一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置、方法，该装置包括：该装置与高温热处理窑的排湿执行器及窑内水槽分别以管道相连，包括热处理窑、水槽、冷凝系统、VOC净化系统和引风机，本发明专利技术的装置、方法能够有效解决木、竹材在高温热处理过程中产生的酸性刺鼻气体及VOC排放问题，对高温热处理过程中的气相产物进行分级治理，对于气相产物中可冷凝的组分通过流量控制阀及冷凝系统回收循环利用，对于气相产物中的VOC通过VOC净化过滤系统净化排出或收集，实现了木、竹材在高温热处理的绿色节能生产。同时该装置具备结构简单，成本低，操作方法简单，安装难度小的优点，可广泛应用于木材加工行业。

【技术实现步骤摘要】
一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置、方法
本专利技术属于木、竹材加工与节能减排
，更具体地，涉及一种VOC(挥发性有机物)的治理装置，特别涉及一种木、竹材热处理过程中VOC的治理装置。
技术介绍
高温热处理作为一种物理主动改性的方法，仅通过在高温条件下改变木、竹材的化学成分及生物结构，达到有效改善木、竹材尺寸稳定性及装饰效果的目的，是一种受到消费者认可的高效木、竹材改性技术，已广泛应用于建筑、家具、室内外装饰材料等诸多领域。虽然高温热处理不使用任何化学药剂，但由于木材(尤其是内含物较多的树种，如松木等)及竹材的许多组分在高温环境下受热挥发或降解，产生大量直接排放会对环境造成破坏的VOC(挥发性有机化合物)，并常产生对人体有害的酸性刺鼻性气味。针对木竹材热处理过程中VOC治理的问题，中国专利CN201510630014.6“一种木材热处理过程中VOC的收集系统与方法”提供了一种通过多层次的吸收、吸附木材热处理过程中释放的VOC的治理思路，采用多个顺序连接的装置串联在一起，热处理产生的烟气在热处理装置与VOC吸收装置间循环往复，实现了对木材高温热处理释放的VOC的高效吸附，并提供了一种精准的定量分析高温热处理过程中VOC排放。虽然此专利技术能够有效地收集VOC，但吸收装置设置复杂，且仅对VOC进行收集而未对进行治理及回收利用，不能很好地达到节能减排的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对木、竹材热处理过程中存在VOC排放及酸性刺激性气味的问题，提供一种木材热处理过程中VOC的治理和水分回收装置、方法，采用压力传感器与引风机联动，通过多层级的VOC冷凝回收、过滤净化、吸收收集装置串联治理，实现对热处理过程中气相产物的分级治理及循环利用，进而实现木、竹材热处理工段的清洁生产，实现节能减排的绿色生产目标。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置，包括冷凝系统、引风机、VOC净化系统和水槽，其中，所述水槽设置在热处理窑的底部，用于补充高温热处理窑内加热、保护介质；所述冷凝系统、VOC净化系统和引风机设置在热处理窑的外部，且冷凝系统的一端通过管路与热处理窑的排湿执行器相连接，另一端通过管路分别与引风机、VOC净化系统相连；引风机通过管路与冷凝系统、VOC净化系统相连接。其中，所述冷凝系统为水分冷凝回收系统，用于对从热处理窑流出的气相产物进行降温冷凝，其中液化温度低的组分即可被冷凝的组分(主要为水蒸汽)在冷凝系统内被液化，形成液体(水液)，而液化温度高的组分，仍然以气体形式从冷凝系统排出；所述VOC净化系统用于对高温热处理产生的VOC进行净化治理；所述引风机用于抽出热处理窑内的气体，然后依次输送至冷凝系统、VOC净化系统后排出(若从冷凝系统流出的气体达排放标准则不流入VOC净化系统直接从引风机排出)，即当气相产物在无外部动力的情况下无法进入冷凝系统时，提供动力使气相产物流出热处理窑，以保证该装置能在高温热处理窑内低压和常压的状态下照常运行，实现对高温热处理全过程VOC治理。特别是，所述冷凝系统通过管路与所述水槽相连接，用于将冷凝系统冷凝形成的液体输送至水槽内。热处理过程中产生的气相产物经冷凝系统冷凝降温后形成的冷凝液回流至热处理窑内的水槽中，冷凝液在热处理窑内高温汽化，形成为热处理窑内的加热、保护介质，实现对水分的回收循环利用。其中，在热处理窑的排湿执行器出口处设置压力传感器，用于监测热处理窑内的压力。用于控制引风机的开启或关闭，使高温热处理过程中的气相产物流入冷凝系统，以保证装置能在高温热处理窑内低压和常压的状态下照常运行，实现对高温热处理全过程VOC治理。特别是，所述压力传感器与所述引风机之间以有线或无线传输方式连接(例如数据线连接或蓝牙无线传输连接)，根据在热处理过程中压力传感器测定的热处理窑内的压力控制引风机的开启或关闭。尤其是，当压力传感器监测到热处理窑内气相介质的压力为1atm时，则引风机开启，抽气，将热处理窑内气体抽出，使气相产物流入冷凝系统；当压力传感器监测到气相介质的压力大于1atm时，则引风机关闭。其中，所述水槽沿着热处理窑的纵向设置，固定安装在热处理窑的底部，位于待处理材的下方，水槽的长度与热处理窑的纵向方向相一致。特别是，所述水槽的体积与热处理窑的体积之比为(5-15):100，优选为(6-10):100。尤其是，所述水槽的长度与热处理窑的纵向长度相适应，其宽度与热处理窑的横向长度相适应，以使得水槽内水分蒸发在热处理窑内均匀分布，保证窑内介质的均匀性。特别是，所述水槽内还设置液面传感器，用于监测水槽内液面位置变化，监测水槽中水量的变化。尤其是，所述液面传感器设置在水槽的侧壁。其中，所述冷凝系统包括至少一根冷凝管和一个封闭冷凝水箱，其中所述冷凝管与冷凝水箱的顶部固定连接，冷凝管的底部与冷凝水箱内部连通。特别是，所述冷凝水箱的顶部设置气体出口，且在气体出口处设置2条管路，其中一条管路与所述的引风机相连接，另一条管路与所述的VOC净化系统相连接，经过冷凝系统的冷却降温处理后的未液化的气体，如果达到排放标准，则直接通过引风机排放；如果未达到排放标准，则通过VOC净化系统净化吸收后，再排放。特别是，冷凝水箱的容积与水槽的容积之比为(0.4-1.1)：1，优选为(0.5-0.8)：1。特别是，所述冷凝水箱通过管路与所述水槽相连接，用于将冷凝水箱中的冷凝液回流至水槽中。尤其是，在连接冷凝水箱与水槽的管路上设置流量控制阀，用于控制从冷凝水箱回流至水槽内的冷凝液的量。冷凝水箱通过第二管路与热处理窑内的水槽相连接，并且在第二管路上设置流量控制阀，根据水槽内液体量的变化自动控制冷凝液的流向及流量，为高温热处理提供足够的加热、保护介质，实现对水分的回收循环利用。特别是，所述冷凝管竖直固定在冷凝水箱的顶部。尤其是，所述冷凝管的两端开口，其一端通过第一管路与热处理窑的排湿执行器相连，其另一端与冷凝水箱内部连通。特别是，所述冷凝水箱为封闭水箱。在热处理前可在冷凝水箱中添加蒸馏水，蒸馏水的添加量为冷凝水箱容积的0～0.2倍，优选为0.1倍。冷凝水箱内的蒸馏水，可作为热处理过程中加热、保护介质的预留补充物质，为热处理提供充足的水分。其中，所述的冷凝系统由2根冷凝管和1个封闭的冷凝水箱组成，其中第一、第二冷凝管固定设置在冷凝水箱的顶部，冷凝管的内部与冷凝水箱相连通，且第一冷凝管的底部伸出冷凝水箱的顶部；第二冷凝管的底部与冷凝水箱顶部相齐平或伸出冷凝水箱的顶部。特别是，所述第一冷凝管的底端伸出冷凝水箱的顶部，用于防止冷凝液在冷凝箱顶壁或侧壁聚集，无法通过第二管道注入水槽，进入热处理过程中介质循环流动，最大程度上实现对水分的回收利用。尤其是，所述第一冷凝管的底端伸出冷凝水箱顶部1-4cm，优选为1-2cm。特别是，所述第一、第二冷凝管竖直固定在所述冷凝水箱的顶部，且第一、第二冷凝管的底部与所述冷凝水箱内部连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置，其特征是，包括热处理窑、水槽、冷凝系统、VOC净化系统和引风机，其中，所述水槽设置在热处理窑内部，用于补充高温热处理窑内保护介质；所述冷凝系统、VOC净化系统和引风机设置在热处理窑的外部，且冷凝系统的一端通过管路与热处理窑的排湿执行器相连接，另一端通过管路分别与引风机、VOC净化系统相连；引风机通过管路分别与冷凝系统、VOC净化系统相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种木材热处理的VOC治理和水分回收装置，其特征是，包括热处理窑、水槽、冷凝系统、VOC净化系统和引风机，其中，所述水槽设置在热处理窑内部，用于补充高温热处理窑内保护介质；所述冷凝系统、VOC净化系统和引风机设置在热处理窑的外部，且冷凝系统的一端通过管路与热处理窑的排湿执行器相连接，另一端通过管路分别与引风机、VOC净化系统相连；引风机通过管路分别与冷凝系统、VOC净化系统相连接。


2.如权利要求1所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述冷凝系统包括至少一根冷凝管和一个封闭冷凝水箱，其中所述冷凝管与冷凝水箱的顶部固定连接，冷凝管的底部与冷凝水箱内部连通。


3.如权利要求1所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述的冷凝系统由2根冷凝管和1个封闭的冷凝水箱组成，其中第一、第二冷凝管固定设置在冷凝水箱的顶部，冷凝管的内部与冷凝水箱相连通，且第一冷凝管的底部伸出冷凝水箱的顶部；第二冷凝管的底部与冷凝水箱顶部相齐平或伸出冷凝水箱的顶部。


4.如权利要求3所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述第一冷凝管通过第一管路与热处理窑的排湿执行器出口相连接，将热处理窑内木材热处理过程中产生的气相产物引入冷凝系统。


5.如权利要求3所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述冷凝水箱与所述水槽通过第二管路相连接，用于将冷凝系统冷凝处理后收集在冷凝水箱中冷凝液回流至水槽。


6.如权利要求3所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述第二冷凝管的顶部通过第三、第四管路分别与引风机、VOC净化系统相连接。


7.如权利要求6所述的VOC治理和水分回收装置，其特征是，所述连接第二冷凝管与引风机的第三管路上设置二通风阀，且在第二冷凝管顶部出口处设置气体VOC监测仪，监测经过冷凝系统冷凝处理后从第二冷凝管顶部出口处排出的气相产物中的VOC含量或浓度，与二通风阀联合，控制经过冷凝系统后的气相产物的流向。


8.如权利要求1所述的VOC治理和水分回...

【专利技术属性】
技术研发人员：何正斌，赵湘玉，伊松林，高晶晶，钱京，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11