CS211703B1

CS211703B1 - A method for producing a lubricated perlite heat insulating material

Info

Publication number: CS211703B1
Application number: CS442077A
Authority: CS
Inventors: Karel Strnadel; Alois Fuchs; Jaroslav Kybic; Tomas Vojacek
Original assignee: Karel Strnadel; Alois Fuchs; Jaroslav Kybic; Tomas Vojacek
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Účelem vyt, . je výhodné zavedení nové tepelně izolační hmoty s vyššími kvalitativními ukazateli při současném zlepšení hygienických a bezpečnostních podmínek ve výrobnách expandovaného perlitu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se spojí žádoucí ochlazování perlitu s tepelnou přípravou bituminézní lubrikační látky pro nový výrobek. Stávající výrobní zařízení se upraví nenáročným způsobem tak, že se do zásobníku čerstvého perlitu zabuduje chladící register a výrobní linka se doplní o duplikátor na tavení asfaltu a cyklonovou míchačku na obalování perlitu. Chladič sníží podstatnou měrou teplotu čerstvého perlitu v zásobníku tak, že usnadní jeho další operace ve výrobním postupu. Odpadního tepla se využije k roztavení asfaltu v duplikátoru a jeho ohřátí na 80 až 150 °C. Ten se pak v tekutém stavu dávkuje do míchačky, do níž se současně vypouští čerstvě expandovaný perlit ochlazený na teplotu 100 až 250 °C. Výsledkem popsané úpravy podle vynálezu je snížení teploty perlitu vycházejícího z výrobního zařízení a tedy zlepšení pracovních podmínek ve výrobně a déle zavedení nového výrobku, který má proti sypkému perlitu výhody v tom, že je soudržný a je možno s ním provádět tepelně izolační vrstvy se zvýšenou tvarovou stálostí, jako jsou např. vyrovnávací vrstvy pod střešní krytinu apod. Dále se zvyšuje jeho odolnost proti působení atmosférické vlhkosti. Vynálezu lze využít ve všech čs. výrobnách expandovaného perlitu i jiných podobných zařízeních.The purpose of the invention is to advantageously introduce a new thermal insulation material with higher quality indicators while simultaneously improving hygiene and safety conditions in expanded perlite production plants. The essence of the invention lies in combining the desired cooling of perlite with the thermal preparation of bituminous lubricant for the new product. The existing production equipment is modified in an undemanding way by installing a cooling register in the fresh perlite tank and adding a duplicator for melting asphalt and a cyclone mixer for coating perlite to the production line. The cooler will significantly reduce the temperature of the fresh perlite in the tank so that it will facilitate its further operations in the production process. The waste heat is used to melt the asphalt in the duplicator and heat it to 80 to 150 °C. This is then dosed in a liquid state into a mixer, into which freshly expanded perlite cooled to a temperature of 100 to 250 °C is simultaneously discharged. The result of the described modification according to the invention is a reduction in the temperature of the perlite leaving the production facility and thus an improvement in working conditions in the production facility and the introduction of a new product, which has the advantages over loose perlite in that it is cohesive and can be used to make thermal insulation layers with increased dimensional stability, such as leveling layers under roofing, etc. Furthermore, its resistance to atmospheric moisture is increased. The invention can be used in all Czechoslovak expanded perlite production facilities and other similar facilities.

Description

Vynález se týká způsobu výroby tepelně izolační hmoty z expandovaného perlitu, při němž se do stávajícího technologického postupu zavádí lubrikace bituminézními látkami a využívá se k tomu tepla, které zatím tvoří, odpad při chlazení čerstvého produktu na konci výrobní linky.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing a thermally insulating material from expanded perlite, wherein bituminous lubrication is introduced into the present process and utilizes the heat they still produce to waste fresh product at the end of the production line.

Možnost širokého využití výhodných tepelně izolačních vlastností expandovaného perlitu je omezena mimo jiné tím, že je tento výrobek sypký, nemá tedy konstrukční vlastnosti ani neumožňuje vytvoření vrstvy s alespoň částečnou tvarovou stálostí. Rovněž spíšená odolnost proti vlivům vlhkosti je vážnou závadou.The possibility of wide utilization of the advantageous thermal insulating properties of expanded perlite is limited, inter alia, by the fact that the product is free-flowing, therefore it has no structural properties nor does it allow the formation of a layer with at least partial shape stability. Improved resistance to moisture is also a serious defect.

