Склад для виготовлення теплоізоляційного матеріалу

1.Склад для виготовлення теплоізоляційного матеріалу, що включає відходи теплових електро 3 13577 4 мування циліндричного виробу ТІМ вихідну шихту Кремнеземистий компопоміщають у металеву форму, ущільнюють уданент (глина) - 2,5-5,0 рами гирі копра, виштовхують поршнем готовий Вспінювач - 2,0-1,0 виріб, сушать при кімнатній температурі. Отримані - інше та понад 100% зразки використовують як готовий теплоізоляційВода (до стану пластичносний матеріал (безвипалювальна технологія) чи ті шихти) піддають додатковому випалу при 973-1073К, що Кількість АСМС, вироблюваних на ТЕС, залепідвищує їхні теплоізоляційні властивості і стійжить від конструкції котлоагрегатів, складу палив, кість до експлуатації при температурному режимі умов згоряння. Зміст АСМС складає 5-10% від 373-873К. В основу корисної моделі поставлена загальної маси ЗЖВ на ТЕС, причому велика часзадача одержання складу для виробництва теплотина знаходиться в золу-винесення (при сухому ізоляційного матеріалу, що забезпечує: видаленні продуктів згоряння вугілля) чи плаває - збільшення температурного діапазону застона поверхні ставків-відстійників (при мокрому висування ТІМ; даленні ЗЖВ). АСМС збирають з поверхні ставків- збільшення міцності ТІМ при високих темпевідстійників, у які ЗЖВ скидають у процесі мокрого ратурах; способу видалення. Грубодисперсні домішки (ка- розширює сировинну базу за рахунок викомінчики, друзки, шматочки вугілля і шлаку, метаристання багатотоннажних відходів ТЕС - золи леву стружку) відокремлюють, просіваючи пробу винесення (3В); АСМС через систему сит. Фізико-хімічні характе- знижує енерговитрати на виробництво і ристики і хімічний склад фракцій АСМС, вироблюспрощує технологію одержання ТІМ. ваних на ТЕС Донбасу, приведені в табл. 1. Поставлена задача зважується тим, що до Насипна щільність АСМС після видалення складу для виготовлення ТІМ, що містить компоГрубодисперсні домішок складає 460кг/м3, маса нент золожужільних відходів (ЗЖВ) ТЕС, а саме фракції III (0,100-0,200мм близько 70% від загальАСМС, рідке скло і воду, відповідно до корисної ної маси АСМС) - 400кг/м3. Диференціальний термоделі вводять золу-винесення (3В) у стані постамічний аналіз на дериватографе Q-1500 (ВНР) у чання, і додатково вводять сполучне діапазоні температур 303-1273К зі швидкістю підкремнеземистий компонент (глину), вспінювач при вищення температури 10 З/хв. показав, що заганаступному співвідношенні компонентів, мас. %: льна втрата маси при кінцевій температурі знахоАлюмосилікатні мікросдиться в межах 0,38-3,0мас. % для різних фракцій фери або Золаі мінімальна для найбільшої III (0,38%). винесення - 50,0-75,0 Рідке скло - 25,0-15,0 Таблиця 1 Фізико-хімічні характеристики, фракційний і хімічний склад алюмосилікатних мікросфер ТЕС Донбасу Маса фракції від загально- Утрата маси го навішення, % при нагріванні до 1273 К, І II Середня % Фракції* Дисперсність, мм І II III IV V 0,315-0,500 0,200-0,315 0,100-0,200 0,063-0,100 0,045-0,063 2,95 15,6 71,8 3,50 3,40 2,90 17,70 68,00 4,35 3,95 2,925 16.65 69,90 3,925 3,675 VI 0,045 2,10 2,00 2,05 99,35 98,9 99,125 Сума I-IV фракцій 0,38 VII Загальний клас 3,0 VIII Загальний клас Фізико-хімічні характеристики і хімічний склад фракції VIII - загальний клас Насипна щільність - 450-460 кг/м3 Коефіцієнт теплопровідності-0,100-0,200 Ут/мК, Питома поверхня 3200 - 3800 см2/м Питомий опір-1012-1013 Ом м Діелектрична проникність 2,2-2,6 Товщина оболонки - 2-30 мкм Діаметр - 20-80-130-350 мкм Хімічний склад, мас. %: SiO2 - 57,0-60,0; Аl2О3 - 22,0-24,0; Fe2O3 - 6,0-9,0; Na2ОxК2O - 0,5-3,0; MgO - 1,0-2,0; СaО 1,02,70; SO3 - 1,5; ** п.