【知识】窑炉的干燥原理

【知识】窑炉的⼲燥原理
烧结砖在⽣产过程中,坯体的⼲燥从以往⾃然晾晒到近些年普及的⼈⼯⼲燥,是整个⼯艺流程中不可或缺的重要⼀环。⼲燥效果的优劣在很⼤程度上左右着焙烧窑的产能,制品各项性能指标等多个⽅⾯。高清数字电视机顶盒
国内现有的⼏类⼲燥设施中以直通隧道式⼀次或⼀次半码烧为⽣产⼯艺的⼲燥室居多。该类⼲燥室与焙烧窑炉并列,内部宽度相等,使⽤焙烧窑车作为砖坯的承载⼯具,适宜实⼼、部分多孔等型号的坯体⼲燥。以⼯序少、⾃动化程度⾼、技术成熟⽽被⼴泛的应⽤,下⾯对这类⼲燥做个简要的分析。
1、⼲燥原理
坯体在⼲燥过程中,依然要经过加热阶段、等速⼲燥阶段、降速⼲燥阶段。⼲燥的过程就是坯体与⼲燥介质(热风)在⼲燥室中进⾏热湿交换的过程。热介质将⾃⾝的热量传递给坯体,带⾛由湿坯体中扩散出来的⽔分,本⾝温度下降,湿度增加。由较⾼温度、较低含湿量的⽓体变为温度较低、含湿量较⼤的⽓体,通过排潮系统排出⼲燥室外。坯体吸收热后温度升⾼,同时排出其中的⽔分,从低温、⾼湿、较重的坯体慢慢变成温度较⾼,含⽔率较低、重量较轻的坯体。
在⼲燥的加热阶段,热介质传递给坯体的热量除了⽤于蒸发坯体中的⽔分外,还有⼀定的热量⽤来加热坯体。由于坯体温度较低,热介质温度较⾼,在温度梯度的作⽤下使坯体温度升⾼。
在等速⼲燥阶段,热介质传递给坯体的热量⼤部分⽤来进⾏坯体内⽔分的扩散和蒸发,同时加热坯垛内部的坯体。到了⼲燥的中后期,⼏乎所有的坯体与热介质两者的温度就会基本相同。
在降速⼲燥阶段,坯体中的⽔分⼤部分被排出,⼲燥速度⽐等速阶段有明显下降。
2、⼲燥室构造
每条⼲燥室都具有供热与排潮两种功能,供热⽅⾯分为供热到进湿坯窑车的顶端与中途两种结构。供热到头的供热结构适宜页岩、煤矸⽯类坯体的⼲燥,可以较早的供给热风,⼲燥速度快⽽且抗塌坯效果也较好⼀点。⼲燥室中后部供热的适宜⼲燥敏感系数⾼的坯体,如:黏⼟类坯体,来⾃⼲燥室中后部的潮湿⽓体,在低温、湿润的环境下让坯体缓慢接受温度,逐渐的升温、脱⽔,从⽽降低了坯体裂纹的⼏率。在⼲燥初期的1~6个车位内提供的温度⽐外界温度⾼出
5℃~20℃,相对湿度保持在65%-90%之间。这个温度与湿度的幅度应以季节⽓温变化或裂纹敏感性⽽作适当的调整。
排潮分为正压和负压两种形式。正压排潮⼜分为风机和烟囱两种。烟囱⾼度在3.5m~6.0m之间为多,太低的烟囱会致使烟⽓往焙烧窑顶飘散,弄得焙烧窑⼯⽆法正常操作。但是烟囱排潮可以节省电⼒、风机等能耗与设施,⽽且排潮均匀程度也较好,没有回潮和外界吸⼊冷风的⼲扰。与之相配套的是供
热到头的供热形式,供热与排潮两种设施如果协调的好了其⼲燥效果还是令⼈满意的。但遇到阴⾬、雾天、⼤风天⽓时会影响烟囱的排潮能⼒,影响⼲燥的效率。另外四处飘散的烟尘也⽆法治理。风机排潮如果能规范使⽤的话他的排潮⼒度相对会强⼀些,可以提⾼热与湿的交换率,⼲燥效果也令⼈满意。排潮风机由⼀台或多台构成,废烟⽓统⼀收集后作除尘、除硫等环保处理时也较易实现。
