Спосіб охолодження бітуму і аналогічних йому матеріалів перед дозуванням та затарюванням

Предлагаемый способ относится к области дозирования и затаривания битумов и может применяться в любых схемах прерывного и непрерывного действия. Практически при любой технологической схеме затаривания битум приходится охлаждать до температуры ниже температуры вспышки 180-200°С, При этом она должна быть не ниже температуры, при которой достигается кондиционная вязкость, позволяющая затаривать битум в жидкотекучем состоянии, Необходимость снижения температуры затаривания определяется также температурой плавления полимерной тары. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности техническим решением является способ охлаждения битума [2], в котором битум через обогреваемый насос под давлением по трубопроводам из резервуара подается для охлаждения в теплообменник. Теплообменник образован рядом внутренних трубок, где битум охлаждают в противотоке с хладоагентом. На выходе из теплообменника пастообразный битум разделяют на части и отверждают сначала с помощью принудительной подачи на них воздушной стр уи, а затем в водяной ванне, после чего упаковывают в полимерную пленку. Требование обеспечения пастообразного состояния битума на выходе из дозирующего устройства приводит к увеличению длительности процесса охлаждения в теплообменнике и к возникновению повышенных нагрузок на него и другое оборудование. Это связано с тем, что пастообразное состояние битумов характерно для температур переработки, соответствующи х резкому возрастанию вязкости битумов (например, вязкость строительных битумов при понижении температуры 140-160°С возрастает на 1-2 порядка). Возрастание вязкости битумов является причиной повышенного гидравлического сопротивления, уменьшения интенсивности теплообмена, возможного его застывания (коксования) в трубах теплообменника, что вызывает необходимость разогрева элементов и периодической их чистки. Задачей, поставленной в основу изобретения, является создание способа охлаждения битума и аналогичных ему материалов (гудрон, деготь и др.) перед дозированием и затариванием, в котором обеспечивается повышение скорости прокачки и теплообмена битума в теплообменнике за счет снижения (в результате вводимых операций) его начальной вязкости. Благодаря вводимым операциям достигается возможность регулирования условий проведения технологического процесса дозирования и затаривания битумов различных марок. Поставленная задача решается в способе охлаждения битума и аналогичных ему материалов перед дозированием и затариванием, включающем подачу битума из переливной ёмкости по трубопроводу в теплообменник, где его охлаждают в противотоке с хладоагентом, в котором, согласно изобретению, вышедший из емкости битум перед охлаждением в теплообменнике подвергают гидродинамическому воздействию на кавитирующем устройстве и зжектируют в него снижающие вязкость добавки. В качестве добавок используют воздух и/или разжижитель. После выхода из теплообменника битум повторно могут направлять в переливную емкость, а после выхода из эжектирующего устройства повторно прокачивать его через кавитирующее и эжектирующее устройство. Вследствие гидродинамической обработки и введения добавок, снижающих вязкость битума (бензин, соляровое масло, керосин и т.п.), исчезают повышенные нагрузки на все технологическое оборудование, и, главным образом, на теплообменник, благодаря чему снижается длительность процесса охлаждения, и снижается температура затаривания. Чем меньше температура затаривания, тем меньше термоокислительное старение битума, тем меньше усадка при охлаждении, тем выше качество полученной продукции. При этом, снижаются нежелательные побочные реакции, сопровождающие процесс охлаждения, меньше улетучивается бензопиренов, легких углеводородов и других вредных выбросов, что резко повышает экологические показатели способа. Прокачка битума по замкнутому контуру через переливную емкость, кавитатор, эжектор и теплообменник позволяет снизить температуру и вязкость битума до значений, обеспечивающих возможность применять в качестве материала для тары полимеры с низкими температурами плавления, в том числе полиэтилены низкой плотности без введения в них термрстабилизирующи х добавок. Путем регулирования технологического регламента тепломассообменных процессов, осуществляемых при замкнутом цикле прохождения битума через кавитирующее устройство и эжектор, включенных в технологическую цепочку, обеспечивается требуемая подготовка структуры битумов различных марок к затариванию без переналадки линии. Введение воздуха и добавок, снижающих вязкость битума, позволяет повысить эксплуатационные (теплоизоляционные) свойства полученного битума за счет насыщения его пузырьками воздуха, обеспечить экономию битума при нанесении подгрунтовки, гидроизоляции и т.п. Фигура иллюстрирует схему те хнологической линии, реализующую предлагаемый способ. Битум из заводского резервуара подается в переливную, например, термостабили-зированную емкость 1, где находится при температуре 180-200°С. Из нее по трубопроводу 2 через обогреваемый насос 3 он подается на кавитатор 4, обеспечивающий необходимый гидродинамический режим образования кавитационных пузырьков, а затем на эжектирующее устройство 5, которое может быть выполнено конструктивно как совместно с кавитатором, так и автономно, т.е. когда всасывающая его функция осуществляется с помощью дополнительного насоса или компрессора. После эжектора 5 битум поступает на вход теплообменника б типа "труба в трубе", который работает в противотоке битума и хладоагента, для снижения температуры потока до оптимальных значений, необходимых Для налива битума, например, в полимерную тару, обусловленных маркой битума и температурой размягчения полимерной тары (90-220°С). Вышедший из теплообменника б битум, самотеком поступает в дозирующее устройство 7, а из него в тару 8, которая конвейером 9 подается под заливочный патрубок дозирующего устройства, а затем на доохлаждение вплоть до снятия ее с конвейера, При проведении эксперимента использовались битумы марок БН50/5О, БИ70/30, БН90/10. Температура на входе в кавитатор была предельно снижена до 130-150°С, значение вязкости на входе в него соответствовало интервалу значения 3-30 Па.С. Для тары использовались полиэтилены высокого давления марок 15310, 15301, 15303 с температурой плавления 100-110°С, Если кавитация без эжекции позволила Снизить вязкость битума при температуре 150°С в 1,8 раза, а при 130°С в 3 раза, то эжекция воздуха или дизтоплива (керосина, бензина) в количестве до 1 % снижает эти значения на один-два порядка по сравнению с исходными значениями вязкости необработанного битума. При циклическом кавитировании удалось снизить вязкость при температуре 130°С до 10-30 Па.с. В эксперименте были использовали промышленно выпускаемые насос НШ-30, теплообменник типа "труба в трубе", кавити-рующее устройство в виде ста тического проточного суперкавитационного аппарата типа Ш1-ПАИ-3, дозатор для битума УЦК-УЦД. В качестве разжижителя применяли дизтопливо марки ДЭТ-6, керосин, бензин. Была достигнута производительность экспериментальной линии 10 т/ч.