通过CO2封存对木材进行热干燥的设备的制作方法

本发明涉及一种通过co2封存对木材进行热干燥的设备，特别是但不限于木材、工业木材、能源木材、原木和类似的木质纤维素材料的工业干燥。

背景技术：

1、“木材、工业木材”在这里指用于二级木材加工行业的木材，特别是用于工业、建筑、木器，或用于城市、工业、集体和家庭的外部和内部装修的木材。

2、木材在这里指适于进行co2封存的任意木质纤维素材料或类似组成。

3、co2封存在这里指co2的任意替代、捕集、co2/木材聚合物/水之间的化学反应、或co2的络合或稳定累积、或者木材中所含的水与如待干燥木材或类似待处理材料的组成的碳酸化。

4、已知一种如文献wo2020127026所教导的系统，该系统在co2气氛下使用木材干燥室。

5、这些系统的缺点是无法保持在干燥室中循环的气体混合物的温度的均匀性，导致木材干燥的均匀性差。

6、气体混合物是指在时刻t在干燥设备中循环的气态和液态化合物的组合。

7、还已知一种如文献gb 849613a所教导的干燥系统，该系统具有使干燥均匀化的垂直流动反向器。

8、该系统的缺点是无法限制干燥室中的液态水的存在，也无法保证干燥室中每一点的干燥环境温度在使用中都是均匀的。

9、尽管存在各种用于干燥建筑木材、圆木和/或原木的解决方案，但已知的解决方案很少允许低能量平衡的工业应用。在实践中，由于存在获得低湿度木材的同时消耗最少的能源的问题，已知的解决方案一般都是在小范围内使用。

10、现有解决方案的另一缺点是干燥设备的使用时间，其通常长达数天甚至几周，这一因素限制了工业应用的有效使用。

11、此外，目前的设备往往难以实现的目标在于，提高温度使其均匀地达到木材块的中心，同时获得干燥后的木材的精确湿度，并确保干燥过程中和干燥后木材内部结构的完整性。

12、目前的干燥方法和设备还存在的缺点是，只能在待干燥木材中封存非常少量的co2。

技术实现思路

1、本发明克服了这些缺点。

2、本发明涉及一种通过co2封存对木材进行热干燥的设备，该设备具有至少一个co2气氛干燥模块，包括：

3、-干燥室，包括直径和长度适于干燥选定尺寸的木材的至少一个空心圆柱形或类圆柱形的干燥管；

4、-co2供应装置，用于向干燥室内注入气态co2；

5、-加热装置，用于加热循环的co2；

6、-气体循环装置，用于迫使co2通过位于干燥室的端部的注入装置和抽取装置从干燥室的一端沿干燥室的长度方向沿着闭合回路循环到另一端，并允许更新干燥室内部的气氛；

7、-co2回收装置，被配置为允许在干燥过程中从干燥室抽取的气氛中存在的水蒸气和气态co2的分离；

8、-计量装置，用于测量加热期间干燥模块的物理测量值的变化；

9、-co2供应装置；以及

10、-信息操控系统，用于根据基于需要被干燥的木材的质量的程序、设定值和适合的干燥时间来操控co2供应装置、循环装置、加热装置和回收装置，并且操控用于测量、比较和在出现偏差时将运行参数重新调整到设定值的处理装置。

11、根据本发明的一般限定，在co2气氛进行干燥的干燥模块的气体循环装置还包括：逆流模块，被配置为允许co2在干燥室中沿第一循环方向在入口管道和出口管道之间循环，入口管道将加热装置连接到干燥室且被配置为控制co2气体混合物注入干燥室，出口管道将干燥室的出口端连接到加热装置，从而形成co2气体混合物的闭环循环管道，并且允许co2在与第一方向相反的第二循环方向上循环，从而使干燥室内的热量分布均匀。

12、在实践中，入口管道包括：电磁阀，被配置为控制co2气体混合物注入干燥室；以及气体循环装置，包括至少一个风机，该风机适于在气体混合物的两个循环方向上即朝向干燥室和离开干燥室的方向上双向运行。并且出口管道包括：电磁阀，被配置为控制co2气体混合物从干燥室中排出；以及气体循环装置，包括至少一个风机，该风机适于在气体混合物的两个循环方向上即朝向干燥室和离开干燥室的方向上双向运行，气体循环装置被配置为在相同的循环方向上同时运行。

