ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПОЛИМЕРНОЙ МОДИФИЦИРОВАННОЙ СЕРЫ

Полезная модель относится к области производства композиций, содержащих, в том числе серу, которые могут найти применение в промышленно-гражданском и дорожном строительстве, в резинотехнической и шинной промышленности.
Известна технологическая схема приготовления асфальтобетонных смесей (Методические рекомендации по применению асфальтобетонов с добавкой серы и по технологии строительства из них дорожных покрытий. М.: Министерство транспортного строительства, СоюздорНИИ, 1986 г.).
Известная схема включает: обогреваемые емкости для подготовки дорожного битума и серы, откуда они поступают в камеру смешения и перемешивания исходных компонентов (рабочий котел с мешалкой) для получения конечного продукта, дозаторы и соединительные трубопроводы. Эта технологическая линия работает в температурном режиме 130-140°C.
Недостатком известной технологической линии является низкое качество и длительное время перемешивания, периодичность работы котла с мешалкой и необходимость постоянного перемешивания смеси до полного опорожнения котла.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого технического решения является технологическая линия по производству серных и других гомогенных композиций (патент РФ №2166487 МПК С04В 28/36, опубл. 10.05.2001).
Данная технологическая линия включает: емкости для исходных компонентов, перемешивающее устройство, дозаторы, соединительные трубопроводы подвода исходных компонентов на позицию обработки и отвода готового продукта. Соединительные трубопроводы образуют замкнутую систему с подключенными к ней дозаторами модификатора или других компонентов и серы. Трубопровод подачи модификатора или других компонентов подключен к аппарату предварительной их обработки и через узел смешения соединен с трубопроводом подачи серы. Трубопровод, идущий от узла смешения, соединен с аппаратом окончательного перемешивания смеси. Аппараты предварительной обработки модификатора или других компонентов и окончательного перемешивания смеси выполнены в виде аппаратов вихревого слоя с ферромагнитными элементами.
Недостатком данной технологической линии является сложность регулирования степени полимеризации серы, т.к. при данной конструкции и режиме работы аппаратов отсутствует возможность возврата продукта на повторную обработку.
Технический результат предлагаемой технологической линии по производству полимерной модифицированной серы - возможность регулирования степени полимеризации и использования газовой серы непосредственно с установки Клауса.
Поставленная задача решается тем, что в технологической линии по производству полимерной модифицированной серы, включающей емкости для исходных компонентов, перемешивающее устройство, снабженное дозаторами и соединительными обогреваемыми трубопроводами подвода исходных компонентов и отвода готового продукта, причем дозаторы выполнены в виде полупогружных плунжерных насосов, а трубопроводы подачи серы и стабилизатора соединены с заводскими продуктопроводами, перед емкостью для исходного компонента установлен конденсатор-коагулятор, связанный заводским продуктопроводом с установкой Клауса, а перемешивающее устройство выполнено с возможностью обогрева, на выходе которого установлено обогреваемое разгрузочное устройство, связанное с ним трубопроводом, выход разгрузочного устройства связан непосредственно насосом с кристаллизатором, причем соединительные трубопроводы от перемешивающего устройства до кристаллизатора образуют замкнутую систему.
На чертеже изображена схема технологической линии по производству полимерной модифицированной серы.
