Способ сушки гипсовых изделий

lСОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСК РЕСПУБЛИН А РЕТЕНИЯ У вЩ.".ю т;.-:; НИ ТВ ВИДЕТЕЛ АВТОРСКОМ чест тель 57) СПОпреимушв, путеешенияодводомс я те(54) ЛИЙ, лист перем ным ш и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР (53) 66.047.773.34.047.1(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 139233, кл. С 04 В 13/14, 1960.2. Авторское свидетельство СССР Р 607459, кл. Г 26 В 3/04, 1975. ОБ СУИКИ ГИПСОВЬХ ИЗД ственно гипсокартонны их последовательного ерез эоны с конвектив тепла, о т л и ч а ючто, с целью интенс фикации процесса и повышения ка ва сушки, во всех зонах дополниосуществляют радиационный подводпла от излучающих поверхностей, при этом в первой зоне .осуществляют сначала конвективный подвод, затем радиационный, а во второй и третьей зонах - наоборот, причем в первой и во второй зонах радиационный подвод ведут при интенсивности потока 5000-7000 ккал/мч, температуре излучающих поверхностей 350-400 С, а конвективный подвод - при температуре теплоносителя 230-250 С и влагосодержании 115-125 г/кг сухого воздуха, в третьей зоне радиационный подвод ведут при интенсивности пбтока 2500-3000 ккал/м ч и температуре излучающих поверхностей 250-290 С, а конвективный подвод - при температуре теплоносителя 125-140 С и влагосодержании 75-85 г/кг сухого воздуха.Изобретение относится к сушкекапиллярно-пористых тел, преимущественно гипсокартонных листов, котораяосуществляется в многоярусных конвей.ерных сушильных установках при противоточнопрямоточной схеме движения 5теплоносителя и материала.Трудность при сушке гипсовых изделий состоит н том, что гипс, являясьтермонеустойчивым материалом, дегидратирует при повышении его температу- дры свыше 70-800 С, что ведет к снижению прочности высушенных изделий,Для изделий, армированных картоном,дегидратация гипса нызываЕт отклеинание картона от Гипсового сердечника, обгорание его и т.д. Эти трудности значительно возросли при переходе на новый листовой гипсовый материал - гипсокартонные листы. В отличие от широко распространенной ранее сухой гипсовой штукатурки сер,дечник гипсокартонных листов содержит ровинг 1 резанный жгут из стеклянных комплексных нитей 1, поризирувшее средство, клевшие вещества,причем толщина гипсокартонных листов 12-18 мм вместо 10-12 мм длясухой гипсовой штукатурки.Известные способы сушки сухой гипсовой штукатурки (СГИ ) в действующих многоярусных сушильных установках предусматривают максимальную интенсификацию процесса сушки материалан первом периоде обезвоживания, азатем последовательное снижение температуры теплоносителя во втором и 35третьем периодах с тем, чтобы не допустить дегидратации гипса и отклеивания картона от гипсового сердечника.Известен способ сушки сухой гипсо вой штукатурки в многозонной сушилкепри установлении средней температурытеплоносителя 240-250 С, скорости1,5-2,0 м/с и влагосодержании 85100 г/кг сухого воздуха в тех зонахсушилки, где процесс сушки протекает в первом периоде с последующимснижением температуры до 80-110 сС прискорости 1-1,5 м/с и влагосодержании 130 г/кг сухого воздуха в зоне,где процесс сушки происходит во вто,ром периоде, с тем, чтобы при наступлении углубления зоны испарения температура обеэвоженннх верхних слоевгипса ие достигала 70 0 С, что исключает их дегидратацию и связанное с 55этим отклеивание картона 1 3,Однако этот способ не обеспечивает достаточной интенсивности процесса теплообмена, н связи с чем является неэкономичным, 60Известен также способ сушки гипсовых иэделий, например сухой гипсовойштукатурки, путем их последовательного перемещения через зоны с конвективным подводом тепла. Изнестный способ при сушке сухой гипсовой штукатурки предусматривает поддержание в зонах следующих параметров теплоносителя: 1 зона - температура 300-320 С, влагосодержание 105-110 г/кг сухого воздуха, П зона - температура 200- 220 С С, влагосодержание 80-90 г/кг сухого воздуха; 9 зона - температура 70-80 С, влагосодержание 65-70 г/кг сухого воздуха. При таких параметрах теплоносителя обеспечивается высокая производительность и экономичность работы сушильной установки 23.Однако исследования процесса сушкигипсокартонных листов на экспериментальных установках и опыт работы действующих на заводах сушильных установок, выпускающих гипсокартонные листы, показали, что использование известных для сухой гипсовой штукатурки режимов сушки приводит к ухудшенив качества материала (дегидратации поверхностного слояиз-за недостаточного подвода влаги из внутренних слоев материала к наружным и обгоранию кромок листова снижение температуры теплоносителя приводит к значительному возрастанию длительности процесса обезноживания листов.Так для гипсокартонных листов с сухой гипсовой штукатуркой одинаковой толщины продолжительность процесса сушки может увеличиться на 30-40.Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение качества сушки гипсокартонных листов.Цель достигается тем, что согласно способу сушки гипсовых изделий путем их последовательного перемещения через зоны с конвективным подводом тепла во всех зонах дополнительно осуществляют радиационный подвод тепла от излучающих поверхностей, при этом н первой зоне осуществляют сначала конвективный подвод, затем радиационный, а но второй и третьей зонах - наоборот, причем в первой и во второй зонах радиационный подвод ведут при интенсивности потока 5000- 7000 ккал/мч, температуре иэлучающих поверхностей 350-400 С, а конвектинный подвод - при температуре теплоносителя 230-2500 С и влагосодержании 115-125 г/кг сухого воздуха, в третьей зоне радиационный подвод ведут при интенсивности потока 2500- 3000 ккал/мч и температуре излучаюших поверхностей 250-290 С, а коннектинный подвод - при температуре теплоносителя 125-140 С и влагосодержании 75-85 г/кг сухого воздуха.Использование радиационного теплового потока, позволяющего проникнуть. на некоторув глубину в материал, способствует равномерному нагреву многокомпонентного сердечника и устойчивому образованию гипсовых шпонок в порах картона, обеспечивавших прочное скрепление последнего с гипсовымсердечником, а также создает условиядля интенсивной диффузии влаги к поверхности изделий. Пародепрессионныйэффект картонной армировки в своюочередь приводит к возрастанию температуры материала и, следовательно,влагопроводности его. Таким образомобеспечивается интенсивная, равномерная по всей ширине листа сушка материала в первом периоде, гипсовые шпон 10ки в порах картона упрочняются, исключается дегидратация их и предотвращается возможность нарушения связикартона с гипсовым сердечником,Последовательное чередование ради ационного и конвективного подводатепла в первой и во второй зонах позволяет организовать высокоинтенсивныйпроцесс обезвоживания в первом перио-де. Во второй зоне увеличение продолжительности первого периода посравнению с прототипом:приводит куменьшению второй критической влажности материала, исключает перегреви дегидратацию поверхностных слоевгипса на стадии высокоинтенсивнойсушки.Применение радиационного подводатепла в начале третьей зоны такжеобеспечивает равномерность обезвоживания по ширине листа и исключает 30обгорание картона во втором периодесушки,Радиационный подвод тепла осуществляют от излучающих поверхностей,,выполненных в виде коробов-сопел, 35агреваемых теплоносителем, поступающим от теплогенераторов.На фиг. 1 схематически показанаустановка,работающая по предлагаемому способу; на фиг. 2 - поперечный разрез установки в месте распределительных коробов; на Фиг. 3 - разрез А-А на Фиг. 2; на Фиг. 4 - расчетные значения тепловых потоков ( радиационного и конвективного ) от температуры излучающих поверхностей:кривая Ь - удельный радиационный тепловой поток от наружной поверхностиканалов-сопел к материалу, прямыеЬ- Е - удельные конвективные тепловыепотоки от теплоносителя к внутренней 50поверхности сопел соответственно прискорости движения 15, 20,30 и 50 м/с,Совместный анализ графиков фиг. 4и расчетов интенсивности сушки гипсокартонных листов на сопловом участке 55показал, что оптимальные условияобезвоживания обеспечиваются при создании радиационных потоков интенсивностью 5000-7000 ккал/и ч, температура стенки сопел при этом должна составлять 350-400 С, а средние параметры теплоносителя, движущегося в соплах, следующие: температура 430450 ОС, скорость 20-50 м/с и влагосодержание 75-85 г/кг сухого воздуха. Увеличение коэффициента тсплоотдачи от теплоносителя к внутренней поверхности сопел достигается изменением скорости теплоносителя в указанных пределах и использованием внутрисопел турбулизирующих насадок.Увеличение интенсивности радиационного потока или же температурытеплоносителя в зонах вьюе указанныхпределов приводит к сокращению продолжительности первого периода сушки,возрастанию критических влажностейи углублению зоны испарения, ведущихк дегидратации и обгоранию картона.Снижение указанных параметров ведетк увеличению обшей продолжительностипроцесса обезвоживания и снижениюпроизводительности сушильной установки. Кроме того, уменьшение влагосодержания теплоносителя в первой ивторой зонах оказывает существенноевлияние на температуру и влагопроводность материала, сокращается потоквлаги из центральных слоев к поверхностным, что приводит к сокрашениюпервого периода сушки, углублениюзоны испарения и потери связи картонас гипсовым сердечником,Установка для сушки гипсокартонных листов содержит теплогенераторы1, 2 и 3, каналы 4,5 и б для подачигорячего теплоносителя от теплогенераторов в многоярусную сушильную камеру 7, сопла 8, циркуляционные вентиляторы 9, 10 и 11 соответственнодля первой, второй и третьей зонустановки, выхлопную трубу 12, рециркуляционные каналы 13 и 14, канал 15подачи отработанного теплоносителявторой зоны в теплогенератор 3 третьей зоны, дополнительный ввод 16 холодного воздуха и распределительныекороба 17,Установка .