一种炭化木的生产方法，它涉及一种炭化木的生产方法，以解决现有炭化木生产采用氮气作为保护气体，成本高，燃料采用煤炭，燃烧时排放CO2，不环保的问题。方法：一、木材由下至上摞在炭化处理窑中的支撑钢梁上；二、关闭窑门、打开进、排气孔；三、点燃生物质材料；四、升温速度在15～20℃/h，间断向木材喷蒸；五、窑内温度升至180~230℃时，窑内的二氧化炭与氮气的混合气体在木材与燃烧室之间形成阻燃隔氧层；六、木材保温3.5～4.5h；七、打开进、排气孔，木材的含水率为4～8%；八、窑内温度降至40～60℃时，取出木材即为炭化木成品。本发明用生物质作为燃料，不添加化学药剂，生产的炭化木无污染、利于环保。
1.一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：一、将需处理的数块干燥木材（15）由下至上摞放在炭化处理窑（1）中的支撑钢梁（6）上，各块木材（15）之间的间距与木材（15）的厚度一致；二、关闭炭化处理窑（1）的窑门，打开进气孔（1-1）和排气孔（1-2）；三、点燃燃烧室（1-3）内的生物质材料，燃烧后的生物质材料产生的热气流直接将炭化处理窑（1）内的木材（15）加热，所述生物质材料为木屑或粉碎后的秸秆；四、调整生物质材料的平面燃烧面积及进气孔（1-1）和排气孔（1-2）的大小，以调整炭化处理窑（1）内腔的升温速度控制在15-20℃/h，在升温过程中，间断向木材（15）喷水蒸气；五、炭化处理窑（1）内腔温度升至180~230℃时，关闭进气孔（1-1）和排气孔（1-2），生物质材料继续燃烧至空气中氧气耗尽，此时炭化处理窑（1）内腔只有二氧化炭与氮气的混合气体，该气体在木材（15）与燃烧室之间形成阻燃隔氧层；六、木材（15）在阻燃环境中保温3.5~4.5h；七、开启进气孔（1-1）和排气孔（1-2），使炭化处理窑（1）内腔降温，温度降为：夏季为55～65℃，间断向木材（15）喷水蒸气，使炭化处理窑（1）内腔增加湿度，湿度达到
35~65%，使木材（15）的含水率为4~8%；八、待炭化处理窑（1）内腔温度降至40~60℃时，取出木材（15）即为炭化木成品。
2.根据权利要求1所述一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述步骤四中的炭化处理窑（1）内腔的升温速度控制在18℃/h。
3.根据权利要求1所述一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述步骤五中的炭化处理窑（1）内腔温度升至200℃。
4.根据权利要求1所述一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述步骤六中的阻燃处理环境状态下保温4h。
5.根据权利要求1所述一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述步骤七中的炭化处理窑（1）内腔温度降为：夏季为60℃，炭化处理窑（1）内腔湿度达到50%，木材（15）的含水率为6%。
6.根据权利要求1所述一种炭化木的生产方法，其特征在于：所述步骤八中的炭化处理窑（1）内腔温度降至50℃时，取出木材（15）。
一种炭化木的生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种炭化木的生产方法。
背景技术
[0002] 木材是天然材料，同其它材料相比，其特点是可再生、可加工，并广泛用于建材、家具等领域。然而，木材也存在诸多不足，如木材使用时会与周围环境发生水分交换而产生干缩与湿涨，从而造成木制品变形、开裂；木材又是许多菌类和昆虫的食物，所以木制品易发霉、生虫，同时大量生物质材料燃烧产生的废气无法得以利用对环境造成污染。而目前的炭化木生产过程中，大都是利用传统木材干燥窑和超高温热处理设备进行生产的，由于木材经干燥窑干燥后出来需要冷却至一定温度才能进入超高温热处理设备，超高温热处理过程中，传统木材干燥窑的燃料采用煤炭，煤炭燃烧时会排放CO2，对环境造成污染，不利于环保，保护气体通常采用氮气或者水蒸气，从而导致炭化木生产成本增加，同时存在热能利用率低、处理周期长、生产成本较高、难以推广普及的缺陷。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为解决现有炭化木生产过程中，采用氮气作为保护气体，导致成本增加，燃料采用煤炭，燃烧时会排放CO2，不利于环保的问题，提供一种炭化木的生产方法。
[0004] 本发明的方法是通过以下步骤实现的：一、将需处理的数块干燥木材由下至上摞放在炭化处理窑中的支撑钢梁上，各块木材之间的间距与木材的厚度一致；二、关闭炭化处理窑的窑门，打开进气孔和排气孔；三、点燃燃烧室内的生物质材料，燃烧后的生物质材料产生的热气流直接将炭化处理窑内的木材加热，所述生物质材料为木屑或粉碎后的秸秆；四、调整生物质材料的平面燃烧面积及进气孔和排气孔的大小，以调整炭化处理窑内腔的升温速度控制在15-20℃/h，在升温过程中，间断向木材喷水蒸气；五、炭化处理窑内腔温度升至180~230℃时，关闭进气孔和排气孔，生物质材料继续燃烧至空气中氧气耗尽，此时炭化处理窑内腔只有二氧化炭与氮气的混合气体，该气体在木材与燃烧室之间形成阻燃隔氧层；六、木材在阻燃环境中保温3.5~4.5h；七、开启进气孔和排气孔，使炭化处理窑内腔降温，温度降为：夏季为55～65℃，间断向木材喷水蒸气，使炭化处理窑内腔增加湿度，湿度达到35~65%，使木材的含水率为4~8%；八、待炭化处理窑内腔温度降至40~60℃时，取出木材即为炭化木成品。
[0005] 本发明的优点是：一、由于本发明在处理过程中使用生物质材料作为燃料，不添加任何化学药剂，因此，本发明所需要的处理成本低，且无污染气体产生、利于环保。二、利用本发明方法获得的炭化木具有尺寸稳定性好、耐久性好、抗腐性能高的特点。三、热能利用率高、处理周期短。四、经本发明生产的炭化木可用于房屋建筑、户外园林、室内外装饰及家具制造。五、本发明的整个处理过程以生物质材料为燃料，根据《京都议定书》中相关条款的规定，要求CO2的计排放量为零，所以本发明具有绿色环保无污染的特点。
