相变储能材料的研究进展及其在建筑领域的应用

论文关键词超高压微雾加湿，陶瓷行业，干燥,坯裂

论文摘要本文介绍了超高压微雾加湿系统的工作原理及特点，重点讲述了该系统在陶瓷行业的应用，特别是应用于坯体干燥阶段，可有效减少坯裂缺陷，投入不大，效果十分明显。

1、引 言

不少行业的生产车间都存在高温多尘的恶劣工作环境，不仅有碍工人的身体健康，而且不符合国家清洁生产的发展方向。目前已有不少企业，尤其是纺织企业已在生产车间引入超高压微雾加湿系统来改善工作环境。而在陶瓷行业引入超高压微雾加湿系统，不但契合清洁生产的大形势，更在无形中提高了企业的效益。

2、超高压微雾加湿设备的工作原理

3、超高压微雾加湿设备的特点

（1） 雾细：超高压微雾喷嘴每秒能产生50亿个雾滴，雾滴的直径仅为3～15μm,加湿降尘效率极高。

（2） 节能：雾化1公升水只需消耗6W功率，仅是传统电热加湿器的百分之一，是离心式或气水混合式加湿器的十分之一。

（3） 稳定可靠：超高压微雾加湿器的主机采用工业型的意大利柱塞泵，可24小时长期连续运转，喷头及水雾分配器无动力易损部件，在高粉尘环境中也不易损坏。

（4）不堵塞：超高压微雾加湿系统设有多重高精密的纳米级过滤器，纳米过滤器可过滤1μm的杂质，可保证喷嘴长期使用不堵塞，维护保养简单。

（5） 卫生：超高压微雾加湿系统的水是密封非循环使用的，不会导致细菌的繁殖。

（6） 加湿量大: 加湿量大且可自由组合。超高压微雾加湿系统泵站的输出流量由100 kg/h 到1600kg/h，可进行无级调节，在流量范围内可任意配置喷雾头，还可任意组合进行加湿精度的调整。

4、超高压微雾加湿设备在陶瓷生产工艺中的应用

陶瓷企业的生产环境多尘、高温，因此陶瓷行业成为了国家和地方政府环保整治的重点对象。作为企业，既要负起社会责任又要承担经营压力，而超高压微雾加湿设备正好能为陶瓷企业解决这两难的问题。

4.1 超高压微雾加湿设备的降尘作用

洁净的水经过加压后，由管道输送到粉尘飞扬的场所，从安装在车间上空的特制钛合金雾化喷嘴中喷出。喷出的极细水分子在巨大的压差下迅速雾化成水汽，微细水汽分子高速喷射，并撒向飞扬在车间的粉尘，通过水雾颗粒与粉尘颗粒的碰撞、拦截和润湿凝结作用，将弥漫飞扬的粉尘沉降下来，以达到净化工作环境的目的。因此既能防止粉尘扩散，又能利用喷雾将粉尘捕捉沉降。

这是一种使悬浮在空气中的粉尘吸收水分而降落地面，同时利用相对湿度较高的条件来抑制粉尘飞扬的新型加湿降尘方式。这种加湿降尘方式具有高效节能、安全、可靠、投资小等优点，尤其在需要大空间降尘的车间环境使用时，从降尘效率和工程造价等方面综合分析，具有很高的经济效益。

目前，佛山市瑞淇设备有限公司已经成功给多家大型陶瓷厂的粉碎料车间、振动筛料车间、堆料场车间、挤出成形车间、瓷砖压制车间等安装了加湿除尘系统，实现了车间的降尘、加湿。

4.2 超高压微雾加湿设备在陶瓷制品生产工艺中的作用

例如，施釉工艺后干燥过程的加湿，可让坯体、釉膜含湿均匀、适度湿润，提高釉膜与坯体表面的亲和性，消除吸水率分布不均，促使釉面平坦，特别是在坯体二次烧成时，素坯基体产生气体，即使施厚釉，也不会出现气泡现象，使生产出的釉面砖表面平滑、光泽。