работает следующим обра 1 з ом.Газовоздушная смесь из теплогенератора 1 с требуемыми параметраминаправляется по каналу 4 в распределительные короба 17, расположенныесимметрично на боковых стенках камеры 7, а затем - в сопла 8 первойзоны. На этом этапе происходит интен=сивный радиационный теплоподвод клистам, проходящим между соплами 8,причем обгорания торцевых участковлистов картона, обычно имеющего место при высокоинтенсивном конвектив-,ном обезвоживании, не происходит,так как до этого изделия уже обдувались в противотоке теплоносителем,вышедшим из распределительного соплового участка и имеющим пониженную температуру. Просасывание теплоносителямежду ярусами камеры в противотоке сматериалом осуществляется при помощивентилятора 9, Отработавший теплоноситель первой зоны полностью возвращается по каналам 13 и 14 к теплогене1108308 раторам 1 и 2. Во второй зоне осушествляют сначала радиационный теплоподвод, а потом - конвективный впрямотоке.с листами,Отработавший теплоноситель второйзоны при помощи циркуляционного вентилятора 10 по каналу 15 подается втеплогенератор 3, Горячий теплоноситель по каналу б поступает в последнюю зону установки, работа которойаналогична второй зоне. Отработавший 10теплоноситель после третьей зоны припомоши отсасывающего вентилятора, 11через выхлопную трубу 12 полностьювыбрасывается в атмосферу. Все трубо-,проводы, снабжены регулировочными шиберамн.П р и м е р. На экспериментальной установке проводится сушка гипсокартонных листОв. Для получения сравнительных данных листы высушивают при одиннадцати режимах. Результаты испытаний приведены в таблице,(С - температура теплоносителя, С; 3 - влагосодержание теплоносителя при конвективном теплоподводе, г/кг сухого воздуха; -удельный радиационный тепловой поток, кктч). Известный 1 - 300 105 - 200 80 - 70 Наблюдаетсяотклеивание картона от гипсового сердечника,обгорание, потеря прочности 65 2 - 320 110 - 220 90 - 80 70 Прототип 3 " 250 100 - 160 80 - 65 60 В 1,5 раза посравнению с СГШснижается интенсивность сушки Предлагаемый4 5000 230 115 5600 230 115 2500 125 Качество листовсоответствуетГОСТУ, сокрашается на 40-60длительностьсушки 5 7000 250 125 7000 250 125 3000 140 85 6 3500 230 115 3500 230 115 1700 125 7 5000 180 115 5000 180 115 2500 100 75 Качество материала соответствует ГОСТУ, продолжительностьсушки увеличивается на 20-25 75 8 8000 250 125 8000 250 ,125 4500 140 Дегидратация гипса, отклеиваниекартона, дляпримера 8 - обугливание картонаво Й и И зоне. 9 7000 300 125 7000 300 125 3000 19085 10 8000 250 90 8000 250 90 4500 140 65 Дегидратация гипса, отклеивание и обугливание картона (для примера 10 - начиная с 1 зоны),11 7000 250 85 7000 250 85 3000 140 60 В примерах 1,2,4 и 5 приведены нижние и верхние пределы рекомендуемых параметров; в примере 3 параметры теплоносителя снижаются во избежание ухудшения качества; в примерах 6-11 значения параметров теплоносителя выходят эа пределы рекомендуемых параметров.1108308 Ф,Ябан фие,2 Как видно нз таблицы, использование известного высокотемпературного способа сушки сухой гипсовой штукатурки для обезвоживания гипсокартонных листов приводит к ухудшению их качества: в результате дегидратации 5 гипса не успевают образоваться гипсовые шпонки, снижается прочность листов, происходит отклеивание картона от гипсового сердечника.Снижение параметров теплоносителя ниже значения прототипа пример 3) обеспечивает качественную сушку материала, но при этом продолжительность процесса обезвоживания возрастает в 1,7 раза. Предлагаемый способ сушки обеспечивает высокоинтенсивную качественную сушку гипсокартонных листов.Снижение рекомендуемых параметров например б - снижение интенсивности удельного радиационного потока, пример 7 - снижение температуры теплоно" сителя при конвективном теплоподводе 1 увеличивает продолжительность процесса сушки на 20-25,Превышение рекомендуемых парамет" ров пример 8 - увеличение радиационного потока, пример 9 - увеличение температуры теплоносителя), а также снижение влагосодержания теплоносителя в зонах примеры 10 и 11) приводят к дегидратации гипса, отклонению и обугливанию картона, снижению прочности листов.Повышение влагосодержания выбрасываемого теплоносителя способствует повышению экономичности работы сушильной установки.Конвективно-радиационная сушка гипсокартонных листов по предлагаемому способу гарантирует высокоинтенсивный процесс и высокое качество высушенных изделий./5 ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная Фил ИФЛО ИОО 8/28 Тираж 667 Под ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб.