Способ выплавки битума из отходов битумных рулонных материалов

 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно их утилизации, и более конкретно к способам переработки пришедших в негодность рулонных материалов с битумной пропиткой основы. Способ выплавки битума из отходов битумных рулонных материалов заключается в том, что формируют пакет нарезок в кассете в вертикальном положении, помещают кассету в котел, осуществляют тепловую обработку пакета нарезок, сливают битум и удаляют основу, причем пакет формируют с зазором между нарезками, обеспечивающим возможность циркуляции жидкого битума в среде тепловой обработки. Осуществляют предварительный разогрев котла, затем создают среду тепловой обработки, инертную по отношению к битуму и основе отхода с температурой не ниже температуры плавления и не выше температуры кипения битума, в которую помещают кассету с нарезками. Формирование пакета нарезок в вертикальном положении производят, например, с помощью шампуров или крюков, при этом зазор между нарезками равен соотношению от 1:6 до 1:1 по отношению к толщине нарезки. Предварительный разогрев котла осуществляют прогревом воздушной горячей средой до 100-160^oC с помощью тепловых регистров, среду тепловой обработки создают жидким битумом, который заливают в котел после предварительного разогрева котла перед установкой кассеты, тепловую обработку осуществляют при постоянной температуре 160-210^oС в течение 1-3 ч. Изобретение позволяет оптимизировать тепломассообмен при переработке состарившихся рулонных материалов. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Область техники Изобретение относится к области строительных материалов, а именно их утилизации, и более конкретно к способам переработки пришедших в негодность рулонных материалов с битумной пропиткой основы.

2. Уровень техники Известен способ выплавки битума из состарившегося битумно-рубероидного ковра, включающий подготовку и пакетирование утилизируемого материала, загрузку его в емкость и нагрев (заявка РФ на изобретение 94036405, С 10 С 3/10, 1996).

Недостаток известного способа необходимость повторной обработки нагретого материала для отделения битума.

Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, способ выплавки битума из отходов битумных рулонных материалов, при котором формируют пакет нарезок в кассете в вертикальном положении, помещают кассету в котел, осуществляют тепловую обработку пакета нарезок, сливают битум и удаляют основу (патент РФ на изобретение 2148599, МПК 7 С 10 С 3/10, 1997).

Недостатком известного устройства является неравномерность прогрева системы среда-нарезка, неполноценность восстановления физических свойств и регенерации битума при утилизации, неполная очистка основы.

3. Сущность изобретения 3.1. Техническая задача Техническая задача состоит в оптимизации тепломассообмена при переработке состарившихся битумных рулонных материалов.

3.2. Перечень фигур чертежей Фиг. 1 - общий вид кассеты с нарезками кровельных отходов; фиг.2 - строповка кассеты двухветвевым стропом; фиг.3 - строповка кассеты одноветвевым стропом и поворотным крюком; фиг.4 - схема установки кассеты в котел; фиг.5 - кассета в котле при вытапливании битума; фиг.6 - извлечение кассеты из котла и слив остатков битума; фиг.7 - вытапливание битума с применением крюков и шампуров, где 1 - кассета, 2 - нарезки, 3 - шампур, 4 - скоба для строповки, 5 - сетка для сбора инородных включений, 6 - поворотный крюк, 7 - строп, 8 - распорка, 9 - котел, 10 - крышка, 11 - патрубок, 12 - упоры, 13 - люк, 14 - сливная труба битума, 15 - уровень битума до опускания, 16 - уровень битума после опускания кассеты, 17 - уровень битума после выплавки, 18 - основа, 19 - инородные включения, 20 - крюки навески, 21 - траверса, а - зазор между нарезками, в - толщина нарезки.

3.3. Отличительные признаки В отличие от известного решения пакет формируют с зазором между нарезками, обеспечивающим возможность циркуляции жидкого битума в среде тепловой обработки, например, зазор между нарезками может быть принят равным соотношению от 1:6 до 1:1 по отношению к толщине нарезки, в частности, зазор может быть равен 15-80 мм при толщине нарезки, равной 80-120 мм, а ширине и длине соответственно 900-1100 мм. Осуществляют предварительный разогрев котла, например, прогревом воздушной горячей средой до температуры 100-160^oC с помощью тепловых регистров (встроенными паровыми обогревателями-змеевиками), затем создают среду тепловой обработки, инертную по отношению к битуму и основе отхода с температурой не ниже температуры плавления и не выше температуры кипения битума, например, среду тепловой обработки создают жидким битумом, который заливают в котел после предварительного разогрева котла перед установкой кассеты, тепловую обработку осуществляют с выдержкой в течение 1-3 ч при постоянной температуре 160-210^oС, после образования среды тепловой обработки в нее помещают кассету с нарезками. Кроме того, формирование пакета нарезок в вертикальном положении можно производить с помощью шампуров или крюков, возможно осуществление принудительной циркуляции среды, например, насосом, а в нижней части котел может быть снабжен сеткой и оборудован упорами.

