Séchage rapide par convection des briques creuses

Séchage rapide par convection des briques creuses

Ralf König, ingénieur diplômé, D-Krumbach

Résumé

Ralf König: Séchage rapide par convection des briques ordinaires
L'évolution rapide de notre société industrielle exige une flexibilité et une volonté d'innovation maximales des entreprises.Cela vaut également pour la technologie de séchage dans l'industrie de l'argile lourdeUn pas révolutionnaire dans ce domaine est l'introduction de la technique de séchage rapide.

Le développement industriel rapide d'aujourd'hui exige que chaque entreprise procède à des innovations technologiques avec la plus grande souplesse et rapidité, en fonction de sa propre situation.Ce principe s'applique également au domaine de la technologie de séchage dans l'industrie de la fabrication de briques.Il y a environ 100 ans, les briques vertes étaient encore séchées dans des racks de séchage appelés "hacks".Il permettait seulement la production saisonnière., avec des cycles de séchage de 2 à 3 semaines; les rayonnages de séchage, ou garages de séchage en plein air, ne pouvaient être retournés que 10 à 12 fois par an.un tel procédé de séchage ne pouvait pas être adapté à une production continue au four.

Le premier développement de la technologie de séchage a été le soi-disant "bouchon de séchage à grande capacité", construit sur des fours à anneaux ou en zigzag, utilisant l'air chaud qui monte de la surface du four pour le séchage.Cela réduit le cycle de séchage à 10 jours..

Aujourd'hui, les séchoirs à chambre ou à tunnel utilisent la chaleur résiduelle des fours de tunnel pour le séchage artificiel.Le cycle de séchage varie selon le type de produit et les propriétés des matières premières, de 1 à 3 jours.Une autre étape révolutionnaire dans ce domaine a été l'introduction de la technologie de séchage rapideL'article présente une illustration graphique du principe de séchage rapide des briques creuses à haute voidation et évoque ses perspectives d'investissement.

L'origine du séchage rapide

Au milieu des années 80, des usines de fabrication de catalyseurs industriels ont commencé à se développer en République fédérale d'Allemagne.une longueur d'environ 1La qualité de séchage et le temps de séchage sont très différents, mais la qualité de séchage est supérieure à celle de la fabrication.les meilleurs résultats n'ont été obtenus que lorsque les corps verts ont été soumis à un air à débit traversant et à débit croiséSi le besoin de séchage forcé dépasse un certain niveau, d'autres paramètres de production jouent également un rôle, tels que la vitesse de l'air à travers les trous et sur les surfaces des corps verts,ainsi que l'état de transport de chaleur du gaz à mesure que les corps avancentIl a été constaté que dans certains cas, parce que la pression de vapeur d'eau saturée dans le gaz a largement dépassé celle du corps vert,Un tiers des corps séchés ont finalement été endommagés par l'eau condensée adsorbée..

Le micro-ondes ou le chauffage à haute fréquence seraient des méthodes idéales pour chauffer le flux d'air.

a. Dans certaines régions, le chauffage à haute fréquence n'est utilisé que pour les composants métalliques de l'équipement tels que les capteurs et les manchons de capteurs; naturellement, les planches de séchage qui ont transporté des corps verts ne peuvent pas être réutilisées..
b. Le chauffage à haute fréquence génère une électricité statique considérable dans la zone de chauffage.Même le film d'eau très mince sur le corps vert ou entre le corps vert et la planche de séchage en plastique peut causer la planche à brûler ou même être endommagé en raison du taux de décharge.

C'est pourquoi la méthode de préchauffage intermédiaire à l'aide de planches de séchage chauffables (pour éviter la condensation sur les corps verts) s'est avérée efficace dans la pratique.L'expérience acquise dans le séchage au catalyseur de Novokaram a inspiré l'idée de développer une chambre de séchage rapide pour les briques perforées.Ces dernières années, Novokaram a mené des essais de séchage approfondis, avec des produits allant des grandes dalles (50 * 30 * 300 cm) aux briques perforées ordinaires de longueur traditionnelle.Il a été constamment constaté que le séchage par convection peut pleinement obtenir les résultats requis.

