Приготовление битумных эмульсий: технологии и установки от GlobeCore

приготовление битумной эмульсии

Приготовление битумных эмульсий различного типа обеспечивается за счет применения специальных эмульсионных установок, которые могут функционировать или как отдельные структурные единицы, или же в составе определенного предприятия в качестве цеха или отделения.

Для приготовления эмульсий чаще всего используется коллоидная мельница, хотя возможно также применение и другого устройства, способного работать как гомогенизатор-диспергатор. Принцип приготовления эмульсии в коллоидной мельнице состоит в пропускании смеси горячего битума и водной фазы между вращающимся диском и статором. Для того, чтобы создать дополнительный турбулентный поток, поверхность ротора может иметь пазы или зубья, образуя таким образом уникальную рельефную поверхность.

Технология приготовления битумной эмульсии

При переработке жирового сырья на эмульгатор технологический процесс производства битумной эмульсии включает следующие обязательные стадии:

  • хранение исходных компонентов (щелочь, кислота, битум, жировое сырье);
  • доведение исходных компонентов до необходимого состояния;
  • дозировка компонентов и их подача в эмульсионную машину;
  • получение битумной эмульсии;
  • слив готовой битумной эмульсии и ее хранение до отправки потребителю.

Непосредственно при приготовлении битумной эмульсии необходим контроль качества ее компонентов, а также температуры процесса. Полученный продукт должен иметь светло- или темно-коричневый цвет, быть однородным и не растворяться водой. Также при погружении стеклянной палочки в разбавленную эмульсию на ее поверхности не должно наблюдаться крупных частиц битума.

Хранение битумных эмульсий допускается при температуре не ниже 0ºС. Свежеизготовленный продукт может храниться только в чистых цистернах, не содержащих остатков каких-либо органических вяжущих. Чтобы предотвратить испарение воды в процессе хранения необходимо обеспечить циркуляцию эмульсии по принципу цистерна-насос-цистерна.

Перед транспортировкой битумную эмульсию нужно пропустить через специальный фильтр с размером отверстий не более 3 мм, и только после этого материал позволяется загружать в автогудронаторы и автобитумовозы.

В зависимости от типа битумной эмульсии средний гарантийный срок ее хранения составляет от одного до нескольких месяцев.

Концентрированные битумные эмульсии

Битум при нормальной температуре находится в твердом состоянии и обладает большой вязкостью. Для эмульгирования необходимо снизить вязкость битума нагреванием его до температуры 120-150 ºС.  Нагревание до такой температуры возможно при полном обезвоживании битума. Таким образом, прежде чем битум  поступит в эмульсионную машину, он должен быть обезвожен и нагрет до рабочей температуры. Этот процесс трудоемкий и обычно длится 10-12 часов.

Кроме того, битум в процессе эмульгирования, соприкасаясь с водным раствором эмульгатора, вновь обводняется, и благодаря большой разности температур битума и водного раствора эмульгатора (70-80 ºС) происходит вспенивание смеси, что нередко сопровождается ее выбрасыванием из воронки машины. В процессе эмульгирования температура битума резко падает и вязкость соответственно возрастает.

При 50% концентрации эмульсии масса битума равна массе водного раствора эмульгатора, так как удельный вес их приблизительно одинаков и равен единице.

Температура эмульсии, выходящей из машины, снижается вследствие отдачи части тепла гомогенизатору. В процессе эмульгирования для соблюдения температурного режима необходимо поддерживать температуру гомогенизатора в интервале 60-80 ºС.

Подготовка эмульгаторов

Эмульгаторы, используемые для приготовления битумной эмульсии, так же как и битум, требуют предварительной подготовки. Некоторое эмульгаторы, как сульфатное мыло, бардяной концентрат, щелочные вытравки и др. легко растворяются в воде и не требуют специальной предварительной обработки. Из этих эмульгаторов смешиванием с водой готовят раствор, который перед применением нагревается до рабочей температуры (70-80 ºС).

Эмульгаторы – древесный уголь и др., чтобы растворить в воде необходимо предварительно омылить водным раствором щелочей (едкий натр, едкий калий). Омыление (варка мыла) осуществляется в специальных котлах и длится 3-4 часа. При применении в качестве эмульгатора древесного дегтя в котел загружают его вместе с едким натром и добавляют в 2,5 раза больше по весу по отношению к дегтю количество воды. Приготовленное мыло разбавляется водой в пропорции 1:9, и полученный раствор перед применением также нагревается до температуры 70-80 ºС.

