Способ обезвоживания битума

 

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМА путем нагрева обводненного битума в емкости, снабженной нагревателями в нижней части, до температуры кипения воды, отличающийс я тем, что с целью снижения времени обезвоживания и энергозат-:. рат, емкость заполняют частью обводненного битума до уровня, обеспечивающего погружение нагревате-лей , затем нагревают битум, обезвоживают и перегревают его до 130150 С , заполняют емкость оставшейся частью обводненного битума путем подачи его под слойобезвоженного § горячего битума и продолжают нагрев до окончательного обезвоживания (Л битума. § СП со ю

СОЮЗ С08ЕТСНИХ ц оо

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬ аТЕНИй И ОТНРЬПМй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н оотооснооо ооидотеооово (21) 3604701/23-04 (22) 04.05.83 (46) 30.11.84. Бюл. У 44 .(?2) Е.И.Прусс, M.À.Ôóðìàí и Л.А.Юдин (71) Специальное конструкторское бюро по проектированию дорожных машин Кременчугского производственного объединения "Дормашина" (53) 665.637.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 703562, кл. С 10 С 3/00, 1977.

2. Битумоплавильня непрерывного действия Д-506. M., В/О 1рактороэкспорт, Внешторгиздат, с. 31-32 (прототип).,.SU„„1126592 А

3(59 С 10 С 3/10- С 10 С 3 00, (54) (57) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМА. путем нагрева обводненного битума в емкости, снабженной нагревателями в нижней части, до температуры кипения воды, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что с целью снижения времени обезвоживания и энергозат-.. рат, емкость заполняют частью обводненного битума до уровня, обеспечивающего погружение нагревате.-лей, затем нагревают битум, обезвоживают и перегревают его до 130150"С, заполняют емкость оставшейся частью обводненного битума путем подачи его под слой обезноженного горячего битума и продолжают нагрев до окончательного обезвоживания битума.

f 1 126

Изобретение относится к способам обезвоживания битума и может быть— использовано в нефтеперерабатывающей и строительной промышленности, в том числе на битумных базах и асфальтобетонных заводах.

Известен способ обезвоживания битума "в тонком слое -, когда вне битумной емкости, например в смесительном теплообменйике, смешивают в определенных пропорциях более горячий обезвоженный и нагретый до состояния текучести обводненный битумы с последующим направлением образу. ищейса смеси иа парастдеиеиие (1) .

Недостаток способа заключается в сложности устройства, необходимого для осуществления данного способа.

Наиболее близким к изобретению является способ обезвоживания битума путем нагрева обводненного битума, нагретого до состояния текучести (80-95 C), в емкости, имеющей в своей нижней части нагреватели, нап. ример жаровые трубы, до температуры, выше температуры кипения воды j2).

Недостатками способа являются большая длительность обезвоживания и высокий удельный расход топлива.Так, время обезвоживания 15 м битума с исходной влажностью 5 мас,й достига.

30 ет 20-24 ч при расходе топлива (мазут 40) до 45 кг на тонну битума.

Это объясняется следующим. Обезвоживание заключается в переводе под действием окружающего тепла частиц З5 воды, содержащихся в битуме, в парообразное состояние и выходе образующихся паровых пузырей из массы биту-. ма (с учетом преодоления пленки битума, расположенной на его поверхности).

Процесс парообразования начинается на поверхности нагревательных элементов, где битум быстрее достигает необходимой температуры . Затем паровые пузыри, поднимаясь, проходят слои более холодного и вязкого битума. По пути часть из них дробится; конденсируется. Более мелким пузырям сложнее выйти из холодного вязкого битума, особенно пройти по" верхностную пленку. Теплопередача при свободной конвекции в холодном битуме черезвычайно мала, из-за че- 55 го нагрев частиц воды в битуме и переход их в парообразное состояние происходит медленно.

592 2

При использовании данного спосо-ба с его низкой производительностью и высоким удельным расходом -оплива в результате получают битум с остаточной влажностью 0,1-0,27. (по техническим требованиям необходимо 0,03Ж), что приводит к ухудшению свойств битума как вяжущего.

Целью изобретения является снижение времени обезвоживания битума и снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается согласно способу обезвоживания битума путем заполнения емкости, снабженной нагревателями в нижней части, частью обводненного битума до уровня, обеспечивающего погружение нагревателей, нагрева битума, обезвоживания и перегрева до 130-150 С, посо ледующего заполнения емкости оставшейся частью обводненного битума пу. тем подачи его под слой обезвоженного горячего битума и дальнейшего нагрева для окончательного обезвоживания битума.

Подача обводненного битума под слой более горячего во много раз ! увеличивает поверхность нагрева, облегчает выход образующихся паров воды через менее вязкий горячий битум, исключает конденсацию образовавшихся паров воды, облегчает выход паров через поверхностное зеркало более горячего (130-150 С) битума. Значение температуры битума, о равное 130-150 С, объясняется тем, что с точки зрения обезвоживания обводненного битума источник нагрева (горячий битум) должен иметь максимально возможную температуру.

Но при нагреве до высокой температу ры ухудшаются свойства битума как вяжущего. При использовании битума для строительства дорог его нагрев не должен превышать 130-150 С о. из-за опасности снижения качества битума.

Предложенный способ котлового обезвоживания битума осуществляют следующим образом.

