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
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.
