Способ сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов

 

СПОСОБ СУШКИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ путем их обдува при последовательном перемещении через три зоны с индивидуальными параметрами теплоносителя, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества сушки, в первой зоне обдув ведут в течение 2-2,5 мин теплоносителем с температурой 210-220 С, скоростью 7-8 м/с и влагосодержанием 25-40 г/кг с.в., во второй зоне обдув ведут в течении 2-3 мин теплоносителем с температурой 180-190 С скоростью 7-8 м/с и влагосодержаг. нием 40-60 г/кг с.в., а в третьей зоне обдув ведут в течение 3-3,5 мин теплоносителем с температурой 120-130 Cf скоростью 5-6 м/с (Л и влагосодержанием 60-80 г/кг с.в.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) F 26 В 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

3

I ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3446912/24-06 (22) 2$.05 ° 82 (46) 30.09.83.Бюл.9 36 (72) И.М.Пиевский, Г.,Ц.Назаренко, С.В.Ежова, Г.М.Приятель, 3.И.Вайсгант и В,A.Kèñåëåâè÷ (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики

AH Украинской ССР (53) 66.047 ° 781(088.8) (56) 1. Дасоян М.А, и др. Производство электрических аккумуляторов. М., Высшая школа, 1977, с. 268-269.

2. Там же, с. 266-267. (54)(57) СПОСОБ СУШКИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТО

POB путем их обдува при последовательном перемещении через три зоны с индивидуальными параметрами теплоносителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества сушки, в первой зоне обдув ведут в течение 2-2 5 мин теплоносителем

I о .с температурой 210-220 С, скоростью 7-8 м/с и влагосодержанием

25-40 r/êã с в., во второй зоне обдув ведут в течении 2-3 мин теплоносителем с температурой 180-190 С, О скоростью 7-8 м/с и влагосодержа нием 40-60 r/êã c ° в., а в третьей зоне обдув ведут в течение 3-3 5 мин теплоносителем с температурой 120-130 С, скоростью 5- б м/с и в.лагосодержанием 60-80 r/êã с.в.

1044910

Изобретение относится к сушке отрицательных отформированных пластин свинцовых аккумуляторов.

Известен способ сушки отформированных пластин свинцовых аккумуля-. торов, обеспечивающий высокую интенсивность процесса, например, сушка в инертной парогазовой среде (lg .

Однако такой способ энергоемок и требует сложной технологии.

Наиболее близким к предлагаемо му является способ конвективной сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов, предварительно пропитанных раствором ингибитора окисления свинца, например борной кислоты. Сушку пластин осуществляют в трехэональных сушильных установках с параметрами теплоносителя по зонам: 1 эона — температура теплоносителя 160-180 С, скорость 5-6 о м/с, относительная влажность теплоносителя меньше 12%, И зона — температура 140-160 С, скорость 5-6 м/с, относительная влажность меньше 12Ъ и 1П зона — температура . 90-110 С, скорость 3-4 м/с, относительная влажность меньше 12%;

Время сушки при таких параметрах тепловой обработки составляет

10-15 мин.

Данный способ является простым в конструктивном исполнении, поддается механизации и автоматизации и широко распространен в технике Pal .

Однако при таких режимах сушки качество высушенных пластин, характеризующееся их окисленностью или же емкостью аккумуляторных батарей, недостаточно стабильно. Окисленность отрицательных пластин обычно составляет 7-10%, иногда же возрастает до

10-15%.

Повышение температуры теплоносителя выше укаэанных в прототипе пределов с целью интенсификации процесса сушки приводит к дальнейшему росту окисленности.

Исследования показали, что окисление активной массы пластин при ,температурах теплоносителя выше

100-120 С особенно интенсивно протекает при его влагосодержании

50-100 г/кг с.в °

Установлено, что относительная влажность теплоносителя в первой и второй зонах поддерживается на уровне 9-10Ъ (g и 12Ъ) с единствен ной целью — предотвратить конденсацию водянЫх паров на металлических частях установки ° От первой зоны к третьей идет прирост влажности теплоносителя, так как выброс всей влаги, испаренной в процессе сушки, осуществляют только в конце установки. Таким образом, для приведенных

30 в прототипе тепловлажностных режймов сушки влагосодержание теплоносителя составляет 70-100 г/кг сухого Во3духа (с.в.), т.е. находится в самых опасных пределах °

Эти обстоятельства обусловливают низкое качество отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов и невозможность интенсификации процесса их сушки.

Проведенные соответствующие исследования тепломассобменных процессов при сушке отрицательных пластин показали, что окисление активной массы пластин происходит в основном в первом периоде процесса сушки, до первой критической влажности материала.

Поэтому представляется целесообразным провсдить процесс сушки во втором периоде„ таким образом, чтобы испарение влаги происходило внутри материала, в условиях отсутствия влаги на его поверхности и в прилегающих к ней слоях.