Емкость с нагревателями в ее нижней части примерно на одну треть своего объема, но выше уровня нагревательных элементов, заполняют обводненным битумом, который затем путем нагрева обезвоживают и нагревают до 130-150 С.(Впредь, для исключения малопроизводительности и топливоемкого известного способа обезвожи3 1 вания битума, емкость полностью при" работе не опорожняют. Примерно одну треть объема оставляют для последующей работы но обезвоживанию). Не отключая нагрев, в емкость под слой уже обезвоженного и нагретого битума подают равномерно во времени обводненный битум, который начинает интенсивно нагреваться и обезвоживаться.

Подачу обводненного битума прекращают, если емкость заполнилась более, чем на 90Х объема. Для полного обезвоживания и получения зеркальной поверхности вяжущего, последнее еще подогревают некоторое время, затем подают на производство, например, в дозатор асфальтосмесительной установки. Получают битум с остаточной влажностью не более

0,03 вес.X.

Пример. Проводят два опыта по обезвоживанию и нагреву до рабочей температуры 150 С вязкого нефтяо ного дорожного битума известным (опыт 1) и предлагаемым (опыт 2) способами. Оценку эффективности способов ведут по двум критериям: средней часовой производительности и удельному расходу топлива (кг на тонну обезвоженного и нагретого до рабочей температуры битума). В качестве вяжущих используют битумы марок БНД 90/130, БНД 60/90, БНД

40/60.

В обоих опытах объем обезвоживаемого обводненного битума V=6 м, его исходная влажность W=4 мас.Ж, начальная температура 90 С. Емкость о котла Ч 15 м . Система нагрева—

1 жаровые трубы. Топливо — мазут 40.

Опыт 1.

Обводненный битум заливают в котел. Включают систему подогрева.

Интенсивность подогрева регулируют в зависимости от степени вспененности битума, чтобы исключить его выплеск из котла, но получить максимальную производительность.

Результаты опыта приведены в табл. 1.

Опыт 2.

В котле находится 4 м обезвоо женного и нагретого до 150 С битума, который продолжают подогревать. Под слой этого битума, но вьппе уровня жаровых труб подают обводненный битум, расход которого регулируют и

126592 4 ограничивают вспениванием битума в котле и тепловой мощностью нагревателя.

Результаты опыта также приведены в .табл. 1.

Анализ данных, приведен в табл.1 показывает, что предлагаемый способ обезвоживания битума значительно эффективнее известного.

Опыт 3.

Обезвоживание проводят известным способом.

Условия проведения опыта 3 отличаются от условий проведения опыта 1 только рабочей температурой битума, которая в данном случае рав на 130оС

Опыт 4

Обезвоживание предлагаемым спо2О собом.

Условия проведения опыта 4 отличаются от условий проведения опыта 2 рабочей температурой битума, равной в данном опыте 130 С. Эту же температуру имеет предварительно обезвоженный битум, имеющийся в котле.

Результаты опытов сведены в ( табл. 2.

Таким образом,при влажности, исход ного битума, например 4 мас.7,производительность известного способа по обезвоживанию и нагреву до рабочей температуры 130-150 С составляет 1,2о 1,3 т/ч, а предложенного — 1,92,14, что выше в 1,6 раза а удельный расход топлива — мазута 40 (по проведенным экспериментам) снижается с 26,7-27,9 кг/т до 17,,418,6 кг/т.

При обезвоживании вязкого дорожного битума марки БНД 130/200 производительность на 5-8Х выше, чем при использовании более вязких битумов.

Способ пригоден также для обезвоживания жидких битумов марок СГ, МГ, БГ. При этом удельные расходы топлива примерно на 207 ниже, чем при обезвоживании вязких битумов ма50 роК БНД 60/90 и БНД 40/60, а производительность остается на том же уровне, что и для вязких битумов, так как (жидкие битумы требуют пос.ле обезвоживания перед употребляу емым охлаждением на 20-40 С. о

Таким образом, при обезвоживании любых нефтяных дорожных битумов .

П26592

6,, на 30-35Х ниже, чем при .использовании известного "котлового" способа обезвоживанием битума, кроме того в значительной степени предотвра5 щается ухудшение свойств битума вследствие окисления.

Таб:лиц а 1

Исходный битум

Время обезПроизводит ельность т/ч

Опыт воживания и

Влажность, И, мас. X

Температура, С

Объем

Vt мз

Опыт 1

Известный спо" соб

27,9

5,0

Опыт 2

Предлагаемый . способ

3,16

Таблица 2

A .. ° а»

Произ водительРабочая

Удельный

Исходный битум

8BJIH чие в

Время обезтемпе- котле воживания и награсход топлиВлажТемпеОбъем, мЗ ратура, предС варительность т/ч ность, мас.X ратура, о ва кг/т но обезвоженного битума, мэ

Опыт 3

130

4,7 . 1,27 26,7

Изв естным, способом

90 130 4

Опыт 4

2,8 2,14

17,4

Предлагаемым способом

ВВЯИПИ Заказ 8637/19 Ти аж 488 Пощписнпе

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул Проектная, 4

S с максимальной исходной влажностью

10 мас.X до конечной влажности, не . превышающей 0,03 мас.Ж (следы воды), при использовании предложенного, способа производительность на 5070Х выше, а удельный расход топлива

Наличие в котле пр едварительно обезноженного битума, м нагрева исходного битума, ч рева исходного битума,ч

Удельный расход топ лина, кг/т