книги из ГПНТБ / Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий

д. в. ж у к о в

ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ТЕХНИКА СУШКИ

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ

М О С К В А

С Т Р О И II 3д л Т

1 9 7 4

‘ЛикТТЗйм'ЛЫ!-. ЗлЗ^МШР

УДК G91 : 699.86] : 666.047

' М - 1Ш % ~

© Строниздат, 1974

047(0!)—74

П Р Е Д И С Л О В И Е

Бурное развитие химической и нефтехимической про­ мышленности, металлургии, строительство мощных энер­ гетических установок, жилищное и промышленное строи­ тельство в СССР требуют увеличения выпуска теплоизо­ ляционных изделий и повышения их качества. Это может быть достигнуто в первую очередь за счет роста мощно­ сти действующих цехов и заводов, лучшего использова­ ния имеющихся производственных мощностей, обновле­ ния и модернизации оборудования, а также внедрения и освоения более прогрессивных технологий и изделий.

Одной из важнейших операций в технологии тепло­ изоляционных изделий является сушка. Она занимает до 90% продолжительности всего производственного цикла и на нее расходуется не менее половины всех производ­ ственных затрат. Как технологическая операция сушка определяет и технологию всех предшествующих и после­ дующих этапов производства и обусловливает подчас не­ обходимость разработки совершенно новой технологии теплоизоляционных изделий'.„ ‘Так, при старом способе производства жестких минераловатных плит на битум­ ном связующем продолжительность сушки составляла не менее 20 ч, что исключало возможность конвейерного производства таких изделий. Разработка новой техноло­ гии минераловатных плит на синтетических связующих, при которой продолжительность сушки изделий была сокращена до 10—20 мин, позволила организовать кон­ вейерное производство изделий.

Вместе с тем сушка является совокупностью процес­ сов переноса тепла и влаги, сопровождающихся структур­ но-механическими, а иногда и химическими изменениями, обусловливающими формирование и закрепление основ­ ных свойств теплоизоляционных изделий — их пористо­ сти, объемной массы, прочности. Характер протекания процессов тепло- и влагообмена во время сушки зависит

Г Л А В А I ____________________________________________________

КОНВЕКТИВНАЯ СУШКА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

1.Свойства теплоизоляционных изделий

итехника их сушки

Оптимальные параметры режима сушки, обеспечива­ ющие получение изделий высокого качества в наиболее короткий срок и с наименьшими затратами, обусловли­ ваются физическими свойствами сформованных изделий, их размерами, формой связи влаги с материалом и техно­ логическим назначением процесса сушки.

Теплоизоляционные изделия за счет высокой пористо­ сти имеют пониженный объемный вес и высокие теплоза­ щитные свойства. Пористость ряда изделий достигается введением повышенного количества воды в формовочную массу. У некоторых изделий начальное влагосодержание увеличивают также, вводя в рабочую массу водный раствор связующих веществ. Таким образом, первым отличительным свойством теплоизоляционных изделий как объектов сушки является их высокая начальная влажность. Кроме того, сушка теплоизоляционных изде­ лий — не только процесс удаления влаги, но и процесс формирования нужной структуры изделия для получе­ ния требуемой прочности и объемного веса. Как извест­ но, большинство влажных материалов в процессе сушки имеет усадку, вызывающую их растрескивание и, следо­ вательно, ограничивающую скорость сушки изделий. Трещины образуются в результате предельных напряже­ ний, вызванных неизбежной при конвективной сушке не­ равномерностью сушки, и усадки внешних и внутренних слоев и отдельных участков изделия. Степень неравно­ мерности усадки изделий, а следовательно, и выбор па­ раметров режима сушки зависят, конечно, от величины общей относительной усадки б.

Таким образом, коэффициент относительной усадки,

5

вообще говоря, является критерием, характеризующим степень чувствительности изделий к сушке. Усадка обыч­ но пропорциональна количеству испаряемой влаги из изделия, т. е. его начальной влажности. Однако влага в структуре некоторых теплоизоляционных изделий раз­ мещена между жесткими частицами рабочей массы, со­ прикасающимися одна с другой и сформированными в несжимающийся при сушке каркас. Следовательно, не­ смотря на высокую начальную влажность, такие изделия имеют незначительную усадку при сушке, благодаря че­ му допускается применение интенсивных режимов сушки.

Вследетвие высокой начальной влажности теплоизо­ ляционные изделия имеют, как правило, незначительную прочность после прессования или формования, поэтому их сушат на металлических поддонах или в формах.

По технологическому назначению процессы сушки теплоизоляционных изделий разделяют на две группы:

1)сушка как предварительная технологическая опе­ рация в производстве обжиговых изделий, при которой формируются их определенные физические свойства, обеспечивающие проведение последующих технологиче­ ских операций;

2)сушка как единственный способ тепловой обработ­ ки отформованных безобжиговых изделий и конечная операция в технологии их производства; здесь требуемые структурно-механические свойства изделий формируются окончательно за счет протекания физико-химических превращений в изделиях.

Конечная влажность изделий ш2 до некоторой степе­ ни зависит также от назначения процесса сушки.

Основные свойства исследованных теплоизоляцион­ ных изделий приведены в табл. 1. Из данных, приведен­ ных в этой таблице, следует, что начальная влажность теплоизоляционных изделий достигает 800%. Низкая ко­ нечная влажность обжиговых изделий после сушки объ­ ясняется тем, что при более высокой влажности изделия не имеют прочности, необходимой для садки их в обжи­ гательную печь. Перлитобитумные изделия в конце суш­ ки подвергают тепловой обработке, необходимой для расплавления и равномерного распределения битума по всей массе изделия. Естественно, что при таком режиме сушки их конечная влажность будет невысокой. Наи­ большую усадку имеют высокотемпературные перлито-

6

Продолжение табл. 1

Над чертой — усадка по длине, под чертой — усадка по высоте.

вые изделия; они являются наиболее чувствительными к сушке. Усадка при сушке изделий на битуме и цементе практически отсутствует, поэтому параметры режима сушки данных изделий могут быть очень жесткими.

На заводах Советского Союза для конвективной суш­ ки безобжиговых и обжиговых изделий используют в ос-

Рис. 1. Туннельная противоточиая сушилка

/ — центральный нагнетательный канал; 2 — туннель с вагонетками; 3 — цент­ ральный вытяжной канал

новном туннельные сушилки. Конвейерные установки применяют редко и главным образом потому, что отсут­ ствуют надежные решения по механизированным спосо­ бам садки и выгрузки изделий с движущихся этажерок конвейера. В туннельных сушилках для погрузки и раз­ грузки изделий на вагонетках применяют снижатели, ручные работы на этих операциях исключены.

Туннель сушилки (рис. 1) загружают вагонетками с изделиями. Горячий теплоноситель подают с левого кон­ ца туннеля из центрального нагнетательного канала, расположенного снизу или сверху туннеля. Вагонетки движутся навстречу теплоносителю, поэтому такие су­ шилки и называют противоточными. Поступившая в тун­ нель вагонетка с изделием попадает вначале в среду влажного теплоносителя с пониженной температурой, а затем по мере подсушки изделий и продвижения вагонет­ ки вперед встречает более сухой теплоноситель с более высокой температурой. Насыщенный влагой теплоноси­

10