砖坯干燥的重要性和各阶段机理研究

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砖坯干燥的重要性和各阶段机理研究

在烧结砖的生产实践中，干燥环节是实现企业效益的关键环节之一。没有干燥坯体的产量和质量，就没有企业的效益。干燥前端的混合料制备与成型环节，以及干燥后端的烧成环节，固然对提高企业的效益有较大的影响，然而现今的干燥环节则成为了目前最重要的工序.



无论是自然干燥轮窑烧成的小型企业，还是采用二次码烧的隧道窑生产线或是现代化的大型一次码烧隧道窑生产线，湿坯的干燥过程，仍然是制约烧结砖产量和质量的关键因素，对企业效益的高低起着决定作用。因此烧结砖企业提高产量的重点环节应该落实到干燥环节，而不是焙烧环节。
(1）水分来源及存在形式
坯体除去水分的过程叫做干燥。
坯体中的水主要由三部分组成，自由水、吸附水和化学结合水。
自由水也叫机械水或游离水：分布在颗粒之间和毛细管中，结合松弛，较易排除。自由水在干燥阶段排出，体积要收缩。
吸附水：附着于颗粒表面，其数量与环境温度和湿度相关，并有一定平衡关系，即随周围介质条件可逆性地变化，体积不变。
化学结合水：包含在矿物的分子结构中，结合牢固，排除时需要较大能量。化学结合水含量较少，一般需要在焙烧窑的预热段排出温度430℃~750℃。
在干燥条件固定的前提下，可以把坯体中的水分为自由水分和平衡水分，在干燥阶段就要最大限度除去自由水分。
从工艺角度讲，砖坯中的水分来自于原料自身含水，一搅、二搅和挤出机的加水。不同成型工艺生产的砖坯含水率差别较大。实践中人们往往过分追求产量，降低了砖坯挤出压力，导致强度下降，砖坯含水率提高。
还有的盲目码高，严重超出底层砖坯的承受能力，烧出的产品成品率很低。在允许的前提下应该寻求低含水率的成型工艺，能够保证砖坯码上窑车后不变形、不开裂，底层砖坯能够承受住上层坯体的压力。（2） 坯体干燥机理
在干燥室内，干燥介质（余热和热烟气）通过热交换将热量传给坯体表面，坯体表面受热后，又以传导的方式将热传递给坯体内部，这是传热过程。坯体表面受热后，表面水分汽化蒸发，而坯体内部水分则因物料水分差而移向表面，再由表面蒸发，直到坯体得以干燥，这是传质过程。
由此可见，整个干燥过程既是传热过程，又是传质过程。传质过程又可分为两个过程，表面水分汽化蒸发到空气的过程称之为外扩散，内部水分移向表面的过程称之为内扩散。在整个干燥过程中，传热过程、外扩散过程和内扩散过程是相互联系并同时进行的。
在干燥介质稳定的情况下，坯体不发生化学变化时，坯体干燥可分为四个阶段：
①升速阶段
干燥室内不停地有新车进入，在这里阶段，坯体表面被加热到等于干燥介质湿球温度的温度，水分蒸发速度很快增大。这一阶段时间短，排除水量不大 。干燥介质温度最低、湿度最大。
②等速干燥阶段
坯体表面蒸发的水分由内部向坯体表面源源不断补充，坯体表面总是保持湿润。这一阶段干燥速度不变，坯体表面温度保持不变，水分自由蒸发。干燥介质湿度逐渐增大。
③降速干燥阶段
表面停止收缩，继续干燥仅增加坯体内部孔隙。干燥速度下降，热能消耗下降，坯体表面温度提高。
④平衡阶段
坯体表面水分达到平衡水分时，干燥速度为0 。干燥最终水分取决与干燥介质的温度和湿度。干燥各阶段并不是固定不变的，随着干燥介质温度、湿度的变化也会有所调整，实践中要根据具体情况摸索出适合原料特点的干燥曲线。
通过研究干燥机理及干燥速率可知，影响干燥速率的因素实质上就是影响传热速率和扩散速率的因素，其中，影响传热速率的因素为干燥介质的温度、湿度和流速，总体而言是单位时间送入干燥室内多少热量。
在实践中经常出现这样的现象，有的生产线送进干燥室的热风温度较高，但是干燥速度就是很慢，干燥效果很差，这是因为风机抽取的风量偏少了，干燥室里并没有获得足够的热量。有的生产线送风温度较低，但干燥效果却很好，这是因为风量较大，干燥室已获得足够的热量。
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