桉木炭化处理技术研究开题报告

1. 研究目的与意义

桉木是我国南方种植面积最大的人工林树种之一。由于桉木在干燥过程中易端裂和皱缩，其锯材制品在使用过程中容易产生翘曲变形，故而当前桉树木材多作为纤维板和胶合板材使用，严重影响桉树木材的商品价值。因此，本论文拟研究对桉木进行高温热处理，以提高其尺寸稳定性，耐久耐候性，不易产生翘曲变形，能生产更多高附加值的产品。

2. 国内外研究现状分析

国外炭化热处理木材的研究与生产已经进行了十多年，一般采用160℃-230℃的炭化处理温度。芬兰以水蒸气做介质防止木材燃烧，控制极低的氧含量；德国、加拿大以热油作为介质，热传递效率高；法国的Torrefaction和Retifaction工艺分别以木材蒸发出来的水分和氮气作为传热介质。各国热处理工艺的差异主要体现在介质、处理温度、处理时间、处理压力、树种和初含水率等方面。国内的热处理木材的研究主要以过热蒸汽为介质，预热、升温、保温、降温阶段分别有不同的升温和降温速度，时间周期一般为两个工作日，树种有水曲柳、杉木、落叶松、桉木等，初含水率一般都低于10%。国内对桉木的高温热处理主要研究炭化前后的材色、密度、尺寸稳定性及化学基团等的变化。

3. 研究的基本内容与计划

通常的木材炭化处理温度为160-230℃，为防止桉木在过高炭化温度下强度损失过大，本次研究实验的炭化温度为180-190℃，现取185℃，此温度下炭化的桉木强度损失小，用于地板、家具用材的价值高。炭化窑内介质为过热蒸汽。

步骤如下：1、选取厚度分别为20mm和40mm的400mm100mm规格的巨桉和尾叶桉试件（试件含水率低于10%），炭化温度控制在185℃左右；

2、炭化工艺：（1）准备阶段：将素材按常规干燥法堆垛放入木材炭化窑内，并关闭炭化窑的大门和进、排气口；（2）预热阶段：将窑内介质温度在1-3h内升到50-80℃；（3）升温阶段:将窑内介质温度以10-18℃/h的速度升温到95-105℃；接着以3-8℃/h的速度升温到120-130℃对素材进行高温干燥，使木材内部含水率几乎为0；再以3-8℃/h的速度升温到180-190℃之间，尽量保持在185左右，在此阶段采用间歇式喷蒸法进行喷蒸处理；（4）保温阶段：当窑内介质温度达到185℃以后，保持窑内温度在180-190℃之间，保持热处理炭化温度2-8h；（5）降温阶段：关闭热源，采用间歇式喷蒸法降温，使窑内介质温度以10-18℃/h的速度降到120-140℃；接着采用进排气口间歇开合和间歇式喷蒸法，使窑内介质温度以4-8℃/h的速度降到40-50℃即可出窑。

4. 研究创新点

研究了桉木在恒定炭化温度下炭化前后翘曲变形量、吸湿稳定性（平衡含水率变化）、主要力学强度和炭化桉木在反复吸湿和解析后的材色、密度及尺寸稳定性等的变化以及炭化后的经切板与弦切板各项性能参数的比较。