Линия приготовления и способ получения связующего в линии для производства минераловатных плит

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности, к изготовлению пористых материалов, преимущественно минераловатных плит на синтетическом связующем и может быть использовано в производства волокнистых теплоизоляционных изделий. Линия включает бак-смеситель, насос, установленный с возможностью последовательной подачи через замкнутую систему трубопроводов фенолформальдегидной смолы и аммиачной воды в бак-смеситель и затем готового фенолформальдегидного связующего из бака смесителя в расходную емкость для готового связующего; расходные емкости для компонентов, участвующих в приготовлении связующего, дозаторы и трубопроводы; причем установка для приготовления аммиачной воды через тот же насос и ту же систему трубопроводов соединена с расходным баком аммиачной воды, который снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления. Другим объектом изобретения является способ получения связующего для производства минераловатных плит, включающий перекачку насосом фенолформальдегидной смолы сначала в расходный бак, затем через дозатор, в бак-смеситель, подачу при перемешивании в бак-смеситель нейтрализующего реагента - сульфат аммония, перекачку готового фенолформальдегидного связующего в расходную емкость для готового связующего, причем перекачку фенолформальдегидной смолы в расходную емкость, перекачку аммиачной воды в расходный бак аммиачной воды и перекачку готового фенолформальдегидного связующего в расходную емкость для связующего производят последовательно по одной системе трубопроводов при помощи одного насоса, а промывные воды после промывки трубопроводов аммиачной водой направляют в расходный бак аммиачной воды. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретения относятся к промышленности строительных материалов, в частности, к изготовлению пористых материалов, преимущественно минераловатных плит на синтетическом связующем и могут быть использованы в производстве волокнистых теплоизоляционных изделий.

Известно отделение приготовления синтетических связующих, содержащее приемные и расходные емкости, баки-смесители для приготовления связующего, бак-смеситель приготовления раствора нейтрализующих реагентов, расходный бак аммиачной воды, насосы для перекачки, трубопроводы с запорной арматурой, дозаторы, переливную емкость для аммиачной воды (1).

Недостатками известного отделения являются:

- большая металлоемкость, т.к. в состав технологической линии входит 7 приемных и расходных емкостей, связанных между собой сетью трубопроводов,

- высокая энергоемкость для обеспечения работы 8 насосов;

- наличие большого количества емкостей, насосов, запорной арматуры и длинной сети трубопроводов осложняет обеспечение герметичности производства, в результате чего может происходить попадание паров аммиака и фенола на рабочие места;

- каждый трубопровод предназначен для перекачки только одного компонента, используемого при приготовлении связующего. А так как смолы обладают таким специфическим свойством, как осмаливание, то по истечении некоторого времени требуется периодическая очистка или даже замена предназначенных для перекачки смолы трубопроводов и запорной арматуры, установленной на них, для чего необходима остановка технологического цикла;

- налипающая на запорную арматуру смола при затвердении становится диэлектриком и автоматика, установленная на системе перекачки смолы, быстро выходит из строя, что приводит к нарушению технологического режима (недоливу или переливу реагентов), т.е. к браку;

- для обслуживания такой сложной и громоздкой линии требуется наличие достаточно большого количества персонала;

- наличие в помещении бака с аммиачной водой, которую через дозатор и систему трубопроводов подают в баки-смесители для приготовления связующего - нежелательно, т.к. возможна опасность нарушения герметичности и попадания паров аммиака на рабочие места. Аммиак является сильнодействующим ядовитым веществом и в воздухе может образовывать смесь, способную взорваться от искры.

Известен способ приготовления связующего, который заключается в том, что:

- перекачивают насосом смолу сначала в расходный бак концентрированной смолы, а затем через дозатор в бак-смеситель, затем туда же подают воду и перемешивают в течение 3-5 минут для получения связующего необходимой концентрации. Затем в этот же бак-смеситель при помощи насосов подают водные растворы нейтрализующих реагентов (борной кислоты, сернокислого аммония, аммиачной воды) - каждое из своей емкости по предназначенному для него трубопроводу (1).

