Способ сушки высоковлажных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 11321 А К АВТОРСКОМ оненко Руденк пенскии й науч- ельных И/ао/ 20 Фиг. 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АНИЕ ИЗОБРЕ ВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт газа АН УССР, Иркомбинат Победа, Государственньно-исследовательский институт строиматериалов и изделий(54) (57) СПОСОБ СУШКИ ВЫСОКО- ВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ путем их перемещения и обдува потоком газообразного теплоносителя в два этапа, между которыми осуществляют частичный отбор отработавшего теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества процесса при сушке листовых гидрофобизированных материалов и сохранения их водоотталкиваюш,их свойств, на первом этапе обдув ведут теплоносителем с температурой, на 180 - 210 С превышающей температуру деструкции гидрофобизатора, а частичный отбор отработавшего теплоносителя осуществляют в пределах 60 - 70% от общего его количества, причем на втором этапе температуры теплоносителя снижают со скоростью 4 - 5 С на процент удаляемой влаги и заканчивают его при достижении гидрофобизатором температуры начала деструкции с последующим удалением оставшегося теплоносителя.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области сушки,с циркуляцией теплоносителя над поверхностью, преимущественно высоковлажныхтеплоизоляционных гидрофобизированныхматериалов, и может быть использовано впроизводстве строительных, теплозву коизоляционных материалов с водоотталкиваюгцими (гидрофобными) свойствами.Известен способ сушки гипсовых изделий путем их постадийного нагрева в потоке теплоносителя и изотермической выдержки, при этом на первой стадии изделия нагревают при их перемещении в прямотокес теплоносителем до 40 - 50 С и влажности23 - 27/о, на второй стадии нагрев ведут впротивотоке с теплоносителем до 75 - 80 Си влажности 15 - 17 О/о, а изотермическую выдержку осуществляют после обеих стадийнагрева до достижения изделиями влажности 10 - 12/о при обдуве прямоточным потоком теплоносителя, после чего изделия охлаждают в противотоке с охлаждающимагентом 1 .Недостатком данного способа являетсяего непригодность для сушки высоковлажных листовых гидрофобизированных материалов.Известен способ сушки листовых высоковлажных материалов, преимущественно базальтового теплоизоляционного картона, путем обдува поверхности материала нормально направленным газообразным теплоносителем, при этом в качестве газообразноготеплоносителя используют продукты сгорания, превышающими температуру теплостойкости материала, на 700 - 720 С, а обдувведут при скорости снижения температурытеплоносителя, равной 2,5 С на процент удаленной влаги 2.Недостатками известного способа являются локальные перегревы материала и недостаточная скорость снижения температуры, которые при сушке гидрофобизированных материалов приводят к потере материалом водоотталкивающих свойств.Наиболее близким к предлагаемому является способ сушки высоковлажных материалов путем их перемещения и обдува потоком газообразного теплоносителя в дваэтапа, между которыми осуществляют частичный отбор отработавшего теплоносителя 3.Недостатком данного способа являетсянеудовлетворительное качество процессасушки,Цель изобретения - повышение качества процесса при сушке листовых гидрофобизированных материалов и сохранение ихводоотталкивающих свойств.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу сушки высоковлажных материалов путем их перемещения и обдувапотоком газообразного теплоносителя в дваэтапа, между которыми осуществляют частичный отбор отработавшего теплоносителя, на первом этапе обдув ведут теплоносителем с температурой, на 180 - 210 С превышающей температуру деструкции гидрофобизатора, а частичный отбор отработавшего теплоносителя осуществляют в пределах 60 - 70 О/о от общего его количества, причем на втором этапе температуру теплоносителя снижают со скоростью 4 - 5 С на процент удаляемой влаги и заканчивают его при достижении гидрофобизатором температуры начала деструкции с последующим удалением оставшегося теплоносителя.На фиг. 1 изображен график изменения температуры теплоносителя, изменения влаги в материале и температуры материала во времени; на фиг. 2 - схема установки для реализации способа сушки; на фиг. 3 - график изменения температуры теплоносителя и влаги в материале во времени и по длине установки; на фиг. 4 - кривая изменения температуры материала от времени и длины установки.Установка для сушки высоковлажных материалов содержит автомат 1 для резки и укладки плит, роликовые конвейеры 2 сушила, автомат 3 укладки высушенного материала, горелки 4 для приготовления теплоносителя, расположенные на боковых. поверхностях по всей длине сушила, воздуховод 5 для отбора теплоносителя. Установка для сушки высоковлажных материалов работает следующим образом.Отформованный высоковлажный материал поступает в автомат 1 резки и укладки плит и на роликовые конвейеры 2 сушила, на которых материал нагревается, обезвоживается. и подается в автомат З.укладки. Скорость транспортировки материала по длине рабочего канала сушила выбрана таким образом, чтобы общая длительность процесса сушки составила 80 мин. Уровень температур (420 С) достигают регулированием количества подаваемого топлива (природный газ) в горелки 4, расположенные на первой трети длины сушильного агрегата, и регулированием количества отбираемого теплоносителя в воздуховоде 5. Контроль температуры осуществляют стационарными хромель-копелевыми термопарами, установленными над и под транспортируемым материалом в каждой секции сушильного агрегата. Скорость снижения температуры теплоносителя обеспечивается равномерным снижением расхода газа в горелках по длине сушила до установления температуры, равной температуре деструкции, применяемого гидрофобизатора. Остальное количество отработанного теплоносителя через отбор удаляют в конце процесса сушки, при этом удаление влаги в процессе обезвоживания высоковлажных материалов происходит неравномерно и по интенсивности ее удаления про40 45 50 55 цесс разбит на два периода (период сушки и досушки).На фиг. 1 кривая 1 изображает график изменения температуры теплоносителя в процессе сушки от времени; кривая 2 - убыль влаги от времени; кривая 3 - изменение температуры материала от времени.Температура материала в процессе сушки повышается (прогрев материала в процессе сушки повышается (прогрев материала) до точки А. Отрезок АБ на кривой 3 является характерным участком для сушки высоковлажных материалов и указывает, что в точке Б (конец периода сушки) удаЛилось 58 - 60/о всей влаги материала (точка К на кривой 2). Исходя из того, что в точке Б удаляется более половины всей влаги материала, для сокращения расхода топлива в этот момент (точка Б) необходимо установить отбор отработанного теплоносителя насыщенного испаряемой влагой. Отбор теплоносителя до точки Б снижает эффективность использования топлива; а отбор за точкой Б (на участке подъема температуры) приводит к перерасходу топлива на перегрев избыточного количества водяных паров в теплоносителе,Интенсивное удаление влаги из материала возможно лишь при условии обеспечения полного поглощения испарившейся из материала влаги теплоносителем и своевременным его удалением из рабочего канала сушила. Учитывая характерные особенности сушки высоковлажных гидрофобизированных материалов, отбор теплоносителя (насыщенного водяными парами) осуществляется в двух местах, причем 60 - 70/, общего количества отбирается в конце первого периода процесса (первый отбор в точке Б).При этом теплоноситель, превышающей на 180 - 210 С температуру .деструкции гидрофобизатора, не успевает перенасытиться и сохраняет способность поглощать водяные пары (табл. 1 и 2),Остальное количество теплоносителя удаляется в конце периода досушки (второй отбор в точке С).При термообработке гидрофобизированных материалов необходимо учитывать температуру деструкции (потеря водоотталкивающих свойств) гидрофобизатора, которая для различных типов гидрофобизаторов обычно выше 200 С.Пример 1. Опыты проводились по известному 12 способу. Высоковлажный гидрофобизированный материал обогревался теплоносителем, превышающем на 700 С температуру термостойкости материала (1 = =450 С), а обдув вели при скорости снижения температуры теплоносителя, равной 2,5 С на процент удаляемой влаги (табл, 1 опыт 1). Длительность процесса сушки составила 50 мин, что позволило разработать 5 10 15 20 25 30 35 агрегат с требуемой производительностью, Исследование материала на водопоглощение (определение водоотталкивающих свойств показало, что гидрофобизатор полностью разрушился и материал не обладает водоотталкивающими (гидрофобными) свойствами. Поэтому указанный способ не может быть использован для сушки гидрофобизированных материалов.Пример 2: На фиг. 1 приведены кривые, характеризующие способ сушки высоковлажных плит на основе базальтовых волокон (ПМТБи ПМТБ). Длительность процесса составляет 80 мин, длительность периода сушки - 26 - 27 мин (точка Б на кривой 3). Учитывая изложенное выше, установку первого отбора теплоносителя в сушильном агрегате осуществляем следующим образом: проектируем точку Б на кривой 1 (фиг. 3) изменения температуры материала на ось 1. (длина агрегата) и определяем место установки первого отбора 5 (фиг. 2), а второго отбора 6 аналогичным проектированием точки С.Пример 3, На фиг. 4 приведена кривая изменения температуры материала от времени и длины агрегата в процессе сушки высоковлажных перлитовых плит по предлагаемому способу. По абсолютному значению время сушки плит на основе перлита в 1,5 раза больше, чем плит на основе базальтовых волокон. Поэтому при длине агрегата 30 м материал сушится не 80 мин, а 120 мин, причем длительность периода сушки составляет 40 мин. При этом характер кривой изменения температуры материала (точки А, Б, С) аналогичны кривой 1 (фиг, 3) для высоковлажных плит на основе базальтовых волокон. Места отбора теплоносителя определяем аналогично (как в первом примере). Пример 4. Данные (см, опыт 2) по сушке гидрофобизированных плит показали, что при равномерном обогреве материала теплоносителем с температурой (210 С), не превышающей температуру начала деструкции