Способ сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 26 В 3 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации"тепломассообменных процессов Института технической теплофизики. АН Украинской ССР(54)(57) СПОСОБ СУШКИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ путем их обдува при последовательном перемещении через три зоны с индивидуальными параметрами теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества сушки, в первой зоне обдув ведут в течение 2-2 5 мин теплоносителемо.с температурой 210-220 С, скоростью 7-8 м/с и влагосодержанием 25-40 г/кг с.в во второй зоне обдув ведут в течении 2-3 мин теплоносителем с температурой 180-190О скоростью 7-8 м/с и влагосодержа нием 40-60 г/кг св., а в третьей зоне обдув ведут в течение 3-3,5 мин теплоносителем с температурой 120-130 С, скоростью 5-б м/с и влагосодержанием 60-80 г/кг с,в.Изобретение относится к сушке отрицательных отформированных пластин свинцовых аккумуляторов.Изнестен способ сушки отформированных пластин свинцовых аккумуляторов, обеспечивающий высокую интенсивность процесса, например, сушка в инертной парогазовой среде 1 Д .Однако такой способ энергоемок и требует сложной технологии.Наиболее близким к предлагаемо- му является способ конвективной сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов, предварительно пропитанных раствором ингибитора окисления свинца, например борной кислоты. Сушку пластин осуществляют в трехзональных сушильных установках с параметрами теплоносителя по зонам: 1 эона - температура теплоносителя 160-180 С, скорость 5-6ом/с, относительная влажность теплоносителя меньше 12, И зона - температура 140-160 С, скорость 5-6 м/с, относительная влажность меньше 12 и 1 П зона - температура 90-110 С, скорость 3-4 м/с, относительная влажность меньше 12 Время сушки при таких параметрах тепловой обработки составляет 10-15 мин. Данный способ является простым вконструктивном исполнении, поддается механизации и автоматизации ишироко распространен в технике Г 21 .Однако при таких режимах сушкикачество высушенных пластин, характеризующееся их окисленностью илиже емкостью аккумуляторных батарей,недостаточно стабильно. Окисленностьотрицательных пластин обычно составляет 7-10, иногда же возрастает до10-15,Повышение температуры теплоносителя выше укаэанных в прототипе пределон с целью интенсификации процесса сушки приводит к дальнейшему росту окисленности,Исследования показали, что окисление активной массы пластин при,температурах теплоносителя выше100-120 с С особенно интенсивно протекает при его влагосодержании50-100 г/кг с.вУстановлено, что относительнаявлажность теплоносителя н первойи второй зонах. поддерживается науровне 9-10 (Ц й 12) с единственной целью - предотвратить конденсацию водянЫх паров на металлических частях установкиОт первой зоны к третьей идет прирост влажноститеплоносителя, так как выброс всейвлаги, испаренной в процессе сушки,осущестнляют только в конце установки. Таким образом, для приведенных1015 20 2530 в прототипе тепловлажностных режймов сушки нлагосодержание теплоносителя состанляет 70-100 г/кг сухого воздуха (с,в.), т.е. находится в самыхопасных пределахЭтк обстоятельства обусловливают низкое качество отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов и невозможность кнтенскфккацик процесса кх сушки.Проведенные соответствующие исследования тепломассобменных процессон при сушке отрицательных пластин показали, что окксленке активной массы пластин происходкт н оснонном н первом периоде процесса сушки, до первой критической влажности материала.Поэтому представляется целесообразным провсдить процесс сушки но втором периоде таким образом, чтобы испарение нлаги происходило внутри материала, в условиях отсутствия влаги на его поверхности и в прилегающих к ней слоях.Цель изобретения - интенсификация процесса и улучшение качествасушки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сушки отрицательных пластин снкнцовых аккумуляторон путем их обдува при последовательном перемещении черезтрк зоны с индинидуальнымк параметрами теплоносителя, в первой зоне обцун ведут в течение 2-2,5 минтеплоносителем с температурой210-220 О , скоростью 7-8 м/с ивлагосодержанкем 25-40 г/кг с.