СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 2005 года по МПК F26B3/04 F26B23/02 

Настоящее изобретение относится к способу сушки древесины, и более конкретно к способу сушки сырой древесины, например, полученной при прореживании леса, свежесрубленного бамбука или подобных других свежесрубленных растений в короткий период времени. В настоящем описании термин “древесина” включает бамбук и другие свежесрубленные растения.

Обычно предлагают различные способы сушки древесины, включающие способ, по которому сырую древесину помещают в сушильную герметичную камеру, а древесное топливо, например отходы древесины, помещают в камеру сгорания, выполненную в нижней герметичной зоне печи для получения дымового газа, и затем древесное топливо сжигают, после чего вводят высокотемпературный дымовой газ, полученный путем сжигания в верхнюю зону сушильной камеры для сушки древесины, причем концентрация кислорода в сушильной камере поддерживается на низком уровне.

В соответствии с вышеупомянутым традиционным способом сушки древесины, древесину можно сушить безопасно и равномерно путем поддержания концентрации кислорода в сушильной камере, т.е. содержания кислорода в дымовом газе на таком низком уровне, что оно почти равно нулю. Однако описанный выше традиционный способ сушки древесины путем регулирования концентрации кислорода недостаточен для эффективной сушки древесины в короткий период времени, и он требует дальнейшего усовершенствования.

Задачей настоящего изобретения является создание способа сушки древесины, которым можно эффективно производить сушку древесины в более короткий период времени путем поддержания концентрации дымового газа, используемого при сушке древесины, на высоком уровне, и путем поддержания давления газовой среды в сушильной камере, содержащей дымовой газ, на высоком уровне.

Для этого настоящим изобретением предусмотрен способ сушки древесины, содержащий стадии: размещение древесного топлива, например отходов древесины, в камеру сгорания, выполненную в нижней зоне печи для получения дымового газа, сжигание его и ввод высокотемпературного дымового газа, полученного путем сжигания, в верхнюю зону сушильной камеры, в которой размещена сырая древесина, чтобы таким образом произвести тепловую сушку древесины дымовым газом, причем тепловую сушку древесины выполняют путем поддержания концентрации указанного дымового газа, который содержится в газовой среде сушильной камеры, находящейся в сушильной камере, на высоком уровне. Способ дополнительно отличается тем, что поддержание концентрации дымового газа выполняют путем регулирования объема выходящей из сушильной камеры газовой среды, которую выпускают через дымовую трубу, и объема подводимого дымового газа, который вводят в сушильную камеру. Способ дополнительно отличается тем, что поддержание концентрации дымового газа выполняют путем регулирования объема отбираемой из сушильной камеры газовой среды, которую отводят из сушильной камеры в камеру сгорания, и объема подводимого дымового газа, который вводят в сушильную камеру. Способ дополнительно отличается тем, что концентрацию дымового газа поддерживают на уровне высокой концентрации в диапазоне от 60 до 95 (объемных)%. Способ дополнительно отличается тем, что давление газовой среды в сушильной камере поддерживают на уровне высокой величины путем герметичного уплотнения сушильной камеры. Способ дополнительно отличается тем, что давление в газовой среде сушильной камеры поддерживают на уровне высокого давления в диапазоне от 1,5 до 5 атмосфер. Способ дополнительно отличается тем, что перегретый пар получают в печи для получения дымового газа и вводят в сушильную камеру вместе с дымовым газом.

Эти и другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут ясными из следующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид сбоку в разрезе, на котором показана конструкция устройства для воплощения конструктивного выполнения способа сушки древесины в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.2 представляет собой вид сверху в разрезе, проведенном вдоль линии А-А, на котором показана конструкция устройства.

Настоящее изобретение ниже описано подробно со ссылками на чертежи, показывающие его конструктивное исполнение.

На фиг.1 и 2 изображена сушильная камера 1, в которой размещена сырая древесина, например, полученная при прореживании леса. Открывающиеся и закрывающиеся двери 2, открывают, при загрузке и выгрузке древесины из сушильной камеры 1. Рельсы 3 уложены на полу сушильной камеры 1 и выходят наружу из входа для древесины, который выполнен с открывающимися и закрывающимися дверями 2. Внутренняя часть сушильной камеры 1 может быть герметично уплотнена, когда открывающиеся и закрывающиеся двери 2 закрыты. Тележка (не показана) перемещается по рельсам 3, и на тележку укладывают древесину. В этой связи, рельсы 3 и тележка являются только примерами средств для помещения древесины в сушильную камеру 1 и выгрузки из нее, и поэтому средства не ограничены этими примерами.

Печь 4 для получения дымового газа расположена таким образом, чтобы она примыкала к сушильной камере 1 с перемычкой 5, которая их разделяет. Печь 4 для получения дымового газа имеет камеру сгорания 4а в нижней зоне. Печь 4 для получения дымового газа имеет открывающиеся и закрывающиеся двери 6, которые открывают при загрузке древесного топлива, например отходов древесины, в камеру сгорания 4а, или при выгрузке золы. Открывающиеся и закрывающиеся двери 6 закрываются для того, чтобы герметично уплотнить внутреннюю часть печи 4 для получения дымового газа в продолжение сжигания.

В перегородке 5 имеются проходы 7 для подачи дымового газа, образованные в ее верхней зоне, для введения высокотемпературного дымового газа, полученного в печи 4 для получения дымового газа, в верхнюю зону сушильной камеры 1. Каждый проход 7 для подачи дымового газа может быть снабжен пластиной, регулирующей расход потока (не показана), такой как заслонка, для регулирования расхода дымового газа, который вводят в сушильную камеру 1 в диапазоне от 0 до 100%. Предпочтительно, чтобы дымовой газ вводился в сушильную камеру 1 перед тем, как температура в ней понизится, и поэтому печь 4 для получения дымового газа предпочтительно размещена так, чтобы она примыкала к сушильной камере 1, но это не ограничивает приведенное выше. Альтернативно, печь 4 для получения дымового газа и сушильная камера 1 могут быть размещены в местах, расположенных отдельно одно от другого.

Позиция 8 обозначает отверстия для подачи свежего воздуха, которые открываются на периферии камеры сгорания 4а в соответствующих ее местах, для подачи свежего воздуха в камеру сгорания 4а. Отверстие 8 для подачи свежего воздуха снабжено лопастью и заслонкой (не показаны). Такая компоновка дает возможность точно и стабильно подавать свежий воздух, даже если давление дымового газа в камере сгорания 4а является высоким, и регулировать объем подаваемого свежего воздуха.

Позиция 9 обозначает трубы для отбора газовой среды, которые образованы в дне сушильной камеры 1. Труба 9 для отбора газовой среды в сушильной камере образована как канал, верхняя часть которого открыта в сушильную камеру 1 и имеет выпускное отверстие 9а, открытое в камеру сгорания 4а. Труба 9 для отбора газовой среды имеет множество лопастей 10, расположенных в ней, каждая из которых точно и стабильно подает газовую среду сушильной камеры, которая представляет собой часть смеси дымового газа, который вводят в сушильную камеру 1, и влаги и летучих веществ, испарившихся из древесины (влага и летучие вещества будут в основном упоминаться как “газы, испарившиеся из древесины”) в камеру сгорания 4а, и регулирует объем отобранной газовой среды. Множество лопастей 10 расположено вдоль труб 9 для отбора газовой среды. Каждая лопасть 10 прикреплена к вращающемуся валу 10а, для приведения ее во вращение при помощи средства 10b для привода во вращение, например, электродвигателя. Предпочтительно, чтобы покрывающая пластина (не показана), например, железная плита, была частично размещена на верхней открытой части трубы 9 для отбора газовой среды в таком месте, где расположены лопасти 10, так что эффективность дутья посредством лопастей 10 повышается. Далее другие открытые части соответствующих труб 9 для отбора газовой среды предпочтительно покрываются воздухопроницаемыми крышками (не показаны), например сетками или пористыми пластинами. Труба 9 для отбора газовой среды не ограничена конструкцией типа канала, упомянутой выше, но она может быть образована как цилиндрическая труба для отбора, которая соединена с сушильной камерой 1 соответствующими соединительными отверстиями. В этом случае лопасть 10 может быть расположена в соединительном отверстии. Труба 9 для отбора газовой среды может включать заслонку (не показана), вместе с лопастью 10, или вместо нее, чтобы посредством этого регулировать объем отбираемой газовой среды в сушильной камере 1.

Позиция 11 обозначает дымовую трубу, через которую выпускается в воздушную среду часть низкотемпературной газовой среды из сушильной камеры, которая опустилась на дно сушильной камеры 1. Отверстие для всасывания, образованное у нижнего конца дымовой трубы 11, соединяется с трубой 12 для выпуска газовой среды, образованной на дне сушильной камеры 1. Отверстие для всасывания может включать заслонку или лопасть, чтобы посредством этого регулировать объем выпускаемого газа. Предпочтительно, чтобы труба 12 для выпуска газовой среды была образована на дне в таком месте, которое максимально отделено от прохода 7 для подачи дымового газа. В настоящем конструктивном выполнении труба 12 для выпуска газовой среды соединена с трубой 9 для отбора газовой среды, но это не ограничивает приведенное выше. Альтернативно, они могут быть образованы отдельными, без соединения между ними. Кроме того, можно обойтись без трубы 12 для выпуска газовой среды. Иначе, требуется только, чтобы отверстие для всасывания, образованное у нижнего конца дымовой трубы 11, было расположено на дне сушильной камеры 1 и в таком месте, которое отделено от прохода 7 для подачи дымового газа.

