ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ГОМОГЕННЫХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2014 года по МПК C01B17/12 C04B28/36 

Изобретение относится к области производства композиций, которые могут найти применение в промышленно-гражданском и дорожном строительстве, в резинотехнической и иной промышленности, модификации моторных топлив и мазута, получении сырья для изготовления битумов, дегазации серы, получении минеральных серосодержащих удобрений.

Известна линия для получения серного цемента путем взаимодействия серы и модификатора на основе нефти при температуре 140-150°C. В аппарат вихревого слоя на однородный раствор серы и модификатора в течение 2-5 с воздействуют вращающимся электромагнитным поле, при следующем соотношении компонентов, масс. % сера 90-98, модификатор 2-10. В качестве модификатора используют модифицированный нефтяной остаток, например мазут, предварительно обработанный вращающимся электромагнитным полем в течение 10-60 с при температуре 300-350°C [Патент РФ №2154602, кл. C01B 17/00, 2000].

Недостатком данного решения является наличие сероводорода и меркаптанов в готовом продукте.

Известно изобретение, в котором технологическая линия по производству серных и других гомогенных композиций, включающая емкости для исходных компонентов, перемешивающее устройство, снабженное дозаторами и соединительными трубопроводами подвода исходных компонентов на позицию обработки и отвода готового продукта. Соединительные трубопроводы образуют замкнутую систему с подключением к ней дозаторами модификатора или других компонентов и серы, при этом трубопровод подачи модификатора или других компонентов подключен к аппарату предварительной их обработки и через узел смешения соединен с трубопроводом подачи серы, а трубопровод, идущий от узла смешения, соединен аппаратом окончательного перемешивания смеси, причем аппараты предварительной обработки модификатора или других компонентов и окончательного перемешивания смеси выполнены в виде аппаратов вихревого слоя с ферромагнитными элементами. Длина трубопровода от узла смешения до аппарата окончательного перемешивания смеси составляет не менее 3 м. Трубопроводы, образующие замкнутую систему, выполнены обогреваемыми и снабжены загрузочными устройствами для подачи исходных компонентов. Дозаторы выполнены в виде полупогружных плунжерных насосов. Загрузочные и разгрузочные устройства выполнены в виде обогреваемых емкостей. Аппарат окончательного перемешивания серы через разгрузочное устройство соединен с гранулярном [Патент РФ №2166487, кл. C04B 28/36, 2001].

Недостатком данной линии является ее высокая энергоемкость, так как необходима установка двух аппаратов вихревого слоя модификатора или других компонентов, второго - для окончательного перемешивания смеси. Кроме того, продукт переработки обладает специфическим запахом сероводорода и меркаптанов из-за отсутствия узла дегазации. Это снижает качество готового продукта и затрудняет его использование при изготовлении смесей на основе данных гомогенных композиций.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является технологическая линия по производству гомогенных композиций, включающая емкости с серой, битумом или модификатором, аппарат вихревого слоя, дозаторы и соединительные трубопроводы для подвода исходных компонентов на позицию обработки и отвода готового продукта, согласно изобретению, снабжены устройством для дегазации серы, в которое введены трубопроводы для подачи серы, битума модификатора, устройство для дегазации выполнено обогреваемым и сообщено с аппаратом вихревого слоя, имеющего трубопроводы для отвода готового продукта в виде серобитумной и серополимерной и других гомогенных композиций. Технологическая линия снабжена средством для подачи реагентов в устройство для дегазации. Технологическая линия включает систему подачи горячего воздуха для дополнительной дегазации серы до уровня 0,003 pp. [Патент KZ №23154, кл. C04B 28/36, 2009].

Узким местом данного изобретения является большой расход тепла для получения горячего воздуха, подаваемого на дегазацию серы.

Задачей изобретения является усовершенствование технологической линии, обеспечивающей непрерывность процесса получения серных и других гомогенных композиций с заданными свойствами и однородной стабильной консистенцией.

