人造板制造過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象淺析

1、人造板制造過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象淺析 人造板制造過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象淺析 【摘 要】枯燥過程典型而完整地表達了傳熱傳質(zhì)過程。在人造板生產(chǎn)過程中，能充分表達傳熱傳質(zhì)過程的就是木質(zhì)單元的枯燥與人造板的熱壓兩個環(huán)節(jié)。本文從這兩個方面對人造板生產(chǎn)中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象進行了研究分析。 【關(guān)鍵詞】枯燥 傳熱傳質(zhì) 熱壓 一、前言 在人造板的制造過程中，對原材料的含水率有一定的要求，在膠合板、中密度纖維板、刨花板的后續(xù)生產(chǎn)過程中要求加工單元的含水率控制在一個較低的范圍內(nèi)。人造板的熱壓過程根本上是決定人造板產(chǎn)品內(nèi)在性能的最后工段。而枯燥和人造板的熱壓過程都離不開傳熱傳質(zhì)問題的研究。在這兩道生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，典型地反映了傳熱

2、傳質(zhì)過程。研究人造板生產(chǎn)過程中的枯燥和熱壓過程中的傳熱傳質(zhì)問題能解決人造板生產(chǎn)過程中的一些實際問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)能耗。 二、人造板木質(zhì)單元枯燥過程中的傳熱傳質(zhì)問題研究 單板、纖維和刨花的枯燥是在枯燥介質(zhì)的作用下，通過傳熱傳質(zhì)過程，蒸發(fā)木材單元中的自由水和吸著水，使之符合生產(chǎn)工藝的要求。盡管單板、纖維和刨花的形態(tài)差異很大，但是其枯燥原理是根本相同的。木材枯燥是木材加工生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，對提高木制品質(zhì)量、節(jié)能降耗起著至關(guān)重要的作用?？菰镞^程典型而完整地反映了傳熱傳質(zhì)過程.在木材枯燥過程中，為了獲得合理的枯燥工藝，研究木材枯燥過程中的傳熱傳質(zhì)問題很重要。木質(zhì)單元是人造板生產(chǎn)的主要

3、原料組成，其枯燥質(zhì)量好壞直接影響到板材的膠合、熱壓及成品的質(zhì)量優(yōu)劣。 單板枯燥過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象研究 多年來，國內(nèi)木材單板枯燥根本上是使用蒸汽和紅外線作為傳熱載體.影響單板枯燥速度的因素有：熱風(fēng)溫度、相對濕度、熱風(fēng)流動速度、單板初含水率、單板厚度及樹種等。能源消費和單板枯燥單板性質(zhì)和枯燥的環(huán)境是密切相關(guān)的兩個因素，單板性質(zhì)的屬性包括：品種，木皮的厚度和含水量，是其固有的特性，枯燥環(huán)境是指單板枯燥設(shè)備和技術(shù)。要實現(xiàn)節(jié)能枯燥單板，單板枯燥設(shè)備和工藝應(yīng)該是兩個方面。在枯燥過程中濕空氣排出，這將需要大量的熱量，通常單板枯燥機熱利用分析結(jié)果說明，鼓輥，皮帶式和滾筒-型單板枯燥機帶的濕空氣中的廢氣余熱，

4、超過總量的60%能源消耗，同時被添加到潮濕的空氣中枯燥介質(zhì)的溫度，而且消耗大量的熱量。所以在枯燥機中設(shè)置有效的熱傳遞裝置的進氣口和排氣口，排氣的熱量被用來加熱到枯燥器中，在潮濕的空氣，以便提高能源效率。通過對熱管式空氣預(yù)熱器應(yīng)用于人造板枯燥設(shè)備上的經(jīng)濟分析研究指出回收木材枯燥領(lǐng)域中低品位余熱具有可觀的經(jīng)濟性，采用低溫?zé)峁軗Q熱器可以很好的實現(xiàn)低品位余熱的回收，能夠獲得很好的經(jīng)濟效益。在低碳經(jīng)濟的開展背景下，我國人造板行業(yè)需要完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、裝備升級、節(jié)能降耗等多項技術(shù)任務(wù)；提高人造板原料單元枯燥的熱效率，對降低人造板生產(chǎn)本錢意義重大。 刨花和纖維枯燥過程中傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象研究 刨花和纖維枯燥與單板

