人造板制造过程中的传热传质现象浅析

【摘 要】干燥过程典型而完整地体现了传热传质过程。在人造板生产过程中，能充分体现传热传质过程的就是木质单元的干燥与人造板的热压两个环节。本文从这两个方面对人造板生产中的传热传质现象进行了研究分析。

【关键词】干燥 传热传质 热压

一、前言

在人造板的制造过程中，对原材料（单板、纤维和刨花）的含水率有一定的要求，在胶合板、中密度纤维板、刨花板的后续生产过程中要求加工单元的含水率控制在一个较低的范围内。人造板的热压过程基本上是决定人造板产品内在性能的最后工段。而干燥和人造板的热压过程都离不开传热传质问题的研究。在这两道生产环节中，典型地反映了传热传质过程。研究人造板生产过程中的干燥和热压过程中的传热传质问题能解决人造板生产过程中的一些实际问题，提高产品质量和生产效率，降低生产能耗。

二、人造板木质单元干燥过程中的传热传质问题研究

单板、纤维和刨花的干燥是在干燥介质的作用下，通过传热传质过程，蒸发木材单元中的自由水和吸着水，使之符合生产工艺的要求。尽管单板、纤维和刨花的形态差别很大，但是其干燥原理是基本相同的。木材干燥是木材加工生产中的关键工序，对提高木制品质量、节能降耗起着至关重要的作用。干燥过程典型而完整地反映了传热传质过程.在木材干燥过程中，为了获得合理的干燥工艺，研究木材干燥过程中的传热传质问题很重要。木质单元是人造板生产的主要原料组成，其干燥质量好坏直接影响到板材的胶合、热压及成品的质量优劣。

（一）单板干燥过程中的传热传质现象研究

多年来，国内木材单板干燥基本上是使用蒸汽和红外线作为传热载体.影响单板干燥速度的因素有：热风温度、相对湿度、热风流动速度、单板初含水率、单板厚度及树种等。能源消费和单板干燥单板性质和干燥的环境是密切相关的两个因素，单板性质的属性包括：品种，木皮的厚度和含水量，是其固有的特性，干燥环境是指单板干燥设备和技术。要实现节能干燥单板，单板干燥设备和工艺应该是两个方面。在干燥过程中湿空气排出，这将需要大量的热量，通常单板干燥机热利用分析结果表明，鼓辊，皮带式和滚筒-型单板干燥机带的湿空气中的废气余热，超过总量的60%能源消耗，同时被添加到潮湿的空气中干燥介质的温度，而且消耗大量的热量。所以在干燥机中设置有效的热传递装置的进气口和排气口，排气的热量被用来加热到干燥器中，在潮湿的空气，以便提高能源效率。通过对热管式空气预热器应用于人造板干燥设备上的经济分析研究指出回收木材干燥领域中低品位余热具有可观的经济性，采用低温热管换热器可以很好的实现低品位余热的回收，能够获得很好的经济效益。在低碳经济的发展背景下，我国人造板行业需要完成产业结构调整、装备升级、节能降耗等多项技术任务；提高人造板原料单元干燥的热效率，对降低人造板生产成本意义重大。

（二）刨花和纤维干燥过程中传热传质现象研究

刨花和纤维干燥与单板干燥差别很大，通常采用高温干燥介质。由于采用高温干燥介质直接与物料接触，热交换效率高，干燥速度很快。从干燥介质参数方面考虑，影响干燥工艺的因素有干燥介质温度和介质的流速。刨花和纤维干燥机按使用的热介质或载热体分为蒸汽干燥机、热油干燥机、燃气干燥机、热水干燥机、热空气干燥机等。在人造板生产过程中，热能消耗占整个人造板生产过程中能耗的绝大部分。目前纤维板生产能耗高的主要原因有以下几个方面：1.纤维板干燥温度在160～220℃，排气温度高达90～100℃，排气热损失大；2.用气设备排出的高温冷凝水没有很好的回收利用；3.供气管路系统配置不合理和保温不良所造成的热损失大.其中废气排出的余热是很大一部分的热能损失，如对其进行合理利用可以节省很多能源。用热管换热器回收纤维干燥机排出废气的余热，其节能方案在技术和经济上都是可行的，它可使纤维干燥实际节能率达10.32%，纤维干燥用热管换热器回收排气余热，不仅能产生可观的经济效益，而且减少了对大气的粉尘污染、甲醛污染和热污染，因而有明显的社会效益。

三、人造板热压过程中的传热传质问题研究

热压是人造板生产中的关键工序，不仅直接影响热固性树脂胶的固化速度和程度，影响产品密度、胶合强度等物理力学性能，而且决定着设备生产能力及生产能耗。热压过程中板坯内部的主要环境因子包括温度、气压和含水率。

四、总结

笔者认为在人造板生产过程中有待突破的是是干燥速度与节能这两个方面。这两个目的的实现都离不开传热传质现象的研究。在推崇节能减排，能源资源紧张的今天，研究人造板生产中原料单元干燥和热压过程中的传热传质现象具有重大的经济和社会与环境效益。木材干燥和人造板热压过程中木材内部的复杂传热传质现象还有许多问题等待我们去解决，深入研究这些问题能提高人造板生产企业的能源利用率，也为保护环境做出应有的贡献。

参考文献：

[1]华毓坤.人造板工艺学[M]中国林业出版社，2002

[2]顾炼百.木材干燥理论在木材加工技术中的应用分析[J]南京林业大学学报.2008，32（05）：27-33

[3]Chang Jianmin， Cai Liping. An analysis of heat and mass transfer phenomenon in wood during drying[J]Northeast For Univ.1996，7（03）：62-65.

[4]于建芳.木材微波干燥热质转移及其数值模拟[D]呼和浩特：内蒙古农业大学，2010

[5]葛尽，曲雪岩.高温导热油炉在木材单板干燥中的应用[J]林业科技.2004，29（04）：36-37.

[6]贺志强，周永东，孙锋.三种单板干燥机热能利用的对比分析[J]木材工业，2012，26（1）：35-38

[7]孙锋，周永东，贺志强.我国单板干燥节能技术现状及发展趋势[J]木材工业.2012，26（06）：35-38.

[8]左军，唐刚.热管式空气预热器应用于人造板干燥设备上的经济性分析[J]人造板通讯.1999，（06）：7-8.

推荐访问:传质 传热 人造板 浅析 过程中