ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к оборудованию для получения композиционного материала конструкционного назначения, пригодного для изготовления деталей и изделий промышленного назначения методом горячего прессования, путем утилизации дисперсных древесных отходов и смолообразующих компонентов высокотоксичных сточных вод производства фенолоформальдегидных смол и их обезвреживанию методом вторичной поликонденсацию.
Известна технологическая линия для производства строительных материалов, включающая блок подготовки композиционной смеси, выполненный в виде узла смешения компонентов измельченных древесных отходов, магнезиального вяжущего и минерализатора [Свидетельство RU на полезную модель №16839, B27 5/00, 3/16 2001].
Известная технологическая линия не имеет в узле смешения дозирующих устройств, обеспечивающих подачу водных растворов компонентов композиционной смеси.
Известно устройство для получения композиционных материалов путем смешения твердых, жидких и вязкотекучих компонентов друг с другом, содержащее два горизонтальных вращающихся лопастных вала, размещенных в корпусе, под которым перпендикулярно оси валов расположены разгрузочно-смесовые шнеки, размещенные параллельно друг другу и расположенные в кожухе, сообщенном с корпусом посредством люков [Патент RU на полезную модель №42183, B01F 7/08, 2004 г.].
Известное устройство недостаточно функционально для его использования в технологическом процессе получения композиционного материала конструкционного назначения, поскольку вышеназванное устройство обеспечивает только смешение компонентов композиционной смеси, но не может обеспечить предварительную подготовку исходных материалов к дальнейшему переделу и точную дозировку компонентов в перемешивающее устройство, что является одним из основных условий приготовления композиционной смеси высокой степени гомогенизации.
Известна технологическая линия утилизации и обезвреживания сточных вод производства фенолоформальдегидных смол, включающая узел приготовления реакционной смеси, узел процесса поликонденсации, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов, узел аммиачной обработки продукта поликонденсации, сушильный аппарат, ректификационную колонну, четыре теплообменных аппарата, пять мерников-дозаторов и пять сборников различных продуктов и полу продуктов [Липунов И.Н., Чарина М.В., Бабина М.Д. Переработка надсмольных вод на предприятиях Уральского региона, Свердловск. ВСНТО. 1988. с.42).
Известная технологическая линия в силу многостадийности процесса требует большого количества основных технологических аппаратов и, как следствие, значительных производственных площадей. Кроме того, процессы сушки продукта поликонденсации и ректификации конденсата являются энергозатратными. Утильный продукт в виде фенолоформальдегидной смолы СФ-339 не нашел практического использования.
Задачей полезной модели является создание компактной технологической линии, обеспечивающей получение высококачественного товарного продукта (композиционного материала конструкционного назначения) путем повышения эффективности использования техногенного сырья и обезвреживания токсичных промышленных отходов.
Поставленная задача решается тем, что заявляемая технологическая линия для получения композиционного материала конструкционного назначения из промышленных отходов включает реактор-смеситель, который сообщен с узлом подготовки дисперсных древесных отходов, узлом дозирования компонентов в реактор-смеситель и узлом конденсации паровоздушной смеси, при этом узел подготовки дисперсных древесных отходов выполнен в виде сообщающихся друг с другом ленточного конвейера и вибросита, узел дозирования компонентов в реактор-смеситель включает бункер-дозатор рабочей фракции древесного опила, сообщенного с виброситом, бак-дозатор фенолосодержащих сточных вод, бак-дозатор раствора гидроксида аммония, бак-дозатор раствора формалина, бак-дозатор раствора гидроксида натрия, а реактор-смеситель сообщен с вакуум-насосом через узел конденсации паровоздушной смеси.
В реакторе смесителе происходит смешение компонентов, реакция поликонденсации с получением композиционного материала и его последующая сушка. Реактор-смеситель предпочтительно выполнен в виде двухлопастного смесителя и бикулярного шнекового смесителя, корпуса которых соединены между собой окнами, находящимися в днище лопастного смесителя. Такие реакторы-смесители выпускаются в промышленном масштабе под маркой МРС-2Ш-3000. Для регулирования температуры в реакционной зоне реактора-смесителя, последний снабжен рубашкой.