3.4. Сущность способа Способ выплавки битума из отходов битумных рулонных материалов, при котором формируют пакет нарезок в кассете в вертикальном положении, пакет формируют с зазором (а) между нарезками толщиной (в), обеспечивающим возможность циркуляции жидкого битума в среде тепловой обработки, для обеспечения равномерного прогрева нарезок и интенсификации конвективных потоков системы выплавляемого битума и тепловой среды, зазор, например, между нарезками может быть принят равным соотношению от 1:6 до 1:1 по отношению к толщине нарезки, в частности, зазор может быть равен 15-80 мм при толщине нарезки, равной 80-120 мм, а ширине и длине соответственно 900-1100 мм.

Для минимизации продолжительности нагрева и обеспечения полной очистки основы осуществляют предварительный разогрев котла, например, прогревом воздушной горячей средой до температуры 100-160^oC с помощью тепловых регистров (встроенными паровыми обогревателями-змеевиками), затем создают среду тепловой обработки, инертную по отношению к битуму и основе отхода с температурой не ниже температуры плавления и не выше температуры воспламенения битума для интенсификации тепломассообмена, например, среду тепловой обработки создают жидким битумом, который заливают в котел после предварительного разогрева котла перед установкой кассеты. Для активизации восстановления физических свойств и регенерации битума с доведением его свойств до показателей, соответствующих показателям исходного битума, кассету с нарезками помещают в разогретую предварительно среду, а тепловую обработку осуществляют, например, с выдержкой в течение 1-3 ч при постоянной температуре 160-210^oС.

Кроме того, формирование пакета нарезок в вертикальном положении можно производить с помощью шампуров или крюков (фиг.7), возможно осуществление принудительной циркуляции среды, например, насосом, а в нижней части котел может быть снабжен сеткой и оборудован упорами.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа Технологический процесс вытапливания битума из кровельных отходов включает операции формирования пакета отходов для загрузки в котел, строповки и расстроповки, установки пакета в котел, вытапливания битума, извлечения пакета битума и слив остатков битума с основы.

Ниже приводится пример реализации способа на установке.

Установка представляет собой емкость, изготовленную из листового металла. Внутри емкости помещены два трубчатых регистра, служащие для разогрева битума при прохождении через них пара.

Для облегчения слива битума дно емкости выполнено с обогревом.

Для приема, ориентации и установки кассет с нарезками отходов кровли внутри емкости имеются 4 ловителя из уголкового проката.

Сверху емкость закрывается крышкой.

Для слива битума установка снабжена пробковым обогреваемым краном.

При несанкционированном подъеме уровня битума, последний сливается через переливную трубу в инвентарный поддон.

В верхней части емкости имеется патрубок для отсоса паров.

Внутри емкости предусмотрена мерная гребенка для определения уровня жидкого битума.

Для замера температуры битума в боковую стенку вмонтирован специальный стакан для установки термометра.

Для измерения температуры и давления пара предусмотрены термометр и манометр.

Емкость кассеты - 1 м³ Расчетная производительность переработки отходов - 2-3 м³/смена
Расчетная потребность пара 1-1,5 т/ч
Давление пара 10-11 кг/см²
Температура пара 180-185^oС
Рабочее время выплавления 2-3 ч
Объем заливаемого теплоносителя (битума) - 2,5-3 м³
Формирование пакета отходов в промышленном производстве производится в кассете 1 из нарезок 2 с помощью, например шампуров 3 или крюков 20, с возможностью закрепления нарезок в вертикальном положении в кассете (во взвешенном состоянии) с образованием пакета.

В пакете соотношение зазора между нарезками к толщине нарезки принимается, например, 1:4 для максимально эффективного использования теплового потока и обеспечения стекания выплавляемого битума при толщине нарезки 80-120 мм исходя из конструктивной прочности листа нарезки с размерами 1000х1000 мм - соотношение толщины нарезки к размерам 1:10 для обеспечения технологической прочности.

