УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ТОРФЯНОЙ ДОБАВКИ И ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ С УКАЗАННОЙ ДОБАВКОЙ

Полезная модель относится к строительству, а именно к производству модифицированных сухих строительных смесей с добавкой из термомодифицированного торфа, и может найти применение в производстве сухих строительных смесей на основе клинкерных вяжущих.
Заявителем полезной модели были проведены исследования влияния добавки на основе термомодифицированного торфа (полученного в результате пиролиза торфа) на свойства сухих строительных смесей. Были предложены гипотезы о механизме взаимодействия добавки и цементного вяжущего (Н.О.Копаница, Ю.С.Саркисов, А.В.Касаткина. Повышение гидрофобных свойств сухих строительных смесей на основе цемента//Науковий вicник будiвництва. - Харкiв., 2010. - Вип.59 - с.90-93.) Экспериментально установлено, что добавка на основе термомодифицированного торфа (полученного в результате пиролиза торфа) повышает гидрофобные свойства сухих строительных смесей. (Kopanitsa N., Kudyakov A. Safronov V. Peat-Based Modifying Agent Regulating The Behavior Of Mortars In Multilayered Wall Systems / 17. Internationale Baustofftagung (Ibausil). Tagungsbericht - Band 1. - Weimar, Deutschland, 2009.- p.1-0889-1-0895).
Известна пиролизная установка для осуществления способа безотходной переработки торфа, защищенного патентом Российской Федерации на изобретение RU 2259385, МПК C10F 7/00; C05F 11/02.
Пиролизная установка содержит сушилку с циркулирующим кипящим слоем, реактор, конденсатор, теплообменник и сборник тепла. Сушилка предназначена для сушки влажного торфа и соединена с реактором, в котором происходит высокоскоростной пиролиз торфа с образованием пиролизного газа и твердого углистого вещества. С реактором связаны конденсатор, предназначенный для конденсации пиролизного газа и получения жидкого пиролизного топлива, и теплообменник. Через теплообменник в сушилку поступают топочные газы и горячий воздух. С сушилкой и конденсатором соединен сборник тепла, который служит для сжигания или охлаждения оставшегося после конденсации пиролизного газа и газообразных веществ, выделяющихся при сушке торфа. Установка по патенту на изобретение №2259385 позволяет получить жидкое пиролизное топливо, близкое к дизельному, твердое углистое вещество, используемое в металлургии и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Выделяемая при этом теплота идет на нужды муниципального хозяйства. Установка для реализации известного способа по патенту №2259385 не адаптирована для использования непосредственно в производстве модифицированных сухих строительных смесей и не может быть использована для этих целей ввиду отсутствия многих важных и необходимых узлов.
Известен мини-завод сухих строительных смесей ССС ТУРБОМИКС 3/500 (troymehanika. ru), который содержит барабанную сушилку и бункер для высушенного песка, силос для хранения цемента, смеситель добавок, три бункера дозатора на тензодатчиках (для песка, цемента, добавок), смеситель всех сухих компонентов, приемный бункер готовой продукции, станцию фасовки готовой продукции и транспортер для готовой продукции. Этот мини-завод принят за прототип заявляемой полезной модели. Устройство по прототипу позволяет получить сухие строительные смеси высокого качества, применяя различные готовые добавки, но не совмещая их одновременное производство.
Задача полезной модели заключается в создании установки, которая с малыми энерго- и трудозатратами позволяла бы на месте получать модифицирующую добавку на основе торфа и, смешивая с остальными компонентами, непосредственно использовать ее для получения сухой строительной смеси с повышенными гидрофобными свойствами.
Технический результат заключается в безотходной переработке торфа и получении сухой строительной смеси с повышенными гидрофобными свойствами.
Технический результат достигается следующим образом.
Заявляемая в качестве полезной модели установка, как и прототип, содержит дозаторы цемента, песка и добавки, смеситель всех сухих компонентов, с которым соединен приемный бункер для готовой сухой строительной смеси, станцию фасовки и транспортер, соединенный с ней.
