Способ сушки пеноматериалов

 

Иобретение относится к области производства пеноматериалов, используемых в строительстве, транспортном машиностроении, авиа-, судо- и вагоностроении, бытовой технике. Отличительной чертой предлагаемого способа является предварительное (до выхода в сушильные камеры) обезвоживание исходной пеномассы вакуумирующим воздействием. Перед поступлением на конвективную сушку исходная пеномасса предварительно обезвоживается с помощью создаваемого вакуумным устройством разрежения 100 - 500 мм вод. ст. под ковром пеномассы в течение 30 - 120 с до достижения влагосодержания материала 600 - 700%, а последующую термообработку пеномассы осуществляют по режиму: в первой зоне при 752^oC до достижения влагосодержания материала 500 - 600%; во второй зоне при 852^oC до достижения влагосодержания материала 400 - 500%;в третьей зоне при 952^oC до достижения влагосодержания материала 300 - 400%;в четвертой зоне при 1053^oC до достижения влагосодержания материала 200 - 300%;в пятой зоне при 1153^oC до достижения влагосодержания материала 100 - 200%;в шестой зоне при 1305^oC до достижения влагосодержания материала 1 - 3%, а выдержку проводят при воздействии источника инфракрасного излучения при 320 - 250^oC в течение 10 - 30 мин. Достигается интенсификация процесса сушки, экономия энергозатрат и улучшение качества готовой продукции.

Изобретение относится к области производства пеноматериалов, например, на основе асбестового, базальтового, каолинового и других видов неорганических и органических волокон, используемых в стройиндустрии, транспорте, машиностроении, авиа-, судо- и вагоностроительной и бытовой технике.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности достигаемому конечному эффекту является способ термообработки тепло- и звукоизоляционных пеноасбовермикулитовых плит, описанный в [1] При этом способе термообработка тепло- и звукоизоляционных пеноасбовермикулитовых плит производят путем ступенчатого позонного подъема температуры при конвективном подводе тепла: в первой зоне при 652^oC плиты выдерживают в течение 120 мин до достижения влагосодержания 750 800% (от исходного влагосодержания 1100 - 1500%); во второй зоне при 752^oC до достижения влагосодержания 650 - 75% в течение 120 мин; в третьей зоне при 852^oC до достижения влагосодержания 550 - 650% в течение 90 мин; в четвертой зоне при 952^oC до достижения влагосодержания 450 550% в течение 90 мин; в пятой зоне при 1052^oC до достижения влагосодержания 350 - 450% в течение 90 мин; в шестой зоне при 1203^oC до достижения влагосодержания 200 - 350% в течение 120 мин; в седьмой зоне при 1303^oC до достижения остаточного влагосодержания 3 5% в течение 120 мин.

При этом способе весь процесс сушки пеноасбовермикулита длится 12,5 ч.

Недостатком существующего способа сушки является тот факт, что исходная (влагонасыщенная до 1100 1500%) пеномасса из пеногенератора посредством устройства для разлива подается с помощью сетчатой конвейерной ленты сразу в сушильный агрегат и подвергается в дальнейшем конвективному нагреву. При этом максимальная температура первой сушильной зоны ограничивается критической величиной в 65^oC, т.к. даже незначительное увеличение начальной температуры в сушильной зоне приводит в конечном итоге к интенсивному вскипанию внутренней влаги в пеномассе, как следствие к бурному выделению из исходной массы паровлагонасыщенных пузырьков, которые разрушают структуру материала. В этом случае готовые пеноасбовермикулитовые плиты характеризуются неоднородной структурой, потерей геометрических форм, наличием бесформенных крупных воздушных пор и даже полостей.

Суть изобретения заключается в том, что перед поступлением на конвективную сушку исходная пеномасса предварительно обезвоживается с помощью создаваемого вакуумным устройством разрежения 100 -500 мм вод. ст. под ковром пеномассы в течение 30 -120 с до достижения влагосодержания материала 600 -700% а последующую термообработку пеномассы осуществляют по режиму: в первой зоне при 752^oC до достижения влагосодержания материала 500 600% во второй зоне при 862^oC до достижения влагосодержания материала 400 500%
в третьей зоне при 952^oC до достижения влагосодержания материала 300 400%
в четвертой зоне при 1053^oC до достижения влагосодержания материала 200 300%
в пятой зоне при 1153^oC до достижения влагосодержания материала 100 200%
в шестой зоне при 1305^oC до достижения влагосодержания материала 1 3% а выдержку проводят при воздействии источника инфракрасного излучения при 230 250^oC в течение 10 30 мин.

Чтобы интенсифицировать, т.е. сократить время сушки, снижение энергоемкости самого процесса, необходимо обеспечить подачу исходной пеномассы (пеноасбовермикулита и т.п.) в сушильную зону с пониженным влагосодержанием. Этот результат может быть достигнут с помощью предварительного (до начала сушки) механического (например, с помощью вакуумирования) обезвоживания исходной пеномассы с начального влагосодержания 1100 1500% до достижения влагосодержания 600 700% Это позволит исключить из процесса первую зону сушки (т. е. сократить их число, например, с 7 до 6), что соответственно уменьшит продолжительность сушки на 2 ч. При этом значительно снизятся общие энергозатраты на процесс сушки, т.к. предварительное механическое (с помощью вакуумирования) удаление влаги гораздо эффективнее процесса испарения ее в случае влагоперенасыщенности исходного материала.