При приготовлении водного раствора эмульгатора рекомендуется применять мягкую воду с жесткостью не более 3 мг×экв/л.

Технология приготовления высококонцентрированных эмульсий

Выглядит следующим образом. Битум, разогретый до температуры 80-90 ºС, из битумохранилища подается насосом в битумоварочные котлы. В одном из котлов производится обезвоживание битума, а в другом (расходном) – подогрев его до рабочей температуры. Из котла битум самотеком поступает в гомогенизатор.

Водный раствор едкого натра приготавливается в резервуаре, откуда насосом перекачивается в котлы или мешалку, в случае, если применяемый эмульгатор не требует предварительного омыления.

Омыление эмульгатора – варка мыла – производится в котле. Эмульгатор подается насосом через дозатор. Приготовленное мыло определенными дозами поступает в дозатор и оттуда в мешалку.

В мешалке готовится водный раствор эмульгатора из омягченной воды, поступающей из установки. Приготовленный водный раствор эмульгатора перекачивается насосом в резервуары для подогрева до рабочей температуры. Из этих резервуаров раствор эмульгатора поступает самотеком в гомогенизатор.

Приготовленная в гомогенизаторе эмульсия самотеком поступает в гомогенизатор.

В начальный пусковой период, приготовленная в гомогенизаторе эмульсия поступает в специальный приямок, откуда берутся пробы эмульсий для определения качества.

В полевых условиях качество эмульсии определяется визуально, путем взятия проб стеклянной палочкой. Эмульсия должна быть коричневого цвета и не содержать комочком битума. Кроме производственного контроля должен периодически проводиться лабораторный контроль качества эмульсии.

Виды установок для приготовления битумных эмульсий

По типу действия оборудование, предназначенное для получения битумной эмульсии, делиться на установки периодического и непрерывного действия.

При периодическом процессе

Приходится проходить как минимум два этапы: получение водной фазы и собственно производство эмульсии. Водная фаза готовится в специальном баке, куда подается теплая вода, эмульгатор и прочие необходимые компоненты. После этого осуществляется перемешивание полученного вещества. Собственно производство эмульсии включает в себя дозировку приготовленной ранее водной фазы и битума в коллоидную мельницу или другое устройство, обладающее способностью к диспергированию и гомогенизации. При необходимости в битум добавляется растворитель (предварительно в дозаторную емкость или же проточным способом).

Основное отличие установок периодического действия состоит в том, что в них процесс непосредственного получения битумной эмульсии включает несколько потоков материалов, что открывает возможность ручного управления.

Непрерывный процесс

Предусматривает непрерывное нагревание воды и дозировку всех материалов с помощью отдельных дозирующих насосов. Преимуществом такого подхода является отсутствие необходимости использования дозировочных емкостей. Это требует особого проектирования системы водной фазы, которое должно обеспечить достаточное время реакции для химикатов. Процессы нейтрализации и растворения должны завершиться до момента соединения водной фазы с битумом.

При производстве установок для получения битумной эмульсии можно предусмотреть возможность введения латекса, блок-сополимера стирола и бутадиена, а также других веществ, но для этого потребуется реализация новых конструкторских решений.

Приготовление битумных эмульсий с помощью установок GlobeCore

Компания GlobeCore предлагает широкий спектр оборудования для производства и хранения битумных материалов. Установки типа УВБ-1 предназначены для получения битумных эмульсий абсолютно любых типов и назначений. Полученный продукт полностью соответствует международным стандартам и может использоваться при проведении ремонта и строительства автомобильных дорог.

Оборудование для производства битумной эмульсии от компании GlobeCore, УВБ-1М, 2м3/час

Установка для приготовления битумных эмульсий УВБ-1М, 2м3/час

Для хранения битумной эмульсии GlobeCore поставляет емкости различного исполнения и производительности. По желанию заказчика возможно видоизменение стандартных моделей под конкретные производственные условия.

Рекомендуем ознакомиться с битумно-эмульсионным оборудованием торговой марки GlobeCore: