Способ сушки гипсовых изделий

Способ сушки гипсовых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СУ1ТЖИ ГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ , преимущественно гипсокартонных листов, путем их последовательного перемещения через зоны с конвективным подводом тепла, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества сушки, во всех зонах дополнительно осуществляют радиационный подвод тепла 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/м ч, 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 пОтока 2500-3000 ккал/м ч и температуре (Л излучающих поверхностей 250-290°С, а конвективный подвод - при темперас туре теплоносителя 125-140°С и влагосодержании 75-85 г/кг сухого воздуха .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) .В Рвэр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3589101/24-06 (22) 20.05.83 (46) 15.08.84. Бюл. )) 30 (72) И.М.Пиевский, .Г.M.Приятель, Г.Д.Назаренко, A.Ф.Бурлыка, Г.М.(.1ульман, Р.A.Ôðèäìàí, Н.Ф.Пожитько и В.Р.Гизунтерман (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

)) 607459, кл. F 26 В 3/04, 1975. (54)(57) СПОСОБ СУ)13КИ ГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИИ, преимущественно гипсокартонных листов, путем их последовательного перемещения через эоны с конвективным подводом тепла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества сушки, во всех зонах дополнительно осуществляют радиационный подвод тепла 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/м ч, 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 пбто- Е

И ка 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 r/êã сухого воздуха.

1108308

Изобретение относится к сушке капиллярно-пористых тел, преимушественно гипсокартонных листов, которая осуществляется в многоярусных конвейерных сушильных установках при противоточнопрямоточной схеме движения 5 теплоносителя и материала.

Трудность при сушке гипсовых изделий состоит в том, что гипс, являясь термонеустойчивым материалом, дегидратирует при повышении его температу- (0 ры свыше 70-800С, что ведет к снижению прочности высушенных изделий.

Для изделий, армированных картоном, дегидратация гипса вызываЕт отклеивание 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 содер1жит ровинг (резанный жгут из стеклянных комплексных нитей }, поризирующее средство, клеюшие вещества, причем толщина гипсокартонных листов 12-18 мм вместо 10-12 мм для сухой гипсовой штукатурки.

Известные способы сушки сухой гипсовой штукатурки (СГИ ) в действующих многоярусных сушильных установ- 30 ках предусматривают максимальную интенсификацию процесса сушки материала в первом периоде обезвоживания, а затем последовательное снижение температуры теплоносителя во втором и 35 третьем периодах с тем, чтобы не допустить дегидратации гипса и отклеивания картона от гипсового сердечника.

Известен способ сушки сухой гипсо-А0 вой штукатурки в многозонной сушилке при установлении средней температуры теплоносителя 240-250 С, скорости

1,5-2,0 м/с и влагосодержании 85100 г/кг сухого воздуха в тех зонах сушилки, где процесс сушки протекает в первом периоде с последующим снижением температуры до 80-110сС при скорости 1-1,5 м/с и влагосодержании 130 r/êã сухого воздуха в зоне, где процесс сушки происходит во вто- 50 ,ром периоде, с тем, чтобы при наступлении углубления зоны испарения температура обеэвоженннх верхних слоев гипса ие достигала 70 0С, что исключает их дегидратацию и связанное с 55 этим отклеивание картона f1 ).

Однако этот способ не обеспечивает достаточной. интенсивности процесса теплообмена, в связи с чем является неэкономичным. 60

Известен также способ сушки гипсовых иэделий, например сухой гипсовой штукатурки, путем их последовательного перемещения через зоны с конвективным подводом тепла. Известный спо- 5 соб при сушке сухой гипсовой штукатурки предусматривает поддержание в зонах следующих параметров теплоносителя: Х зона — температура 300-320 С, влагосодержание 105-110 г/кг сухого .воздуха, П зона — температура 200220 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 f2).

Однако исследования процесса сушки гипсокартонных 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 ухудшению качества материала (дегидратации поверхностного слоя ) из-за недостаточного подвода влаги из внутренних слоев материала к наружным и обгоранию кромок листов,,а снижение температуры теплоносителя приводит к значительному возрастанию длительности процесса обезвоживания листов. Так для гипсокартонных листов с сухой гипсовой штукатуркой одинаковой толщины продолжительность процесса сушки может увеличиться на 30-40Ъ.

