Лако-красочные материалы — производство

Применяемые для отверждения покрытий сушильные камеры классифицируют (табл. 8.6—8.8):

по способу передачи энергии окрашенному изделию —на конвективные, терморадиационные, терморадиационно-конвек — тивные, индукционные, радиационно-химические;

по виду потребляемой энергии — на электрические, газовые, паровые и водяные;

по конструктивному исполнению — на тупиковые (одно — и многосекционные) периодического действия и проходные (одно — 11 многоходовые) непрерывного и периодического действия.

В зависимости от применяемых транспортных средств раз­личают установки с подвесным конвейером, с напольным кон­вейером и т. д.

Наибольшее промышленное применение находят электриче­ские и газовые конвективные, терморадиационные и термора — диационно-конвективные установки непрерывного и периодиче­ского действия, в которых отверждение покрытий происходит при использовании тепловой энергии; перспективными и эконо­мичными являются также радиационно-химические установки, покрытия в которых отверждаются под воздействием ультра­фиолетовых (УФ) лучей и ускоренных электронов.

5 6

Конвективные сушильные установки (рис. 8.9) представляют собой камеры туннельного или тупикового типа, состоящие из корпуса, тепловентиляционных агрегатов, вытяжных устройств,

систем контроля и автоматического регулирования.

Корпус камеры может быть сварным или сборно-разборным, что предпочтительнеег и представляет собой металлический каркас, обшитый теплоизоляционными панелями. Панели изго­тавливают в виде пустотелых щитов с двойными стенками из листовой стали, а пространство между ними заполняют негорю­чим теплоизоляционным материалом, чаще всего минеральной или стеклянной ватой. В последнее время все шире применяются типовые панели. Такие панели состоят из оболочки — оцинко­ванных стальных листов толщиной 1,0—1,2 мм, соединенных специальными замками, и теплоизоляции в виде минераловат­ных плит. Панели имеют отбортовку, придающую им жесткость и обеспечивающую возможность соединения между собой по типу шип — паз. Уплотнение стыков панелей осуществляется слоем герметика. Панели изготавливают толщиной 80—120 мм с таким расчетом, чтобы температура наружной поверхности стенок корпуса не превышала 45 °С.

В тупиковых многосекционных сушильных установках внут­ри корпуса располагаются теплоизоляционные перегородки, ко­торые делят камеру на отдельные секции. Каждая секция имеет тепловентиляционный агрегат, систему контроля и регулирова­ния температуры. Это дает возможность формировать покрытия по нескольким независимым технологическим режимам.

Рис. 8.9. Схема конвективной сушильной установки:

1 — зонт; 2 — нагнетательный воз­духовод; 3 — калорифер; 4 — воз­духовод вытяжной системы; 5 — вентилятор рециркуляционный; 6 — шибер; 7 —вентилятор вытяжной; § — корпус

Схема движения воздуха в сушильной установке выбирается: в зависимости от ее назначения для создания наиболее целесо­образного воздушного потока. При удалении с изделий влаги,, например после подготовки поверхности, горячий воздух пода­ют рециркуляционным вентилятором в вертикальные нагнета­тельные короба-стояки с узкими щелями для придания воздуху большой выходной скорости, необходимой для сдувания капель с поверхности и одновременного эффективного нагрева изделия..

Теплоноситель для сушильных установок выбирается; в за­висимости от температуры отверждения покрытия:

=^80°С — электричество, газ, пар, вода ^100 °С — электричество, газ, пар >100 °С — электричество, газ

При применении пара или горячей воды для нагрева возду­ха используют пластинчатые калориферы различных моделей, а также гладкотрубные нагреватели. Водяные калориферы в настоящее время используют крайне редко. Паровые калори­феры экономичны при нагреве воздуха до 60—100 °С. Их уста­навливают, как правило, вертикально, чтобы облегчить удале­ние воздуха во время работы и при необходимости обеспечить слив воды.

В установках, рассчитанных на температуру сушки 100 °С и выше, применяют электрические калориферы — трубчатые электронагреватели, заключенные в металлический кожух. Кон­струкция электрокалориферов предусматривает возможность включения их в зависимости от необходимой теплопроизводи — тельности камеры на различную мощность.

В сушильных установках с учетом производительности теп­ловентиляционного агрегата и требуемой температуры применя­ют один или несколько калориферов. В последнем случае их соединяют между собой последовательно или параллельно.

Вентиляторы и калориферы располагают как вне, так и внут­ри корпуса камеры. При внутреннем расположении калориферов и вентиляторов достигается сокращение теплопотерь, увеличе­ние КПД сушильной установки, а также снижение уровня шума, создаваемого вентиляторами. При этом, однако, уменьшается объем сушильной камеры.

