Технологические процессы, выбор машин и оборудования. Дорожная эмульсия представляет собой органический вяжущий я пленкообразующий материал

Дорожная эмульсия представляет собой органический вяжущий я пленкообразующий материал. Это однородная маловязкая жидкость темно-коричневого цвета. В состав эмульсии входят: битум или деготь, водный раствор эмульгатора.

По структуре эмульсии делят на прямые и обратные. В прямых эмульсиях битум равномерно распределен в воде в виде мельчайших (1 — 10 мк) капель, окруженных слоем эмульгатора, в обратных вода равномерно распределена в битуме или дегте в виде мельчайших ка­пель, стабилизированных слоем эмульгатора. Прямые эмульсии так­же имеют разновидности: анионные, катионные и пасты. Анионные эмульсии в качестве эмульгатора содержат мыла высокомолекулярных соединений органических кислот, катионные — органические азотосодержащие соединения.

Технология приготовления разных видов эмульсий имеет свои особенности. Дорожные эмульсии приготовляют на базах, заводах, в цехах АБЗ. Приготовление в основном сводится к диспергированию жидкостей и к стабилизации дисперсной системы. Для диспергирова­ния жидкости применяют гомогенизаторы, лопастные смесители, акустические диспергаторы. В гомогенизаторе готовят прямые эмульсии. Битум, нагретый до 150 С, и водный раствор эмульгатора, нагретый до 90 С, прокачивают через узкие зазоры (размером до 0,01 мм) ротора и статора, в которых битум размельчается и на его капельках адсорби­руется эмульгатор. Лучшими считают многоступенчатые гомогенизаторы-диспергаторы. В смесителях готовят прямые высококонцентриро­ванные и обратные эмульсии. Смесители могут быть лопастные и шнеколопастные. Их относят к машинам цикличного (порционного) действия. Концентрированный раствор эмульгаторов заливают в ре­зервуар, где вращается вал с лопастями с частотой 40—80 об/мин. Битум подают постепенно по мере образования эмульсии. В лопаст­ных смесителях получают эмульсии с высокой концентрацией битума (80—95%), поэтому перед употреблением их разбавляют водой до тре­буемой концентрации.

Технология получения прямых эмульсий в лопастных смесителях сложнее, чем в гомогенизаторах (диспергаторах). Кроме того, не все водорастворимые эмульгаторы, используемые для изготовления эмуль­сий в гомогенизаторах, пригодны для получения эмульсий в смесите­лях. Эмульсии обратные и на твердых эмульгаторах приготавливают только в лопастных смесителях.

Используя комплект ДС-71, можно организовать базу с выработ­кой 5 т/ч эмульсии по технологии, показанной на рис. 165.

Оборудование устанавливают на битумной базе или в эмульсион­ном цехе АБЗ.

Рис. 165. Технологическая схема приготовления дорожной эмульсии с использо­ванием комплекта оборудования заводского изготовления:

1 — цистерна; 2 — Двухходовой водоподогреватель; 3 — регулятор температуры: 4 — регули­рующий клапан; 5, 8 — ротаметр; 6 —смеситель горячей воды; 7 — регулирующий клапан; 9, 10, 16. 17, 18. 20 — насосы; 11— цепная передача; 12 — электродвигатель; 13 — редуктор; 14— звездочки; 15— диспергатор; 19 — жаровые трубы; 21 — фильтр; 22 — шестеренчатый насос; 23 —шланг-рукав; 24 — трубопровод; 25 — трехходовой кран; 26 — линия возврата; 27 — парокотельная

Химическое эмульгирование проще, чем с помощью диспергаторов. Оно основано на реакции, протекающей между ПАВ, находящемся в битуме, и электролитом, имеющимся в водном растворе. К химичес­кому относят барботажный способ приготовления эмульсий, сущность которого состоит в том, что компоненты эмульсии диспергируют с по­мощью сжатого воздуха, подаваемого в цистерну через перфорирован­ные трубки. Такие установки имеют выработку до 30 т/смену.

Битумная эмульсия, обладая многими положительными качества­ми, имеет один недостаток — плохое прилипание к поверхности боль­шинства каменных материалов. Усилить такое прилипание можно, об­работав эмульсию известью-пушонкой (массовая доля в эмульгаторе 5—10%). Такую эмульсию называют активированной.