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение качества сушки гипсокартонных листов.

Цель достигается тем, что согласно способу сушки гипсовых изделий путем их последовательного перемешения через зоны с конвективным подводом тепла во всех зонах дополнительно осуществляют радиационный подвод тепла от излучаюших 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 50007000 ккал/матч, температуре иэлучаюших поверхностей 350-400 С, а конвективный подвод — при температуре теплоносителя 230-250 С и влагосодержании 115-125 r/êã сухого воздуха, в третьей зоне радиационный подвод ведут при интенсивности потока 25003000 ккал/матч и температуре излучающих поверхностей 250-290 С, а конвективный подвод — при температуре теплоносителя 125-140 С и влагосодержании 75-85 г/кг сухого воздуха.

Использование радиационного теплового потока, позволяюшего проникнуть. на некоторую глубину в материал, способствует равномерному нагреву многокомпонентного сердечника и устойчивому образованию гипсовых шпонок в порах картона, обеспечивавших проч1108308

Увеличение коэффициента тсплоотдачи от теплоносителя к внутренней поверхности сопел достигается изменением скорости теплоносителя в указанных пределах и использованием внутри сопел турбулизируюших насадок.

Увеличение интенсивности радиационного потока или же температуры теплоносителя в зонах вьые указанных пределов приводит к сокращению продолжительности первого периода сушки, возрастанию критических влажностей и углублению зоны испарения, ведущих к дегидратации и обгоранию картона.

Снижение указанных параметров ведет к увеличению обшей продолжительности процесса обезвоживания и снижению производительности сушильной установки. Кроме того, уменьшение влагосодержания теплоносителя в первой и второй зонах оказывает существенное влияние на температуру и влагопроводность материала, сокращается поток влаги из центральных слоев к поверхностным, что приводит к сокращению первого периода сушки, углублению зоны испарения и потери- связи картона с гипсовым сердечником.

Установка для сушки гипсокартонных листов содержит теплогенераторы

1, 2 и 3, каналы 4,5 и б для подачи горячего теплоносителя от теплогенераторов в многоярусную сушильную камеру 7, сопла В, циркуляционные вентиляторы 9, 10 и 11 соответственно для первой, второй и третьей зон установки, выхлопную трубу 12, рециркуляционные каналы 13 и 14, канал 15 подачи отработанного теплоносителя второй зоны в теплогенератор 3 третьей зоны, дополнительный ввод 16 холодного воздуха и распределительные короба 17.

Установка .работает следующим обра p ом.

Газовоздушная смесь из теплогенератора 1 с требуемыми параметрами направляется по каналу 4 в распределительные короба 17, расположенные симметрично на боковых стенках камеры 7, а затем — в сопла 8 первой зоны. На этом этапе происходит интен= сивный радиационный теплоподвод к листам, проходящим между соплами 8, причем обгорания торцевых участков листов 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 теплоносителя между ярусами камеры в противотоке с материалом осуществляется прH IIQMQDlH вентилятора 9. Отработавший теплоноситель первой зоны полностью возвращается по каналам 13 и 14 к теплогененое скрепление последнего с гипсовым сердечником, а также создает условия для интенсивной диффузии влаги к поверхности изделий. Пародепрессионный эффект картонной армировки в свою очередь приводит к возрастанию темпе- 5 ратуры материала и, следовательно, влагопроводности его. Таким образом обеспечивается интенсивная, равномерная по всей ширине листа сушка материала в первом периоде, гипсовые шпон 0 ки в порах картона упрочняются, исключается дегидратация их и предотвра= щается возможность нарушения связи картона с гипсовым сердечником.

Последовательное чередование ради-15 ационного и конвективного подвода тепла в первой и во второй зонах позволяет организовать высокоинтенсивный процесс обезвоживания в первом перио- де. Во второй зоне увеличение продолжительности первого периода по сравнению с прототипом:приводит к уменьшению второй критической влажности материала, исключает перегрев и дегидратацию поверхностных слоев гипса на стадии высокоинтенсивной сушки.

Применение радиационного подвода тепла в начале третьей зоны также обеспечивает равномерность обезвоживания по ширине листа и исключает 30 обгорание картона во втором периоде сушки.