Principe de base du séchage rapide par convection

L'exemple le plus courant de séchage par convection est le séchage par soufflage des cheveux à l'aide d'un sèche-cheveux.évaporation et élimination de l'humiditéComme l'évaporation nécessite de la chaleur, le matériau de séchage se refroidit progressivement et absorbe plus d'eau au cours du processus (voir Fig. 1).La capacité de l'air à absorber l'humidité est limitée par une valeur dépendante de la température, appelée pression de vapeur d'eau saturée.Si cette valeur est dépassée, l'excès d'humidité naturelle se condense sous forme de brouillard ou de condensat, ce qui est particulièrement redouté dans le séchage.L'état de l'air dans une chambre de séchage est généralement exprimé en termes de température (°C) et d'humidité relative (%)Au fait, lorsque l'on utilise un diagramme h-x, ces deux paramètres sont des valeurs fondamentales.

Comment trouver l'équilibre dans l'état de fluidité

Le point de départ pour considérer le séchage rapide est que le temps de séchage des briques vertes dans les séchoirs traditionnels est toujours déterminé par les briques qui sèchent le plus lentement.Ceci est directement lié à la position des briques vertes dans le séchoir (voir Fig.Par exemple, les briques situées à l'extérieur sèchent beaucoup plus lentement que celles situées plus près du ventilateur à l'intérieur.,Même si les briques à l'intérieur du sèche-linge peuvent être retirées, la température de l'eau est plus basse et la capacité d'absorption de l'humidité diminue.le système de séchage doit continuer à fonctionner jusqu'à ce que les briques mal placées soient également sèches même si la plupart des briques dans le séchoir n'ont pas eu besoin du processus de séchage prolongé.

Par conséquent, la première étape du séchage rapide consiste à équilibrer les conditions de débit d'air sur toute la section transversale de la circulation directe d'air.le processus de séchage de chaque brique verte est indépendant de sa position dans le séchoir ¢ iIl doit être le même à tout moment pendant le séchage.

Accélération de l'air

Tant que des conditions climatiques appropriées existent, la vitesse de l'air a une influence très spécifique sur le taux de séchage.Les basses vitesses produisent un débit laminaire uniforme. Un exemple de débit relativement uniforme dans la nature est une grande rivière qui coule tranquillement.L'augmentation de la vitesse rend le flux plus turbulent. Une analogie dans la nature est un ruisseau de montagne courant à travers une gorge pendant la fonte de la neige.

La turbulence lors du séchage implique qu'il y a une couche d'air stationnaire à la surface du corps vert, la soi-disant couche limite.Cette couche empêche le séchage et devient plus mince pendant le processus de séchage (voir Fig.Les particules d'air à mouvement rapide absorbent les particules d'eau beaucoup plus facilement que les particules d'air à mouvement plus lent.

Après augmentation de la vitesse de l'air, le taux de séchage s'accélère rapidement, et la teneur en humidité du gaz augmente de plus de 5%.La condition principale à respecter est que l'état de débit continu du gaz soit uniforme pour obtenir des résultats satisfaisants.C'est-à-dire que les corps verts sur toute la section doivent être exposés au flux d'air et que la vitesse de l'air doit être la même.Cette étude expérimentale a duré plus d' un an.

Rapport entre le débit croisé et le débit traversant

En raison de nouvelles réglementations récentes sur l'isolation thermique, le volume du vide est devenu plus grand, ce qui signifie que les parois intérieures des trous sont de plus en plus minces.Ces parois minces ont leurs avantages., et ils posent peu de problèmes de séchage, car à part l'épaisseur différente de la paroi, il n'y a qu'une légère différence ­ la quantité d'humidité générée est différente (voir figure 4).Si la différence de teneur en humidité est très faible, la différence de rétrécissement est également faible et le risque de fissures séchées semble très faible.