超高压微雾加湿系统可给各企业部分解决“坯裂”、 彩绘间“油墨、润板液”等挥发、丝印车间“网板清洗”频繁、丝印或施釉后干燥过快造成的“亚色”等问题。

瑞淇公司已给多家陶瓷生产企业的制坯车间、干燥窑车间、移画间、彩绘间安装了超高压微雾加湿系统，实现了湿度的控制。在产品质量提高方面起到了显著的效果。

4.3 超高压微雾加湿设备能减少制品的开裂现象

超高压微雾加湿设备应用于陶瓷坯体的干燥过程，实现生产过程中坯体干燥工艺的湿度控制，从而减少制品的开裂现象。

例如：瑞淇公司的设备在佛山市金刚企业的陶瓷辊棒生产车间、干燥窑中得到有效的应用。车间加湿后，造粒干燥产生的反复加工现象减少（秋、冬季尤其明显）；辊棒挤出到等待装满一窑的时间里，加湿后解决了自然干裂的现象；在干燥窑中实行湿度控制，在前几个小时的高湿氛围下提高了干燥合格率；从筛料、混料、造粒、出管、干燥、等静压每一个环节都在一个稳定的相对湿度条件下，对解决辊棒的开裂、起瘤、壁厚不均、尺寸控制都有极大的帮助（特别在大直径的辊棒上使用作用明显）。提高了生产合格率，降低了成本产生，提高了效益。

5、从坯体的干燥过程分析加湿的技术价值

5.1 干燥过程产生坯裂废品的基本原因

在烘炉的第一阶段（即干燥阶段），此阶段脱水量大，不能太快。如果水份排出太快，内部残存水份的扩散速度会赶不上表面蒸发速度，那么内部水份会受热变成水蒸汽从而产生膨胀，表面收缩，发生龟裂。

5.2 陶瓷干燥过程坯裂的机理

坯体内含有的水分可以分为物理水与化学水，干燥过程只涉及物理水，物理水又可分为结合水与非结合水。非结合水存在于坯体的大毛细管内，与坯体结合的紧密度以及压机的压力有关。坯体中非结合水的蒸发就像自由液面上水的蒸发一样，坯体表面水蒸汽的分压力，等于其表面温度下的饱和水蒸汽的分压力。坯体中非结合水排出时，物料的颗粒彼此靠拢，因此发生体积收缩，坯裂的产生就发生在这个阶段。结合水是存在于坯体微细管（直径小于0.1μm）内以及胶体颗粒表面的水，与坯体结合比较牢固（属物理化学作用），因此当结合水排出时，坯体表面水蒸汽的分压将小于坯体表面温度下的饱和水蒸汽分压力。

5.3 应用加湿系统解决干燥阶段坯裂的基本方法和步骤

应用加湿系统解决干燥阶段坯裂应着手于重要阶段，即辊道干燥器的前段（约占全干燥器的三分之一左右）。这部分属于加热阶段及等速干燥阶段，这是一个至关重要的阶段。此阶段的温度分布状况、湿度分布状况起着关键性的作用。适当在本阶段加湿，使坯体周围干燥介质的水蒸汽分压力等于坯体表面水蒸汽分压力时，坯体就不会发生不均匀收缩，保证了坯体的安全。

（1） 对于“微粉砖”来说，坯体材料细腻，非结合水存在于坯体的微细管内，与坯体结合得比较紧密，干燥排水速度、坯体内部水分移动速度（内扩散速度）都比较慢。如果适当地给辊道干燥器前段的热风进行加湿，可以明显地减少坯裂（在多台压机压力不相等的生产线上应用，效果特别显著），产品合格率达到98%以上。

（2） 对于大规格地板砖来说（600mm×600mm以上），砖坯中心的水份较难排除。在大多数时候，排湿量过大，尤其是前段约15m左右区域的温度较低时，加上压力控制不合理，“心裂”的现象就比较容易产生。很多时候，“心裂”都是“隐性”的，在干燥器出口处，无法检查出“心裂”，可是当出窑时，“心裂”就暴露出来了。因而对干燥前段的热风进行加湿，此类“心裂”问题就可容易解决。

总之，合理地把握干燥过程的温度控制、湿度控制、压力控制以及热气流的控制，才能真正有效地克服坯体裂纹的产生。

6、结 论

由于超高压微雾加湿系统同时具有降尘与加湿作用，一方面符合清洁生产的发展大趋势，在社会大力提倡“节能”、“环保”的政策下改善生产环境，为企业尽一份社会责任；另一方面可明显地减少陶瓷企业的生产废品率。

相信超高压微雾加湿系统在陶瓷企业的应用，能显著地为企业提高生产效益，将有更广阔的应用前景。