Установки для производства катионных битумных эмульсий

В России эксплуатируется несколько типов установок по производству катионных битумных эмульсий, выпускаемых: ОАО «Завод Дормаш» (Россия) совместно с фирмой «Building Machine Trade LTD» (Венгрия); фирм «BREINING» (Германия), «MASSENZA» (Италия); «BERNARDI» (Италия) и др. (табл. 25.6).

Таблица 25.6

Техническая характеристика эмульсионных установок

Независимо от их конструктивных особенностей, они включают в себя совокупность узлов, обеспечивающих выполнение установленных регламентом технологических операций:

блока подготовки битума в составе емкостей для его хранения, системы подогрева и обезвоживания, системы подачи битума в диспергатор;

блока подготовки водного раствора эмульгатора в составе емкостей для хранения воды, эмульгатора, соляной кислоты, системы трубопроводов для подачи исходных компонентов в смесительные емкости, устройств для перемешивания компонентов;

теплонагревательного блока (тепловая энергия производится путем сжигания различных видов топлива);

блока приготовления битумной эмульсии, включающего диспергатор (коллоидную мельницу), в котором происходит размельчение битума на частицы размером 0,01 мкм и перемешивание их с водным раствором эмульгатора; систему подающих и отводящих трубопроводов;

блока хранения и подачи готовой продукции, включающего емкости для хранения эмульсии и систему трубопроводов, обеспечивающих подогрев и транспортировку эмульсии к месту выгрузки.

Особенностями современных установок по производству катионных битумных эмульсий являются:

наличие или отсутствие закрытых помещений для размещения технологического оборудования;

конструкции этих помещений;

конструкции емкостей для приготовления водного раствора эмульгатора (открытого или закрытого типа), включая систему перемешивания, транспортировки и хранения соляной кислоты;

наличие или отсутствие системы сбора и нейтрализации производственных сточных вод и остатков водного раствора эмульгатора.

Рис. 25.5. План-схема установки по приготовлению катионных битумных эмульсий ОАО «Завод Дормаш» (Россия):

Емкости для хранения битума; 2- устройства для подогрева и обезвоживания битума; 3, 4 - теплонагреватель; 5, 6 - емкости для хранения эмульгатора; 7 - емкость для хранения воды; 8 - емкости для хранения соляной кислоты; 9 - устройство для выдачи готовой продукции; 10 - емкости для хранения готовой продукции; 11 - бетонный отстойник для слива промывочных вод и остатков водного раствора эмульгатора; 12 - воздушный компрессор; 13 - диспергатор; 14 - емкости для приготовления водного раствора эмульгатора; 15 - цех; 16, 17 - устройства дозирования; 18 - водоотводной лоток; 19 - битумохранилище

В состав эмульсионных установок ОАО «Завод Дормаш» (Россия) и фирмы «BREINING» (Германия) входят (рис. 25.5 и 25.6):

устройства для приготовления битума (обезвоживания, нагрева до рабочей температуры), включающие емкости для хранения битума, емкости и устройства для подогрева и обезвоживания битума. Битум поступает из битумохранилища АБЗ;

блок подготовки водного раствора эмульгатора. Исходные компоненты поступают из емкостей для хранения воды или водопровода, из емкостей для хранения соляной кислоты и емкостей для хранения эмульгатора. Блок включает систему трубопроводов, обеспечивающих поступление компонентов в смесительные установки. Смесительные установки имеют 1-2 м³ устройства для дозировки исходных компонентов. Учитывая цикличность производства, устанавливают две емкости для приготовления водного раствора эмульгатора. Емкости снабжены системами перемешивания исходных компонентов: воздушный компрессор (рис. 25.5) или систему механического перемешивания (рис. 25.6);

блок, включающий теплонагреватель и систему обогрева, имеет собственно теплонагреватель, работающий на мазуте или дизельном топливе, и систему трубопроводов;

блок приготовления катионной битумной эмульсии, включающий мельницу (диспергатор), в которой происходит размельчение битума на частицы размером 0,01 мкм и перемешивание его с водным раствором эмульгатора, а также трубу слива промывочных вод, неиспользованного раствора эмульгатора и остатков битумной эмульсии;

блок хранения и выдачи готовой продукции, включающий набор емкостей объемом 50 м³ производства ОАО «Завод Дормаш», Верхний Уфалей.

Рис. 25.6. План-схема установки по приготовлению катионных битумных эмульсий фирмы «Breining» (Германия):

Емкости для хранения битума; 2 - устройства для подогрева и обезвоживания битума; 3, 4 - теплонагреватель; 5, 6 - емкости для хранения эмульгатора; 7 - емкость для хранения воды; 8 - емкости для хранения соляной кислоты; 9 - устройство для выдачи готовой продукции; 10 - емкости для хранения готовой продукции; 12 - система механического перемешивания; 13 - диспергатор; 14 - резервуары для приготовления водного раствора эмульгатора; 15 - металлический контейнер; 16, 17, 21 - устройства дозирования; 18 - водоотвод; 19 - битумохранилище; 20 - труба слива промывочных вод, неиспользованного раствора эмульгатора и остатков битумной эмульсии

Например, весь комплекс оборудования ОАО «Завод Дормаш» в Ростовской области (рис. 25.5) смонтирован на площадке размером 35,1×60 м с асфальтобетонным покрытием. В здании (в закрытом помещении) смонтированы: два открытых резервуара (объемом до 2,5 м³ при диаметре 1,5 м) с зонтами над ними для естественной вентиляции паров, образующихся при приготовлении водного раствора эмульгатора; дозатор (стеклянная емкость) соляной кислоты (подача осуществляется «по объему», так как соляная кислота может иметь разную концентрацию); компрессор для подачи сжатого воздуха в открытые резервуары для перемешивания воды и соляной кислоты; дозатор эмульгатора (подача его в открытые резервуары может осуществляться из емкости для хранения или непосредственно из бочек с помощью электронасоса); коллоидная мельница; система трубопроводов для подачи битума, разбавителя (если требуется), водного раствора эмульгатора в коллоидную мельницу и от нее готовой эмульсии на склад готовой продукции. Остальное оборудование смонтировано на открытом воздухе.

Поверхность площадки цеха имеет уклон от емкостей для битума в сторону емкостей для готовой эмульсии. Поверхностный сток (талые воды, дождевые) сбрасываются в водоотводной лоток, проложенный вдоль площадки цеха (со стороны емкостей для эмульсии), а из него в местную водоотводную канаву.

В здании цеха под открытыми резервуарами для приготовления водного раствора эмульгатора сделаны бетонные водоотводные лотки с выводом стока из них в бетонный колодец, расположенный за пределами здания, который предназначен для сбора остатков водного раствора эмульгатора из емкостей и промывочной воды. Водоотводные лотки должны обладать кислотоупорной поверхностью. Соляная кислота даже в очень малых концентрациях активно разрушает бетон: при наличии в воде свободных кислот происходит растворение Са(ОН)₂, входящего в состав цементного камня:

Са(ОН)₂ + 2НС1 = СаС1₂ + 2Н₂0

Комплекс оборудования фирмы «Брайнинг» в Московской области (см. рис. 25.6) смонтирован на асфальтобетонной площадке. В контейнере смонтированы две емкости по 2000 литров каждая, предназначенные для получения водного раствора эмульгатора, дозаторы, мерники, насосы, коммуникации и т.д. На площадке расположены 2 пластмассовые емкости по 1000 литров для хранения соляной кислоты и эмульгатора; контрольный щит управления, форсунка для разогрева битума, емкости для хранения битума и готовой эмульсии по 50 м³.

Установка выполнена из нержавеющей стали. Эксплуатируется только в теплое время года (с апреля по сентябрь).

Фирмой «Massenza» (Италия) совместно с СММ-ХОЛДИНГ (г. Брянск) и механическим заводом (г. Балашиха Московской обл.) освоено производство установок для приготовления катионных битумных эмульсий производительностью 10 т/ч.

Установка для приготовления катионных битумных эмульсий (рис. 25.7) состоит из двух емкостей приготовления водного раствора с мешалкой вертикального типа (в каждой емкости), насосов подачи битума, водного раствора, дозирующих насосов разбавителя, соляной кислоты, эмульгатора (аминокислот), диспергатора (коллоидной мельницы), лабиринтного смесителя, теплообменника нагрева воды, теплообменника-охладителя битумной эмульсии, четырех градуированных стеклянных сосудов соляной кислоты и эмульгатора (аминокислот), автоматического котла, диатермического масла, трубопроводов с запорной арматурой, пульта управления с датчиками контроля.

Рис. 25.7. Технологическая схема производства катионной битумной эмульсии в установке фирмы «MASSENZA» (Италия):

А - подвод соляной кислоты; В - подвод аминокислот; С - циркуляция аминокислот; D - выход смеси для SLURRY; Е - подвод эмульгатора; F - подвод битума; G - циркуляция битума; Н - подвод воды; J - слив эмульсии

Ассоциацией «Асдор» (Москва) разработана эмульсионная установка мобильного типа для приготовления дорожных анионных и катионных битумных эмульсий производительностью 3 т/ч. Техническая характеристика установки приведена в табл. 25.6. Установка встроена в универсальный контейнер, смонтированный на автомобильном шасси. В контейнере установки размещены:

система подготовки и дозирования водного раствора эмульгатора, включающая теплоизолированную емкость (3 м³) с электронагревом и циркуляционным насосом, а также узел хранения и дозирования кислоты;

система дозирования битума, обеспечивающая подачу битума в диспергатор;

система приготовления и хранения эмульсии, включающая диспергатор и емкость с электронагревом (5 м³) для хранения и загрузки готовой эмульсии в гудронатор;

система управления и контроля, обеспечивающая контроль за технологическими параметрами (температура, расход компонентов).

Установка монтируется на асфальтобетонных заводах. Для ее пуска необходимо обеспечить подводку битума из действующего битумного котла, подключение электроэнергии и воды.