В известной схеме предложено наличие двух или более баков-смесителей, с тем, чтобы из одного бака связующее подавалось в производство, в то время, как в другом баке приготовлялась новая партия связующего.

Недостатком данного способа является то, что:

- перекачивание насосом смолы через определенный трубопровод, в расходную емкость концентрированной смолы, а затем через дозатор в бак-смеситель, из-за налипания приводит к необходимости периодической очистки трубопровода и установленной на нем запорной арматуры или даже их замены;

- налипание смолы на запорную арматуру, установленную на этом трубопроводе, может приводить также к потере герметичности (нарушению технологического процесса и выпуску бракованной продукции). К тому же попадание в воздух помещения паров фенола и формальдегида при нарушении герметичности может дать химические ожоги и раздражение кожи, слизистых оболочек дыхательных путей;

- автоматика на открытие и закрытие запорной арматуры, работы насосов не эффективна из-за быстрого выхода из строя электромагнитного привода, что обусловлено склеивающей способностью смолы.

Задачей предлагаемого изобретения является создание отделения приготовления и способа получения связующего в линии для производства минераловатных плит на основе фенолформальдегидной смолы, которые обеспечат герметичность, устранят осмаливание и залипание элементов оборудования технологической линии, при условии использования меньшего количества оборудования, что позволит сократить энергоемкость, металлоемкость, используемые площади, трудоемкость (за счет чего можно сократить количество обслуживающего персонала), кроме того - обеспечить выполнение требований охраны и безопасности труда на вредном производстве.

Задача решается за счет того, что предложенное отделение приготовления формальдегидного связующего выполнено на основе замкнутого цикла периодического действия и включает один бак-смеситель, один насос, расходные емкости для компонентов, участвующих в приготовлении связующего, дозаторы и трубопроводы.

Новизна и изобретательский уровень заявляемого технического решения подтверждается тем, что в отличие от известного решения:

- технологическая линия содержит один бак-смеситель и один насос, обслуживающий все отделение приготовления связующего, что снижает металлоемкость и энергоемкость;

- насос установлен с возможностью последовательной подачи через замкнутую систему трубопроводов смолы и аммиачной воды в бак-смеситель и затем готового связующего из бака-смесителя в расходную емкость для готового связующего. Такое техническое решение предупреждает осмаливание и залипание запорной арматуры, благодаря периодической промывке аммиачной водой трубопроводов, запорной арматуры и насоса. В результате также предотвращается выход из строя автоматики запорной арматуры, т.е. исключается нарушение герметичности и попадание токсичных газов на рабочие места, сокращается время на ремонтное обслуживание. Причем остатки веществ от промывки трубопроводов могут быть использованы вновь в технологическом процессе, что обеспечивает безотходное производство;

- установка для приготовления аммиачной воды и расходный бак аммиачной воды вынесены за пределы помещения, что снижает взрывоопасность и повышает безопасность работы в помещении, улучшает условия труда;

- установка для приготовления аммиачной воды через насос и систему трубопроводов соединена с расходным баком аммиачной воды, что дает возможность при перекачке аммиачной воды в расходный бак одновременно промывать всю систему от остатков смолы;

- расходный бак аммиачной воды снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления, которое может возникнуть в жаркое время года;

- бак-смеситель, установка для приготовления аммиачной воды и дозатор аммиачной воды содержат дополнительные трубопроводы для выхода паров аммиака в расходный бак аммиачной воды под маслозащитную пленку, что снижает потери аммиака, а также возможность попадания паров аммиака в производственное помещение;

- на трубопроводе, соединяющем расходную емкость для смолы и бак-смеситель, установлен дозатор, выполненный на основе принципа сообщающихся сосудов.