Эмульсию хранят в закрытых помещениях, защищенных от нагрева­ния солнечными лучами и от промерзания. Летом эмульсию хранят в бочках и резервуарах, накрытых толем или брезентом. Зимой бочки держат в помещениях при температуре не ниже 0 С. Перед употребле­нием эмульсию необходимо осторожно перемешать для уничтожения сгустков битума. Эмульсию транспортируют в плотно закрытых дере­вянных или металлических бочках, цистернах, автобитумовозах, гуд­ронаторах. Тара должна быть чистой, загрязнение может привести к быстрому свертыванию эмульсии. Нельзя бросать бочки с эмульсией, так как это вызывает свертывание.

Приготовление эмульсии с помощью акустического диспергатора от­носят к гидродинамическому способу, по которому смесь воды, эмуль­гатора и битума пропускают с большой скоростью через сопло, имеющее впереди вибратор-нож {рис. 166). Под действием колебаний ножа и тур­булентного движения жидкости создаются завихрения и непрерывно меняющиеся поля давления, происходит смешивание. Наибольший гидродинамический эффект достигается при наступлении резонанса. На­стройку системы на резонанс производят регулированием скорости движения смеси, размером сопла и подбором материалов вибратора. Акустический способ прост, качество эмульсий при этом хорошее.

Рис. 166. Акустический способ приготовления дорожных эмульсий:

1 — бак с пропеллерной мешалкой и электрообогревом; 2 — расходный бак с электроподо­гревом; 3 — бак для эмульсии с электроподогревом; 4 — вибрирующее устройство; 5 — трубо­провод; 6 — дозатор с электрообогревом; 7 — кран; 8— вихревой насос

Генеральный план

При проектировании генерального плана завода по приготовлению эмульсии учитывают общие требования, предъявляемые к генплану производственных предприятий. Расположение цеха, в котором при­готовляют эмульсию, увязывают со всеми вспомогательными цехами и складами. Производственный процесс организуют по принципу поточ­ности в соответствии с принятой технологией.

При наличии железнодорожной ветки или тупика, по которым до­ставляют битум (деготь), эмульгаторы и ПАВ, вдоль них располагают битумохранилище, склад жидкого топлива, парокотельную; непосред­ственно около склада битума — установки для его обезвоживания и на­грева до рабочей температуры; параллельно установке и расходным емкостям битума—эмульгаторный цех и водоподготовки (рис. 167).

Рис. 167. Генеральный план завода по приготовлению эмульсий:

1 — хранилище едкого натра; 2 — хранилище жидкого эмульгатора; 3— битумо- и дегтехранилище; 4— установка для обезвоживания и нагрева битума до рабочей температуры; 5 — железнодорожная цистерна эмульсий; 6 — склад топлива; 7 — пожарное оборудование; 8 — туалет; 9 —цистерны для готовой эмульсии; 10 — площадка для автобитумовозов и авто-гудронаторов; 11 — насос; 12 — промежуточная емкость; 13 — контрольный пост лаборатории; 14—резервная площадка для расширения завода; 15 — диспергатор; 16 — дозаторы; 17— ем­кость с раствором эмульгатора; 18 — мешалка; 19 — баки для приготовления раствора едкого натра; 20 — котел для варки мыла; 21 — лаборатория; 22 — водонапорная башня; 23 — уста­новкадля умягчения воды; 24 — котельная; 25—гардероб; 26 — душ; 27 — площадка отдыха; 28 —ремонтно-механическая мастерская и материальный склад; 29 — контора; 30 — лабора­тория; 31 — сатуратор газированной воды; 32 — помещение охраны

Недалеко от цеха размещают склад готовой эмульсии. Кроме про­изводственных цехов, помещений и складов, необходимы: лаборатория, ремонтные мастерские или летучка, материальный склад, контора масте­ра и механика завода, красный уголок, душ с гардеробом, туалет.

Столовую, жилье и бытовые службы размещают за пределами предпри­ятия на расстоянии санитарной зоны (300—500 м) с подветренной сто­роны по отношению к заводу.