Технологическая линия работает следующим образом: ковшовым автопогрузчиком сера со склада загружается через приемный бункер (1) с весовым дозатором в плавильную емкость (3), там сера плавится и нагревается до T=135-145°C, затем в работу включается полупогружной насос (7), который работает по обводной трубе, врезанной в противоположный конец емкости, следом за пуском насоса под всасывающее сопло насос дозируется одорант-модификатор (на основе растительные масла) из емкости (4), который хорошо растворяется в сере, этот процесс занимает 10-15 мин, после предварительного смешения сера тем же насосом подается на окончательную обработку в аппарат АВС (2), где в результате получается серополимерное вяжущее (СПВ) соответствующее ТУ. Загрязненная и плохо дегазированная сера подвергается дополнительной дегазации при подаче нагретого воздуха до 100°C. Воздух с помощью компрессора (5) подается под низ расплава серы через перфорированные трубы (12), при этом происходит реакция кислорода воздуха с серой по формуле H₂S+O₂=H₂O+S. Механические примеси после расплава серы оседают на днище и удаляются через люки (9). Механические примеси после удаления используются в приготовлении серного бетона. Емкость (3) оборудована вытяжной трубой (6), а также крышным вентилятором (11). Вытяжная труба (6) связана с емкостью наклонным участком (6a) с заданным уклоном. После расплава серы в емкости и при поддержании ее в жидком состоянии, пары серы отсасываются в трубу на рассеивание в атмосфере, однако основная часть паров серы до 80% масс. конденсируются на холодном участке наклонной трубы длиной не менее 5 м. Наклонный участок трубы (6a) оборудован греющим кабелем. При включении кабеля сера плавится и стекает по заданному уклону обратно в емкость. Забор воздуха на компрессор производится через трубы (10), проложенные в верхней газовоздушной части плавильной емкости (3). В случае превышения ПДК рабочих мест газообразными продуктами переработки серы автоматически включается крышной вентилятор (11), отсасывающий выбросы через проложенный в приямке воздухопровод (8) (см. Фиг.1).

В отличие от прототипа, где заявлена емкость с вытяжным устройством - вытяжная труба с центробежным вентилятором, которое установлено в приямке с емкостью расплава серы и служит для вытяжки сероводорода в случае утечки сероводорода, а также удаляет пары серы, выбрасывая их в атмосферу через вытяжную трубу длиной 15 м.

Предлагается:

- установить вертикальную трубу для вытяжки длиной 15-20 м;

- установить на трубу крышной вентилятор;

- соединить наклонным трубопроводом длиной не менее 5 м с заданным уклоном емкость расплава серы с основной вытяжной трубой.

Наклонный трубопровод должен быть периодически обогреваемым, так как при работе крышного вентилятора (11) основная масса паров серы конденсируется на холодной наклонной части трубы, по мере накопления конденсата серы включается обогрев, и сера, расплавляясь, стекает по заданному уклону обратно в емкость расплава.

Таким образом, решается задача резкого снижения выбросов паров серы в атмосферу до 80%.

В отличие от прототипа, где для нагрева воздуха ≥100°C используется калорифер мощностью до 100 кВт, настоящим изобретением предусматривается рекуперация тепла путем прокладки воздухопроводов в газовоздушном пространстве емкости для расплава серы, такое решение возможно, так как максимальная высота загрузки серы составляет 2/3 от объема емкости для расплава. Атмосферный воздух, проходя по воздухопроводам, нагревается от стенок воздухопроводов, которые в свою очередь нагреваются от тепла, выделяемого расплавленной жидкой серой. Температура над поверхностью жидкой серы на 10-15°C выше, чем самой серы. Таким образом решается задача по значительному снижению затрат на электроэнергию и исключение из схемы энергокалорифера мощностью 100 кВт.

Апробация технологической линии проведена на опытно-промышленной установке в п.Аксарайский Астраханской области в 2001-2002 г.

Изобретение может быть использовано в строительстве, в резинотехнической промышленности, в производстве минеральных серосодержащих удобрений. Технологическая линия для производства серополимерного вяжущего включает в себя приемный бункер 1, аппарат вихревого слоя АВС 2, плавильную емкость 3, емкость для одоранта-модификатора 4, компрессор 5, полупогружной насос 7, воздухопровод 8, люк для удаления примесей 9 и вытяжную трубу 6. Технологическая линия снабжена наклонной частью 6а длиной 5 м от вытяжной трубы 6 до плавильной емкости 3. Изобретение позволяет снизить выбросы серы в атмосферу. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Технологическая линия для производства серополимерного вяжущего, включающая приемный бункер, аппарат вихревого слоя АВС, плавильную емкость, емкость для одоранта-модификатора, компрессор, полупогружной насос, воздухопровод, люк для удаления примесей, трубу вытяжную, отличающаяся тем, что она снабжена наклонной частью от вытяжной трубы до емкости расплава серы длиной 5 м.

2. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что наклонный трубопровод периодически обогревается.

3. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что система оборудована крышным вентилятором.

4. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена системой воздухопроводов в газовоздушном пространстве плавильной емкости.

5. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что в линию вводятся одоранты на основе растительного масла, одновременно являющиеся модификатором серы.