Исследование процесса сушки диатомитовых масс с добавками
Автор: Беляков А.В., Захаров А.И., Климовский А.Б., Нестерова С.А., Карнаущенко И.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 4-2 т.12, 2010 года.
Бесплатный доступ
В работе получены зависимости изменения влажности кусковой диатомитовой массы исходной относительной влажностью 50 % от времени сушки, усадки образцов от времени сушки и усадки от влажности.
Влажность, кусковая диатомитовая масса, сушка
Короткий адрес: https://sciup.org/148205496
IDR: 148205496 | УДК: 666.3/.7
Research of drying process of kieselguhr with additives
For kieselguhr mass with initial relative humidity 50 % were obtained the dependences variation of moisture from drying time, of shrinkage of the samples from the time of drying and of shrinkage from moisture.
Текст научной статьи Исследование процесса сушки диатомитовых масс с добавками
Нестерова Светлана Александровна, доктор химических наук, главный технолог
На рис. 2 приведены графические зависимости тепловых эффектов и изменения массы диатомита при нагревании до 300 °С, полученные методами дифференциально-термического и термогравиометрического анализов. Зависимости были получены при минимально возможной скорости нагрева 0,6 °С/мин для исследования процесса удаления влаги из пористых диатомитовых частиц. Результаты сведены в табл. 1.
Для изучения сушильных свойств диатомитовых масс (с добавками связок и без) изучали их поведение в процессе сушки: зависимость усадки образцов от времени сушки (рис. 3) и зависимости усадки от влажности (кривые Бигота). Результаты измерений приведены в табл. 2 и на рис. 3 – 7. В качестве добавок использовались (водные растворы поливинилового спирта (ПВС), метилцеллюлозы (МЦ) и сульфитноспиртовой барды (ССБ)).
Из рис. 4 видно, что усадка образцов из диатомита без добавок прекращается при достижении влажности 38 %. Наиболее опасным периодом сушки является тот, когда влажность материала составляет более 43 %.
При введении в массу 5 % ПВС опасным периодом является весь период усадки, который протекает довольно быстро до влажности 40 %.
При введении в массу 5 % ССБ наблюдается также резкая усадка массы, протекающая до 40 % отно-
Рис. 1. Зависимость относительной влажности диатомитовой массы от времени сушки
|
№ |
Диапазон температур, ° С |
Потери массы, % |
Процесс, проходящий при нагреве |
|
1 |
20 – 50 |
7,3 |
Удаление физически связанной воды с поверхности части ц |
|
2 |
50 – 100 |
90 |
Удаление физико-химически связанной воды из поровой структуры частиц. Сопровождается эндотермическим эффектом при 80 ° С |
|
3 |
100 – 230 |
2,7 |
Удаление остатка воды |
Рис. Таблица 1. Изменение массы образца диатомита во время нагрева
Рис. 3. Зависимость усадки образца диатомита без добавок от времени сушки при температуре 100 °С
Рис. 4. Зависимость усадки образцов из диатомитовой массы от влажности при сушке в естественных условиях
8 % происходит за 4 – 4,5 часа, при этом первые 1,5 часа (около 1/3 времени сушки) влажность снижается только до 46 %, что связано с длительностью прогрева образцов до начала эффективной сушки.
При температуре 100 °С в сушильном шкафу может быть удалено 97,3 % воды.
Основная усадка образцов при сушке происходит в течение 2,5 часов, при этом для образцов из чистого диатомита усадка практически прекращается при достижении влажности 38 % и наиболее критичным является период, когда
сительной влажности образца. Подобная зависимость характерна и для масс с добавкой МЦ (рис. 7).
Коэффициент чувствительности к сушке определяли по методу А.Ф. Чижского [1], используя построенные зависимости для определения критической влажности, соответствующей моменту окончания усадки.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Сушка образцов размерами 40 П 50 П 20 мм в сушильном шкафу от влажности 50 % до 6 –
Таблица 2. Зависимость усадки от влажности для диатомитовых масс с добавками и без добавок
|
Диатомит |
Диатомит с 5 % ПВС |
Диатомит с 5 % ССБ |
Диатомит с 5 % МЦ |
||||
|
Относительная влажность, % |
Усадка, % |
Относительная влажность, % |
Усадка, % |
Относительная влаж-ность, % |
Усадка, % |
Относительная влаж-ность, % |
Усадка, % |
|
43,8 |
2,38 |
45,2 |
1,8 |
44,0 |
0,5 |
44,8 |
2,2 |
|
42,8 |
5,15 |
44,0 |
3,9 |
43,5 |
5,5 |
43,9 |
3,6 |
|
42,4 |
5,5 |
43,7 |
4,0 |
43,0 |
5,9 |
42,7 |
4,3 |
|
42 |
5,7 |
43,1 |
5,9 |
42,6 |
6,9 |
42,5 |
4,6 |
|
41,7 |
6,1 |
42,7 |
6,4 |
42,2 |
7,4 |
42,2 |
5,8 |
|
41,4 |
6,4 |
42,5 |
6,4 |
41,7 |
7,9 |
41,9 |
6,1 |
|
41 |
6,6 |
42,2 |
6,4 |
41,3 |
8,2 |
41,7 |
8,4 |
|
40,7 |
6,8 |
41,7 |
7,2 |
41,0 |
9,4 |
41,5 |
8,6 |
|
40,4 |
7 |
41,5 |
7,2 |
40,6 |
9,9 |
41,3 |
8,6 |
|
40,1 |
7 |
41,3 |
7,4 |
40,0 |
10,8 |
40,8 |
8,6 |
|
39,7 |
7,5 |
40,7 |
7,5 |
39,6 |
10,8 |
40,4 |
8,8 |
|
39,5 |
7,5 |
40,3 |
7,6 |
39,4 |
11,8 |
39,6 |
9,0 |
|
39,3 |
7,7 |
39,1 |
8,6 |
39,2 |
11,8 |
38,9 |
9,3 |
|
38,7 |
7,8 |
38,4 |
8,6 |
38,6 |
11,9 |
38,4 |
9,3 |
|
38,2 |
7,9 |
38,0 |
8,6 |
38,2 |
11,5 |
37,9 |
9,3 |
|
37,7 |
8,2 |
37,5 |
8,6 |
36,7 |
12,0 |
37,4 |
9,3 |
|
37,4 |
8,4 |
36,9 |
8,6 |
36,3 |
12,3 |
36,9 |
9,3 |
|
36,6 |
8,4 |
36,5 |
8,6 |
35,7 |
12,3 |
11,6 |
9,3 |
Отнасикпьнля ел я*, нс-nv, ^
Рис. 6. Зависимость усадки образцов из диатомитовой массы с добавкой 5 % ССБ от влажности при сушке в естественных условиях
Рис. 5. Зависимость усадки образцов из диатомитовой массы с добавкой 5 % ПВС от влажности при сушке в естественных условиях
Рис. 7. Зависимость усадки образцов из диатомитовой массы с добавкой 5 % МЦ от влажности при сушки в естественных условиях
влажность более 43 %, для образцов с добавками усадка практически прекращается при влажности 40 % и критический участок заканчивается, когда влажность достигает 44 – 49 % (в зависимости от добавки).
Список литературы Исследование процесса сушки диатомитовых масс с добавками
- Чижский А.Ф. Сушка керамических материалов и изделий. М.: Стройиздат, 1971. 176 с.