Odstranění těchto nevýhod je možné např. obalováním perlitových zrn bituminézními hmotami. Pro výrobu tzv. bitumenperlitu je obvyklý tento postup: do asfaltu roztaveného do tekutého stavu ve vhodném zařízení se nasype studený expandovaný perlit. Za stálého přihřívání lázně se perlit zamíchá do asfaltu. Vzniklá hmota se použije buň v sypkém stavu, nebo se lisuje do desek.These disadvantages can be overcome, for example, by coating the perlite grains with bituminous materials. For the production of the so-called bitumenperlite, the following procedure is customary: cold expanded perlite is poured into the molten asphalt in a suitable machine. With constant heating of the bath, the pearlite is mixed into asphalt. The resulting mass is used in a loose cell or compressed into plates.

S popsaným způsobem výroby jsou spojeny některé vážné technické potíže. Jejich příčinou je především velmi strmá viskozitní křivka bituminézních hmot. Způsobuje, že se tekutá bituminézní lázeň při styku se studenými perlitovými zrny na jejich povrchu místně ochladl, zhoustne a vytvoří kolem nich poměrně tlustou vrstvu. Tím se dostane podíl perlitu a podíl lubrikačni látky ve směsi do nepříznivého poměru. Jeho zlepšeni dalším prohříváním je ztíženo nízkou tepelnou vodivostí vznikající nové hmoty. Vyžaduje dlouhou dobu a stálé míchání. To však má za následek nežádoucí drcení perlitových zrn. Uvedený způsob výroby je velmi náročný na spotřebu tepelné i mechanické energie a vyvolává riziko znehodnocení kvality použitého perlitu a přepálení asfaltu.Some serious technical problems are associated with the production process described. Their cause is mainly a very steep viscosity curve of bituminous materials. It causes the liquid bituminous bath to cool locally on the surface of the cold pearlite grains, to thicken and form a relatively thick layer around them. Thus, the proportion of perlite and the proportion of lubricant in the mixture are unfavorable. Its improvement by further heating is hampered by the low thermal conductivity of the resulting new mass. It requires a long time and constant mixing. However, this results in undesirable crushing of the pearlite grains. Said method of production is very demanding on the consumption of thermal and mechanical energy and creates a risk of degradation of the quality of the used perlite and asphalt burning.

Jinou nezávislou skutečností jsou některé nesnadno řešitelné nevýhody stávajícího způsobu výroby samotného expandovaného perlitu. Je to především nízká tepelná účinnost celého výrobního procesu a příliš vysoká teplota perlitu na výstupu z výrobního zařízení, která nepříznivě ovlivňuje navazující balení a expedici, zejména z hlediska hygieny práce a bezpečnosti obalů.Another independent fact is some of the hard-to-solve disadvantages of the existing method of manufacturing expanded perlite itself. It is primarily the low thermal efficiency of the entire production process and the too high temperature of the perlite at the outlet of the production equipment that adversely affects the subsequent packaging and shipping, in particular in terms of work hygiene and packaging safety.

Výroba perlitu pro tepelně izolační účely totiž spočívá v podstatě ve vystavení granulované suroviny teplotnímu rázu. Částečky perlitu odcházejí z vlastní expandační fáze výroby s teplotou 900 až 1 100 °C. Pro další technologický postup, balení a expedici je nutné snížit teplotu vyrobeného perlitu odebráním značného množství tepla, které je akumulováno v čerstvě vyrobené izolační hmotě. Provádí se to se značnými obtížemi a za cenu zvýšené spotřeby energie na přisávání chladicího vzduohu a prodlouženi výrobního procesu o několikahodinovou prodlevu vyrobené hmoty v zásobníku, kde se teplota expandovaného perlitu zvolna snižuje přirozeným chladnutím ztrátami tepla do okolí.Indeed, the production of perlite for thermal insulation purposes consists essentially in subjecting the granular raw material to a thermal shock. The particles of perlite leave the actual expansion phase of production at a temperature of 900 to 1100 ° C. For further processing, packaging and shipping, it is necessary to reduce the temperature of the produced perlite by removing a considerable amount of heat that is stored in the freshly produced insulating material. This is done with considerable difficulty and at the expense of increased energy consumption for sucking in the cooling air and prolonging the production process by a several hour delay of the produced mass in the container, where the temperature of the expanded perlite slowly decreases by natural cooling by heat loss to the surroundings.

Vynález řeší uvedené nevýhody novým způsobem výroby lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty, jehož podstata spočívá v tom, že se spojí žádoucí ochlazování perlitu s tepelnou přípravou lubrikačni látky k vytvoření nového výrobku. Tepla akumulovaného v čerstvém produktu v zásobníku se využije pro přípravu bituminézní lubrikačni látky jejím ohřátím na 80 až 150 °C. Ta se pak v tekutém stavu dávkuje do míchačky, kam se též vypouští čerstvě expandovaný perlit ochlazený na teplotu 100 až 250 °C. Regulace teploty perlitu na požadovanou výši se dosáhne kombinací dvou nebo více odběrů z různých míst zásobníku.The present invention solves these disadvantages by a new process for producing a lubricated perlite thermal insulating material, which consists in combining the desired cooling of the perlite with the thermal preparation of the lubricant to form a new product. The heat accumulated in the fresh product in the reservoir is used to prepare the bituminous lubricant by heating it to 80 to 150 ° C. It is then metered in the liquid state into a mixer, where freshly expanded perlite cooled to 100-250 ° C is also discharged. The control of the perlite temperature to the desired level is achieved by combining two or more offtakes from different locations of the tank.

