，干燥速度很慢，加快干燥速度，干燥质量就很难以保证。
真空干燥可以把干燥质量和干燥速度有机地结合起来，在保证干燥质量的前提下，可大大缩短干燥时间，而且沿厚度方向上的含水率均匀性较好。
在长期备有一定贮存木料的条件下，应该注意窑干与气干的可能配合，注意预干与常规干燥、高温干燥等的联合干燥，特别是在南方。
总之，选择木材干燥方法时，需考虑的因素较多。只有在正确理解各种木材干燥方法、木材干燥窑类型的特点及深入了解木材加工厂的具体情况的基础上，才能做到正确地选择木材干燥方法及干燥窑型，达到在保证干燥质量、干燥产量的前提下，节约能耗、降低干燥成本的目的。
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