原油加热器热介质通过专⽤风道输送⾄⼲燥室,由各个供热风⼝按需要量分配到⼀定的部位。供热风⼝分为顶供热、两侧下部供热和交叉供热多种形式。下⾯是3.3m~4.6m断⾯⼲燥室供热布置的形式:主体结构以两侧下部供热为主,顶部供热为辅。供热⼝间距应适宜,即应与窑车上的码坯形式相对应。过于稀疏时易导致加热缓慢⽽降低⼲燥效率和塌坯的出现。供热风⼝砌筑的⼤⼩应以⼲燥阶段的不同⽽不同。在加热初期阶段4~6h内供给坯体的热量要均匀、温和、平缓⼀些,让刚进⼊⼲燥室的湿凉坯体有个逐渐适应的过程。加热的中期阶段热风⼝应以增加供热量,提⾼热湿交换率。到了加热的后期阶段,应使供热量再加⼤⼀些。到了等速⼲燥阶段的初期,应再次加⼤供热量。到了等速⼲燥的后期,坯垛表层的坯体已经基本⼲燥好了,只是坯垛内部仍有较湿的坯体,这时的供热风⼝应砌筑⼩⼀点,⽤强劲的热风吹⾄坯体的中部,此时的供热风压达到顶峰后就逐渐的减⼩下来。到了降速⼲燥阶段的后期就停⽌了供热,经过2h~3h的降温后推出了⼲燥室。在送热风道中安装2~4个风闸,可为调节⼲燥各阶段供热⼤⼩提供便利。送热风道在⼀定距离上要预留⼀个供⼈出⼊的检修⼝,以⽅便维护。供热风⼝砌筑的规格⼤⼩是保障温度曲线重要措施之⼀。热介质的温度⼀般维持在
125~160℃之间为好,但还要以制坯材料和供热结构不同⽽作适当的调整。季节变化时也要考虑热介质温度的调整。
⼲燥室长度在75m~110m之间的较多,数量上分为“⼀烧⼀烘”或“两烧三烘”等多种情况。长度与条数的多少决定着⼲燥周期的长短与⼲燥效果的优劣。实践证明较长或条数较多的⼲燥室,其⼲燥效果要好⼀些。但在设计建造⼲燥室时应以长度代替条数多为妥,这样便于⽇后的运⾏操作和管理,节约附属设备和电能。⼲燥室的长度相对较长时供热、排潮能有个宽松的环境,坯体在⼲燥的各个阶段反应较为平缓,温度、湿度曲线相对稳定,裂纹、塌坯现象减少或杜绝,⼲燥后的含⽔率也会较低⼀些。
3、其他因素对⼲燥的影响
3、其他因素对⼲燥的影响
3.1 我国地⼤物博,制砖原材料种类繁多,有页岩、煤矸⽯、尾矿、黏⼟、沙⼟等。在原材料选⽤时除了具有烧结后的坚固、耐久性,容易挤出成型等性能外,还要考虑⼲燥性能,如:⼲燥敏感性系数⼤⼩、周期长短等。多数的页岩、煤矸⽯经过破碎后粗细⽐例只要适中,它的⼲燥敏感性要⼩些,裂纹程度轻微或不存在。黏⼟类⼤多⼲燥敏感性会⼤⼀些,配料时要掺⼊些页岩、煤矸⽯、炉渣、废砖粒、粉煤灰等以增加其⾻料⽐例,即可减弱⼲燥敏感性,⼜增强了坯体的透⽓性,脱⽔速度随之加快,使⼲燥周期变短。
3.2 ⽓候变化也会对⼲燥造成⼀定的影响。北⽅的冬天和早春季节外界⽓温较低,即使保温好点的车间内坯体也只有2℃~10℃的温度,坯体推⼊⼲燥室后需要吸收⼀定的热量,需要⼀个时间过程才能达到夏秋季节外界坯体的温度。温度越低的坯体回潮凝露现象越严重。在加上窑车、室顶、室壁⽓密或保温性差时,外界的冷风就会吸⼊⼲燥室内。送⼊⼲燥室内的热风温度也相应的⽐夏秋季节低,易出现坯垛倒塌,坯体含⽔率偏⾼等现象的发⽣。
夏秋多⾬天⽓使泥料含⽔率增⾼。有时成型不需要加⼊⽔分,坯体仍然含⽔率偏⾼、强度差。外界的潮湿环境让放置在车间内的坯体脱⽔也较少。有些露天的⼲燥室⾬⽔渗漏进⼊风道或淋塌了坯垛。⾬⽔渗⼊送热风道后增加了潮⽓浓度,降低了送热的温度。如果⾬⽔漏⼊排潮风道内时致使排潮能⼒下降。以上⼏种情况都会不同程度的影响到⼲燥效果,造成坯体含⽔率偏⾼,坯垛的倒塌,破坏坯体原有的致密程度,制品裂纹、哑⾳等多种缺陷。
4、缺陷治理
4.1 塌坯
①潮塌,排潮⼒度偏⼩或排潮风机损坏时,造成⼲燥室内部湿度加剧,在⼲燥的早中期阶段坯体较易被软化、酥化⽽倒塌。对于刚建成投产的⼲燥室在使⽤前要充分了解室壁、回填料、各烟道内及窑车垫砖的含⽔率状况,严防⽣产初期因湿度过⼤造成坯垛的倒塌;