п.п. - 1,3 1,8 *Фракції І-VI отримані при поділі загального класу АСМС; VII - у стані постачання, після відділення грубодисперсних домішок розміром >0,5мм; VIII - зразок VII після обробки водою, відділені які спливають на поверхню від осілих на дно (ушкоджених) мікросфер **п.п.п. - утрати при прожарюванні Аналіз дериватограм АСМС дозволяє зробити висновок, що загальна теплоємність міняється відповідно підвищенню температури і стабільно нижче теплоємності еталона - оксиду алюмінію. 5 13577 6 АСМС термохімічне стійкі - фазові перетворення 1,8кг рідкого скла. Отриману суміш додають до не відзначаються до 1273К. Механічне розтріскуспіненого водяного розчину ОП-6 (0,2кг на 2кг вовання спостерігається в інтервалі 513-673К і слабди). Суміш заливають у форми і витримують 2 доке спікання при 873-973К. би при температурі 20-30 C, і наступному підігріві Як основу для виготовлення сировинної шихти при 80-100 С протягом 8-10год. теплоізоляційного матеріалу крім АСМС минулого Характеристики отриманого теплоізоляційного використані також великотоннажні відходи тепломатеріалу приведені в табл.2. енергетики - зола-винесення (3В), що, будучи втоАналогічно отримані суміші для виробництва ринною сировиною, перспективна для багатьох ТІМ (приклади 2-10), що відрізняються співвідногалузей промислового виробництва, будівництва. шенням компонентів. Характеристики їх приведені Хімічний склад зола-винесення різних партій дов табл. 2. сить однорідний і включає наступні компоненти, З аналізу даних табл. 2 очевидно, що оптимамас. %: сумарний зміст Si2, АІ2О3, Fe2O3 складає льним для виготовлення ТІМ є склад сировинної 70,0-85,0. Порівняння хімічного складу 3В й АСМС суміші приклада №1, виробу з який мають найсвідчить про їхню подобу по змісту основних елеменшу щільність і найнижчий коефіцієнт теплопментів, досить високої однорідності і взаємозамінровідності в порівнянні зі складами 2-5. Зниження ності. Фізико-хімічні характеристики золакількості піноутворювача (приклад 2, табл. 2) збі3 винесення: насипна щільність - 500-800кг/м , пильшує щільність ТІМ до 350кг/м3 і знижує термостома поверхня 2800-4000см2/г, вологість (Wа) - 2,8тійкість при 1273К (1000 С). Збільшення кількості 3,0%. рідкого скла, що вводиться, (при збільшенні співУ якості сполучного до складу для виготоввідношення з АСМС) підвищує міцність ТІМ, але лення ТІМ була використана скло натрієве рідке за веде до збільшення щільності виробу (приклади [ДСТ 3078-86], вид для будівництва і флотації із №3-5, табл. 2). Усі зразки ТІМ (приклади №1-5) силікатним модулем (М) 2,7-3,3. Силікатний мопоказали високу термостійкість при 800 С протядуль визначають по формулі: гом іспитового терміну - 90 доби. Верхня межа М=1,0323 А/У, де А - зміст кермнезему, %; В змісту АСМС 75%, зниження кількості піноутворюзміст оксиду натрію, %. Як добавку до нього додавача до 1% знижує термостійкість ТІМ (приклад 2, вали кремнеземистий компонент - глину яснотабл. 2) - при 1273К (1000 С) зразок руйнується. коричневу, хімічний склад якої, мас. %: Si2 - 59,54; Зниження змісту АСМС до 50% у сировинній АІ2О3, - 26,55; Fe2О3 - 3,9; Са+Mg - 1,45; SO3 - 0,61; суміші збільшує і щільність, і коефіцієнт теплопроп.п.