Способ приготовления гранулированной добавки в бетонную смесь

 

Область применения: производство добавок для бетонных смесей. Сущность изобретения: способ приготовления гранулированной добавки в бетонную смесь заключается в том, что смешивают водные растворы лигносульфоната технического и отработанного водного раствора серочистки коксохимических заводов на основе тиосульфата натрия с последующей сушкой и грануляцией в две стадии и возвратом в технологический процесс некондиционной фракции. Гранулы имеют размеры 1-5 мм = 65 - 73%, менее 1 мм - 5-25%, более 5 мм - 2 - 25%.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к способам приготовления добавок для тяжелых и легких бетонов, строительных растворов, а также для сухих бетонных и растворных строительных смесей.

Известен способ приготовления добавки для бетонной смеси, включающий перемешивание лигносульфонатов технических с сульфатом натрия в количествах соответственно 0,2 0,3% и 1,0% от массы цемента [1] Наиболее близким решением к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления гранулированной добавки для бетонной смеси, включающий перемешивание водных растворов лигносульфонатов технических и отработанных отходов сероочистки коксохимических заводов на основе тиосульфата натрия с последующей сушкой и грануляцией [2] Задачей изобретения является получение гранулированной 1 5 мм комплексной пластифицирующей добавки с повышенной объемной массой, хорошей сыпучестью продукта при сокращении расхода топлива и газовых выбросов в атмосферу.

Это достигается тем, что в способе приготовления комплексной гранулированной добавки для бетонных смесей, включающем перемешивание водных растворов лигносульфоната технического (ЛСТ) с раствором отработанным сероочистки (РОС) коксогазовых заводов на основе тиосульфата натрия, перемешивание указанных растворов производится при соотношении ЛСТ:РОС, равном 1-3:5-10 в расчете на сухое вещество до получения однородного состояния, после чего последний подвергается сушке и грануляции в две стадии в одном объеме путем подачи раствора в первичную газовую струю, имеющую температуру 400-800^oC и скорость 70-180 м/с, входящую вместе с частицами материала сверху вниз перпендикулярно горизонтально расположенному псевдоожиженному слою материала, создаваемого путем подачи вторичного газового потока с начальной температурой 120-200^oC при перезности слоя 0,7-0,9, гидравлическом перепаде в нем 4,0-10,0 кПа и возврате (рециркуляции) 15-30% от массы целевого продукта (мелкой нетоварной фракции) с последующим выводом из аппарата гранулированного материала и отработанных газов на очистку и в атмосферу.

На первой стадии сушки в струе газового потока происходит интенсивное испарение влаги при температуре частиц материала, соответствующей температуре мокрого термометра, что позволяет использовать высокие начальные температуры газовой струи без термического разложения продукта.

Во второй стадии в псевдоожиженном слое происходит досушка, грануляция продукта при начальной температуре вторичного газового теплоносителя 120-200^oC и температуре слоя материала 80-95^oC. Проникновение газовой струи вместе с частицами материала в псевдоожиженный слой обуславливается порозностью его в диапазоне 0,7-0,9, при которой осуществляются оптимальные условия грануляции с полным использованием тепла газовой струи. Гидравлический перепад в слое 4-10 кПа определяет условия стабильности процесса грануляции при минимальных энергозатратах. При гидравлическом перепаде в слое менее 4,0 кПа образуются агломераты с нарушением псевдоожижения слоя, а при перепаде в слое более 10,0 кПа значительно увеличивается удельный расход электроэнергии при неизменном расходе топлива на сушку. Стабильность процесса грануляции также определяется возвратом пыли и мелкой нетоварной фракции продукта в зону сушки-грануляции в пределах 15-30% от производительности по целевому продукту. Возвращаемый тонкодисперсный продукт является центрами гранулообразования, поэтому при возврате продукта менее 15% происходит постепенное укрупнение частиц материала с нарушением псевдоожижения, а при увеличении ретура более 30% уменьшается выход товарной фракции с увеличением выноса пыли продукта из аппарата и соответственно потерями его.

Пример 1. Гранулированная пластифицирующая добавка на основе раствора лигносульфоната технического и отработанного раствора сероочистки коксохимических заводов.

Готовят водный раствор реагента пластифицирующей добавки при смешении растворов лигносульфоната и раствора сероочистки при соотношении ЛСТ:РОС, равном 1:5 или 1:10 в расчете на сухое вещество с pH не менее 7,5, при температуре 60-80^oC. Полученный таким образом раствор с суммарным содержанием солей 35-50% диспергируют в первичную газовую струю при температуре 600^oC и скорости 85 м/с. Образующиеся микрогранулы за счет испарения влаги вместе со струей газов входят в псевдоожиженный слой материала, создаваемый вторичным газовым теплоносителем с начальной температурой 160^oC. В объеме и слое происходит грануляция и досушка до содержания влаги 3,0% при порозности слоя 0,8, гидравлическом перепаде в слое 8,0 КПа, возврате пыли из циклона и мелкой нетоварной фракции в зону сушки-грануляции в количестве 15% от производительности по целевому продукту. Температура в псевдоожиженном слое поддерживается 85^oC. Готовый гранулированный продукт с дисперсным составом 1-5 мм 70% менее 1 мм 25% и более 5 мм 5% выводится из аппарата. Отработанные газы вместе с пылью продукта в количестве 20% от производительности при температуре 95^oC выводятся из аппарата в циклон и далее на мокрую очистку и в атмосферу. Уловленная пыль возвращается на грануляцию в объем аппарата.

Пример 2. Раствор пластифицирующей добавки готовят по условиям примера 1. Режим сушки грануляции осуществляется также по условиям примера 1, но при гидравлическом перепаде в псевдоожиженном слое 4,0 кПа. Температуре отходящих газов составит 102^oC. Гранулированный продукт на выходе из аппарата имеет дисперсионный состав; 1-5 мм 65% менее 1 мм 10% и более 5 мм 25% Пример 3. Раствор пластифицирующей добавки готовят по условиям примера 1. Режим сушки грануляции принимается также по примеру 1, но при порозности псевдоожиженного слоя 0,9. Количество выносимой пыли из аппарата в этом случае составит 35% температура газов равна температуре псевдоожиженного слоя, т. е. 85^oC. Гранулометрический состав продукта, выгружаемого из аппарата, составит: 1-5 мм 73% менее 1 мм 25% и более 5 мм 2% Целесообразность выбранных условий получения гранулированной пластифицирующей добавки для бетонных смесей объясняется следующим.

Порозность псевдоожиженного слоя определяет область проникновения первичной газовой струи вместе с предварительно подсушенными частицами материала в слой продукта. Поэтому интенсивность грануляции и степень использования тепла первичной газовой струи определяется межфазной поверхностью, в объеме проникновения ее в псевдоожиженный слой материала. При порозности слоя менее 0,7 глубина проникновения первичной газовой струи в псевдоожиженный слой незначительна, что приводит к образованию агломератов с нарушением псевдоожижения материала, а также уменьшается степень использования тепла струи с повышением температуры отходящих газов и соответственно с увеличением расходов топлива и количества выбрасываемых в атмосферу газов. При порозности слоя более 0,9 увеличивается вынос продукта с отходящими газами из аппарата.

Гидравлический перепад в псевдоожиженном слое определяет удельную межфазную поверхность его и соответственно интенсивность процесса досушки и грануляции. При гидравлическом перепаде менее 4,0 кПа образуются крупные гранулы и агломераты, что приводит к нарушению режима псевдоожижения, снижению удельной производительности и увеличению удельных расходов топлива. Увеличение гидравлического перепада слоя более 10,0 кПа приводит к увеличению расхода электроэнергии при неизменном расходе топлива.

Возврат мелкодисперсного продукта в процессе сушки грануляции необходим для использования его в качестве центров гранулообразования.

Оптимальное количество возвращаемого в процессе мелкодисперсного продукта составляет 15-30% от массы готовой добавки.

Формула изобретения

Способ приготовления гранулированной добавки в бетонную смесь, включающую перемешивание водного раствора лигносульфонатов технических с отработанным водным раствором сероочистки коксохимических заводов на основе тиосульфата натрия при соотношении соответственно 1 3 5 10 в расчете на сухое вещество с последующей сушкой и грануляцией, отличающийся тем, что приготовленный водный раствор добавок подвергают сушке и грануляции в две стадии в одном объеме путем его подачи на первой стадии в газовую струю с t 400 800^oС и скоростью 70 180 м/с сверху вниз перпендикулярно образующемуся псевдоожиженному слою добавки и подачи на второй стадии газовой струи с t^o 120 200^oС при порозности псевдоожиженного слоя добавки 0,7 0,9, гидравлическом перепаде в нем 4 10 кПа и осуществляют возврат в технологический процесс некондиционной фракции в количестве 15 30% от массы готовой добавки.