多孔管
电玉粉②回潮,供热到头的⼲燥室应注意潮⽓在哪⾥产⽣就要从哪⾥排出去,切忌让潮⽓串流。当潮⽓由进湿坯端向⼲燥室的中部串流时,则⼲燥脱⽔速率降低;当潮⽓由⼲燥室的中部向进湿坯端串流时,湿热的⽓体遇到较凉的坯块就会产⽣凝露现象,凝结成的⼩⽔滴便会分布在热凉相遇处的坯块上。经过渗透、分解导致坯体失去原有强度⽽坍塌,尤其在寒冷季节⾥造成的倒塌愈加严重。回潮现象的产⽣是由不当的排潮⽅式引起的;
③供热不当,有些供热到头式的⼲燥室由于种种操作不当,致使进湿坯端的数个车位坯车没有热介质供给,于是该部位的坯体脱⽔状况形同于⼲燥室外放置的坯体含⽔率⼀样⾼,当移动⾄⼲燥室中部时遭遇到突然的⾼温⽽坍塌。⼲燥室进湿坯端1~8个车位应缓慢、逐渐的加热升温,这样除了防⽌坯体开裂外,还具有预防塌坯的作⽤。尤其在冬春季节⼲燥初期升温过猛就会塌坯,这要在供热量和供热温度上妥当处理。局部供热量过⼤时也会造成坯垛的倒塌,在⼲燥过程中正压与负压是有⼀定⽐例的,⼀般把⼲燥室的末端8~15m设置成正压,⼀可均匀该部位坯垛的温度,⼆也可⽤⾼温密闭⼲燥室尾部,杜绝由全负压状态下抽⼊的冷风灌⼊尾部,致使室温下降太多。但是正压距离偏长,压⼒⼜太⼤时⼲燥室内的⾼温就会被下压⾄窑车下⾯,沿着窑车底向排潮强度⾼的地⽅流动,由该处再次进⼊⼲燥室内。
④进坯频率,任何⼀种设备都有其产能,假如超过了它的负荷就会发⽣故障,⼲燥室也不例外。多长时间进⼊⼀车湿坯体,拉出⼀车⼲坯体,因各⼚情况不同⽽不同。如果超过它的极限产能,频繁的装
⼊和拉出,那么偏湿的坯体未⼲燥⾄⼀定的强度就被推⾄⾼温区域,就会引起坯垛的倒塌。或者在操作时没按均匀的节奏装⼊湿坯体,长时间的不进坯,进坯时⼜短时间内推⼊多辆车,都会引起不同数量的塌坯。
供水控制器4.2 坯体含⽔率偏⾼
较⼲的坯体在焙烧时对⽕⾏速度,制品质量有着许多的益处。可通过控制挤出含⽔率,延长坯体在车间内放置的时间,规范、合理的调节使⽤⼲燥室等举措,把⼊焙烧窑坯体的含⽔率控制在5%以内,并且越低越好。
坯体在⼲燥的中后期热介质温度应尽量⾼⼀些,确保热风能吹进坯垛内部的各个部分。杜绝⼲燥室各处漏风部位,减少外界温度对⼲燥室内温度的影响。排潮量要在各段合理调节,只要能把潮⽓排尽就好。排⼒太强或太弱对⼲燥都有不利的影响。每拉出⼀车⼲坯,在数分钟内就该装⼊湿坯,切忌长时间的不装坯,短时间内⼜装⼊多辆坯车,导致室内温湿度曲线起伏过⼤。
坯垛结构的不同也会对⼲燥脱⽔速率有着明显的影响。同⼀单位⾯积内码放稀硫的坯垛就会⼲燥的快,⽽且⼲湿也较均匀。究其原因是稀码后的坯垛透⽓性增加,减少了湿热交换的阻⼒。但从产能和焙烧⽕度均匀的⾓度考虑就要协调好这两者的⽭盾,可采取边密中稀、上密下稀,规范合理的布局垛体结构形式来解决这个问题。使⽤码坯机码坯是⼀种较好的选择,它的垛体以“头对头”、“缝对缝”,⽕
道笔直等为优点。(转⾃砖⽡⽹络信息平台砖⽡⾏业⽹络平台砖⽡⾏业⽹络平台)
光端机箱平台)

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标签:坯体   供热   温度   排潮   坯垛   阶段   焙烧   介质
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