Сушильные устройства и режимы сушки

Общие требования к сушильным устройствам сле­дующие: равномерность сушки по всему сушильному устройству; минимальные сроки сушки; простота обслу­живания и регулирования режима сушки; минимальная площадь сушилок на единицу высушиваемых изделий; экономичность в строительстве и эксплуатации.

Сушка изделий может быть естественной и искусст­венной.

Естественная сушка еще сохранилась на.отдельных заводах. Она осуществляется на стеллажах, устанавли­ваемых в формовочно-сушильных цехах заводов. Обыч­но естественной сушке подвергают крупноразмерные из­делия Сложной формы и реже изделия массового ассор­тимента. Общими недостатками естественной сушки яв­ляются непостоянный и продолжительный срок сушки, что вынуждает выделять большие сушильные площади, трудность регулирования режима сушки, повышенная трудоемкость и ограниченные возможности механиза­ции производственных процессов.

Искусственная сушка осуществляется в сушилках, которые по принципу (режиму) работы подразделяются на сушилки периодического и непрерывного действия. По конструкции они подразделяются на камерные, туннель­ные, конвейерные. По форме — на прямоугольные и круглые. По способу подвода теплоты к высушиваемому изделию различают сушилки конвективные, радиацион­ные, а также комбинированные.

Признаками, характеризующими особенности сушиль­ных устройств, являются: вид теплоносителя (воздух, дымовые газы); направление движения теплоносителя относительно материала (прямоток, противоток); харак­тер циркуляции теплоносителя (естественная, искусст­венная); способ нагрева теплоносителя (калориферный, регенераторный, теплота остывающих изделий); способ подачи и отбора теплоносителя (сосредоточенный, рас­средоточенный).

На фарфоро-фаянсовых заводах наиболее распро­странены сушилки конвективные и конвективно-радиа­ционные, в которых в качестве теплоносителя исполь­зуется горячий воздух. Направление подачи теплоно­сителя может быть вертикальным (нисходящее), гори­зонтальным и комбинированным.

Температура теплоносителя не должна вызывать на­грев гипсовых форм выше 70° С. При досушке изделий без форм, а также при направленной (внутрь изделия) подаче его температура может быть более высокой 220—250° С.

Камерные сушилки периодического действия на фар­форо-фаянсовых заводах используют для сушки гипсо­вых форм, крупноразмерного огнеупорного припаса — капселей, плит, труб и других крупноразмерных майоли­ковых изделий сложной формы. Для этих же целей ис­пользуют и туннельные сушилки.

Конвейерные (люлечные) сушилки представляют со­бой цепной конвейер с подвешенными качающимися полками, перемещающийся в сушильной камере, разделенной внутри перегородками. По направлению пере­мещения конвейера сушилки бывают с вертикальным, горизонтальным и П-образным движением. На заводах широко используют сушилки ВНИИФ, «Тюрингия» (ГДР), фирм «Нетчш», «Липперт» (ФРГ) и др. Кон­вейерные сушилки являются одновременно связующим звеном между участками формования и оправки изде­лий.

Сушилка «Тюрингия» имеет длину 11, 5 и 14 м с го­ризонтальным направлением движения изделий и тепло­носителя (рис. 64). Прямоугольная камера сушилки разделена горизонтальными перегородками на шесть ярусов, верхний ярус предназначен для возврата гип­совых форм на позицию формования, нижний — для от­бора отработанного теплоносителя. Воздух, нагретый в паровоздушном калорифере 1, расположенном в сере­дине сушилки, поступает на сушку в рабочие ярусы су­шилки по воздухопроводам 2 и 3, расположенным сна­ружи в средней части сушилки. Движение горячего воз­духа в сушилке — горизонтальное. Отработанный тепло­носитель удаляется из сушилки через нижний ряд при помощи вентилятора 4. Часть этого теплоносителя че­рез шибер 5 патрубком 6 направляется для повторного использования (рециркуляции). Сформованные изделия на гипсовых формах устанавливают на полки конвейе­ра сушилки через окно 7. В процессе сушки изделия на­ходятся в постоянном движении и равномерно омывают­ся теплоносителем, что позволяет высушить их без де­фектов. Сухие изделия вынимают из гипсовых форм через окно 8 у противоположного конца сушилки. Гип­совые формы, оставленные на полках конвейера, по­ступают на участок формования через шестой ряд, под­сушиваясь по пути следования. Производительность су­шилки 430 шт/ч при длительности сушки тарелок диа­метром 240 мм до 4, 5 ч и удельном расходе теплоты 7, 1 МДж на 1 кг испаренной влаги.