Ниже описан способ сушки древесины с использованием описанного выше устройства для сушки древесины по настоящему конструктивному выполнению.

Сначала сырую древесину, например, полученную при прореживании леса, которая должна быть высушена, укладывают в штабель на тележку (не показана) и затем тележка движется по рельсам 3, чтобы таким образом разместить древесину в сушильной камере 1. Когда древесина помещена полностью, открывающиеся двери 2 закрывают, чтобы герметично уплотнить сушильную камеру 1. С другой стороны, древесное топливо, например отходы древесины, помещают в камеру сгорания 4а, и открывающиеся и закрывающиеся двери 6 закрывают, после чего поджигают и сжигают топливо, чтобы таким образом получить дымовой газ.

Высокотемпературный дымовой газ, полученный в печи 4 для получения дымового газа, вводят через проходы 7 для подачи дымового газа в верхнюю зону сушильной камеры 1. При введении дымового газа воздух из сушильной камеры 1 выпускают через дымовую трубу 11 в воздушную среду, или подают через трубы 9 для отбора газовой среды в камеру сгорания 4а и затем расходуют как воздух для горения. Таким образом, воздух, который находится в сушильной камере 1, замещается введенным дымовым газом, и поэтому внутренняя часть сушильной камеры 1 заполняется дымовым газом, посредством чего во внутренней части сушильной камеры 1 предполагается высокая температура в связи с наличием дымового газа.

Высокотемпературный дымовой газ проходит через древесину, сложенную в штабель в сушильной камере 1, посредством чего древесина подвергается тепловой сушке. Такая высушенная посредством тепла древесина дает возможность влаге, которая в ней содержится, испаряться из нее, и также дает возможность испаряющимся из древесины газам, например летучим веществам, испаряться из нее. Дымовые газы смешиваются с газами, испарившимися из древесины, чтобы превратиться в газовую среду сушильной камеры, посредством чего внутренняя часть сушильной камеры 1 заполняется газовой средой сушильной камеры. В связи со смешиванием дымового газа с газами, испарившимися из древесины, температура газовой среды в сушильной камере понижается, посредством чего газовая среда становится тяжелой и опускается на дно сушильной камеры 1.

Часть газовой среды в сушильной камере, которая становится тяжелой в связи с низкой температурой, проходит через трубу 12 для выпуска газовой среды и выходит через дымовую трубу 11 в воздушную среду. Часть газовой среды в сушильной камере отводится через трубу 9 для отбора газовой среды в камеру сгорания 4а. Когда отбираемый объем газовой среды сушильной камеры, выпускаемый через дымовую трубу 11, регулируется, дымовой газ вводят в сушильную камеру 1 из печи 4 для получения дымового газа, в зависимости от объема выходящей из сушильной камеры газовой среды. Свежий воздух подается в камеру сгорания 4а через отверстия 8 для входа свежего воздуха, и поэтому горение становится интенсивным. Затем большой объем дымового газа вводят в сушильную камеру 1, посредством чего концентрация дымового газа в сушильной камере 1 становится высокой. С другой стороны, когда объем отобранной из сушильной камеры газовой среды, которую отводят из сушильной камеры 1 в камеру сгорания 4а, возрастает, и следовательно объем кислорода в камере сгорания 4а падает, скорость горения становится низкой, что блокирует получение дымового газа, в результате чего концентрация дымового газа в сушильной камере 1 понижается. Таким образом, путем регулирования объема дымового газа, выпускаемого из дымовой трубы 11 или отобранного объема из трубы 9 для отбора газовой среды, концентрация дымового газа в газовой среде сушильной камеры может поддерживаться на уровне высокой концентрации, например, в диапазоне от 60 до 95 (объемных)%.

Кроме того, так как внутренняя часть сушильной камеры 1 герметично уплотнена, принудительное введение дымового газа приводит к повышению давления внутри сушильной камеры 1, и в результате к дальнейшему ускорению тепловой сушки. Путем закрытия проходов 7 для подачи дымового газа посредством пластины, регулирующей расход, во внутренней части сушильной камеры 1 может поддерживаться высокое давление в диапазоне от 1,5 до 5 атмосфер. Кроме того, путем уплотнения внутренней зоны печи 4 для получения дымового газа путем закрытия отверстия 8 для входа свежего воздуха, или путем форсирования введения свежего воздуха в печь 4 посредством лопасти (не показана), расположенной в отверстии 8 для входа свежего воздуха, во внутренней части сушильной камеры 1 может поддерживаться высокое давление, как указано выше.

