КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА

Комплексная технологическая линия производства гранулированного пористого материала относится к производству строительных материалов, а именно к производству гранулированных материалов на силикатной основе, используемых для насыпной теплоизоляции, а также в качестве наполнителя легких бетонов.
Пористые теплоизоляционные материалы, такие как гранулированное пеностекло, представляют собой неорганический материал, содержащий в своем объеме большое количество газовых пузырьков. Процесс изготовления такого материала состоит из обработки сырьевых материалов, получения пенообразующей массы, получения из нее сырцовых гранул, сушки, вспенивания и студки (охлаждения) гранул. Полученные гранулы обладают высокими теплофизическими и эксплуатационными свойствами.
Общие вопросы производства таких материалов описаны в монографиях [1, 2, 3]
Известна комплексная технологическая линия производства гранулированного пеностекла [4] - пористых гранул из стеклобоя, содержащая приемный бункер для стеклобоя, измельчитель исходных материалов, моечно-сушильный барабан, бункер запаса чистого стеклобоя, бункер-дозатор чистого стекла и действующий параллельно с ним дозатор порообразователя, мельницы, например, четыре шаровые, бункер запаса тонкомолотой шихты, раздаточный бункер тонкомолотой шихты, тарельчатый гранулятор, на который одновременно с шихтой подают через форсунки водный раствор связующей добавки, а также отсев от гранул с вибросита, ленточно-сетчатую сушилку, и подающий в сушилку горячие газы теплогенератор, бункер запаса сухих сырцовых гранул, вибросито, ленточный конвейер, на который одновременно с сырцовыми гранулами подают разделяющую среду, печь вспенивания, печь отжига, например, вращающуюся, на выходе из которой установлено устройство, отделяющее разделяющую среду в промежуточный бункер и вспененные гранулы - на склад готовой продукции, ленточные, скребковые, шнековые конвейеры, ковшовые элеваторы и пересыпные устройства для подачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Данная комплексная технологическая линия предназначена для производства гранулированного пеностекла из стеклобоя строительного, тарного и др. Однако, не всегда возможно обеспечить производство бесперебойной поставкой данного вида сырья.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является технологическая линия производства гранулированных пористых материалов
[5], выбранная в качестве прототипа и содержащая приемный бункер для стеклобоя, измельчитель исходных материалов, дозатор добавок, эллиптическую центробежную мельницу, бункер запаса шихты, турболопастной смеситель, шнековый гранулятор на который одновременно с шихтой подают связующую добавку, дисковый окатыватель и опудриватель, бункер запаса гранул, печь сушки, печь вспенивания, печь отжига и ленточные скребковые, шнековые конвейеры, ковшовые элеваторы и пересыпные устройства для подачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.
Недостатком прототипа является невозможность производства на ней многокомпонентных смесей для последующего гранулирования и вспенивания, что предопределяет необходимость использования одного и достаточно дефицитного сырьевого материала - стеклобоя. Добавки занимают малую долю от массы пеноматериала.
В качестве стеклообразующих компонентов сырьевой смеси для получения пористых гранул в промышленности строительных материалов используют различные силикатные материалы, в т.ч. кремнистые породы из группы трепел, опока, диатомит. С целью снижения себестоимости продукции привязывают производство к местным сырьевым базам, применяют многокомпонентные смеси, в состав которых наряду со стеклообразным материалом вводят кремнийсодержащие осадочные породы.
Задачей создания заявляемой полезной модели было решение вопроса создания технологической линии непрерывного действия для производства высококачественных гранулированных пористых теплоизоляционных материалов из нескольких, не менее двух, неорганических компонентов, применение которой позволило бы использовать доступные минеральные материалы, широко распространенные, но недостаточно используемые в промышленности и расширить арсенал данного типа технических средств для предприятий по производству строительных материалов.
Технический результат заключается в получении на предложенной конструкции комплексной технологической линии гранулированного теплоизоляционного материала из нескольких, не менее двух, неорганических материалов, в т.ч. из кремнеземистого материала, с определенными техническими характеристиками и в реализации линией своего назначения.
Причем данная компоновка оборудования обеспечивает высокую однородность пенообразующей смеси, что влияет на повышение качества продукции.
Предлагаемая комплексная технологическая линия производства гранулированного пористого материала содержит приемный бункер сырья, оборудование для измельчения сырья, дозатор добавок, бункер запаса дробленого сырья и
полуфабрикатов, оборудование для помола и механоактивации дробленого сырья с водой, смеситель, гранулятор, оборудование для сушки, вспенивания и отжига, классификатор, транспортеры для подачи сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, склад готовой продукции. Отличительной особенностью линии является наличие двух параллельно действующих участков обработки сырьевых компонентов, соединенных с участком смешения, формования и получения гранул системой трубопроводов.