Радиационный подвод тепла осуществляют от излучающих поверхностей,,выполненных в виде коробов-сопел, 35 агреваемых теплоносителем, поступающим от теплогенераторов.

На фиг. 1 схематически показана установка,работающая по предлагаемому способу; на фиг. 2 — попереч- 40 ный разрез установки в месте распределительных коробов; на фиг. 3 — разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 — расчетные значения тепловых потоков (радиационного и конвективного ) от тем- 45 пературы излучающих поверхностей: кривая Ь вЂ” удельный радиационный тепловой поток от наружной поверхности каналов-сопел к материалу, прямые

Ь- Š— удельные конвективные тепловые потоки от теплоносителя к внутренней поверхности сопел соответственно при скорости движения 15, 20,30 и 50 м/с.

Совместный анализ графиков фиг. 4 и расчетов интенсивности сушки гипсокартонных листов на сопловом участке 55 показал, что оптимальные условия обезвоживания обеспечиваются при создании радиационных потоков интенсивностью 5000-7000 ккал/м ч, температур ра стенки сопел при этом должна сос- gp тавлять 350-400 С, а средние параметры теплоносителя, движущегося в соплах, следующие: температура 430450ОС, скорость 20-50 м/с и влагосодержание 75-85 r/êã сухого воздуха.

1108308 раторам 1 и 2. Во второй зоне осушествляют сначала радиационный теплоподвод, а потом - конвективный в прямотоке.с листами .

Отработавший теплоноситель второй зоны при помощи циркуляционного вен- 5 тилятора 10 по каналу 15 подается в теплогенератор 3, Горячий теплоноситель по каналу 6 поступает в последнюю зону установки, работа которой аналогична второй зоне. Отработавший 10 теплоноситель после третьей зоны при помоши отсасывающего вентилятора, 11 через выхлопную трубу 12 полностью выбрасывается в атмосферу. Все трубо-. проводы, снабжены регулировочными шиберамн.

Пример. На экспериментальной установке проводится сушка гипсокартонных листОв. Для получения сравнительных данных листы высушивают при одиннадцати режимах.

Результаты испытаний -приведены в таблице .(C - температура теплоносителя, С; д — влагосодержание теплоносителя при конвективном теплоподводе, г/кг сухого воздуха; q,„-óäåëüный радиационный тепловой поток, ккал/„2Ч ).

Известный 1 - 300 105 — 200 80 — 70

Наблюдается отклеивание картона от гипсового сердечника, обгорание, потеря прочности

2 — 320 110 — 220 90 — 80

Прототип 3 - 250 100 — 160 80 — 65

60 В 1,5 раза по сравнению с СГНИЛ снижается интенсивность сушки

Предлагаемый

4 5000 230 115 5600 230 115 2500 125

Качество листов соответствует

ГОСТУ, сокрашается на 40-60% длительность сушки

5 7000 250 125 7000 250 125 3000 140

6 3500 230 115 3500 230 115 1700 125

7 5000 180 115 5000 180 115 2500 100

Качество материала соответствует ГОСТУ, продолжительность сушки увеличивается на 20-25Ъ

8 8000 250 125 8000 250,125 4500 140

Дегидратация гипса, отклеивание картона, для примера 8 — обугливание картона во П и И! зоне.

9 7000 300 125 7000 125 85

10 8000 250 250

90 4500 140

Дегидратация гипса, отклеивание и обугливание картона (для примера 10 - начиная с I зоны ).

11 7000 250 85 7000 250 85 3000 140

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 фиг.2

Как видно нз таблицы, использование известного высокотемпературного способа сушки сухой гипсовой штукатурки для обезвоживания гипсокартонных листов приводит к ухудшению их качества: в резу-льтате 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 . (пример б — снижение интенсивности удельного радиационного потока, пример 7 — снижение температуры теплоносителя при конвективном теплоподводе1 увеличивает продолжительность процесса сушки на 20-25%.

Превышение рекомендуемых параметров (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.

1108308

4-4

N Wlf

Sold

ПЮ Ид .ИО uuD мО с д фиа 4

Составитель Ю.Мартинчик

Редактор М.Дылын Техред О.Неце Корректор A.Òÿñêî

Заказ 5848/28 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

f, юа "

/ЯУУО ь« лФ У

rsDM