Свежий воздух, подаваемый в камеру сгорания 4а, таким образом регулируется в соответствии с объемом входящего воздуха, и почти 100% свежего воздуха потребляется для сжигания. В результате дымовой газ, проходящий в сушильную камеру 1, почти не содержит кислорода. Соответственно, при высокой температуре дымового газа в сушильной камере 1, нет опасности возгорания древесины в сушильной камере 1 и, следовательно, пожара.

Летучие вещества, получаемые из древесины в продолжение сушки, не только разлагаются под действием тепла в сушильной камере 1, но также отводятся в камеру сгорания 4а по большей части вместе с дымовым газом, и затем разлагаются и сгорают. В результате загрязнение окружающей среды в связи с газами, выпускаемыми из дымовой трубы 11 в воздух, может быть значительно обезврежено.

Кроме того, печь 4 для получения дымового газа может иметь размещенный в ней парогенератор, не показан, который образуется железной сеткой и т.п. Для обеспечения этого, прямо над парогенератором может быть выполнено отверстие для подачи воды, и вода в виде капель подается в парогенератор, который нагревается при горении, чтобы таким образом получить перегретый пар. Полученный таким образом перегретый пар вводится в сушильную камеру 1 вместе с дымовым газом для предотвращения, таким образом, чрезмерной сушки и упрочнения наружной части древесины, которая должна быть высушена. В результате древесина может быть равномерно высушена как в ее наружной части, так и в ее сердцевине.

Несмотря на то, что здесь описано рассматриваемое в настоящее время как предпочтительное, конструктивное выполнение изобретения, очевидно, что в нем могут быть выполнены различные модификации, и предполагается, что прилагаемые пункты формулы изобретения, охватывающие эти модификации, находятся в пределах сущности и объема изобретения.

Поскольку концентрация дымового газа, используемого при сушке древесины, на уровне высокой величины, и давление газовой среды в сушильной камере, содержащей дымовой газ, поддерживается на уровне высокой величины, древесина может быть эффективно высушена в течение короткого периода времени.

Изобретение может быть использовано для сушки древесины. Способ заключается в поддержании концентрации дымового газа, который содержится в газовой среде сушильной камеры, используемого при сушке древесины, на уровне 60-95% (объемных), и путем поддержания давления газовой среды в сушильной камере в диапазоне от 1,5 до 5 атмосфер. В соответствии со способом древесное топливо, например, отходы древесины, помещают в камеру сгорания, выполненную в нижней зоне печи для получения дымового газа, сжигают древесное топливо, после чего вводят высокотемпературный дымовой газ в верхнюю зону сушильной камеры, в которую помещена сырая древесина, чтобы таким образом произвести тепловую сушку древесины посредством дымового газа. Изобретение должно обеспечить проведение эффективной сушки древесины за более короткий период времени. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ сушки древесины, включающий стадии: размещение древесного топлива, например отходов древесины, в камеру сгорания, выполненную в нижней зоне печи для получения дымового газа, сжигание его и ввод высокотемпературного дымового газа, полученного путем сжигания, в верхнюю зону сушильной камеры, в которой размещена сырая древесина для тепловой сушки древесины дымовым газом, в котором дымовой газ, содержащийся в сушильной камере, поддерживают при высокой концентрации в диапазоне 60÷95 об.%, а давление газовой среды в сушильной камере поддерживают на уровне высокого давления в диапазоне 1,5÷5 атм.2. Способ сушки древесины по п.1, в котором поддержание концентрации дымового газа выполняют путем регулирования объема выходящей из сушильной камеры газовой среды, которую выпускают через дымовую трубу, и объема подводимого дымового газа, который вводят в сушильную камеру.3. Способ сушки древесины по п.1 или 2, в котором поддержание концентрации дымового газа выполняют путем регулирования объема отбираемой из сушильной камеры газовой среды, которую отводят из сушильной камеры в камеру сгорания, и объема подводимого дымового газа, который вводят в сушильную камеру.4. Способ сушки древесины по любому из пп.1-3, в котором давление газовой среды в сушильной камере поддерживают на высоком уровне путем герметичного уплотнения сушильной камеры.5. Способ сушки древесины по любому из пп.1-4, в котором перегретый пар получают в печи для получения дымового газа и вводят в сушильную камеру вместе с дымовым газом.