Рациональные режимы сушки изделий из перлита


В институте ВНИПИ Теплопроект нами был исследован процесс сушки теплоизоляционных изделий с целью выявить наиболее рациональные режимы и возможности получения изделий максимальной механической прочности.

В перлитоцементных изделиях, изготовленных на вспученном перлите и поотланшементе (марки 400) и влагосодержание около 150% во много раз больше, чем требуется для твердения цемента. Поэтому целесообразно совместить процессы твердения и сушки, во время которой происходит гидротермальная обработка под действием высокой температуры. Прочность, достигаемая при пропаривании, а также и при последующей изделия, ниже прочности, получаемой с применением только одной сушки.

Чтобы ускорить твердение, необходимо в начале сушки быстро нагреть изделие. Для этого достаточно иметь температуру сушильного агента 150°С. снижающуюся до 90—80°С за два часа при скорости 3 м/се. Темпертура около 90°С поддерживается (гнс. 1) примерно в течение 10 ч, пока влагосодержание в изделии не снизится от начального до 6%. Предел прочности при изгибе Достигает 75% от прочности нормального вызревания. Дальнейшая сушка приводит к снижению прочности из-за быстрого накопления гидратных новообразований. вызывающих напряжения.

Другим препятствием к достижению максимальной прочности изделия во время сушки является углубление зоны испарения в толщу материала. Для более полного использования цемента необходимо, чтобы влага перемещалась к поверхности материала в жидком виде, а не в виде пара, поэтому важно, чтобы был мягкий режим, создающий более благоприятные условия твердения, чем при обработке в пропарочной камере (рис. 2).

Влагосодержание при сушке постепенно уменьшается, и раствор минералов цемента становится пересыщенным (по отношению к новообразованиям), быстрее кристаллизуется с образованием меньших по величине кристаллов, что способствует снятию внутренних напряжений при кристаллизации. Уменьшается также возможность растворения контактов между кристаллами.

Сушилка для пертитоцементных изделий должна иметь зоны подогрева и медленной сушки, при которой происходит твердение. Зона досушки требуется.

Связкой в них служит огнеупорная часоварская глина марки 40. Для установления об части безопасных режимов сушки (з отношении возможных появлений трешки в изделиях) опытами в циркуляционной сушилке найдены пределы допускаемых величин массообменного критерия Кирпичева), определяющего отношение потока влаги с поверхности изделия к потоку ее, поступающему изнутри изделия к его поверхности. Эти величины вычислены на образцах промышленных размеров в моменты появления трещин . Область допустимых величин находится под кривой на рис. 3. По ней можно судить, насколько интенсивно следует сушить изделия при разном влагосодержании, если знать (по данным других опытов) зависимость от влагосодержании коэффициента потенциалопроводности для влагопереноса.

Полученный на циркуляционной сушилке оптимальный режим был применен в камерной полупромышленной сушилке. По результатам опытов на этой сушилке установлено, что изменения Kim происходят в пределах, определенных ранее. Рост прочности изделий начинается после окончания усадки, когда влагосодержание становится ниже 50%. В течение 15 ч от начала сушки усадка изделии, и режим должен быть мягким. Температуру сушильного агента в этот период надо поднимать постепенно по кривой, приведенной на рис. 4. Относительная влажность его в начале процесса должна быть не менее 80% и не падать в течение первых шести ч сушки ниже 70%. Допускается дальнейшее равномерное понижение относительной влажности, но не менее 40% по истечении 15 ч сушки. Скорость сушильного агента в течение всего процесса — около 2 м/гек.

При рекомендованном режиме сушки наблюдается почти линейное изменение влагосодержания во времени:


При интенсивной конвективной сушке рассматриваемых изделий толщина их влияет на ее длительность в меньшей степени, чем это наблюдается при сушке, например, строительных керамических изделий. Это явление можно объяснить эффектом теплового скольжения паро-воздушной смеси в макропорах изделий.

Для проектирования и эксплуатации промышленных сушилок важно знать, как влияет на интенсивность сушки расположение скорлуп в газовом потоке. Поставленные в камерной сушилке опыты свидетельствуют о том, что изделия одинаково сохнут при расположении вдоль н поперек потока сушильного агента при скорости 2 м/сек.

По рекомендованному режиму спроектированы сушилки для ряда строящихся заводов, которые уже эксплуатируются на заводах теплоизоляционных изделий в Апрелевке и Советске Московской обл.