Подача в реактор-смеситель компонентов с узла дозирования компонентов осуществляется дозирующими устройствами через соответствующие загрузочные устройства, находящиеся в крышке реактора-смесителя.
Узел конденсации паровоздушной смеси выполнен в виде холодильника-конденсатора трубчатого типа, который на соответствующих стадиях технологического процесса работает как прямой, так и, как обратный холодильник.
Сопоставительный анализ заявляемой технологической линии с известными техническими решениями позволяет сделать вывод о новой совокупности существенных признаков, обусловленных наличием дополнительных функциональных устройств. Кроме того, в одном технологическом аппарате - реакторе-смесителе осуществляется совмещение основных стадий технологического процесса, включая и стадию сушки получаемого товарного продукта. Это позволяет решить поставленную задачу, обеспечив компактность технологической линии.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".
Заявляемое решение может быть использовано в технологических процессах получения композиционных материалов, в том числе и из техногенного сырья, а заявляемая полезная модель может быть изготовлена из серийно выпускаемого оборудования и скомпонована в заявляемую технологическую линию для утилизации дисперсных древесных отходов, смолообразующих компонентов (фенола и формальдегида) сточных вод производства фенолоформальдегидных смол с целью получения товарного продукта и обезвреживания высокотоксичных фенолосодержащих сточных вод. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "промышленная применимость".
Заявляемая полезная модель иллюстрируется схемой цепи аппаратов, представленной на чертеже.
На представленном чертеже изображены узел подготовки дисперсных древесных отходов, выполненный в виде ленточного конвейера 1 и вибросита 2, узел дозирования компонентов, выполненный в виде бункера-дозатора опила 4, сообщенного с виброситом 2 с помощью транспортера 3, бака-дозатора фенолосодержащих сточных вод 5, бака-дозатора раствора гидроксида аммония 6, бака-дозатора раствора формалина 7, бака-дозатора раствора гидроксида натрия 8, сообщенных с реактором-смесителем 9, узел смешения компонентов, приготовления и сушки композиционного материала, выполненный в виде реактора-смесителя МРС-2Ш-3000 9, узел конденсации паровоздушной смеси, выполненный в виде холодильника-конденсатора трубчатого типа 10, сообщенного с вакуум-насосом 11, конденсационным горшком 12 и сборником конденсата 13.
Заявляемая технологическая линия работает следующим образом.
Дисперсные древесные отходы, предпочтительно древесный опил, ленточным конвейером 1 подается на вибросито 2, откуда рабочая фракция с помощью транспортера 3 поступает в бункер-дозатор древесного опила 4, в баки дозаторы подаются соответствующие растворы компонентов. При работающих лопастных валах и разгрузочно-смесовых шнеках в реактор - смеситель 9 с помощью соответствующих дозирующих устройств 4 и 5 поступает соответственно древесный опил и надсмольная вода с известным содержанием фенола и формальдегида.
После смешения компонентов в реакционную зону аппарата через определенные промежутки времени из баков-дозаторов 6, 7 и 8 подаются соответственно водные растворы аммиачной воды, формальдегида и гидроксида натрия соответствующих концентраций.
Образующаяся в реакторе-смесителе парогазовая смесь поступает в холодильник-конденсатор 10, работающий в данном случае как обратный холодильник, конденсируется в нем и возвращается в реактор-смеситель 9.
Сушка полученного товарного продукта осуществляется в реакторе-смесителе 9 под вакуумом, создаваемым вакуум-насосом 11. Образующаяся в процессе сушки парогазовая смесь проходит через холодильник-конденсатор 10, работающий в данном случае как прямой холодильник, и образующийся конденсат направляется в сборник конденсата 13, соединенный с конденсационным горшком 12.
Заявляемая технологическая линия компактна, может быть установлена на предприятиях, производящих фенолоформальдегидную смолу, обеспечив полную утилизацию отходов производства с получением конструкционного материала.