Технологическая линия по производству полимерной модифицированной серы включает в себя емкости для исходных компонентов 1, 2, перемешивающее устройство 3, снабженное дозаторами 4, 5 и соединительными обогреваемыми трубопроводами подвода исходных компонентов 6, 7 и отвода готового продукта 8, причем дозаторы 4, 5 выполнены в виде полупогружных плунжерных насосов, а трубопроводы 6, 7 подвода исходных компонентов соединены с заводскими продуктопроводами 9, 10. Перед емкостью для исходного компонента 1 установлен конденсатор-коагулятор 11, связанный заводским продуктопроводом 12 с установкой Клауса 13. Такой вариант подачи исходных компонентов способствует непрерывности процесса. Установленный перед емкостью для исходного компонента 1 аппарат конденсатор-коагулятор 11 позволяет использовать газовую серу непосредственно с установки Клауса 13. Перемешивающее устройство 3 выполнено с возможностью обогрева, на выходе которого установлено обогреваемое разгрузочное устройство 14, связанное с ним трубопроводом 8. Разгрузочное устройство 14 связано насосом 15 с кристаллизатором 16. Отвод готового продукта осуществляется по трубопроводу 17, соединенного с выходом кристаллизатора 16, причем соединительные трубопроводы 8 и 17 от перемешивающего устройства 3 до кристаллизатора 16 образуют замкнутую систему.
Технологическая линия работает следующим образом.
Расплавленная сера из обогреваемой емкости 1 или заводского продуктопровода жидкой серы 9, а также газовая сера с установки Клауса 13, предварительно преобразованная в жидкую серу в конденсаторе-коагуляторе 11, плунжерным полупогружным насосом-дозатором 4 через обогреваемый трубопровод 6 подают в аппарат перемешивания смеси 3, представляющий собой обогреваемую мешалку. Стабилизатор из обогреваемой емкости 2 или заводского продуктопровода 10 с помощью плунжерного полупогружного насоса-дозатора 5 через обогреваемый трубопровод 7 подается в аппарат перемешивания смеси 3, где происходит перемешивание стабилизатора с расплавленной серой, нагрев смеси до температуры до 190-210°C,. Из аппарата перемешивания смеси 3 полученный продукт через трубопровод 8 поступает в обогреваемое разгрузочное устройство 14, где происходит термостатирование при температуре 190-210°C в течение 10-60 минут в зависимости от желаемой степени полимеризации серы, затем с помощью насоса 15 готовая смесь подается в кристаллизатор 16, например, скребкового типа для охлаждения проточной водой и измельчения полученной твердой фазы полимерной модифицированной серы (ПМС). Из кристаллизатора 16 часть или весь полученный продукт - молотая полимерная модифицированная сера по трубопроводу 17 возвращается в перемешивающее устройство 3 для повторной обработки. Возврат готового продукта на повторную обработку в перемешивающее устройство 3 необходимо для того, чтобы получить полимерную модифицированную серу с высокой степенью полимеризации. Тем самым увеличение или уменьшение времени термостатирования продукта в разгрузочном устройстве 14, а также возврат готового продукта на повторную обработку в перемешивающее устройство 3 позволяют регулировать свойства получаемого продукта - степень полимеризации серы.
Таким образом, по сравнению с прототипом, технологическая линия позволяет получать по непрерывной технологии качественно новый продукт (полимерную модифицированную серу) с возможностью регулирования степени полимеризации, а также позволяет удешевить процесс, получить возможность использования газовой серы непосредственно с установки Клауса, получить замкнутую, экологически безопасную технологическую линию.
Полученная на новой технологической линии композиция полимерной модифицированной серы может широко использоваться для изготовления материалов с улучшенными характеристиками таких, как серный цемент, компонент серобитумного вяжущего, полимерную модифицированную серу, применяемую в шинной и резинотехнической промышленности. Материалы с улучшенными характеристиками могут быть использованы в строительной, дорожной отраслях, резинотехнической, газонефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Также для получения материалов, используемых для захоронения химических и радиоактивных отходов. В дорожном строительстве полимерная модифицированная сера может быть использована для изготовления тротуаров, бордюров, разделительных барьеров автомагистралей, верхних покрытий автопроездов и площадок, взлетно-посадочных полос и т.д.; в промышленно-гражданском строительстве - для изготовления ступеней, сточных труб, канализационных отстойников, свай фундаментов, оснований дорожных покрытий, прудов-отстойников, гидротехнических сооружений и т.д.; в других отраслях - для тампонирования карстовых провалов и строительства сооружений для хранения химических и радиоактивных материалов или их отходов.