Вакуумная линия по производству глиняных кирпичей VP75 с туннельной печью

В производственной практике спеченного кирпича сушка является одним из ключевых звеньев, обеспечивающих прибыль предприятия. Без выхода и качества сухих заготовок нет никакой выгоды для бизнеса. Подготовка и формование смеси на начальном этапе сушки и обжиг на заключительном этапе сушки оказывают большое влияние на повышение эффективности предприятия, но в настоящее время сушка стала наиболее важным процессом.

Будь то небольшое предприятие, обжигающее заготовку в печи Хоффмана с естественной сушкой, производственная линия туннельных печей с вторичным обжигом или современная крупномасштабная производственная линия туннельных печей с первичным обжигом, процесс сушки влажных заготовок по-прежнему является ключевым фактором, ограничивающим объемы производства и качество спеченного кирпича. Факторы играют решающую роль в уровне эффективности предприятия. Поэтому ключевым звеном в увеличении объемов производства спеченного кирпича должно быть именно сушка, а не обжиг.

(1) Источник и форма влаги

Процесс удаления влаги из сырого продукта называется сушкой.

Вода в зеленом теле состоит в основном из трех частей: свободной воды, адсорбированной воды и химически связанной воды.

Свободная вода также называется механической водой или свободной водой: она распределена между частицами и в капиллярах, связи ослаблены, и её легче удалить. Свободная вода удаляется на стадии сушки, и её объём уменьшается.

Адсорбированная вода: прикреплена к поверхности частиц, ее количество зависит от температуры и влажности окружающей среды и находится в определенном равновесном состоянии, то есть обратимо изменяется в зависимости от условий окружающей среды, а объем остается неизменным.

Химически связанная вода: она содержится в молекулярной структуре минералов, связь прочная, и для её удаления требуется большое количество энергии. Содержание химически связанной воды невелико, поэтому температура на выходе из секции предварительного нагрева обжиговой печи обычно составляет 430℃–750℃.

При соблюдении заданных условий сушки влагу в сыром зерне можно разделить на свободную влагу и равновесную влагу, при этом на стадии сушки необходимо максимально удалить свободную влагу.

С технологической точки зрения, влага в кирпиче образуется из самого сырья, содержащего воду, в процессе первого и второго перемешивания, а также при добавлении воды в экструдер. Содержание влаги в кирпичах, произведенных различными способами формования, существенно различается. На практике часто стремятся к чрезмерному выходу продукта, что снижает давление экструзии самана, приводя к снижению прочности и увеличению влажности самана.

Некоторые марки кирпичей имеют высокие показатели, что серьезно превышает несущую способность нижних кирпичей, и выход готовой продукции очень низок. При условии соблюдения определенных требований следует стремиться к использованию формовочного процесса с низким содержанием влаги, который обеспечит отсутствие деформации или растрескивания кирпичей после их размещения на тележке печи, а также позволит нижним кирпичам выдерживать давление верхнего блока.

(2) Механизм сушки зеленого тела

В сушильной камере сушильная среда (отработанное тепло и горячие дымовые газы) передает тепло на поверхность заготовки посредством теплообмена. После нагрева поверхности заготовки тепло передается внутрь заготовки путем теплопроводности, что представляет собой процесс теплопередачи. После нагрева поверхности заготовки вода испаряется, а вода внутри заготовки перемещается к поверхности из-за разницы во влажности материала, а затем испаряется с поверхности до полного высыхания заготовки, что представляет собой процесс массопереноса.

Видно, что весь процесс сушки представляет собой одновременно процесс теплопередачи и массопередачи. Процесс массопередачи можно далее разделить на два процесса: процесс испарения воды с поверхности в воздух называется внешней диффузией, а процесс перемещения воды к поверхности называется внутренней диффузией. В процессе сушки процессы теплопередачи, внешней и внутренней диффузии взаимосвязаны и протекают одновременно.

Когда среда сушки стабильна и сырое изделие не претерпевает химических изменений, процесс сушки сырого изделия можно разделить на четыре этапа:

① Этап ускорения

В сушильную камеру постоянно поступают новые автомобили. На этом этапе поверхность необработанного кузова нагревается до температуры, равной температуре влажного термометра сушильной среды, и скорость испарения воды быстро возрастает. Этот этап короткий, и количество удаляемой воды невелико. Сушильная среда имеет самую низкую температуру и самую высокую влажность.

②Изокинетическая стадия сушки

Вода, испаряющаяся с поверхности заготовки, непрерывно пополняется изнутри на поверхность, и поверхность заготовки постоянно остается влажной. На этом этапе скорость сушки остается неизменной, температура поверхности заготовки также остается неизменной, и вода испаряется свободно. Влажность сушильной среды постепенно увеличивается.

③ Замедление стадии сушки

Усадка поверхности прекращается, и дальнейшее высыхание лишь увеличивает пористость внутри заготовки. Скорость сушки снижается, потребление тепловой энергии уменьшается, а температура поверхности заготовки повышается.

④ Этап равновесия

Когда поверхностная влажность заготовки достигает равновесной влажности, скорость сушки равна 0. Конечная влажность сухого материала зависит от температуры и влажности сушильной среды. Этапы сушки не фиксированы и корректируются в зависимости от температуры и влажности сушильной среды. На практике необходимо подобрать кривую сушки, подходящую для характеристик сырья в зависимости от конкретной ситуации.

Изучив механизм и скорость сушки, можно увидеть, что факторами, влияющими на скорость сушки, являются, по сути, факторы, влияющие на скорость теплопередачи и скорость диффузии. Факторами, влияющими на скорость теплопередачи, являются температура, влажность и скорость потока сушильной среды. В общем, единицей измерения является количество тепла, передаваемого в сушильную камеру за определенный период времени.

На практике это явление часто встречается. Некоторые производственные линии подают в сушильную камеру горячий воздух высокой температуры, но скорость сушки очень низкая, а эффект сушки плохой. Это происходит потому, что объем воздуха, забираемого вентилятором, слишком мал, и в сушильной камере недостаточно тепла. В других производственных линиях температура подаваемого воздуха ниже, но эффект сушки очень хороший. Это происходит потому, что объем воздуха большой, и сушильная камера получает достаточно тепла.