п. - 7,78. Вологість повітряно-сухої глини 2-4%; відності ТІМ (приклади №4, 5, табл. 2). Отже, опприродної - 8-12%. Фізичні характеристики: гранитимальним діапазоном використання АСМС у якоця плинності - 32,72; число пластичності - 9,89; сті наповнювача є його зміст у межах 50,0-75,0% і, категорія - середньодисперсна, помірковано пласвідповідно, при приведених у табл. 2, співвіднотична, [ДСТ 9169-75]. шенні інших компонентів сировинної суміші. Таким Для вспінювання сировинної маси застосовучином, очевидно, що в порівнянні з прототипом вали піноутворювач ОП-6. Коефіцієнт виходу пір зміна складу сировинної суміші для виготовлення піноутворювача повинний бути не менш 15; коефіТІМ за рахунок уведення кремнеземистого компоцієнт використання - не менш 0,8. нента (глини), що обволікає АСМС і перешкоджає Готування сировинної суміші включає дозурозтріскуванню мікросфер при високих температування компонентів шихти, що надходять у змішурах, підвищує термостійкість виготовленого з її вач, постачений мішалкою, що має швидкість обетеплоізоляційного матеріалу до 1073К та 1273К, ртання 200-500про./мін. Порядок завантаження тобто в 1,2-1,5 рази (прототип: міцність, стійкість компонентів у змішувач: алюмосилікатний наповТІМ до розтріскування до 873К). нювач (АСМС чи зола-винесення), глина, рідке Уведення золи-винесення замість АСМС дає скло. Суміш перемішують 3-5хв., потім з'єднують її можливість одержання ТІМ з аналогічною термосз піною, отриманої у піногенераторі, продовжують тійкістю, однак, теплоізоляційні вироби характериперемішування ще 3-5хв., при цьому обсяг суміші зуються більш високою щільністю і коефіцієнт тепзбільшується в 1,5-2,0 рази. Суміш заливають у лопровідності зростає в 1,1-1,5 рази. Однак, з форми і витримують протягом 1-2 доби при темпеурахуванням великої приступності і великомасшратурі 20-30 С з наступним підігрівом до 80-100 С табності запасів 3В в порівнянні з АСМС, ця заміна протягом 8-10год. дає істотну вигоду ТЕС України (можливість одерПриклад 1 жувати TIME з вторинної сировини станції тут же, У змішувач, обсягом 30дм3, при перемішуванні на території станції). 3 завантажують 7,5кг (17,0дм ) АСМС, 0,5кг глини; 7 13577 8 Таблиця 2 Склади сировинної суміші для виготовлення теплоізоляційного матеріалу на основі АСМС, 3В № п/п Співвідношення компонентів Середня шихти АСМС щільність (3В): ж. ст.: ТІМ, кг/м3 ОП-6 Глина: ОП-6 Наповнювач АСМС 2,0 1:0,24:0,07:0,03 300,0 1,0 1:0,25:0,07:0,01 350,0 2,0 1:0,40:0,06:0,03 380,0 2,0 1:0,30:0,05:0,04 370,0 2,0 1:0,50:0,10:0,04 405,0 Наповнювач 3В 2,0 1:0,24:0,07:0,03 350,0 1,0 1:0,25:0,07:0,01 400,0 2,0 1:0,40:0,06:0,03 420,0 2,0 1:0,30:0,05:0,04 430,0 2,0 1:0,50:0,10:0,04 480,0 Компоненти шихти* мас. % Наповню вач Рідке скло Глина 1 2 3 4 5 75,0 75,0 65,0 50,0 50,0 18,0 19,0 25,0 15,0 25,0 5,0 5,0 4,0 2,5 5,0 6 7 8 9 10 75,0 75,0 65,0 50,0 50,0 18,0 19,0 25,0 15,0 25,0 5,0 5,0 4,0 2,5 5,0 Коефіцієнт теплопровідності, Вт/м К Термостійкість ТІМ 353 К 443 К 1073 К 1273 К 0,085 0,095 0,120 0,115 0,245 0,075 0,090 0,110 0,130 0,300 + + + + + + – + – + 0,105 0,124 0,225 0,300 0,270 0,110 0,104 0,210 0,250 0,240 + + + + + + – + – + Витрата води і добавка піноутворювача залежать від вологовмісту глини, наповнювач: додають воду до 100% і вище, понад 100%, до утворення пластичної маси (приблизно в кількості ~85-95% від маси наповнювача) Джерела інформації, використані при складанні заявки 1. А.с. СССР, №549440, МКИ С04В28/02, 1975. 2. А.с. СССР, №1523762, МКИ С04В28/02, 1989. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 3. Пат. RU, №2008294, МКИ С04В28/02, С04В18/08. Опубл. 28.02.94. Бюл. №4. 4. Пат. України (UA) №54666, МПК С04В28/24. Опубл. 17.03.03. Бюл. №3 - (Прототип). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601