Способ низкотемпературной подготовки битума

 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для приготовления горячей асфальтобетонной смеси. Сущность изобретения: способ низкотемпературной подготовки битума включает предварительный нагрев битума, обезвоживание и перекачивание его в рабочий котел, при этом нагретый до 105-110^oС битум обезвоживают, пропуская его через сверхвысокочастотную установку, заливают в рабочий котел и поддерживают температуру всей массы битума постоянной в пределах 105-110^oC, а до рабочей температуры 140-150^oС нагревают в локальном нагревателе, установленном в битумной среде рабочего котла, только требуемую массу битума для заполнения дозатора битума асфальтосмесительной установки. Технический результат - сохранение качества битума, снижение энергозатрат.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для приготовления горячей асфальтобетонной смеси.

Известно, что для приготовления горячей асфальтобетонной смеси применяют технологию подготовки битума: нагрев, обезвоживание, перекачивание в рабочий котел, нагрев и хранение битума в рабочем котле до его полного расхода (см. Л. Б. Гезенцвей. Технология производства асфальтового бетона. - Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1953, 253 с.; с.80-100).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является (см. А.Н. Новиков. Асфальтосмесительные установки. - М.: Транспорт, 1987, с. 64), где используется следующий способ обезвоживания: - часть обезвоженного битума нагревается до рабочей температуры и используется в качестве теплоносителя; - насосом подается предварительно разогретый обводненный битум в битумопровод, где происходит его смешивание с обезвоженным битумом, и смесь нагревается до температуры 115-150^oС; - при этом происходит интенсивное паровыделение в пароотделителе и испарительной камере и битум стекает по лотку в рабочее отделение, где он догревается жаровыми трубами до температуры 150-170^oС.

Таким образом, в данном технологическом процессе, а также во всех типах битумоплавильных установок, в конечном итоге, битум нагревается и в дальнейшем хранится при рабочей температуре 150-170^oС.

Это приводит к значительному ухудшению его качества и большим энергетическим затратам за счет компенсации внешних тепловых потерь и, как следствие, к снижению качества асфальтобетонной смеси и повышению ее стоимости. Известно, что при рабочей температуре (140-160^oС) можно содержать битум не более 5 часов. Но даже при таком времени выдержки температура размягчения увеличивается до 30%, а глубина проникания понижается до 65% (В.Д. Портнягин. Особенности подготовки и приготовления асфальтобетонных смесей. Учебное пособие. - М.: Министерство автомобильных дорог. 1988, с.5).

Проведенные авторами экспериментальные исследования в дорожных лабораториях Аксайского и Азовского ДРСУ Ростовской области показали, что пребывание битума БНД 90/130 при температуре 150^oС в течение 48 ч, что часто практикуется на асфальтобетонных заводах, привело к снижению глубины проникания иглы в среднем со 107 до 60, а в течение 72 ч до 50. При этом температура хрупкости изменилась с - 9^oС до - 2^oС. Следовательно, в настоящее время на всех АБЗ битум используют неквалифицированно, что приводит к сокращению срока службы дорожных покрытий и увеличению расходов на их содержание и ремонт.

Предлагается новый способ низкотемпературной подготовки битума, исключающий пребывание битума при высокой температуре 140-150^oС до момента впрыска в дозатор смесителя, что обеспечивает сохранение его качества, а также снижение энергетических затрат.

Сущность изобретения заключается в том, что способ низкотемпературной подготовки битума включает предварительный нагрев битума, обезвоживание и перекачивание его в рабочий котел, при этом нагретый до 105-110^oС битум обезвоживают, пропуская его через сверхвысокочастотную установку, заливают в рабочий котел и поддерживают температуру всей массы битума постоянной в пределах 105-110^oС, а до рабочей температуры 140-150^oС нагревают в локальном нагревателе, установленном в битумной среде рабочего котла, только требуемую массу битума для заполнения дозатора битума асфальтосмесительной установки.

Поставленная задача низкотемпературной подготовки битума достигается тем, что исключается существующей высокотемпературный режим воздействия на битум за счет применения обезвоживания битума СВЧ-энергией при температуре 105-110^oC.

При воздействии СВЧ-потока на протекающий обводненный битум, нагретый до температуры 105-110^oC, в СВЧ-установке нагревается и испаряется только водяная фаза за счет дипольной поляризации (И. А. Рогов, С.В. Некрутман. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов. - М.: Агропромиздат, 1986, 256 с. ; с.8). Поэтому вся подающая СВЧ-энергия поглощается водой. При этом битум за счет теплообмена с нагретыми водяными парами нагревается незначительно, а его качество не изменяется.

В предлагаемой низкотемпературной технологии подготовки битума также полностью исключен высокотемпературный режим в рабочем котле за счет снижения температуры в нем со 150 до 110^oC. Это обеспечивается применением локального нагревателя (см., Патент 2132896, РФ, 1999 г. Универсальное устройство локального нагрева. Бюл. 19, 10.07.99), который позволяет нагревать необходимое количество битума от 110^oC до 150^oC за малое время прохождения его по каналам и радиаторной системе нагревателя.

Способ осуществляется следующим образом: битум, нагретый до 105-110^oC, например в приямке битумохранилища, подают к приемному устройству сверхвысокочастотной установки, содержащей магнетрон, облучатель и испарительную камеру, где он обезвоживается в процессе перемещения через установку при этой же температуре. Обезвоженный битум поступает в рабочий котел, в котором поддерживают температуру 105-110^oC. В требуемый момент времени массу битума, необходимую для заполнения дозатора битума асфальтосмесительной установки, нагревают до рабочей температуры - 140-150^oC в локальном нагревателе, установленном в битумной среде рабочего котла, пропуская битум через его каналы и радиаторную систему.

Снижение температуры битума со 150^oC до 105-110^oС в СВЧ-установке для обезвоживания и в рабочем котле, а также исключение из технологии битумоплавильного и резервного котлов приводит к существенному (в 1,5-2 раза) снижению энергозатрат.

При этом следует отметить, что при температуре 105-110^oС битум не теряет своих свойств в течение длительного периода (десяти суток).

Таким образом, предлагаемый способ низкотемпературной подготовки битума обеспечивает сохранение качества битума, улучшение качества асфальтобетонной смеси, и, в конечном итоге, увеличивается срок службы автомобильных дорог при значительном уменьшении энергозатрат.

Формула изобретения

Способ низкотемпературной подготовки битума, включающий предварительный нагрев битума, обезвоживание, перекачивание в рабочий котел, отличающийся тем, что нагретый до 105-110^oС битум обезвоживают, пропуская его через сверхвысокочастотную установку, заливают в рабочий котел и поддерживают температуру всей массы битума, равную 105-110^oС, нагревают в локальном нагревателе, установленном в битумной среде рабочего котла, до рабочей температуры 140-150^oС только требуемую массу битума для заполнения дозатора битума асфальтосмесительной установки.