На предложенной технологической линии отделения приготовления связующего осуществляется способ получения связующего, включающий перекачку насосом смолы в расходный бак, затем, через дозатор в бак-смеситель, подачу при перемешивании нейтрализующих реагентов, перекачку готового связующего в расходную емкость для готового связующего, отличающийся тем, что:

- перекачка смолы в расходную емкость, перекачка аммиачной воды в расходный бак аммиачной воды и перекачка готового связующего в расходную емкость для связующего производится последовательно по принципу замкнутого технологического цикла по одной системе трубопроводов при помощи одного насоса, что позволяет проводить периодическую промывку системы трубопроводов, насоса, запорной арматуры аммиачной водой без остановки технологического процесса. Это позволяет исключить залипание и осмаливание элементов системы, предотвращает выход из строя автоматики запорной арматуры и насоса, а также нарушение герметичности запорной арматуры и попадание токсичных газов на рабочие места, сокращает время на ремонтное обслуживание;

- промывание воды после промывки трубопроводов аммиачной водой, далее направляют в расходный бак аммиачной воды для дальнейшего использования в технологическом процессе, что обеспечивает безотходное производство.

Предложенное изобретение характеризует схема, представленная на чертеже.

Отделение для приготовления связующего содержит расходную емкость 1 для смолы, насос 2, мешалку 3 для приготовления нейтрализующих реагентов, бак-смеситель 4, установку 5 для приготовления аммиачной воды, расходный бак 6 аммиачной воды, замкнутую через насос 2 систему трубопроводов 7, 8, 9, трубопровод 10 для подачи нейтрализующего реагента через дозатор 11, трубопровод 12 для подачи аммиачной воды через дозатор 13, трубопровод 14 для подачи водопроводной воды, трубы 15 для выхода паров аммиака, установленный на трубопроводе 8 дозатор 16 для смолы, клапан 17 для сброса избыточного давления, установленный на расходном баке 6 аммиачной воды, игла 18 для слива жидкого аммиака в установку 6 для приготовления аммиачной воды, запорная арматура 19.

Способ осуществляется следующим образом.

Из специального транспорта (не показан) насосом 2 по трубопроводу 7 перекачивают фенолформальдегидную смолу в расходную емкость 1, затем по трубопроводу 8 через дозатор 16 - в бак-смеситель 4. Готовый раствор нейтрализующего реагента, например, сульфата аммония, приготовленного в мешалке 3, через дозатор 11 по трубопроводу 10 подают в бак-смеситель 4 при непрерывном перемешивании. После нейтрализации свободной щелочи в смоле, в процессе которого происходит также связывание части токсичного формальдегида, повышается вязкость раствора связующего. Для придания смоле необходимой растворимости добавляют из расходного бака 6 избыточное количество аммиачной воды по трубопроводу 12 через дозатор 13, которая также связывает оставшееся количество токсичного формальдегида. Бак-смеситель 4, емкость для приготовления аммиачной воды 5 и дозатор 13 снабжены трубопроводами 15, которые служат для отвода паров аммиака в расходный бак 6 аммиачной воды. Аммиачную воду из установки 5 для приготовления аммиачной воды перекачивают насосом 2 по трубопроводам 9, 7 и 9 в расходный бак 6, который снабжен предохранительным клапаном 17 для сброса избыточного давления паров аммиака, которые могут проникать в жаркое время года через маслозащитную пленку, находящуюся на поверхности аммиачной воды. Причем расходный бак 6 аммиачной воды и установка 5 для приготовления аммиачной воды вынесены за пределы помещения отделения для приготовления связующего. Для получения нужной вязкости готового связующего по трубопроводу 14 добавляют необходимое количество водопроводной воды.

Пример.