Взрывобезопасная концентрация паров растворителей в су­шильной установке обеспечивается выбросом в атмосферу части загрязненного воздуха и подсосом свежего. При этом концент­рация растворителей в рабочем пространстве сушильных уста­новок поддерживается на уровне, не превышающем 50% нижне­го предела взрываемости с учетом коэффициента запаса К, характеризующего неравномерность испарения растворителя и температуры сушки. Для сушильных установок непрерывного-

действия значение К принимается равным 2—5 (для сушильных установок периодического действия К=8—15). ,

Терморадиационные сушильные установки широко распрост­ранены в промышленности, чему способствуют высокая эффек­тивность их работы (время отверждения покрытий в 2—10 раз меньше, чем в конвективных установках), простота конструкции, малая тепловая инерционность, легкость регулирования тепло­вых режимов. Недостатками этих установок являются: невоз­можность обеспечения равномерного нагрева поверхности слож­нопрофильных изделий; сильное влияние экранирования на нагрев, что ограничивает плотность размещения изделий на конвейере; возможность изменения оттенка покрытий на наи­более облучаемых участках поверхности вследствие перегрева.

Различают терморадиационные сушильные установки камер­ные и бескамерные (щитовые). Установки могут быть непрерыв­ного и периодического действия, электрические и газовые, В зависимости от применяемого источника ИК-лучей установки подразделяют на устройства со светлыми (обычно ламповыми) и темными (трубчатыми, панельными и др.) излучателями. Тип излучателя и конструкция отражателя имеют важное значение для эксплуатационной характеристики сушильных установок. От них зависит скорость отверждения покрытия, надежность и экономичность работы установки.

Установки со светлыми излучателями — камерные и бескс — мерные (щитовые или панельные) отличаются легкостью ;кон — струкций, простотой монтажа излучателей, малой тепловой инерционностью.

Щитовые установки используют для быстрого местного на­грева поверхности при ремонтных работах, исправлении дефек­тов окрашивания, а также при отверждении покрытий на изде­лиях, исключающих общий нагрев.

Камерные установки — проходные и тупиковые — применяют в тех случаях, когда по условиям формирования покрытия пред­почтительным является светлое излучение, например при полу­чении покрытий из некоторых видов порошковых красок на не­термостойких подложках.

Сушильные установки с темными излучателями нашли ши­рокое распространение при получении покрытий благодаря от­носительно невысоким температурам нагрева излучателей, ста­бильности и долговечности работы. В промышленности приме­няют темные излучатели разных типов: трубчатые, плоские или панельные, ленточные и др. Особенно распространены трубча­тые электрические нагреватели (ТЭНы) вследствие простоты конструкции, легкости монтажа, надежности в работе, высокого коэффициента превращения электрической энергии в энергию ИК-излучения (0,85—0,90).

В настоящее время серийно выпускаются ТЭНы в соответст — мии с ГОСТ 13268—74 разных типоразмеров — длиной от 0,25 до 6,3 м с диаметром оболочки 8—16 мм. Они рассчитаны на напряжение 12, 127, 220 и 380 В и номинальную мощность 0,05~-25 кВт. Наиболее распространены ТЭНы с номинальной мощностью от 0,3 до 6 кВт (поверхностная плотность излучения 7—45 кВт/м2), работающие при напряжении 220 В. ТЭНы мо­гут быть любой формы, но чаще всего в сушильных установках применяют нагреватели прямой и U-образной формы. Их срок «службы составляет в среднем 10 000 ч.

Для отверждения покрытий на изделиях сложной формы, имеющих* экранированные участки поверхности, применяют электротерморадиационно-конвективные установки, в которых передача теплоты осуществляется одновременно за счет конвек­ции и терморадиации. Это обеспечивает быстрый подъем тем­пературы и более равномерный по сравнению с терморадиаци­онными установками обогрев изделий. Рециркуляция и выброс загрязненного растворителем воздуха при этом осуществляется вентиляционными агрегатами во взрывобезопасном исполнении.

Типы и основные размеры сушильных установок регламенти­рует ГОСТ 23093—78. Технические, характеристики отдельных типов сушильных установок, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 8.9. В табл. 8.10 Приведены наиболее часто возникающие при эксплуатации сушильных камер дефекты и способы их устранения.

Оборудование для очистки газовых выбросов сушильных ус­тановок. При работе сушильных установок образуется большое количество газовых выбросов, состоящих из нагретого воздуха! или топочных газов со значительным (до 3—5 г/м3) содержа­нием органических растворителей и других летучих соединений, загрязняющих атмосферу. Для их очистки используют в основ­ном способы термического дожигания, каталитического сжига­ния (окисления) или сочетание этих способов.

Наиболее распространен способ очистки, основанный на ка­талитическом сжигании горючих компонентов газовых выбросов в специальных устройствах (рис. 8.10). Воздух, загрязненный парами растворителей и других органических соединений, на­гревается в теплообменнике 6 и злектрокалорифере / до тем­пературы начала реакции каталитического окисления 300—■ 400 °С, причем теплоносителем в теплообменнике служат уже очищенные нагретые газовые выбросы. Каталитический элемент представляет собой металлический короб с ячейками, в которые помещен катализатор. Применяют платиновые, хромовые и дру­гие катализаторы марок АП-56, НИАГАЗ-З, НИАГАЗ-9Д в виде кассет и гранул. Носителями катализатора при этом служат алюмосиликаты, керамика и другие материалы.