5、枯燥差異很大，通常采用高溫枯燥介質(zhì)。由于采用高溫枯燥介質(zhì)直接與物料接觸，熱交換效率高，枯燥速度很快。從枯燥介質(zhì)參數(shù)方面考慮，影響枯燥工藝的因素有枯燥介質(zhì)溫度和介質(zhì)的流速。刨花和纖維枯燥機按使用的熱介質(zhì)或載熱體分為蒸汽枯燥機、熱油枯燥機、燃氣枯燥機、熱水枯燥機、熱空氣枯燥機等。在人造板生產(chǎn)過程中，熱能消耗占整個人造板生產(chǎn)過程中能耗的絕大局部。目前纖維板生產(chǎn)能耗高的主要原因有以下幾個方面：1.纖維板枯燥溫度在160220，排氣溫度高達90100，排氣熱損失大；2.用氣設(shè)備排出的高溫冷凝水沒有很好的回收利用；3.供氣管路系統(tǒng)配置不合理和保溫不良所造成的熱損失大.其中廢氣排出的余熱是很大一局部的熱能損

6、失，如對其進行合理利用可以節(jié)省很多能源。用熱管換熱器回收纖維枯燥機排出廢氣的余熱，其節(jié)能方案在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，它可使纖維枯燥實際節(jié)能率達10.32%，纖維枯燥用熱管換熱器回收排氣余熱，不僅能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，而且減少了對大氣的粉塵污染、甲醛污染和熱污染，因而有明顯的社會效益。 三、人造板熱壓過程中的傳熱傳質(zhì)問題研究 熱壓是人造板生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，不僅直接影響熱固性樹脂膠的固化速度和程度，影響產(chǎn)品密度、膠合強度等物理力學(xué)性能，而且決定著設(shè)備生產(chǎn)能力及生產(chǎn)能耗。熱壓過程中板坯內(nèi)部的主要環(huán)境因子包括溫度、氣壓和含水率。 四、總結(jié) 筆者認為在人造板生產(chǎn)過程中有待突破的是是枯燥速度與節(jié)能這兩個

7、方面。這兩個目的的實現(xiàn)都離不開傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象的研究。在推崇節(jié)能減排，能源資源緊張的今天，研究人造板生產(chǎn)中原料單元枯燥和熱壓過程中的傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象具有重大的經(jīng)濟和社會與環(huán)境效益。木材枯燥和人造板熱壓過程中木材內(nèi)部的復(fù)雜傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象還有許多問題等待我們?nèi)ソ鉀Q，深入研究這些問題能提高人造板生產(chǎn)企業(yè)的能源利用率，也為保護環(huán)境做出應(yīng)有的奉獻。 參考文獻： 【1】華毓坤.人造板工藝學(xué)M中國林業(yè)出版社，2002 【2】顧煉百.木材枯燥理論在木材加工技術(shù)中的應(yīng)用分析J南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報.2021，32：27-33 【3】Chang Jianmin， Cai Liping. An analysis of heat and mass transfer phenomenon in wood during dryingJNortheast For Univ.1996，7：62-65. 【4】于建芳.木材微波枯燥熱質(zhì)轉(zhuǎn)移及其數(shù)值模擬D呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2021 【5】葛盡，曲雪巖.高溫導(dǎo)熱油爐在木材單板枯燥中的應(yīng)用J林業(yè)科技.2004，29：36-37. 【6】賀志強，周永東，孫鋒.三種單板枯燥機熱能利用的比照分析J木