Цель изобретения — интенсификация процесса и улучшение качества сушки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуляторов путем их обдува при последовательном перемещении через три зоны с индивидуальными параметрами теплоносителя, в первой зоне обцув ведут в течение 2-2 5 мин

I теплоносителем с температурой

210-220О, скоростью 7-8 м/с и влагосодержанием 25-40 г/кг с.в... во второй зоне обдув ведут в течение 2-3 мин теплснс= телем с

40 температурой 180-190 С, скоростью 7-8 м/с и влагосодержанием

40-60 г/кг с.в., а в третьей зоне обдув ведут в течение 3-3,5 мин теплоносителем с температурой

120-130 С, скоростью 5-6 м/с и влагосодержанием 60-80 г/кг с.в.

При таких параметрах теплсвлажностной обработки весь процесс сушки идет во втором периоде, ис50 парение влаги происходит внутри материала, а на поверхности и в прилегающих к ней слоях влага отсутствует. При этом соблюдается два оптимальных условия: отсутствует водная пленка, способствующая обновлению массообменной поверхности, и влага выносится к поверхности в виде пара, уменьшая концентрацию кислорода в пограничном слое.

Исследования показали, что для того, чтобы окисленность пластин на первой стадии процесса сушки была минимальной, влагосодержание теплоносителя в этот период

1044910 не должно превышать 40 г/кг с.в. (относительная влажность (+ 5 ).

Во второй зоне, при уменьшении влажности изделия, влагосодержание теплоносителя может возрастать до 70 r/êã с.в ° (относитель. ная влажность составляет 5-8Ъ).

Только в третьей зоне, после углубления зоны испарения и достижения второй критической. влажности материала, когда влагосодержание теплоносителя не влияет на окисленность изделий, можно доводить его до 60-100 r/êã с.в, (относительная влажность 10-17%). Превышение этих значений приводит к резкому возрастанию окисленности материала.

Существенное влияние на процесс сушки и качество материала оказывает температура теплоносителя, особенно велико это влияние в первой зоне в сочетаний с повышенным влагосодержанием теплоносителя.

От этих факторов существенно .зависит температура материала. Повышение же температуры материала существенно ускоряет процесс его окисления. Для первой эоны указан интервал 210-220 С. Окисленность пластин при таких температурах соответственно равна 4,9В и 3,5Ъ.

Если же по прототипу снизить температуру теплоносителя до 170 С, о окисленность составит 6,7В, поскольку в этом случае процесс сушки начинается в первом периоде.

Необходимо отметкть, что сравнение влияния температур на качество иэделий в этом случае проводилось при одной и той же относительной влажности теплоносителя, равной 4%.

Если же, следуя прототипу, принять

< и 1?В (например, 93, что соответствует реальной работе сушильных установок на заводах: ), то окисленность материала при той же температуре теплоносителя составит 8,4Ъ, Те же закономерности наблюдают ся для второй и третьей зон. Так, повышение температуры теплоносителя только во второй зоне с 160 до 180 С (все остальные параметры

IIo зонам остаются неизменными) снижает окисленность пластин с 5,3 до 5,1%.

Йиэкое начальное влагосо ержа-. ние теплоносителя позволяет повысить температуру его в первой зоне до 200-220 С без существенного повышения температуры пластин.

Поэтому температура пластин при сушке по предлагаемому способу на 10-12 С ниже, чем по прототи° О пу и не превышает 550 С, что также снижает окисленность активной массы.

Повышение средней темпер=-.туры выше 220 " C B дейсT вующих сушильных установках може привести к размягчению, короблению пластин и осыпанию активной массы.

Предлагаемое повышение температуры теплоносителя в зонах по"-во-лит существенно ИНтеНСИфицирОвать процесс обезвоживания пластин.

t0 Доведение скорости теплоносителя в первой и второй зонах до

7-8 м/с также способствует проведению процесса сушки полностью во втором периоде„ Дальнейшее пОВЬКаЕ15 ние скорости днкженкя теплоносите— ля нецелесообразно, так как существенно возрастает расход электроэнергии на двигатели вентиляторов.

На чертеже схематкчески показана установка, реализующая предлагаемый способ.

Установка для сушки отрицатель ных отформированных пластин свинцовых аккумуляторов содержит су1LHJIwHE.É туннель 1, IIHpK57JIRIIконные вентиляторы 2 — 4 и калориферы 5 — 7 соответственно для первой, второй и третьей зон, каналы 8 — 10 для подачи горячего теплоносителя, пат..рубки 11 для отбора отработавшего ,теплоносителя и выхлопную трубу 12 для выброса его в атмосферу.

Работа установки происходит следъющим Образом, Б первую зону сушильного тунне- ля 1 по каналу 8 подают теплоноситель. OH проходит через влажные пл.=.= кны, подвешенные на це эа эаплечики, Отработавший теплоносите;-ь::ервой зоны разбавляют холод40 ным воздухом (стрелка А), подсасы- ваемым через загрузочный торец.

Эту смесь через два нижних патрубка 11р расположенных симметрично вертикальной Оси установки забира ют отсасывающим вентилятором 2 и подают в калоркфер 5, где вновь нагревают до На .альной температуры 200-220 С, ".îäcññ наружного воздуха через загрузочный торец сушильной установки регулируют и производят в количестве, необходимом для выноса из сушильной установки всей влаги, испаряемой в ней.

Часть отработавшего теплоносителя первой эоны в количестве, равном подсосам через торец, поступает по перетоку (стрелка Б) во вторую зону, где смешквается также с от.,:.- .. авшим теплоноси-. åëåì .и при помощи цкркуляционного вентилятора 3

6О поступает в калорифер 6 второй эоны, Горячий = åi:.HîHîñèòåëü по каналу 9 поступает во вторую зону, в котсрой пластины высушиваются до второй критической влажности.

1044910

Дефекты иэделиЯ

Продолжи- ОКНстельность лен-. сушки, ность, мин % канне .в.

Приме

ПРедлагаемый способ

1 170 140 90 5 3 3 30 50 70 17

6,7

2 210 180 120 7 7 5 30 50 70 9

3 220 190 130 8 8 б 30 50 70 7

4,6

3,2

2,9 Размягче ние и оплавление решетки, коробление пластины

4 240 200 150 7 7 5 30 50 70 4

5 210 180 120 !7 7 5 70 90 110 12

7,3

Известный способ б 170 140 90 5 3 3 70 90 110 19

8,4

Часть отработавшего теплоносите ля (по стрелке В) поступает перетоком иэ второй зоны в третью, где смешивается с наружным воздухом, подсасываемым через выгрузочный торец установки (по стрелке Г )„

Полученную гаэовоздушную смесь при помощи. циркуляционного вентилятора 4 третьей эоны отсасывают из установки и частично в количестве, равном подсосам через оба торца установки, выбрасывают в атмосферу по выхлопной Мрубе 12. Оставшееся его количество поступает в калорифер 7, где нагревается до требуемой температуры. Горячий теплоноситель по каналу 10 поступает на сушку в третью зону установки.

Отформированные пластины высушивают в третьей зоне до влажности ОЪ

Как видно из таблицы понижение температуры теплоносителя ниже

210 С в первой зоне приводит к увеличению продолжительности сушки и росту окисленности активной массы пластин (пример 1).

Повышение температуры свыше 220 в первой зоне снижает окисленность пластин и сокращает время их обезвоживания, Однако, при этом происходит размягчение решетки, коробление пластин, а в ряде случаев и ссыпание активной массы (пример 4).

Повышение влагосодержания теплоносителя до значений прототипа при тех же температурах его увеличивает

Отсос отработавшего теплоносителя иэ второй и третьей .зон производится аналогично отсосу из первой эоны.

П P И N Е P. На лабораторной установке проводят сушку отрицательных отформированных пластин свинцовых аккумуляторов. Для получения сравнительных данных пластины высушивают при шести режимах.

Результаты испытаний представлены в таблице, где примеры 2-3 — соответственно. нижние и верхние пределы рекомендуемых параметров по

15 зонам, причем 1, 4, 5 — параметры, выходящие за границы рекомендуемого режима 1 и 4 — по температурам 5 - по влагосодержаниям теплоносителя. продолжительность процесса сушки и окисленность пластин(пример 5).

Сушка пластин в установке по известному режиму (пример 6) показала боль шую продолжительность процесса по сравнению с рассмотренными ранее примерами и, что особенно важно, высокую окисленность активной массы. Как известно, чем выше окисленность активной массы, тем ниже ем6О кость аккумуляторных батарей. Кроме того, уменьшение окисленности актив ной массы в процессе сушки позволяет снизить расход .доро; гостоящих ингибиторов окисле6Я ния, 1044910

Составитель Ю.Мартинчик

Редактор Н.Гришанова Техред .Т.Маточка Корректор А. Зимокосов

Заказ 7510/35 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35,.Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

В проведенных опытах продолжитель| ность сушки пластин по режиму про-. тотипа составила не 15, а 19 мин, что объясняется более высокой начальной влажностью, исследуемой партии пластин, которые все же необходимо досушить до 08.

Предлагаемый способ сушки отрицательных пластин свинцовых аккумуI ляторов позволяет интенсифицировать процесс их обезвоживания на 30;408 улучшить их качество, снизив окисленность активной массы до 3-58.

Снижение окисленности материала позволит на 30-508 сократить расход ингибитора окисления раствора борной кислоты.