Пример. По заданной рецептуре исходные компоненты загружают в мешалку, затем насосом перекачивают жидкую дисперсию и в пеногенератор, из которого образованная пеномасса (например, пеноасбовермикулит, пеноасбест, пенобазальт и т.п.) заливается на отбортованный сетчатый конвейер. Здесь из влагоперенасыщенной массы, прежде чем она поступит в зону сушки, с помощью создаваемого вакуумированной установки под ковром пеномассы разрежения воздуха отделяется в сливной зонт избыточная влага. Вакуумирующее воздействие на пеномассу в зависимости от рецептуры материала должно быть такой интенсивности, чтобы не разрушить структуры пеномассы, т.е. создаваемого вакуумирующей установкой разрежение под сеткой конвейера в зоне разлива и разравнивания пеномассы (перед входом в сушильные пеномассы (перед входом и сушильные камеры) должно находиться в пределах 100 500 мм вод.ст. а продолжительность самого воздействия вакуумом составляет 30 120 с. За это время пеномасса снижает свое влагосодержание от 1100 1500 до 600 700%
Отделившаяся избыточная влага собирается в установленный под сеткой зонт и стекает через гидрозатвор в специальный короб-приемник, откуда насосом (с целью обеспечения безотходности производства) перекачивается на перемешивание с исходными компонентами.

Для частичного обезвоживания пеномасса поступает в сушильный агрегат, где ступенчато позонно при конвективном подводе тепла она подвергается температурному воздействию.

В первой зоне сушки поддерживается температура T₁=752^oC, влагосодержание уменьшается до W₁=500 600% процесс продолжается ₁ 120 мин.

Во второй зоне сушки поддерживается температура T₂=85-2^oC, влагосодержание уменьшается до W₂=400 500% процесс продолжается ₂ 90 мин.

В третьей зоне сушки поддерживается температура T=952^oC, влагосодержание уменьшается до W₃=300 400% процесс продолжается ₃ 90 мин.

В четвертой зоне сушки поддерживается температура T₄=1053^oC, влагосодержание уменьшается до W₄ 200 - 300% процесс продолжается ₄ 90 мин.

В пятой зоне сушки поддерживается температура T₅=1153^oC, влагосодержание уменьшается до W₅ 100 200% процесс продолжается ₅ 120 мин.

В шестой зоне сушки поддерживается температура T₆= 130-5^oC, влагосодержание уменьшается до W₆= 1 3% процесс продолжается ₆ 120 мин.

Таким образом сушка пеноасбовермикулита предлагаемым способом длится в целом 10,5 ч, а энергоемкость процесса значительно снижается.

Предлагаемый способ позволяет достигнуть влагосъема 1,0 1,05 кг/м² ч, что близко к критическому 1,1 1,2 кг/м²ч.

Равномерность обогрева пеномассы достигается путем использования конвективного способа подвода тепла, аналогичного описанному в прототипе, т.е. организованного движения нагретого воздуха по всему объему сушильной камеры со скоростью 1,0 2,0 м/с.

Поддержание максимально возможного влагосъема позволяет интенсифицировать процесс сушки, по которому убыль влагосодержания осуществляется по линейному закону, что позволяет получить готовый материал хорошего качества.

В дальнейшем плиты (пеноасбовермикулит, пенобазальт и т.п.) поступают в зону обжига, где при помощи источников ИК-излучения поддерживается температура 230 250^oC в течение 10 30 мин, осуществляется реакция полимеризации гидрофобизатора (например, ГЖ-94).

После этого непрерывная лента пеноматериала заданной толщины (10 60 мм) поступает на участок резки, где при помощи продольно и поперечно установленных дисковых электропил она разрезается на отдельные плиты заданных размеров.

Затем охлажденные плиты устанавливают во влагонепроницаемую бумагу (или пленку ПХВ) и укладывают в специальную тару для отгрузки потребителю.

Посредством данного изобретения достигается интенсификация процесса, сушки, экономия энергозатрат и улучшение качества готовой продукции.

Формула изобретения

Способ сушки пеноматериалов путем позонного ступенчатого подъема температуры и выдержки при температуре выше 200^oС, отличающийся тем, что перед поступлением на конвентивную сушку исходная пеномасса предварительно обезвоживается с помощью создаваемого вакуумным устройством разрежения 100 - 500 мм возд. ст. под ковром пеномассы в течение 30 120 с до достижения влагосодержания материала 600 700% а последующую термообработку пеномассы осуществляют по режиму: в первой зоне при (75 2)^oС до достижения влагосодержания материала 500 600% во второй зоне при (85 2)^oС до достижения влагосодержания материала 400 500% в третьей зоне при (95 2)^oС до достижения влагосодержания материала 300 400% в четвертой зоне при (105 3)^oС до достижения влагосодержания материала 200 300% в пятой зоне при (115 3)^oС до достижения влагосодержания материала 100 200% в шестой зоне при (130 5)^oС до достижения влагосодержания материала 1 3% а выдержку проводят при воздействии источника инфракрасного излучения при 230 250^oС в течение 10 30 мин.