В отличие от прототипа согласно полезной модели установка дополнительно содержит устройство для получения модифицирующей торфяной добавки путем быстрого пиролиза торфа. В состав этого устройства входит сушилка для влажного торфа, выполненная, например, с циркулирующим кипящим слоем, реактор, соединенный с сушилкой и дозатором полученной добавки, конденсатор для конденсации пиролизного газа, и сборник тепла, связанный с сушилкой и конденсатором. Отличием является также то, что заявляемая установка дополнительно содержит шаровую мельницу для диспергирования смеси цемента с полученной торфяной добавкой, поступающих из соответствующих дозаторов, и бункер-дозатор для указанной диспергированной смеси. Смеситель всех сухих компонентов соединен с бункером-дозатором и дозатором песка. Станция фасовки предназначена для фасовки жидкой торфяной добавки, поступающей с конденсатора.
Указанная совокупность существенных признаков в уровне техники не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.
На чертеже показана блок-схема заявляемой установки.
Установка содержит сушилку 1, которую целесообразно выполнить с циркулирующим кипящим слоем, реактор 2, с которым связан дозатор добавки 3, полученной в результате пиролиза торфа. С реактором 2 соединен конденсатор 4. Сушилка 1, реактор 2, конденсатор 4 и сборник тепла 5, соединенный с сушилкой 1 и конденсатором 4 образуют устройство быстрого пиролиза торфа и являются устройством для получения модифицирующей торфяной добавки. Шаровая мельница 6 соединена с дозатором добавки 3 и дозатором цемента 7. На выходе шаровой мельницы 6 установлен бункер-дозатор 8. С бункером-дозатором 8 и дозатором песка 9 соединен смеситель 10 для смешивания всех сухих компонентов, откуда готовая сухая строительная смесь попадает в приемный бункер 11. С конденсатором 4 соединена станция фасовки жидкой добавки 12. Фасованная жидкая добавка со станции 12 попадает на транспортер 13.
Установка работает следующим образом.
~
~
На начальном этапе, используя пропан (примерно 15 кг), разогревают реактор 2 до температуры 520°С. Продолжительность приведения установки в рабочий режим 4,5 часа.
Шнековым питателем влажный торф по 350-1050 г/сек и влажностью 60-65% подается в сушилку 1, которая работает в режиме псевдоожижения - режим циркулирующего кипящего слоя (ЦКС).
Отличительной способностью предложенной технологии переработки торфа является возможность сжигания получаемого в установке газа. Это позволяет решить многие экологические задачи и повысить степень сжигания топлива.
~
Затем посредством затвора-дозатора с производительностью 100 г/сек по сухому торфу торф с влажностью 15% из сушилки 1 подается в реактор 2, где с продолжительностью 1,06,0 секунд происходит высокоскоростной пиролиз торфа (экзотермические реакции) с образованием пиролизного газа и твердого углистого вещества.
Пиролизный газ направляется в устройство конденсации (конденсатор 4) для получения жидкой добавки, которая поступает на станцию фасовки 12, а затем транспортером 13 направляется на склад готовой продукции как модифицирующая добавка. Оставшийся после конденсации газ направляется для сжигания.
Твердое углистое вещество охлаждается и через дозатор добавки 3, направляется в шаровую мельницу 6. Туда же из дозатора цемента 7 подается цемент. В шаровой мельнице 6 осуществляется совместный помол модифицирующей добавки с вяжущим. После чего полученная смесь направляется в бункер-дозатор 8 и, далее, в смеситель 10. Из дозатора песка 9 в смеситель 10 подается песок. После перемешивания в смесителе 10 готовая гидрофобизирующая добавка поступает в приемный бункер 11, после чего фасуется и направляется на склад готовой продукции.
Для управления температурными режимами, а также для охлаждения и конденсации продуктов пиролиза и сушки торфа используется вода и воздух.
Выделившаяся теплота при этом направляется в систему муниципального отопления или парогенерации для выработки электроэнергии.
Интенсивный теплоподвод осуществляется за счет быстрого изменения температуры, причем нагрев торфа предпочтительно проводится за счет горения торфа и/или газа, но также может проводится за счет использования электроэнергии или использования любых других источников энергии.
Поскольку исходные вещества и вещества, образующиеся в процессе, нагреваются до высокой температуры, то для получения максимальной экономической выгоды может производиться их охлаждение за счет нагрева воды, например, используемой для отопления.