Фенолформальдегидную смолу СФЖ-3027 «Б» с массовой долей свободного формальдегида 3,5% и рН 8,8 в количестве 200 кг насосом 2 по трубопроводу 7 перекачивают в расходную емкость 1, а затем по трубопроводу 8 через дозатор 16 - в бак-смеситель 4. Туда же при непрерывном перемешивании через дозатор 11 по трубопроводу 10 подают 16 кг 40%-ного раствора сульфата аммония (нейтрализующего реагента), приготовленного в мешалке 3. Перемешивание длится 10-15 минут, при этом рН раствора снижается до 6,2-7. После нейтрализации свободной щелочи в смоле, в процессе которого происходит также связывание части токсичного формальдегида, примерно в два раза повышается вязкость раствора связующего (растворимость в дистиллированной воде исходной фенолформальдегидной смолы составляет 1:4, а после нейтрализации она меньше или равна 1:2). Для придания смоле необходимой растворимости, при постоянном перемешивании добавляют из расходного бака 6 аммиачную воду в количестве 40-45 кг по трубопроводу 12 через дозатор 13, которая также связывает оставшееся количество токсичного формальдегида и после 5-10-минутного перемешивания с 1000 кг воды, поступающей по трубопроводу 14, массовая доля свободного формальдегида в готовом связующем составляет не более 0,3-0,5%, а плотность - 1,025.

Весь процесс приготовления связующего длится не более 20 минут, после чего его перекачивают насосом 2 по трубопроводу 7 в расходную емкость готового связующего (на схеме не указана). Так как готового раствора связующего в количестве, например, 1,5 м³, хватает на 3 часа работы установки по производству минераловатных плит П75, после полного использования смолы из расходной емкости 1 можно провести промывку всей системы аммиачной водой путем перекачивания аммиачной воды из установки 5 для приготовления аммиачной воды по трубопроводам 9, 7 и 8 через бак-смеситель 4 в расходный бак 6 аммиачной воды по трубопроводам 9, 7 и 9, для последующего использования промывных вод в технологическом процессе приготовления связующего.

Заявленное изобретение позволяет сократить металлоемкость, энергоемкость, повысить надежность работы отделения приготовления связующего, обеспечить безотходность производства и соблюдение требований правил охраны и безопасности труда, сократить трудоемкость и количество обслуживающего персонала. Качество продукции, получаемой в соответствии с заявленными изобретениями, подтверждает санитарно-эпидемиологическое заключение.

Список использованной литературы

1. М.Ф.Сухарев, И.Л.Майзель, В.Г.Сандлер «Производство теплоизоляционных материалов», М., «Высшая школа», 1981 г., стр.77-81.

1. Линия приготовления связующего для производства минераловатных плит, включающая бак-смеситель, насос, установленный с возможностью последовательной подачи через замкнутую систему трубопроводов фенолформальдегидной смолы и аммиачной воды в бак-смеситель и затем готового фенолформальдегидного связующего из бака смесителя в расходную емкость для готового связующего; расходные емкости для компонентов, участвующих в приготовлении связующего, дозаторы и трубопроводы; причем установка для приготовления аммиачной воды через тот же насос и ту же систему трубопроводов соединена с расходным баком аммиачной воды, который снабжен предохранительным клапаном для сброса избыточного давления.

2. Линия для приготовления связующего для производства минераловатных плит по п.1, где бак-смеситель, установка для приготовления аммиачной воды и дозатор аммиачной воды содержат дополнительные трубопроводы для выхода паров аммиака в расходный бак аммиачной воды, а на трубопроводе, соединяющем расходную емкость для фенолформальдегидной смолы и бак-смеситель, установлен дозатор, выполненный на основе принципа сообщающихся сосудов.

3. Способ получения связующего для производства минераловатных плит, включающий перекачку насосом фенолформальдегидной смолы сначала в расходный бак, затем через дозатор в бак-смеситель, подачу при перемешивании в бак-смеситель нейтрализующего реагента - сульфат аммония, перекачку готового фенолформальдегидного связующего в расходную емкость для готового связующего, причем перекачку фенолформальдегидной смолы в расходную емкость, перекачку аммиачной воды в расходный бак аммиачной воды и перекачку готового фенолформальдегидного связующего в расходную емкость для связующего производят последовательно по одной системе трубопроводов при помощи одного насоса, а промывные воды после промывки трубопроводов аммиачной водой направляют в расходный бак аммиачной воды.