10.3969/j.issn.1001-6945.2001.02.022
微波干燥技术应用于砖瓦业的可能性及优点？
@@答：干燥是砖瓦生产中的一个重要过程。目前,我国烧结砖厂砖坯干燥方法有自然干燥、室式干燥室干燥、隧道干燥室干燥、大断面隧道干燥室干燥、大断面一次码烧隧道术窑干燥等。这些干燥方法均是用热气体做干燥介质，通过热交换激发砖坯内部的水分逐步向外排除。干燥过程实际是一个传热传质过程。这种传统的干燥方法使砖坯表面温度高于内部温度，而表面水分小于中心水分，砖坯由表到里出现温度梯度和湿度梯度，当热气体加热湿冷的砖坯时，砖坯在临界含水量（砖坯干燥收缩停止以前的含水量）以前由于表面水分蒸发过快形成硬皮里外收缩不一致而出现收缩开裂。为了避免这一现象发生，在砖坯开始进入干燥室的一段很长时间内，需有砖坯（这时砖坯表面水分蒸发极其缓慢），待砖坯内部温度升高后才逐步与温度较高、湿度较低的气体接触，直至砖坯到达临界含水量以后才可用高温低湿气体进行安全脱水。这样就大大延长了砖坯的干燥周期（根据不同粘土的干燥敏感性、砖坯大小和形状约需20～60h）。为了合理地建立干燥制度，提高干燥效率，世界各国都开展了对砖瓦干燥性能的研究。德国埃森砖瓦研究所在70年代后期开展了微波干燥砖坯的实验工作，但由于微波元件等原因而没有实现产业化。微波能源的利用在近年来得到了迅速的发展，尤其是微波干燥技术在医药、食品、化工等领域已取得了瞩目的成就，形成了产业化。英国EA技术公司还开展了微波辅助烧结（Microware-Assistred Gas Firing）的技术研究,最高烧成温度为1600度,成功的烧制成了多种产品,如：陶瓷、砖、耐火材料、卫生洁具、陶粒等，生产效率提高4倍，能耗降低30％左右，降低了废品率，提高了机械性能，降低了氟的释放量。 我国于70年代初就开始了微波能应用的研究，经过近30年的研制开发，微波能应用在各工业领域取得了可喜的成果。微波元器件质量可靠，应用器日臻完善，如：木材微波干燥室、橡胶微波硫化器、食品干燥灭菌机等。微波干燥技术在我国食品工业、医药工业得到了应用，研制并生产了不同类型的干燥设备，如：隧道式微波灭菌干燥室、平板型微波干燥室等。在矿冶领域有人提供了多功能工业用微波加热反应系统，该系统能使微波场场强集中于反应器内，保证微波加热物料及其化学反应的进行。另外，采用微波二级连续式代替手工间歇式干燥陶瓷取得了成功，干燥时间仅为常规方法的1/3，且质量有了很大的提高。
微波进行干燥是利用水分子（水的分子式为H2O）在微波场环境下能够被激发这一特性，根据场强的不同，微波可以激发砖坯内部的水分子产生振荡，随即升温变成水蒸气排出砖坯。微波干燥机理上与普通干燥有很大区别。普通干燥时水分开始从砖坯表面蒸发，内部的水分慢慢扩散至表面，加热的推动力是温度梯度，通常需要很高的外部温度来形成所需的温度差（能量由外部传递到物料内部）传质的推动力是物料内部和和物料表面的湿度梯度。在微波干燥过程中，砖坯内部产生热量，传质推动力主要是物料内部迅速产生的蒸汽所形成的压力梯度。在开始干燥时，砖坯含水量较高，砖坯内部的压力很快地升高，则水分在压力梯度的作用下由毛细孔从砖坯中排出。初始湿含量越高，压力梯度对湿分排出的影响也越大，也即有一种"泵"效应驱使水分（经常以液态的形式）流向表面，使干燥速度大大增加。由于砖坯内外水分的一致蒸发，内外的收缩基本达到一致。所以，利用微波干燥砖坯首先在理论上是可行的。如果很好的加以利用，将提高产品的产量和质量，也会提高行业的技术水平。
山东某集团公司已致力于微波干燥在砖瓦行业的开发与应用，并且取得了较好的成绩。该研究将微波与热能进行组合，将干燥周期大幅度的缩短。总结微波组合干燥系统具有如下优点：
a、砖坯物料各组分中除水分外还有一些有极性分子，具有较强吸收电磁波能量并升温的能力。
b、能使能量得到有效利用，不但水吸收微波而获取能量而蒸发，而且其他物料吸收微波后也使砖坯迅速产生热量而使砖坯得到迅速干燥。
c、无破坏性，在较低的气温下进行干燥，不需要高的表面温度，砖坯的温度分布较低。
d、其他挥发性物质迁移量小，溶剂经常以汽态形式排出，不会使其他物质传递至表面。
e、作用均匀，内外的干燥较为一致。
f、干燥迅速，干燥时间可缩短为常规干燥方法的1/5～1/10。
j、系统占地面积小，工艺操作简单、维修方便、安全可靠。
h、产品质量改善，避免表面硬化（结壳）、破损和其它质量问题。
微波应用于砖瓦行业，在我国是一个新的课题，现已引起广泛的关注，希望能有更多的仁人志士参与研究与探讨，促进行业的进步
微波干燥技术、技术应用、砖坯、表面水分、温度梯度、微波干燥室、干燥方法、物料、压力梯度、含水量、砖瓦行业、质量、水分蒸发、隧道干燥室、微波能、推动力、系统、微波加热、收缩、气体
1
TQ17
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共1页
41