13、可选地，入口管道包括：电磁阀，被配置为控制co2气体混合物注入干燥室，入口管道包括连接到干燥室的至少两个管道，每个管道包括至少一个风机，每个风机被配置为在循环方向上运行，也就是说，至少一个风机以朝向干燥室的方向运行并且一个风机以从干燥室进入入口管道的方式运行，并且出口管道包括连接到干燥室的至少两个管道，每个管道包括被配置为在循环方向上运行的至少一个风机，也就是说，至少一个风机以朝向干燥室的方向运行并且一个风机以从干燥室进入加热装置的方式运行。

14、在实践中，出口管道还包括：计量装置，被配置为测量属于由注入的循环co2气体混合物的流量、注入的循环co2气体混合物的温度和循环的气体混合物湿度组成的组的参数。

15、此外，co2回收装置包括热交换器类型的系统，该系统被配置为冷却循环的气体混合物，以使混合物的水冷凝并允许提取冷凝的水，并且被配置为在提取水之后将冷却的气体混合物加热至与循环的气体混合物温度相差50℃，以便重新注入干燥室。

16、根据本发明的实施例，co2回收装置是热交换器类型，包括：至少一个低温电池，被配置为从气体混合物中逐渐提取水，每个低温电池适于从气体混合物中提取选定的百分比的水。

17、根据第二实施例，co2回收装置的热交换器仅在干燥阶段并且当循环的气体混合物的测量湿度包括在最大阈值和最小阈值之间时才起作用。

18、作为非限制性示例，co2供应装置属于以下装置组成的组：从加压瓶中注入co2的co2注入系统、排空甲烷化设备的co2供应装置、工业烟囱类型的co2供应装置以及附带的通过co2封存进行木材干燥的装置或者它们的组合。

19、在实践中，信息操控系统配备有应用编程接口api，该api被配置为：

20、-通过计量装置进行测量来获取待干燥木材的计量数据和参数；

21、-启动被配置为使干燥室充满co2的co2供应装置；

22、-通过测量排气管道的co2/ch4的装置进行检查来检查循环的气体混合物中的co2饱和度是否足以启动干燥周期；

23、-当达到足够的co2测量饱和度时，启动加热装置以通过加热调节木材的湿度。

24、-如果木材的湿度大于30％，则根据选定的温度梯度g1，在根据第一设定温度t1的极限温度下进行加热，以便从待干燥木材中提取自由水并启动循环装置；

25、-如果木材的湿度小于30％，则根据选定的温度梯度g2，在根据第二设定温度t2的极限温度下进行加热，以便从待干燥木材中提取结合水并启动循环装置；

26、-当测量到湿度小于或等于30％时，根据第一阶段，稳定在干燥室中循环的co2的温度，启动回收装置，然后根据第二阶段，增加在干燥室中循环的co2的温度，直到木材的测量湿度达到选定的中间目标值hi，启动加热装置，以便根据选定的温度梯度g2并根据允许从待干燥木材中提取结合水的待干燥木材的特定干燥曲线，在由120℃的第二设定温度t2限定的极限温度下进行再加热；

27、-当通过木材湿度测量装置测量的木材的平均湿度达到选定的中间目标值hi时，根据第一阶段，停用回收装置并调节加热装置的活动，以便将加热室的温度降低到根据温度梯度g3选择的第三稳定设定温度t3，如果木材的测量湿度值之一大于hi+a％(a为选定值)，则将设定温度t3保持选定的持续时间，直到大于hi+a％的木材的测量湿度值稳定在小于hi+a％的值的范围内；

28、-当木材的测量平均湿度达到最终目标湿度值hc时，根据第二阶段，停用加热装置以降低加热室的温度。

29、有利地，根据本发明的干燥设备还可以获得小于5％的木材收缩率，而使用传统干燥设备的标准收缩率为10％至15％。

30、申请人还注意到，根据本发明的干燥设备允许获得具有较低吸湿性、减少干燥的木材的染色以及在干燥过程中限制/不出现裂纹的干燥木材。

31、此外，根据本发明的干燥设备允许获得干燥均匀性和小于5％的收缩率，同时限制干燥室中液态水的存在。