нво второй зоне обдув ведут н течение 2-3 мин теплсно=гелем с 40 температурой 180-190 С, скоростью 7-8 м/с и нлагосодержанием40-60 г/кг с.н., а н третьей зонеобдув ведут в течение 3-3,5 мкнтеплоносителем с температурой 45 120-130 С, скоростью 5-6 м/с квлагосодержанием 60-80 г/кг с,н.При таких параметрах теплснлажностной обработки весь процесссушки идет во втором периоде, ис парение влаги происходит внутриматериала, а на поверхности и вприлегающих к ней слоях влага отсутствует, При этом соблюдаетсядна оптимальных условия: отсутствует водная пленка, способстнующая обновлению массообменной поверхности, и влага выносится кповерхности н виде пара, уменьшаяконцентрацию кислорода н пограничном слое,60Исследования показали, что длятого, чтобы окисленность пластин на первой стадии процесса сушки была минимальной, влагосодержание теплоносителя в этот периодне должно превышать 40 г/кг с.в.(относительная влажность (5),Во второй зоне, при уменьшениивлажности изделия, влагосодержание теплоносителя может возрастать до 70 г/кг с.в(относитель, ная влажность составляет 5-8).Только в третьей зоне, после углубления зоны испарения и достижения второй критической. влажностиматериала, когда влагосодержаниетеплоносителя не влияет на окисленность изделий, можно доводитьего до 60-100 г/кг с,в, (относительная влажность 10-17), Превышение этих значений приводит к резкому возрастанию окисленностиматериала.Существенное влияние на процесссушки и качество материала оказывает температура теплоносителя,особенно велико это влияние в первой зоне в сочетаний с повышенным гвлагосодержанием теплоносителя.От этих факторов существенно .зависит температура материала, Повышение же температуры материаласущественно ускоряет процесс егоокисления. Для первой эоны указанинтервал 210-220С.Окисленностьпластин при таких температурахсоответственно равна 4,9 и 3,5.Если же по прототипу снизить температуру теплоносителя до 170 С,оокисленность составит 6,7, поскольку в этом случае процесс сушки начинается в первом периоде,Необходимо отметкть, что сравнение влияния температур на качествоиэделий в этом случае проводилосьпри одной и той же относительнойвлажности теплоносителя, равной 4.Если же, следуя прототипу, принять( й 1 (например, 9, что соответствует реальной работе сушильных установок на заводах: ), тоокисленность материала при той жетемпературе теплоносителя составит 8,4,Те же закономерности наблюдаются для второй и третьей зон. Так,повышение температуры теплоносителя только во второй зоне с 160до 180 С (все остальные параметрыпо зонам остаются неизменными)снижает окисленность пластинс 5,3 до 5,1,Йивкое начальное влагосодержа-.ние теплоносителяпозволяет повысить температуру его в первой зоне до 200-220 д С без существенного повышения температуры пластин.Поэтому температура пластин присушке по предлагаемому способуна 10-12 С ниже, чем по прототи Опу к не превышает 55 С что такжеснижает окисленность активной массы. Повышение средней температурыпоносиля выше 220 "С в действующих сушильных установках можетпринести к размягчению, короблениюпластин и осыпанию активной массы.Предлагаемое повышение температуры теплоносителя в зонах позво-.лит существенно интенсифицироватьпроцесс обезвоживания пластин.1 О Доведение скорости теплоносителя в первой и второй зонах до7-8 м/с также способствует проведению процесса сушки полностью вовтором периоде Дальнейшее повиде 15 ние скорости двкжения теплоносите -ля нецелесообразно, так как существенно возрастает расход электроэнергии на двигатели вентиляторов.На чертеже схематкчески показанаустановка, реализующая предлагаемыйспособ,Установка для сушки отрицательных отформированных пластин свинцовых аккумуляторов содержит сушильный туннель 1, циркуляцконныевентиляторы 2 - 4 и калориферы 5 - 7соответственно для первой, второйи третьей зон, каналы 8 - 10 дляподачи горячего теплоносителя, патрубки 11 для отбора отработавшего,теплоносителя и выхлопную трубу 12для выброса его в атмосферу.Работа установки происходит следующим образок.В первУю зону сушильного тунне-З 5 ля 1 по каналу 8 подают теплоноситель. Он проходит через влажныеПЛ=.:.