Первый участок обработки компонентов смеси включает последовательно установленные, приемный бункер кремнеземистого материала, роторный измельчитель, вальцы грубого помола, дробилку валковую, смеситель двухвальный с подведенной к нему системой подачи и дозирования воды, смеситель планетарно-шнековый, насос суспензии, аттриторы в качестве оборудования для тонкого помола и механоактивации дробленого сырья с водой, насос суспензии.
Второй участок обработки сырьевых компонентов включает последовательно установленные, приемный бункер стеклообразного материала, роторный измельчитель, дробилку шнековую, дробилку валковую, вибросито, бункер накопительный, аттриторы, соединенные с системой подачи и дозирования технологических добавок и воды, насос суспензии.
Участок смешения, формования и получения гранул включает последовательно установленные смеситель-диспергатор суспензий компонентов, насос суспензии, накопительную емкость, распылительную сушилку, бункер пресс-порошка, гранулятор тарельчатый, сушилку гранул, печь вспенивания, охладитель гранул, классификатор, склад готовой продукции.
Компоновка предлагаемой технологической линии обусловлена составом сырьевой смеси выбранной для производства гранулированного теплоизоляционного материала, а именно большим процентным составом кремнеземистого материала. В основном, это осадочные породы - трепел, опока, диатомит. Для измельчения и ускорения химических реакций в процессе обработки кремнеземистого сырья подобрано четыре типа дробильно-помольных агрегатов, в т.ч. новое оборудование аттриторы и два типа смесителей, в которых происходит гидратация дробленого сырья, мокрый тонкий помол и достигается высокая однородность получаемой суспензии. Аналогично, на другом участке обработки стеклообразного материала (стеклобоя, силикат-глыбы) для улучшения процессов гидратации исходного сырья и повышения однородности получаемой пенообразующей суспензии установлено четыре типа дробильно-помольных агрегатов, в т.ч. аттриторы.
На участке смешения, формования и получения гранул установлен смеситель-диспергатор для смешения суспензий из компонентов смеси и получения высокооднородной смеси. Высокооднородная смесь обрабатывается в распределительной сушилке. Все вышеуказанное оборудование необходимо и достаточно для переработки исходного кремнеземистого и стеклообразного сырья и получения на его основе пористого гранулированного теплоизоляционного материала.
На участке обработки стеклообразного компонента для подачи измельченного сырья в аттриторы установлено распределительное устройство с весовым дозатором.
На другом участке обработки сырья подача кремнеземистого компонента в виде водной суспензии в аттриторы осуществляется насосом через планетарно-шнековый смеситель с весовым дозатором.
Сушилка гранул отапливается отходящими газами от печи вспенивания.
Компоновка предложенной комплексной технологической линии поясняется схемой.
Комплексная технологическая линия производства гранулированного пористого материала состоит
- из участка обработки кремнеземистого исходного материала, включающего: приемный бункер 1, роторный измельчитель 2, вальцы грубого помола 3, дробилку валковую 4, смеситель двухвальный 5 с подведенной к нему системой подачи и дозирования воды 25, смеситель планетарно-шнековый 6, насос суспензии (на схеме не показан), аттриторы 7 в количестве, например, трех штук, насос суспензии (на схеме не показан);
- из участка обработки стеклообразного сырьевого компонента, включающего приемный бункер 8, роторный измельчитель 9, дробилку щековую 10, дробилку валковую 11, вибросито 12, бункер накопительный 13 для дробленого сырья, аттриторы 14, в количестве, например, трех штук, с подведенной к ним системой подачи и дозирования воды и технических добавок 26, насос суспензии (на схеме не показан);
- из участка смешения, формования и получения гранул, включающего смеситель-диспергатор 15 в количестве, например, 2 штук, насос суспензии (на фиг. не показан), емкость накопительную 16 для суспензии, распылительную сушилку 17, бункер накопительный 18 для пресс-порошка, гранулятор тарельчатый 19, сушилку гранул 20, печь вспенивания 21, бункер-дозатор 27 присыпки, охладитель 22, классификатор 23, склад готовой продукции 24.
Оборудование на каждом участке соединено последовательно необходимыми транспортирующими устройствами (на схеме не показаны). Для подачи суспензий используется система трубопроводов с насосами (на схеме не показаны).