При двухстадийной сушке изделий (рис. 65) исполь­зуют конвейерные сушилки, разделенные горизонталь­ной перегородкой 3 на две зоны: нижнюю (зона I) с цепным люлечным конвейером 2 и верхнюю (зона II) с конвейером 4. В отличие от непрерывного движения конвейеров в сушилке «Тюрингия» люлечные конвейеры имеют пульсирующее движение (движение 4, 5 с, вы­стаивание 3, 5 с). Движение конвейеров синхронное.

110° С. Для этого теплоноситель подается направлен­ным потоком (через перфорированные насадки) на из­делия коробами 7, расположенными над полками кон­вейера 12 (с изделиями). Скорость воздушного потока после насадок 13—15 м/с. Отработанный теплоноси­тель удаляют из сушилки через отверстия < в коробе // (внизу первой зоны) с таким расчетом, чтобы часть его была использована повторно (рециркуляция), а часть удалена в атмосферу через коллектор 5 и трубу 6.

Поскольку во второй зоне необходимо поддерживать температуру около 110° С, то для этого используют ра­диационный нагрев, создаваемый горелками красного и инфракрасного излучения. Горелки располагают под изделиями на расстоянии 150—250 мм. Высушенные из­делия охлаждают воздухом, поступающим из цеха через окно 9 и удаляемым через трубопровод 8.

При двухстадийной сушке и комбинированном на­греве длительность сушки тарелок сокращается до 30 мин, производительность возрастает до 600— 1200 шт/ч, а расход теплоты на испарение 1 кг влаги снижается до 4, 2—6, 7 МДж.

Несмотря на то что конвейерные сушилки широко распространены в промышленности, они имеют сущест­венные недостатки: большая длительность сушки — от 30 мин до 4, 5 ч, значительный расход теплоты на испа­рение влаги — до 7, 1 МДж/кг, низкие съемы с 1 м2 занимаемой площади, значительный расход гипсовых форм — до 2000 шт.

Технико-экономические показатели сушки улучшают­ся при использовании сушилок с направленной (в по­лость изделий) подачей теплоносителя. Известны три типа таких сушилок: конвективные, радиационные и комбинированные (конвективно-радиационные).

Направленная подача теплоносителя позволяет по­высить его температуру до 90—110° С и более без риска разрушения гипсовых форм, сократить сроки сушки, повысить экономичность сушки. Хорошие результаты получают При комбинированном нагреве изделий — сна­чала радиационным, а затем конвективным способами. Длительность сушки сокращается в 5—6 раз, плоских изделий — в 10—12 раз, удельный расход теплоты сокра­щается на 10—15%, снижаются потери при сушке, осо­бенно по деформации, повышаются другие технико-эко­номические показатели сушки. Режим сушки контроли­руется автоматически и реже вручную путем изменения расхода пара (газа) на нагрев калорифера, а также по­дачи холодного воздуха в короба.

Для контроля параметров сушки используют термо­метр манометрический, самопишущий ТСГ-71014 со шка­лой до 300°С; электронные психрометры ПЭ; манометр показывающий МП-4; дифманометр сильфонный, само­пишущий, типа ДОСНО-Н; тягонапоромер ТНМ-Ш.

Высушенные фарфоровые изделия должны обладать достаточной прочностью при изломе — 2—2, 2 МПа. По­вышают прочность изделий до 3—3, 5 МПа добавкой 2—3 % бентонита, а до 4—4, 5 МПа — сульфитно-спир­товой барды (ССБ) или карбоксилметилцеллюлозы (КМП).

В процессе сушки на изделиях проявляются дефекты формования (литья): «жмотины», выбоины и другие, а также возникают новые: деформация, трещины, отста­вание приставных деталей. Дефекты, 'подлежащие ис­правлению, удаляются при оправке изделий. Затем из­делия подвергают визуальному и керосиновому контро­лю ^выборочно) и направляют на обжиг или глазуро­вание (при однократном обжиге).

Вопросы для самопроверки

Назначение сушки изделий.

Характеристика периодов режима сушки.

Воздушная усадка и факторы, алияющие иа величину усадки.

Факторы, определяющие продолжительность сушки.

Новые методы сушки и их краткая характеристика. 0. Сушильные устройства и их краткая характеристика. 7. Пути иитеисификации сушки.