阅读说明：本技术 一种降醛热处理工艺以及连续式节能降醛热处理窑 (Aldehyde-reducing heat treatment process and continuous energy-saving aldehyde-reducing heat treatment kiln ) 是由 张焕兵 叶昌海 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及板材降醛技术领域,公开了降醛热处理工艺,包括如下步骤：将人造板材放入降醛热处理窑中热处理；热处理后的人造板材放入养生平衡室中养生；热处理方式采用预热-加热-恒温的多阶段降醛方式,恒温温度为110℃～130℃,恒温时间为1h～4h；预热温度为50℃～80℃,预热时间为0.5h～6h。公开了一种连续式节能降醛热处理窑,包括顺次相接的预热窑段、降醛窑段和平衡窑段,预热窑段开设有进料口,平衡窑段开设有出料口；降醛窑段配置有供热组件,平衡窑段与所述预热窑段之间配备有气流输送组件,气流输送组件用于将平衡窑段的气流输送至预热窑段。采用本发明的技术,能够有效达到降醛效果,同时降醛处理周期短,提高生产效率。(The invention relates to the technical field of plate aldehyde reduction, and discloses an aldehyde reduction heat treatment process, which comprises the following steps: putting the artificial board into an aldehyde-reducing heat treatment kiln for heat treatment; placing the artificial board after heat treatment into a health-preserving balance chamber for preserving; the heat treatment mode adopts a preheating-heating-constant temperature multi-stage aldehyde reduction mode, the constant temperature is 110-130 ℃, and the constant temperature time is 1-4 h; the preheating temperature is 50-80 ℃, and the preheating time is 0.5-6 h. The continuous energy-saving and aldehyde-reducing heat treatment kiln comprises a preheating kiln section, an aldehyde-reducing kiln section and a balance kiln section which are connected in sequence, wherein the preheating kiln section is provided with a feed inlet, and the balance kiln section is provided with a discharge outlet; the aldehyde reduction kiln section is provided with a heat supply assembly, an airflow conveying assembly is arranged between the balance kiln section and the preheating kiln section, and the airflow conveying assembly is used for conveying airflow of the balance kiln section to the preheating kiln section. By adopting the technology of the invention, the effect of reducing aldehyde can be effectively achieved, meanwhile, the treatment period of reducing aldehyde is short, and the production efficiency is improved.)

一种降醛热处理工艺以及连续式节能降醛热处理窑

技术领域

本发明涉及板材降醛技术领域，具体而言，涉及一种降醛热处理工艺以及连续式节能降醛热处理窑。

背景技术

人造板材中采用的胶粘剂，其主要成分为脲醛树脂。脲醛树脂在温度、湿度等环境条件改变时，会不断地向周围环境释放甲醛，释放期可达十几年，是造成室内空气中甲醛污染的主体。因此，降低板材中的甲醛含量显得尤为重要。

公开号为CN102041890A的专利，公开了热处理制造低甲醛释放量复合地板的方法。该专利将复合地板放入热处理箱中加热，温度为60℃～110℃，保持8～96h。采用长时间的中低温加热方式，存在处理周期长，除醛效果差的问题。

采用热处理对人造板材进行降醛处理过程中，多是将人造板材置入箱体中进行热处理，然而以箱体作为热处理室存在人造板材的处理量低、耗能高、处理周期长的问题。目前并未出现专门用于降醛热处理的窑体，目前用于人造板材加工的窑体主要是热改性窑、烘干窑等。

公开号为CN207594014U的专利，公开了一种木材热改性窑。在该专利的技术方案中，板材经热处理、冷却后排出窑体，窑体内残留的气流还留有热量，但未将其进行有效利用，从而造成浪费。下一批板材需热处理时，还需将空气加热至特定温度后，保温处理，达到热处理效果，在此过程中，窑体内气流温度与特定温度相差过大，使得加热组件的加热时间过长，对板材的处理周期长，从而导致设备运行时间长、耗能高。

发明内容

申请人经过大量研究，人造板经压贴后，通过进行预热-加热-恒温的多阶段降醛方式，能够有效降低人造板中甲醛含量，同时能够缩短除醛时间。再结合热处理过程中板材的处理量以及热能损耗量，自主设计了一种连续式降醛热处理窑，采用该热处理窑能处理大批量的板材、且采用循环式的热回流方式，能够达到板材的热处理周期短、减少热力损耗，提高热效率的效果。

因此，本发明的第一个目的在于，提供一种降醛热处理工艺，包括如下步骤：

S1将人造板材放入降醛热处理窑中热处理；

S2将S1中热处理后的人造板材放入养生平衡室中养生；

所述S1中，热处理方式采用预热-加热-恒温的多阶段降醛方式，恒温温度为110℃～130℃，恒温时间为1h～4h；；预热温度为50℃～80℃，预热时间为0.5h～6h。

若将人造板进行长时间高温的处理，将会造成脲醛树脂的热分解，其热分解越严重，脲醛树脂与人造板的内结合强度随之下降，不利于人造板的后期使用。若将人造板进行长时间的低温处理，不利于甲醛的释放，也不利于胶粘剂的塑化。

本申请通过采用预热-加热-恒温的多阶段降醛方式，预热后的板材释放出一部分甲醛，再在加热、恒温的过程中进一步释放甲醛，通过逐步释放甲醛的方式达到除醛的目的，且能较好保持胶粘剂与人造板的结合强度。

具体是：

人造板通过胶粘剂进行多层粘合，胶粘剂中含有脲醛树脂，脲醛树脂在高温短时间下不能完全固化，通过将人造板先进行预热处理，促进脲醛树脂的固化，从而牢固锁住结合态甲醛，且也可释放出一部分的游离态甲醛，再在加热、恒温的过程中，进一步释放游离态甲醛。此外，也可使得固化的热塑性部分分子重排--亚甲基键重新排列为更紧密的网络结构，从而增强人造板之间的粘接强度。

在加热、恒温处理阶段，一方面随着热处理温度的升高，加速了热处理过程中甲醛分子的热运动，促进了留在人造板中的游离甲醛向外界的释放；另一方面，温度的升高还会改变人造板材孔径结构特性，导致人造板材对甲醛的吸附容量和吸附能力降低，有利于人造板材内部甲醛的进一步释放，这使得人造板材中的甲醛在热处理阶段即得到了充分的释放。经预热处理后脲醛树脂部分固化，不容易在高温下分解，也可避免脲醛树脂在长时间高温下分解从而释放出游离态甲醛。

本发明的第二个目的在于，提供一种连续式节能降醛热处理窑，包括顺次相接的预热窑段、降醛窑段和平衡窑段，所述预热窑段开设有进料口，所述平衡窑段开设有出料口；所述降醛窑段配置有供热组件，所述平衡窑段与所述预热窑段之间配备有气流输送组件，所述气流输送组件用于将所述平衡窑段的气流输送至所述预热窑段。

本发明中，预热工艺在预热窑段进行，加热和恒温工艺在降醛窑段进行。

本申请通过采用连续式回流供热的方式对人造板材进行热处理，能够减少热处理过程中的热耗量，通过气流输送组件将平衡窑段的气流输送至预热窑段中，实现了热气流的回用。由于窑段为分段式配置，能够实现人造板材降醛热处理工艺的连续式批量处理，因而能够满足大批量的板材处理需求，提高生产效率。

本发明的有益效果是：

(1)通过采用预热-加热-恒温的多阶段降醛方式，预热后的板材释放出一部分甲醛，再在加热、恒温的过程中进一步释放甲醛，通过逐步释放甲醛的方式达到降醛的目的，且能较好保持胶粘剂与人造板的结合强度，还可缩短降醛周期；

(2)通过连续式回流供热的方式能够减少热处理过程中的热耗量，减少热处理周期，结合窑段为分段式配置，能够实现人造板材降醛热处理工艺的连续式批量处理，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例8中一种连续式节能降醛热处理窑的结构示意图；

图2为实施例8中降醛窑段中窑盖内侧的结构示意图；

图3为实施例8中降醛窑段中窑内侧壁的结构示意图；

图4为图1中中沿着A-A方向的剖视图。

附图标记：100--预热窑段；110--进料口；200--降醛窑段；211--喷水管；212--雾化喷头；221--废气收集箱；222--旋转喷淋塔；223--UV光氧催化设备；224--离心风机；225--消音器；226--废气排出管；230--排气管；300--平衡窑段；310--出料口；331--换热风机；332--气流输送通道；a、气流循环组件；b、散热器；c、第一输送口；d、输送带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“配置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种降醛热处理工艺，包括如下步骤：

S1将人造板材放入降醛热处理窑中热处理；热处理方式采用预热-加热-恒温的多阶段降醛方式，预热温度为70℃，预热时间为2h，恒温温度为120℃，恒温时间为2h；

S2将S1中热处理后的人造板材放入养生平衡室中养生；养生时间为5天；

本实施例中人造板材为辊涂有除醛液的人造板经压贴处理后的半成品板材或者人造板进行贴面后的半成品板材，本实施例中选用辊涂有除醛液的人造板经压贴处理后的半成品板材。

所述人造板热处理前的含水量为10％，所述人造板的密度为0.75g/cm³。养生平衡室可以采用太阳能供能的方式实现节能。

经降醛热处理后的板材，在进一步加工前，需经过一段时间的养生和平衡，以恢复一定的含水率，消除板材的残余应力，从而确保产品质量。由于太阳能的季节性较强，非夏季时，养生平衡室内增加热泵除湿机，以维持养生平衡室内的温湿度状态，进而确保产品质量。

本实施例中，预热时间与恒温时间相同。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，预热-加热-恒温的温度、时间不同，养生时间不同。

本实施例中，预热温度为50℃，预热时间为3h，恒温温度为110℃，恒温时间为4h，养生时间为3天。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，预热-加热-恒温的温度、时间不同，养生时间不同。

本实施例中，预热温度为80℃，预热时间为2h，恒温温度为130℃，恒温时间为1h，养生时间为7天。

实施例4

本实施例与是实施例1的区别在于，预热-加热-恒温的温度、时间不同，养生时间不同。

本实施例中，预热温度为80℃，预热时间为6h，恒温温度为110℃，恒温时间为3h，养生时间为7天。

实施例5

本实施例与是实施例1的区别在于，含水量和密度不同。

本实施例中，热处理前含水量为15％，人造板的密度为0.9g/cm³。

实施例6

本实施例与是实施例1的区别在于，含水量和密度不同。

本实施例中，热处理前含水量为12％，人造板的密度为0.6g/cm³。

实施例7

本实施例与是实施例1的区别在于，人造板材不同，人造板材是辊涂有除醛液的人造板经压贴处理后的半成品板材。

实施例8

如图1至图3所示，本实施例公开了一种连续式节能降醛热处理窑，包括顺次相接的预热窑段100、降醛窑段200和平衡窑段300，预热窑段100开设有进料口110，平衡窑段300开设有出料口310；降醛窑段200配置有供热组件，平衡窑段300与预热窑段100之间配备有气流输送组件，气流输送组件用于将平衡窑段300的气流输送至预热窑段100。

通过采用连续式回流供热的方式对人造板材进行热处理，能够减少热处理过程中的热耗量，平衡窑段300的气流携带部分热量，通过气流输送组件将平衡窑段300的气流输送至预热窑段100中，实现了热气流的回用。热气流回用至预热窑段100，将预热窑段100中的人造板材预热，预热后的人造板材输送至降醛窑段200时，人造板材自身的温度值与热处理设定温度值之间的温度差减小，使得加热组件的加热时长缩短，从而降低了热耗量，提高了热效率。此外，由于窑段为分段式配置，每个窑段内安设有人造板材，当前窑段的工序完成后，需进行下一工序时，只需通过将当前窑段的人造板材转移至下一窑段即可，即实现了人造板材降醛热处理工艺的连续式批量处理，因而能够满足大批量的板材处理需求，提高生产效率。从平衡窑段300中输出的人造板材携带的热量少，降低了对环境的热污染。

本实施例中，气流输送组件包括配置于平衡窑段300外部的换热风机331和气流输送管道332，换热风机331与气流输送管道332的一端相接，气流输送管道332的另一端与预热窑段100相接。通过气流输送管道332与换热风机331的相互配合，用以将平衡窑段300的热气流输送至预热窑段100。

本实施例中，如图1和图3所示，为了提升窑段内人造板材的温度均布性，提高人造板材在降醛窑段200内的热处理效果，在预热窑段100、降醛窑段200和平衡窑段300配置有气流循环组件a。具体地，气流循环组件a为换气机组，换气机组均布于预热窑段100、降醛窑段200和平衡窑段300的两侧，两侧是指窑段沿着长度方向上的两侧。换气机组在各个窑段内循环抽风、吹风，从而在窑段内形成循环的气流。换气机组包括第一风机和第二风机，第二风机配置于第一风机的下方。第一风机和第二风机可以相互作为备份，当其中一个风机发生故障时不至于影响窑段内的气流循环，在必要的时候两个风机也可以同时使用以加强空气的流动。

本实施例中，如图2所示，人造板材在降醛窑段200中受热升温，人造板材中的水分过多流失，影响板材的内在质量，避免出现高温人造板材燃烧、板材变形等情况，需在降醛窑段200配置喷淋调湿系统，从而确保降醛窑段200的湿度。喷淋调湿系统包括喷水管211和雾化喷头212，雾化喷头212沿着喷水管211的长度方向均布，喷水管211配置于降醛窑段的窑盖内表面，喷水管211连通有水源，水源配置有阀门。

本实施例中，人造板材在降醛热处理过程中，特别是在热处理温度超过120℃的高温作用下，人造板材内部的抽提成分、木材主要成分、胶黏剂、添加剂，以及贴面和涂饰处理等工艺操作对人造板材的影响，都会有一定数量的VOCs产生。本实施例通过在降醛窑段200配置废气处理组件能够排出VOCs，从而提升人造板材的品质。具体地，如图1所示，废气处理组件包括顺次相接的废气收集箱221、旋转喷淋塔222、UV光氧催化设备223、离心风机224、消音器225和废气排出管226，降醛窑段200开设有排气管230，排气管230与废气收集箱221连通。旋转喷淋塔222中喷射介质为包含有亚硫酸钠和氢氧化钠的溶液以及其他除醛溶液，喷射此溶液可以去除约95％的甲醛，甲醛剩余含量可达1mg/Nm³～4mg/Nm³。排气管230上配置有阀门。人造板材在高温空气中快速释放甲醛，每隔一段时间打开排气管230的阀门将降醛窑段200中含有大量甲醛的废气排至废气处理组件中进行废气处理，本实施例中是每隔15分钟打开一次排气管230。

本实施例中，供热组件包括散热器b，散热器b为双金属复合翅片换热器，双金属复合翅片换热器的换热介质为导热油或水蒸气。散热器b配置于换气机组的上方，具体是散热器b配置于第一风机的上方。每一个换气机组对应一个散热器b，热媒介质通过输送管输送至散热器b中，散热器b配置有阀门。

本实施例中，连续式节能降醛热处理窑还包括控制组件，控制组件包括感温仪、电磁阀和控制系统箱，控制系统箱配置于降醛窑段200的外部，感温仪安装于降醛窑段200的内部，电磁阀安装于散热器b的进料段，感温仪和电磁阀分别连接控制系统箱。散热器b的进料端具体是指换热介质的进料口。控制系统箱包括电源控制开关和电磁阀控制器件，控制系统箱用于控制整个设备的电气系统。感温仪检测到降醛窑段200内的温度达到设定的温度值时，感温仪将温度信号传送至控制系统箱内，控制系统箱发出控制信号控制电磁阀关闭，降醛窑段200停止加热，保持恒温状态，从而对人造板材进行热处理降醛处理。

本实施例中，为了保持窑体内各个窑段的温度差，避免产生热气流交叉的现象，避免因此影响降醛热处理效果。如图4所示，预热窑段100与降醛窑段200之间开设有可供人造板材穿过的第一输送口c，降醛窑段200与平衡窑段300之间开设有可供人造板材穿过的第二输送口，第一输送口c的两侧与第二输送口的两侧均安设有用于输送所述人造板材的输送带d。窑体内的各个窑段中的当前处理工序完成后，需进行下一工序时，通过通过第一输送口c和第二输送口能够将各个窑段的人造板材输送至下一窑段进行下一工序的处理。人造板材的输送可以采用机器人自动码堆，叉车装机转移的方式。除了采用机器人自动码堆的方式之外，还可以选择在窑段内配置板材输送道的方式进行窑段内板材的输送工作。

本实施例中，若平衡窑段300回流的气流温度达不到预热温度，可以在预热窑段100配置有加热装置，加热装置对预热窑段100内的人造板材进行预热处理，本实施例中加热装置为散热器，散热器为双金属复合翅片换热器，双金属复合翅片换热器的换热介质为导热油或水蒸气。本领域的技术人员可以选择其他常规的用于加热窑体或者处理箱的加热组件作为加热装置。

本实施例中，该连续式节能降醛热处理窑可处理人造板材的能力强。具体地，现有热处理板材的规格为2440mm×1220mm×18mm(长×宽×厚)，相邻两板材之间采用隔条分隔，隔条厚度为20mm，每个小材堆的尺寸设计为2500mm×1300mm×1500mm(长×宽×高)，小材堆在高度方向上可设置为2堆。热处理窑中窑段分别为预热窑段100、降醛窑段200和平衡窑段300，每个窑段可分别放置16小堆的板材(以1500mm高计)。以热处理时间为3h计，则每隔3h整体向前移动一个工位，即3h可热处理加工16小堆板材，则目前的理论生产能力(装载量)为：650张/3h(单叠，板厚18mm、隔条20mm)或850张/3h(双叠，板厚18mm×2、隔条20mm)。隔条采用铝合金，一方面可耐受高温不易变形，另一方面不易脱色，高温下不会释放其他有害气体物质。

本实施例中，该连续式节能降醛热处理窑满足密闭、保温及防腐蚀性能的要求。窑体内部设计的工作温度不小于120℃，具体的检测方法依据《锯材干燥设备性能检测方法》(GB/T 17661-1999)中的规定进行。对于①密闭性能，需满足：当干球温度小于等于100℃时，室内能够形成100％的相对湿度，并能保持30～60min；当干球温度大于100℃时，湿球温度应能稳定在98～100℃来衡量。对于②保温性能，需满足：保温性能是在无载或有载情况下，室内介质温度达100℃或以上时，按窑体外表面的平均温度与环境温度的温差不超过30℃来衡量。对于③防腐蚀性能，需满足：防腐蚀性能按预处理窑的壳体、骨架、支承、连接、通风、加热、导流、密闭、测温、控制、运载等构件所用的材料，采取的防腐蚀措施，及其使用效果来衡量。处理窑的其余技术要求，依据《锯材干燥设备通用技术条件》(LY/T1798-2008)及《锯材干燥设备性能检测方法》(GB/T 17661-1999)中的规定执行。

空白例

未经任何热处理的人造板材。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，热处理温度不同，经120℃加热4h。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于，热处理温度不同，经80℃加热4h。

实验例

不同热处理工艺对人造板材甲醛含量的影响

实验方法：参考《GBT17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的干燥器法测甲醛释放量的方法进行。

具体方法如下；

(1)称量300ml蒸馏水于结晶皿中，将结晶皿放置于直径为240mm的干燥器底部。将经不同热处理方式的试材装入金属支架，试件之间不能互相接触，涂抹凡士林后，加盖密封。

(2)干燥器放置于20℃±2℃的环境中放置24h，使结晶皿中的蒸馏水充分吸收试件释放出的甲醛，此溶液为待测溶液。

(3)分别吸取25ml待测溶液、25ml乙酰丙酮-乙酸铵溶液至100ml锥形瓶，混合均匀后，放置于65℃±2℃的恒温水浴锅中加热10分钟，使甲醛显色，然后把溶液放在避光处20℃下存放60±5min。

(4)将分光光度计波长调至412nm处，用比色皿装待测混合液，放入分光光度计，读取混合溶液的吸光度值。

(5)空白对照试验：在干燥器内不放试件，其他同(1)、(2)、(3)、(4)，做空白试验。

甲醛释放量计算公式如下：

c＝f×(a–b)×1800/A

其中，c为甲醛质量浓度，单位为mg/L；f为标准曲线的斜率；a为甲醛溶液的吸光度；b为空白液吸光度；A为试件表面积，单位为cm²。

由甲醛释放量的计算公式可知，吸光度越高，表示甲醛质量浓度越高。因此，可由吸光度值的大小判定甲醛释放量的大小。

变化率的计算公式为：

变化率＝(B₀-B₁)/B₀*100％

其中，B₀为空白例的吸光度，B1为对比例/实施例的吸光度。

由变化率的计算公式可知，变化率越高，降醛效果越佳。

实验结果如表1所示。

表1不同热处理工艺对人造板材甲醛含量的影响

样品	处理条件	吸光度	变化率
				空白例	未处理	0.592	-
对比例1	120℃4h	0.421	28.9％
				对比例2	80℃4h	0.409	30.9％
实施例1	①预热：60℃3h；②恒温：120℃2h	0.247	58.28％
				实施例2	①预热：50℃4h；②恒温：110℃4h	0.269	54.56％
实施例3	①预热：80℃2h；②恒温：130℃1h	0.293	50.51％

由表1的实验结果可知，实验例的数据均优于空白例和对比例，表明将人造板材经预热-加热-恒温处理后，其对板材的降醛效果最佳，最佳可达58.28％。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。