D'autre part, comme la surface joue un rôle décisif dans le séchage par convection, ces produits creux à haute voûte ont une grande surface interne ­ environ trois fois la surface externe.Ainsi, pour une teneur en humidité donnée, plus la surface est grande, plus le séchage est facile.

Pour les briques perforées, le rapport entre débit croisé et débit traversant doit satisfaire à une certaine proportion.Cette proportion dépend de la hauteur A de l'écart entre la surface supérieure du corps vert inférieur et la surface inférieure de la planche de séchage supérieure, et la largeur B de l'espace entre deux briques adjacentes (comme indiqué sur la Fig. 6).le rapport de débit approprié ne peut pas toujours être atteint ou entièrement atteintPour un séchage rapide réussi, trois conditions sont requises: les conditions de débit sur toute la section transversale doivent être les mêmes (même vitesse d'air pour le débit croisé et le débit traversant);la vitesse de l'air ne doit pas être inférieure à une certaine valeur; et les taux de débit croisé et de débit traversant pour chaque brique doivent être cohérents.

Expérience dans le domaine du séchage rapide

Au cours des deux dernières années, Novokaram a mené des recherches continues dans son usine, obtenant des informations importantes dans le domaine de la modélisation aérodynamique.les conclusions théoriques ont été confirméesSur la base de ces principes fondamentaux, une usine de démonstration à grande échelle a été construite pour le séchage rapide des produits creux en argile, et par la suite,trois briqueries différentes ont été équipées de la méthode de séchage rapideLes paramètres de caractéristiques de séchage pertinents sont énumérés ci-dessous sous forme d'exemples.

Les fissures à séchage rapide et à séchage

On prétend souvent à tort que le séchage des fissures est une conséquence directe du rétrécissement.Les fissures de séchage sont causées par un rétrécissement différentiel dans le corps vertDans le cas d'un séchage rapide, les corps verts doivent être exposés uniformément à l'air de manière à ce que les différences d'humidité générées soient très faibles.Dans ce contexte,, il est facile de voir pourquoi le séchage rapide n'attribue pas nécessairement les fissures de séchage à une sensibilité de séchage élevée.

Une comparaison des briques séchées selon les méthodes traditionnelles avec celles séchées très rapidement a confirmé la conclusion ci-dessus.

Humidité résiduelle et temps de séchage

Notre objectif initial était un temps de séchage ≤ 2 heures. L'humidité résiduelle après séchage dépend du cycle de séchage, des spécifications du produit et des matières premières, généralement comprise entre 0,5% et 2,5%.Il convient de noter que l'allongement du processus de séchage de quelques minutes dans le séchage rapide peut réduire considérablement l'humidité résiduelleDans la même usine, le temps de séchage traditionnel était d'environ 32 à 48 heures, avec une teneur en humidité résiduelle de 1,0% à 2,5%.Il n'y a pas de différence de qualité de cuisson entre les produits séchés rapidement et ceux séchés par méthodes traditionnelles.

Curve de séchage optimale

Comme pour le séchage conventionnel par convection, une courbe de séchage adaptée à la matière première doit être trouvée pour un séchage rapide.La courbe de séchage rapide peut être conçue comme une version compressée de la courbe de séchage traditionnelle, le séchage rapide n'est qu'un séchage classique à "motion rapide".

Le processus de séchage rapide

Si les corps verts ont été traités à la vapeur, il est important de les transférer de l'extrudeuse à la chambre de séchage dans les plus brefs délais.Plus la température du corps vert est élevée, plus le séchage précoce est intense, c'est-à-dire que les corps verts commencent déjà à sécher à une température plus élevée, sans une phase de chauffage progressive dans la chambre de séchage, évitant ainsi de perdre un temps précieux.