КНЫ, ПОДВЕШЕННЫЕ На цеДИ Заэаплечики, Отработавший теплоносите;-;ь первой зоны разбавляют холод 40 ным воздухом (стрелка А), подсасы-ваемым через загрузочный торец,Эту смесь через два нижних патрубка 11 р расположенных симметричновертикальной Оси установки забирают отсасывающим вентилятором 2 иподают в калоркфер 5, где вновьнагревают до начальной температуры 200-220 С, Подсос наружного воздуха через загрузсчный торец сушильной установки регулируют и производят в количестве, необходимом длявыноса из сушильной установки всейвлаги, испаряемой в ней.Часть отработавшего теплоносителя первой эоны в количестве, оавномподсосам через торец, поступаетпо перетоку (стрелка Б) во вторуюзону, где смешквается также с от.,:авшим теплоносителем и при помощи цкркуляционного вентилятора 360 поступает в калорифер б второй эоны Горячий тедлоноситель по каналу 9 поступает во вторую зону, в котсрой пластины высушиваются до второй критической влажности.1044910 Продолжительность сушки,мин Дефекты иэделиЯ кисеность ни Прим Г Предлагаемый спос 3 3 30 50 0 17 170 140 9 2 210 180 120 3 220 190 130 0 5 30 50 7,9 Размягче ние и оплавление решетки, короблени пластины 5 30 50 70 15 5 210 18 0 7 7 90 звестный способ 3 70 90 110 1 0 9 ест- боль е ас- лен- емроме ктин. шки доро; сле 60 к Часть отработаншего теплоносите ля (по стрелке В) поступает перетоком иэ второй зоны н третью, где смешивается с наружным воздухом, подсасынаемым через выгрузочный торец установки (по стрелке Г )Полученную гаэовоздушную смесь при помощи. циркуляционного вентилятора 4 третьей эоны отсасывают из установки и частично в количестве, равном подсосам через оба торца установки, выбрасывают в атмосферу по выхлопной Мрубе 12. Оставшееся его количество поступает н калорифер 7, где нагревается до требуемой температуры. Горячий теплоноситель по каналу 10 поступает на сушку н третью зону установки.Отформированные пластины высушивают в третьей зоне до влажности 0 Как видно из таблицы понижениетемпературы теплоносителя ниже210 в С н первой зоне приводит кувеличению продолжительности сушки и росту окисленности активноймассы пластин (пример 1),Понышение температуры свыше 220в первой зоне снижает окисленностьпластин и сокращает нремя их обезвоживания, Однако, при этом происходит размягчение решетки, коробление пластин, а в ряде случ,аен иссыпание активной массы (пример 4),Повышение нлагосодержания теплоносителя до значений прототипа притех же температурах его увеличивает Отсос отработавшего теплоносителя иэ нторой и третьей .зон производится аналогично отсосу из перной эоны. П Р И М Е Р, На лабораторнойустановке проводят сушку отрицательных отформиронанных пластин свинцовых аккумуляторов. Для получениясравнительных данных пластины высу шинают при шести режимах.Результаты испытаний представлены н таблице, где примеры 2-3 - соответственно нижние и верхние пределы рекомендуемых параметров по 15 зонам , причем 1, 4, 5 - параметры, выходящие за границы рекомен"дуемого режима 1 и 4 - по температурам 5 - по нлагосодержаниям теплоносителя. продолжительность процесса сушокисленность пластин(пример 5)Сушка пластин н установке по иному режиму (пример 6) показалшую продолжительность процессасравнению с рассмотренными ранпримерами и, что особенно нажнвысокую окисленность активнойсы. Как известно, чем выше окиность активной массы, тем нижекость аккумуляторных батарей,того, уменьшение окисленностиной массы в процессе спозволяет снизить расходгостоящих ингибиторон оЯ ния,1044910 Составитель Ю.МартинчикРедактор Н.Гришанова Техред .Т.Маточка Корректор А. Зимокосов Заказ 7510/35 Тираж 687 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,.Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 В проведенных опытах продолжитель(ность сушки пластин по режиму про-.тотипа составила не 15, а 19 мин,что объясняется более высокой начальной влажностью, исследуемой партии пластин, которые все же необходимо досушить до 08,Предлагаемый способ сушки отрицательных пластин свинцовых аккуму 1 ляторов позволяет интенсиФицировать процесс их обезвоживания на 30;408 улучшитьих качество, снизив окисленность активной массы до 3-5.Снижение окисленности мате риала позволит на 30-50 сократить расход ингибитора окисления раствора борной кислоты.