附图说明
[0006] 图1是炭化处理窑1的整体结构主剖视图，图中的标记为：混凝土窑体1、操作台2、铜网3、第一V形板4、第二V形板5、支撑钢梁6、喷头7、喷管8、蒸气发生器9、介质温度探测装置10、心层温度探测装置11、表层温度探测装置12、氧化锆氧量探测装置13、排气控制装置14、木材15、进气孔1-1、排气孔1-2、燃烧室1-3、进气孔1-1的中心轴线距混凝土窑体1内腔底面的距离为H。
[0007] 具体实施方式
[0008] 具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：一、将需处理的数块干燥木材15由下至上摞放在炭化处理窑1中的支撑钢梁6上，各块木材15之间的间距与木材15的厚度一致，以满足热气流由下至上的均匀流动；二、关闭炭化处理窑1的窑门，打开进气孔1-1和排气孔1-2；三、点燃燃烧室1-3内的生物质材料，燃烧后的生物质材料产生的热气流直接将炭化处理窑1内的木材15加热；四、调整生物质材料的平面燃烧面积及进气孔1-1和排气孔1-2的大小，以调整炭化处理窑1内腔的升温速度控制在15-20℃/h，在升温过程中，间断向木材15喷水蒸气；五、炭化处理窑1内腔温度升至180~230℃时，关闭进气孔1-1和排气孔1-2，生物质材料继续燃烧至空气中氧气耗尽，此时炭化处理窑1内腔只有二氧化炭与氮气的混合气体，该气体在木材15与燃烧室之间形成阻燃隔氧层；六、木材15在阻燃环境中保温3.5~4.5h；七、开启进气孔1-1和排气孔1-2，使炭化处理窑1内腔降温，温度降为：夏季为55~65℃，间断向木材15喷水蒸气，使炭化处理窑1内腔增加湿度，湿度达到35~65%，使木材15的含水率为4~8%；八、待炭化处理窑1内腔温度降至40~60℃时，取出木材15即为炭化木成品。本发明方法在使用生物质材料燃烧产生的热量加热木材同时，燃烧产生的二氧化炭与氮气的混合气体作为炭化木生产所需的气体，为炭化木的生产创造了一个阻燃隔氧的环境，且CO2的计排放为零；同时本发明方法在处理木材过程中不向木材添加任何化学药剂，所以本发明无污染。
[0009] 具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤三中的生物质材料为木屑或粉碎后的秸秆。生物质材料来源广泛，木材加工过程中的废弃物，木材加工后剩余的木屑，各种农作物收割后剩余的秸秆，大自然中各种生物质材料都可以拿来为之所用，扩大了生物质材料的利用范围和领域；生物质材料在本发明方法中的有效利用，一定程度减少了对煤炭的需求，符合国家节能减排的国策；利用生物质材料燃烧产生的热量和气体生产炭化木，真正完全达到了变废为宝。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0010] 具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤四中的炭化处理窑1内腔的升温速度控制在18℃/h。这个升温速度能保证木材在热处理过程中不发生变形。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0011] 具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式步骤五中的炭化处理窑1内腔温度升至200℃。上述温度能保证炭化处理窑1内干燥板材发生炭化反应。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0012] 具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤六中的阻燃处理环境状态下保温4h。此保温时间足以保证炭化木的生成。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0013] 具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤七中的炭化处理窑1内腔温度降为：夏季为60℃，炭化处理窑1内腔湿度达到50%，木材15的含水率为6%。炭化处理窑1内腔温度降为：夏季为60℃，炭化处理窑1内腔湿度达到50%时，使得木材15的含水率为6%；此含水率为保证炭化木尺寸稳定性提供了保证。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0014] 具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤八中的炭化处理窑1内腔温度降至50℃时，取出木材15。此温度取出的木材15不会因炭化处理窑1的温度与大气中的温度有温差而造成变形。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0015] 利用本发明方法对落叶松进行炭化测试，设定炭化处理窑1内腔温度分别为180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃，其它测试条件相同，得到的炭化木抗胀（缩）率值见表1。
[0016] 表1
[0017]处理气体 抗胀（缩）性
常规处理 35.62%
氮气保护处理 62.18%
生物质燃烧气体处理 61.74%
[0018] 经比较，在氮气保护下的木材抗胀（缩）率为62.18%，炭化木的尺寸稳定性较常规处理得以大大提高，而生物质燃烧气体处理后的木材抗胀（缩）率为61.74%，二者比较接近，炭化木的尺寸稳定性也得以较大提高，虽较氮气保护下的略低了一点，但从成本以及合理利用资源方面来讲，此发明更好的符合了国际关于二氧化碳的排放要求。