Le rapport entre débit croisé et débit traversant pendant le séchage a déjà été souligné.une plus grande précision de réglage signifierait un investissement plus élevéPar conséquent, une étude expérimentale spéciale a été menée pour voir si un schéma de réglage raisonnablement précis pouvait encore être accepté.Les résultats des essais ont montré que les tolérances des dispositifs de réglage et de déchargement conventionnels sont acceptables pour l'ensemble du procédé et n'ont pas d'effet négatif sur le rapport entre débit croisé et débit traversant.Cela signifie que, dans les conditions technologiques actuelles, des dispositifs de réglage classiques peuvent être utilisés.

Les avantages du séchage rapide

Lorsqu'il introduit une nouvelle conception, tout entrepreneur s'interroge immédiatement sur ses avantages et le séchage rapide par convection ne fait pas exception.

Quels sont les avantages du séchage rapide par convection par rapport au séchage convectif traditionnel?La réduction des délais est particulièrement prioritaireDans de nombreuses usines de briques d'argile différentes, des essais de séchage rapide ont été effectués sans fixer de courbes de séchage complexes, et les briques cuites ont obtenu une bonne ou très bonne qualité.Comparé aux briques produites selon les méthodes traditionnelles,les briques sélectionnées pour le séchage rapide étaient au moins aussi bonnes que celles séchées par des méthodes traditionnelles même sans nécessairement savoir si la courbe de séchage était adaptée aux matières premières disponibles.

Un autre avantage très important est la réduction des investissements nécessaires à la construction d'une usine de séchage rapide.l'ensemble de la chambre de séchage rapide occupe beaucoup moins de place dans le bâtiment de productionCela signifie que, pour la même production, la surface de production est réduite ou augmentée, ce qui permet d'obtenir un effet d'économie.les voies de transport sont raccourcies, et les équipements de transport nécessaires sont simplifiés, ce qui contribue également à réduire les investissements en capital.

Enfin, il convient de mentionner quelques données techniques: dans les chambres de séchage traditionnelles, la consommation de chaleur est d'environ 3200-3600 kJ/kg H2O.La consommation d'électricité dépend des caractéristiques d'élimination des eaux de la matière première elle-mêmeSelon les données de différentes briqueries, la consommation électrique est de 511 kWh par tonne de matériau brûlé.

Exemple de production par séchage rapide

La figure 7 représente un schéma schématique du procédé de production dans une maçonnerie où le procédé traditionnel de séchage a été remplacé par un système de séchage rapide.

De même, dans d'autres briqueries, les briques vertes sont coupées, placées sur des planches de séchage, puis transférées dans des voitures de séchage.qui passent ensuite par la chambre de séchage rapideLa voiture de séchage reste dans chaque compartiment pendant un certain temps, c'est-à-dire que des conditions différentes prévalent à chaque étape.mais le principe de séchage du débit croisé et du débit traversant et la vitesse de déplacement de la voiture de séchage sont les mêmes dans tous les compartimentsLorsque la voiture de séchage entre en circulation, la moitié du processus de séchage est déjà terminée.la température augmente continuellement tandis que l'humidité relative diminue continuellementLa chambre de séchage rapide décrite ici comporte 10 sections dans chaque direction.

Une fois que la voiture de séchage a quitté la chambre de séchage rapide, les étapes suivantes se poursuivent comme d'habitude.Attendant d' être chargés dans le four.Le déchargement et l'emballage du four de tunnel ne sont pas affectés par le séchage rapide.

Source de l'article

Cet article a été rédigé par l'auteur Ralf König, ingénieur diplômé (D-Krumbach), et a été publié à l'origine dans International Brick and Tile Industry (ZI-China Issue), 1996­1998,Édition combinée en chinois, Bauverlag GmbH. Il est publié ici à titre d'information et de référence uniquement. Les droits d'auteur appartiennent à l'auteur original et à l'éditeur original.

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