Кассета 1 фиг.1 представляет собой решетчатую емкость с размером ячейки 200 мм, выполненную (сваренную) из стержней диаметром 5-8 мм (конструктивно). Соотношение толщины нарезки к размеру ячейки 1:2 для обеспечения надежности сохранности целостности пакета при возможных частичных разрушениях нарезки при температурной обработке.

Размер кассеты в плане принимается, как правило, равным размеру нарезки для обеспечения наиболее компактной и экономичной кубической формы кассеты.

Зазор создается и поддерживается с помощью двух (минимально) шампуров. Высота скоб для строповки 4 определяется конструктивными особенностями котла. Скобы должны быть максимально приближены к отверстию котла над поверхностью теплообрабатываемой среды.

На днище кассеты уложена сетка 5 для фильтрации инородных включений.

Строповка кассеты осуществляется с помощью двухветвевого стропа (фиг.2) или одноветвевым стропом и поворотным крюком (фиг.3).

При установке пакета в котел (фиг.4) крышка 10 котла снята. Кассета 1 устанавливается на упоры 12 с помощью стропа 7 с распоркой 8. Расстроповка осуществляется автоматически опусканием кранового крюка.

Вытапливание битума (фиг.5). В котле создается среда с температурой не ниже температуры плавления битума и не выше температуры кипения битума. Тепловая среда, инертная по отношению к выплавляемому из отходов битуму и к основе отхода, создается, например, жидким расплавленным битумом или воздушной горячей средой. Жидкий битум, например, заливается в котел после снятия крышки 10 с помощью строповочной скобы 4. Для отвода паров битума и воды предусмотрен патрубок 11. Кассета стоит на упорах 12. Длина упоров 500 мм гарантирует устойчивое горизонтальное (без перекосов) положение кассеты. Люк 13 крепится болтами к днищу и предназначен для чистки от инородных включений. Сливная труба битума 14 расположена на расстоянии 150 мм от днища, т.е. выше вероятного уровня осадка из инородных включений.

При заливке битума уровень его устанавливается на отметке 15. После погружения кассеты на отметке 16. Строповочные скобы возвышаются над уровнем битума, что позволяет производить строповку кассеты до подъема ее из котла.

Извлечение пакета битума и слив остатков битума с основы фиг.6. После выплавления битума из отходов выплавленный битум сливается, уровень его понижается до отметки 17.

Кассета с основой кровельного ковра 18 - картон, стеклоткань извлекается из битума и вывешивается на 5-10 мин, чтобы оставшийся на кассете и основе битум стекал. Инородные включения 19 извлекаются вместе с кассетой.

Технологией может предусматриваться полный слив битума, в этом случае надобности вывешивания кассеты отпадает.

Пакетирование осуществляется в стандартных средствах: поддон плоский ППО-1,0Г, поддон плоский с откосами типа ППО-0,75Г, поддон плоский с крючьями для строповки типа ППК-075Г.

Выплавленный битум может быть вторично использован в производстве строительных материалов.

Установка может быть использована в качестве модуля для технологической линии.

Формула изобретения

1. Способ выплавки битума из отходов битумных рулонных материалов, при котором формируют пакет нарезок в кассете в вертикальном положении, помещают кассету в котел, осуществляют тепловую обработку пакета нарезок, сливают битум и удаляют основу, отличающийся тем, что формируют пакет с зазором между нарезками, обеспечивающим возможность циркуляции жидкого битума в среде тепловой обработки, осуществляют предварительный разогрев котла, затем создают среду тепловой обработки, инертную по отношению к битуму и основе отхода с температурой не ниже температуры плавления и не выше температуры кипения битума, в которую помещают кассету с нарезками.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование пакета нарезок в вертикальном положении производят с помощью шампуров или крюков с отношением зазора между нарезками к толщине нарезки равным от 1: 6 до 1: 1, при этом предварительный разогрев котла осуществляют прогревом воздушной горячей средой до 100-160^oC с помощью тепловых регистров, среду тепловой обработки создают жидким битумом, который заливают в котел после предварительного разогрева котла перед установкой кассеты, тепловую обработку осуществляют при постоянной температуре 160-210^oС в течение 1-3 ч.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют принудительную циркуляцию среды, например, насосом.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нижней части снабжен сеткой, оборудован упорами, толщина нарезки составляет 80-120 мм при ширине и длине 900-1100 мм, а зазор равен 15-80 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7