通过CO2封存对木材进行热干燥的方法以及直接获得的干燥木材与流程

本发明涉及一种通过co2封存对木材进行热干燥的方法以及通过该方法直接获得的干燥木材，特别是但不限于工业木材、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、“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，以实施在co2气氛下对木材进行干燥的方法。

5、该方法的缺点是无法保持干燥室中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、该方法的缺点还在于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。

7、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。

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

9、此外，目前的方法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。

10、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。

11、上述所有已知的干燥方法还导致由此获得的木材变形，通常包括如如翘曲的边缘变形，而且也包括在材料的节疤处出现脱落。此外，这些变形在将来使用干燥材料时带来许多不利因素。

12、使用时的缺点包括但不限于在材料的任意一点上受力分布不均可能导致的结构薄弱、材料变形导致无法使用、随着时间的推移材料加速磨损、以及未干燥状态和干燥状态之间的显著体积收缩，因此干燥过程中的材料产量较低。

技术实现思路

1、本发明克服了这些缺点。

2、本发明涉及一种使用包括至少一个干燥室的干燥设备实施木材热干燥的方法。

3、根据本发明的一般限定，该干燥方法包括以下步骤：

4、-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；

5、-启动被配置为使干燥室充满co2的co2供应装置；

6、-提供循环的气体混合物；

7、-通过测量排气管道处的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；

8、-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。

9、-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；

10、-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；

11、-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；

12、-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，保持待干燥木材的湿度，同时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d，直到最初大于hi+a％的木材的测量湿度值稳定在小于hi+a％的值的范围内；

13、-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。

14、作为示例，湿度值hi+a％中的值a介于1％至2.5％之间。

15、在实践中，获取待干燥木材s1的计量数据和参数的步骤包括以下子步骤：

16、-将待干燥物体装入干燥室；

17、-测量木材的表面温度和核心温度；

18、-测量待干燥木材的湿度；

19、-测量干燥室的温度；

20、-测量干燥室的湿度；以及

21、-测量待干燥木材的重量。

22、另外，启动co2供应装置的步骤包括检查在干燥室中循环的气体混合物中co2的饱和度的子步骤。

23、在实践中，启动加热装置以调节木材的湿度的步骤包括实时跟踪木材的湿度的子步骤，并且加热步骤包括实时跟踪木材的湿度的子步骤。

24、根据本发明的实施例，启动回收装置的步骤包括根据选定频率f1实施逆流模块的启动/停用序列的子步骤。

25、在实践中，根据第二阶段，降低加热室的温度的步骤还包括同时停止逆流模块和回收装置的子步骤。

26、根据本发明的方法还包括用于将干燥室中的co2去饱和以提取干燥木材的co2排放步骤。

27、作为非限制性示例，加热步骤包括根据2℃/小时的选定温度梯度g1，按照介于50℃至60℃之间的第一设定温度t1进行温度限制。

28、作为非限制性示例，增加温度的步骤包括根据介于1℃/小时至3℃/小时之间的选定温度梯度g2，按照小于或等于120℃的第二设定温度t2进行温度限制。

29、作为非限制性示例，根据第一阶段降低加热室的温度的步骤包括根据2℃/小时的选定温度梯度g3，按照介于50℃至100℃之间的第一设定温度t1进行温度限制。

30、有利地，根据本发明的干燥方法还可以获得小于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％。

31、本发明还涉及一种通过根据本发明的方法获得的直接干燥木材，包括木质素、纤维素和半纤维素。

32、根据第二种一般限定，通过本发明的方法获得的直接干燥木材的平均测量水分含量低于20％，并且与干燥前的状态相比，干燥状态下木材的细胞壁的超微结构得以保持。

33、申请人还注意到，通过干燥设备实施的根据本发明的方法允许获得根据本发明的干燥木材，其具有低吸湿性、减少干燥木材的染色以及在干燥过程中限制/不出现裂纹。

34、此外，根据本发明的干燥方法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。

技术特征：

1.一种通过包括至少一个干燥室(1)的干燥设备对木材实施热干燥的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，湿度值hi+a％的值a介于1％至2.5％之间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取所述待干燥木材的计量数据和参数的步骤(s1)包括以下子步骤：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启动所述co2供应装置(3)的步骤(s2)包括检查在所述干燥室(1)中循环的气体混合物的co2饱和度的子步骤(s21)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启动所述加热装置(2)以调节所述木材的湿度的步骤(s3)包括实时跟踪所述木材的湿度的子步骤(s31)，并且所述加热步骤(s4)包括实时跟踪所述木材的湿度的子步骤(s43)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，启动所述回收装置(600)的步骤(s42)包括根据选定的频率f1实施逆流模块的启动/停用序列的子步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据第二阶段降低加热室(1)的温度的步骤(s61)进一步包括同时停止所述逆流模块和所述回收装置(600)的子步骤(s61)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用于将所述干燥室(1)中的co2去饱和以提取干燥木材的co2排放步骤(s7)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热步骤(s32)包括根据2℃/小时的选定温度梯度g1，按照介于50℃至60℃之间的第一设定温度t1进行温度限制。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加温度的步骤(s44)包括根据介于1℃/小时至3℃/小时之间的选定温度梯度g2，按照小于或等于120℃的第二设定温度t2进行温度限制。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一阶段(s52)降低所述加热室(1)的温度的步骤(s52)包括根据2℃/小时的选定温度梯度g3，按照介于50℃至100℃之间的第三设定温度t3进行温度限制。

12.一种通过权利要求1所述的方法直接获得的干燥木材，包括木质素、纤维素和半纤维素，其特征在于，所述干燥具有小于20％的平均测量湿度，并且与干燥前的状态相比，干燥状态下木材的细胞壁的超微结构得以保持。

技术总结本发明涉及一种对木材进行热干燥的方法，包括以下步骤：‑获取待干燥木材的计量数据和参数(S1)；‑使干燥室(1)充满CO<subgt;2</subgt;(S2)；‑通过加热调节木材的湿度(S3)；‑根据第一阶段对在干燥室(1)中循环的CO<subgt;2</subgt;进行再加热(S4)；然后根据第二阶段对在干燥室(1)中循环的CO<subgt;2</subgt;进行再加热直到木材的测量湿度达到选定的中间目标值Hi；‑将加热室(1)的温度降低至选定的第三稳定设定温度T3(S5)；‑根据第二阶段降低加热室(1)的温度(S6)。本发明还涉及一种通过本发明的方法直接获得的干燥木材。技术研发人员：雅恩·拉乌尔,纪尧姆·卡尔马西受保护的技术使用者：维斯有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9