На рис. 8.11 приведена схема терморадиационно-конвектив — ной сушильной установки, оборудованной устройством для ка-

Таблица 8.10. Дефекты работы сушильных камер, их причины и способы устранения

Общие для камер

Рабочее колесо заде­вает за кожух; части

вентилятора деформи­ровались под действием высокой температуры Вентилятор недостаточ­но вытягивает паро­

воздушную смесь; засо­рились щели нагнета­тельного короба Неправильно установле­ны направляющие

Неравномерно подает­ся воздух

Разобрать и отремонтиро­вать вентилятор или заме­нить на более температу­роустойчивый

Проверить производи­тельность вентилятора, от­регулировать расходы по воздуховодам, исправить короба

Отрегулировать положе­ние направляющих про­кладками

Отрегулировать распреде­ление воздуха по камере

Для сушильных камер с паровым обогревом

Падение пропускной Увеличить аэродинами — Очистить поверхность теп — способности калори — ческое и гидравлическое лообмена от загрязне — фера по воздуху и сопротивление калори- ний механическими или пару фера химическим способом

Недостаточная тем- Неисправен паровой ка — Отремонтировать запорно — пература сушки лорифер или арматура регулирующую арматуру

и калорифер

Залит водой конденса — Продуть паром конденса — топровод и нижняя топровод; выпустить воз — часть калорифера дух из высших точек па­ропровода; выполнить

поверочный тепловой нас­чет

Конденсатоотводник Отрегулировать конденса — пропускает пар тоотводник

Температура сушки Повышен расход пара Провести настройку регу — выше проектной через регулятор тем — лятора

пературы

Для сушильных камер. с газовым обогревом

Недопустимое повы- Неисправность газоре — Проверить состояние и шение (понижение) гуляторного пункта работу ГРП

давления газа на (ГРП)

входе в горелку Утечка газа Мыльной эмульсией про­

верить плотность запор­ных устройств и соедине­ний газопровода; неис­правности устранить до пуска топки

Газ в основных го — Неправильная регули-

релках сгорает жел — ровка горения

тым коптящим пла­менем

В продуктах сжига — Не отрегулирована по-

ния, обнаруживается дача газа

оксид углерода

Неустойчивое пламя Не отрегулирована тяга (отрыв пламени от в топке горелки, повышенное гудение, шум)

Повысилось или умень­шилось давление газа и

воздуха

Уменьшилась или увели­чилась подача воздуха Большая скорость га­зовоздушной смеси на выходе, избыток пер­вичного воздуха

Повышение (пони — Не отрегулирована ав — жение) температу — томатика теплорегу — ры сушки лирования сушильной

камеры при ручном ре­жиме, не отрегулирова — . на подача газа

Для сушильных камер с эл

Недостаточная тем — Вышли из строя нагре — пература сушки ватели, изменилась на­

грузка по току

Неисправности в цепи электропитания Загрязнены отражате­ли

Нагреватели слишком удалены от изделия

Повышенная тем — Мощность нагревате — пература в камере лей завышена

Перегрев высуши — Неправильно отрегули — ваемых изделий в рован воздухообмен верхней зоне камеры

Изменить установку на­гревателей

Изменить навеску изделия так, чтобы не выступали его отдельные участки; сушку производить тер — морадиационно-конвекци — онным способом; выбором рефлектора обеспечить равномерность рассеива­ния лучистой энергии по­тока, например, заменой гладких отражателей на гофрированные; послед­ний слой светлого покры­тия высушивать конвек­ционным способом

та лити чес ко го сжигания паров растворителей, благодаря кото­рому достигается практически полная очистка отходящих газов от вредных загрязнений и их рециркуляция. Очищенные газы направляются в терморадиационные панели 6, а затем через нагнетательный воздуховод 5 в рабочее пространство сушиль­ной установки для конвективного нагрева окрашенных изделий. Использование очищенных газов в качестве сушильного агента позволяет на 70—80% уменьшить подсос свежего воздуха в сушильную установку и на 30% снизить энергозатраты на очистку газовых выбросов.

Для очистки загрязненного воздуха, отходящего из газовых

сушильных установок, применя­ют также топочно-очистные уст — 3 ройства. Очистка газовых выбро­сов в этих устройствах осуще­ствляется путем подачи части ‘t загрязненного парами раствори — ^ тел ей воздуха в газовую горел­ку, где — он используется в каче — g, стве окислителя топлива, а дру-

7 Рис. 8.10. Схема устройства для очи­стки газовых выбросов каталитичес­ким сжиганием:

І — электрокалорифер; 2 — вентилятор; 3 — входной патрубок; 4 — теплоизоляция; 5 — каталитический элемент; 6 — теплообменник;

7 — патрубок для выходов очищенных газов

Применение топочно-очистных устройств в сушильных уста­новках обеспечивает экономию природного газа до 20% и более.