Комплексная технологическая линия работает следующим образом:
На участке обработки кремнеземистого материала периодически загружаемое в приемный бункер 1 сырье подается в роторный измельчитель 2 для первичной обработки, затем через железоотделитель (на схеме не показан) и питатель (на схеме не показан) транспортером поступает на вальцы грубого помола 3 и в дробилку валковую 4, где последовательно осуществляется среднее и мелкое дробление сырья. Измельченный материал транспортером подается в двухвальный смеситель 5, в который через систему 25 дозируется вода, далее смесь материала с водой направляется в планетарно-шнековые смесители 6. Образующаяся грубая суспензия насосом (на фиг. не показан) через весовое дозирование подается для тонкого помола в аттриторы 7 - агрегаты с помольными шарами принудительно вращающимися внутри камеры ворошителями. Для эффективности процесса установлено три аттритора 7 действующих параллельно. При необходимости в аттриторы можно вводить технологические добавки. Полученная тонкая суспензия насосом подается в смеситель-диспергатор участка смешения, формования и получения гранул.
Параллельно на втором участке силикат-глыба, либо другой стеклообразный компонент, из приемного бункера 8 подается в роторный измельчитель 9 для крупного дробления, затем через железоотделитель (на фиг. не показан) и питатель (на фиг. не показан) транспортером поступает последовательно в дробилку щековую 10 и дробилку валковую 11 на среднее и мелкое дробление. Измельченное сырье транспортером через вибросито 12 поступает в накопительный бункер 13, откуда распределительным устройством (на схеме на показано) дробленый материал через весовое дозирование подается в аттриторы 14 для тонкого помола. В разработанной линии для эффективности процесса также установлено три параллельно действующих аппарата. Одновременно в аттриторы 14 через систему 26 подается дозатором вода и технологические добавки. Образующаяся тонкая суспензия насосом (на схеме не показан) подается в смеситель-диспергатор 15 участка смешения, формования и получения гранул.
В смесителе-диспергаторе 15 осуществляется перемешивание исходных компонентов в виде водных суспензий. Полученная однородная суспензия с высоким уровнем диспергации насосом (на схеме не показан) подается в буферную емкость 16, затем в распылительную сушилку 17. Высушенный до определенной влажности пресс-порошок транспортерами подается в накопительный бункер 18, затем в гранулятор 19
тарельчатый, куда одновременно подается вода или водный раствор связующего для обеспечения процесса гранулообразования. Образовавшиеся гранулы транспортером через сушилку 20, где они подвергаются сушке отходящими газами от печи вспенивания 21, поступают непосредственно в печь вспенивания 21. При прохождении через печь вспенивания 21 гранулы подвергаются термической обработке, вспениваются и приобретают окончательный объем и форму. В печь вспенивания 21 из бункера-дозатора 27 подается разделительная присыпка. После вспенивания гранулы проходят термообработку (отжиг) в охладителе 22, где одновременно происходит отсев присыпки. Подача и возврат присыпки закольцованы. Затем гранулы пневмотранспортом подаются на классификатор 23, представляющий собой вибротранспортер-сито, и распределяются по бункерам склада готовой продукции 24 по фракциям.
Заявляемая в качестве полезной модели комплексная технологическая линия создана на заводе по производству гранулированного пористого теплоизоляционного материала получаемого на основе местной сырьевой базы. Она обеспечивает эффективное промышленное производство гранулированных пористых материалов на основе многокомпонентных, не менее двух-компонентных, смесей, причем основным из исходных материалов являются осадочные кремнеземсодержащие породы. Получаемый на разработанной технологической линии гранулированный пористый теплоизоляционный материал экологически чистый, имеет следующие технические характеристики:
Насыпная плотность (в зависимости от размеров гранул)
- 150-350 кг/м<sup>3</sup>
Предел прочности при сжатии
- не менее 0,5 МПа
Водопоглащение
- не более 7% (по объему)
Теплопроводность в насыпном состоянии
- не более 0,1 Вт/М° К
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горяйков К.Э., Горяйкова С.К. «Технология теплоизоляционных материалов и изделий» М. Стройиздат, 1982.
2. Демидович Б.К. «Пеностекло». Минск. Наука и техника, 1975
3. А.с. СССР №1033465 МКИ С 03 С 11/00 «Способ получения гранулированного пеностекла» Б.К.Демидович, Е.С.Новиков, С.С.Идо, В.А.Петрович. Опубл. 07.08.83 Бюл. №29
4. Св-во РФ на полезную модель №10169 МПК С 03 С 11/00 «Комплексная технологическая линия производства гранулированного пеностекла из стеклобоя» Г.И.Искоренко, В.П.Канев, Г.М.Погребинский Опубл. 16.06.99 Бюл. №6
5. Патент РФ на полезную модель №47354 МПК С 03 С 11/00 ««Технологическая линия производства гранулированных пористых материалов» О.В.Помилуйков, А.А.Бурый, С.П.Калейчук. Опубл. 27.08.2005 Бюл. №24