гидрофобизатора, длительность процесса сушки плит составила 130 мин. Материал по водопоглощению полностью соответствовал установленным требованиям. Однако длительные сроки термообработки не позволяют разработать агрегат требуемой производительности,Пример 5. Листовой высоковлажный гидрофобизированный материал обогревателя теплоносителем, превышающем температуру деструкции гидрофобизатора, на 170 С (1= =380 С) а дальнейший обогрев осуществлялся теплоносителем, скорость снижения температуры которого составляет 4 - 5 С на процент удаляемой влаги, до температуры начала деструкции гидрофобизатора, Высушенный материал испытывался на водопоглощение (за 24 ч материал, помещенный вводу, может поглотить не более ЗОО/о влаги). Данные приведенные в табл. 1 (опыт 16 и 17) показывают, что образцы, которые высушены по предлагаемому способу имеют водопоглощение не более ЗОО/о, но длительность сушки высокаяПример 6. Серия опытов как в примере 3, но температура превышения температуры деструкции гидрофобизатора составила 180 - 210 С (табл. 1 опыты 6 - 15). Минимальная температура превышения составляет 180 С, а при более низкой (опыты 16 - 18) наблюдается увеличение длительности процесса сушки, что понижает производительность сушила и поточной линии в целом. Водопоглощение материала не превышает допустимой величины (30%) . Увеличение длительности процесса наблюдается также и при увеличении скорости снижения температуры (опыты 9 - 13) относительно результата опыта 14.Предлагаемый уровень температур теплоносителя в периоде сушки, который на 180 - 210 С выше температуры деструкции гидрофобизатора, при скорости снижения температуры 4 - 5( на процент удаляемой влаги в периоде досушки является наиболее рациональным.Пример 7. В отборе 1, который осуществляется в конце первого периода процесса обезвоживания, удаляется 55/О общего количества отработанного теплоносителя и водяных паров. При этом длительность процесса составила 72 мин, а температура - 195 С (опыт 1). Высокая температура отходящего теплоносителя указывает на недостаточную эффективность использования тепла, поэтому необходимо удалять теплоноситель с такой температурой, чтобы максимально использовать его тепло и обеспечить необходимую интенсивность (длительность) процесса.Пример 8. Опыт какв примере 5, но удаляется 60/о обшего количества теплоносителя. Остальные данные, как в опыте 2 (табл. 2). Пример 9. Аналогично предыдущим опытам, но в первом отборе удаляется 70/ообщего количества теплоносителя (опыт 3),Пример 10. В отборе 1 удаляется 75/,общего количества отработанного теплоносителя и водяных паров (опыт 4). Длительность процесса 82 мин, темйература отходящего теплоносителя 150 С. В этом варианте температура низкая (достаточно хорошее использование тепла), но длительность процесса значительно возросла и приконвейерном производстве получим пропорциональное снижение производительностилинии,Примеры 7 - 10 указывают, что наиболеерациональными параметрами отбора являются 60 - 70 О/ которые позволяют рационально использовать тепло и обеспечивают заданную производительность агрегата (интенсивность процесса) .Проведение исследования процесса суш 20 ки листовых высоковлажных гидрофобизированных материалов показали, что максимальная температура превышения температуры деструкции гидрофобизатора составляет 210 С, а при более высокой температуре наблюдается ухудшение гидрофобных25своиств материала (табл. 1 опыты 3 - 5),водопоглощение которого выше 30%. Приэтом скорость снижения температуры должна находиться в пределах 4 - 5 С на процент удаляемой влаги (опыты 7 - 8), Болеенизкая скорость (опыт 6) дает водопоглощение выше ЗОО/о, что не допустимо, а более высокая (опыт 9) - приводит к увеличению длительности процесса сушки,Таким образом, если в конце периода 35 сушки отбирать 60 - 70/о общего количества отработанного теплоносителя и водяных паров, а остальные - в конце периода досушки, то предлагаемый способ сушки позволяет решить вопрос получения качественных изделий с требуемыми водоотталкиваюшими свойствами при необходимой производительности сушила.1132125 Таблица 1 пп 5,0 130 210 85,0 58 2,5 500 700 72,0 64 400 600 48,0 68 2,5 300 500 32,5 72 2,5 420 210 28,0 76 4,0 420 210 26,5 78 210 420 24,0 6,0 82 420 210 24,5 78 4,0 190 400 23,0 400 79 5,0 190 10 21,0 84 6,0 400 190 390 18,0 85 6,0 12 180 17,0 79 5,0 180 390 13 14,5 4,0 78 14 180 390 4,0 13,0 82 170 380 15 11,0 87 16 5,0 170 380 8,0 4,0 140 95 350 17 Температуратеплоносителя в начальный периодсушки,С Температурапревышениятемпературы деструкции гидрофобизатора,Скорость снижения температуры напроцентудаляемой влаги до температурыначала деструкции С/% Длительностьпроцессасушки,мин Водопоглощение% Количество теплоносителя, отбираемого вовтором отборе, % Длительность процесса сушки мин Таблица 2 Температураудаляемоготеплоносителя,ф 0Составитель И. КомаТехред И. ВересТираж 666И Государственного комнтделам изобретений н отосква, Ж - 35, РаушскаяПатент, г. Ужгород, у едактор А. Ревинаказ 9411/32ВНИИПпо13035,филиал ПП оваКорректор М. ДемчнПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4