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兴安落叶松干燥过程中VOCs产生机理及防治

佟立成

  本研究采用理论分析和实验相结合的方法,首先从理论上分析产生VOCs的原因和影响VOCs挥发的因素,通过实验确定了兴安落叶松干燥过程中VOCs的组成和含量,以及干燥温度及初含水率对VOCs挥发的影响程度,根据理论分析和实验结果,建立了干燥温度和初含水率与VOCs挥发量之间的关系;最后提出了减少VOCs挥发的措施。本研究的主要结论如下:1、兴安落叶松干燥过程中产生的成分主要包括萜烯类、醇类、芳香族化合物及其衍生物、醛酮类及其衍生物、饱和烃类等,其中,醛酮类及其衍生物在VOCs中所占比重最大,其次是萜烯类、芳香族化合物及其衍生物、醇类,饱和烃类所占比重最小。2、兴安落叶松干燥过程中VOCs的挥发量与干燥温度和初含水率之间的关系为:H=-871.92+10.45T+837.45W(H-挥发量,T-干燥温度,W-初含水率),从中可以看出,干燥温度和初含水率与VOCs的挥发量呈线性关系。干燥温度和初含水率对兴安落叶松干燥过程中VOCs的产生影响最为显著。在干燥温度为70℃-100℃,初含水率30%-60%阶段,VOCs挥发量主要受木材初含水率的影响,其影响程度高于干燥温度3、兴安落叶松干燥过程中VOCs产生的主要原因是木材主要成分(纤维素、半纤维素和木素)的受热分解和木材提取物成分的挥发。其中,木材提取物成分的挥发对干燥过程中VOCs的产生起主导作用。4、干燥过程中,在不同的干燥温度和初含水率条件下,木材提取物挥发出的化合物的种类也不同。5、木材中VOCs的挥发具有时间效应,即随着时间的延长,VOCs的挥发量越来越小,直至最终达到某一恒定值。如果升高干燥温度和增大木材初含水率,将进一步激发木材中VOCs的挥发。6、减少兴安落叶松木材干燥过程中VOCs产生的干燥工艺主要有:① 当干燥温度一定时,降低初含水率可以减少VOCs的产生。② 由于初含水率对VOCs产生的影响比干燥温度显著,所以在制定干燥工艺时,应首先考虑初含水率对VOCs产生的影响,兴安落叶松在窑干之前最好先进行气干,降低其初含水率。本研究的主要创新点如下:1、设计了干燥过程中VOCs的采集装置,并将其与木材干燥设备组合,形成了完整的木材干燥和气体采集装置。实验结果证明:该装置作为研究木材干燥过程中产生的VOCs是合适的。2、国外的一些研究结果认为针叶材干燥过程中产生的VOCs主要是萜烯类化合物,本研究通过实验测定了兴安落叶松干燥过程中产生的VOCs主要是醛酮类及其衍生物。3、提出了减少兴安落叶松木材干燥过程中VOCs产生的干燥工艺。……   
[关键词]:木材;VOCs;干燥温度;初含水率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京林业大学2004年
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