Úpravou technologie podle vynálezu se spojuje řešení problému zvýšeného ochlazení čerstvého perlitu s výhodným využitím odpadního tepla pro zavedení výroby nového efektivního materiálu pro tepelně izolační účely. Pro dosažení teplotních podmínek potřebných pro lubrikaoi se využívá tepla akumulovaného v perlitu při jeho expandaei, které se jinak ztrácí bez užitku do okolí..The modification of the technology according to the invention combines the solution of the problem of increased cooling of fresh perlite with the advantageous use of waste heat for the introduction of the production of a new effective material for thermal insulation purposes. In order to achieve the temperature conditions required for the lubricant, the heat stored in the perlite is expanded during its expansion, which is otherwise lost without benefit to the environment.

Teplota expandovaného perlitu vycházejícího z výrobního zařízení je za současného stavu určena průběhem expandační technologie, není sledovanou hodnotou výrobního procesu a vyžaduje zvláštní řešení bezpečnostních a hygienických podmínek při dalších technologických operacích. Naproti tomu klade lubrikovóní izolační hmoty zcela určité požadavky na výši teploty při míchání obou složek a zejména na dodržení úzkého teplotního rozmezí. Proto je stávající zařízení na výrobu expandovaného perlitu upraveno podle vynálezu takto:The temperature of the expanded perlite resulting from the production equipment is currently determined by the course of the expansion technology, it is not a monitored value of the production process and requires a special solution of safety and hygiene conditions in other technological operations. By contrast, the lubrication of the insulating material imposes quite certain requirements on the temperature of the mixing of the two components, and in particular on maintaining a narrow temperature range. Therefore, the existing plant for the production of expanded perlite is modified according to the invention as follows:

Do zásobníku expandovaného perlitu, kde musí za současného stavu setrvat čerstvý perlit až do svého vychladnuti, se zařadí trubkový nebo jiný chladič, který umožňuje intenzivnější chladnutí perlitu průtokem teplonosného média o nižší teplotě, než je teplota čerstvého perlitu. Médium přenese odebrané teplo do duplikátoru nebo jiného ohřívače lubrikační látky. Stávající výrobní zařízení se dále upraví tak, že se jeho zásobník opatří dvěma odběry expandovaného perlitu, z nichž jeden je umístěn před chladičem a druhý za chladičem. Každé z obou ústi umožňuje samostatný odběr perlitu o jiné teplotě. Kombinací velikostí obou odebíraných množství o různé teplotě se doséhne přesného teplotního stavu perlitu, jaký je potřeba pro jeho smíchání s lubrikační hmotou.A tubular or other cooler is provided in the expanded perlite reservoir, where fresh perlite has to remain in its present state until it has cooled down, allowing the perlite to cool more intensively by flowing a heat transfer medium at a temperature lower than that of fresh perlite. The medium will transfer the removed heat to a duplicator or other lubricant heater. The existing production equipment is further modified so that its container is provided with two extractions of expanded perlite, one of which is located upstream of the cooler and the other downstream of the cooler. Each of the two mouths allows separate collection of perlite at a different temperature. By combining the sizes of the two amounts taken at different temperatures, the precise temperature state of the perlite is required to mix it with the lubricant.

Příklad úpravy výrobního zařízení je naznačen na obr. 1:An example of modification of the production equipment is shown in Fig. 1:

Do spodní třetiny výšky zásobníku a expandovaného perlitu se osadí trubkový registr b, kterým proudí teplonosné médium s teplotní odolností do 350 °C. Médium je dopravováno čerpadlem c, do duplikátorového vařiče asfaltu d, který je umístěn v prostoru výrobny nad míchacím zařízením e. V zásobníku expandovaného perlitu a je dále upraven sběrač čerstvého perlitu f, který může zachytit až jednu čtvrtinu produkce expandačního zařízení, a to v blízkosti vstupu perlitu do zásobníku a, před jeho stykem s chladičem b. Perlit ze sběrače f je vyveden zvláštním potrubím g přímo do míchacího zařízení e.. Naspodu zásobníku a pod chladicím registrem b je upraven další vývod h, umožňující vypouštění ochlazeného perlitu do míchacího zařízeni e_. Lubrikované perlitová tepelně izolační hmota se vypouští z míchačky £ na transportér £, který umožní během dopravy do místa balení další prochlazení vyrobené hmoty.A tubular register b is installed in the lower third of the height of the container and the expanded perlite, through which the heat transfer medium with a temperature resistance up to 350 ° C flows. The medium is conveyed by pump c, to a duplicator asphalt cooker d, which is located in the production space above the mixing device e. In the expanded perlite container, and a fresh perlite collector f is provided which can capture up to one quarter The perlite from the collector f is led through a special line g directly to the mixer e. At the bottom of the tank and below the cooling register b, a further outlet h is provided to allow the cooled perlite to be discharged into the mixer e_. . The lubricated perlite thermal insulating material is discharged from the mixer 8 onto the transporter 4, which allows further cooling of the produced material during transport to the packaging site.

Způsob výroby:Method of production:

Do míchačky e se za jejího chodu zavedou obě různě teplé frakce perlitu z míst f a h s bezprostředně následujícím přidáním lubrikační hmoty z vařiče d. Homogenní teplota promíchávaného perlitu a bituminézní látky umožní provedení dokonalé lubrikace perlitovýoh zrn během krátkého promíchání, které nezpůsobí mechanické poškození perlitovýoh zrn. Vzniká nová hmota s výhodnými technickými vlastnostmi a její teplota při výstupu z výroby nepřesáhne hranici, která by působila potíže při balení a expedici.Into the mixer e both different fractions of perlite from f and h are introduced into the mixer e, followed immediately by the addition of a lubricant from the cooker d. A new mass with advantageous technical properties is formed and its temperature at the outlet of production does not exceed the limit, which would cause problems during packing and shipping.

Příklad postupu výroby:Example of production process:

Na začátku směny se vyrábí pouze chlazený perlit nelubrikovaný. Výpust sběrače f a potrubí g jsou uzavřeny a veškerá produkce perlitu prochází přes chladicí registr b. Chladicí médium ohřívá lubrikační látku v duplikátoru d. Tento stav trvá tak dlouho, až se pomocí teplonosného média dosáhne potřebné teploty lubrikačního asfaltu v duplikátoru d. Potom se zahájí výroba lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty. Do míchačky e, se napouští část teplého perlitu ze sběrače f a potrubí g a část chlazeného perlitu z výpustě h, a to v takovém poměru, aby teplota perlitu v míchačce byla 150 °C. Současně se připouští tekutý asfalt z vařiče d o teplotě 90 °C. Krátkým promícháním vzniká sypké hmota s jemnou povrchovou vrstvičkou asfaltu na jednotlivých zrnech perlitu. Hotová hmota o teplotě 100 °C se vypouští na transportér £ a dopraví k místu balení.At the beginning of the shift, only chilled, non-lubricated perlite is produced. The collector outlet f and piping g are closed and all perlite production passes through the cooling register b. The coolant heats the lubricant in the duplicator d. lubricated perlite thermal insulation materials. A part of the warm perlite from the collector f and the pipe g and a part of the cooled perlite from the outlet h are introduced into the mixer e in such a ratio that the temperature of the perlite in the mixer is 150 ° C. At the same time, liquid asphalt is allowed from the boiler d at a temperature of 90 ° C. Short mixing results in a loose material with a fine surface layer of asphalt on individual grains of perlite. The finished 100 ° C mass is discharged onto the transporter 6 and transported to the packaging site.

Základní údaje k uvedenému příkladu:Basic information on this example:

teplota perlitu při vstupu do zásobníku 400 °C teplota perlitu za chladičem 120 °C množství teplého perlitu celkem . 1 250 kg/hod množství chlazeného perlitu odebraného do míchačky množství teplého perlitu odebraného do míchačky teplota perlitu v míchačce před zahájením lubrikace množství lubrikačního bitumenu teplota bitumenu před lubrikací množství vyrobené lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty objemová hmotnost lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty tepelná vodivost lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty teplota lubrikované perlitové tepelně izolační hmoty na výstupu z míchačky množství chlazeného nelubrikovaného perlitu teplota chlazeného nelubrikovaného perlitu na výstupu z výrobního zařízeníperlite temperature at the inlet of the tank 400 ° C perlite temperature downstream of the cooler 120 ° C total warm perlite amount. 1 250 kg / hour amount of cooled perlite taken into the mixer amount of warm perlite taken into the mixer temperature of the perlite in the mixer prior to lubrication the amount of lubricating bitumen bitumen temperature before lubrication quantity of lubricated perlite thermal insulation insulating materials temperature of lubricated perlite thermal insulating materials at the outlet of the mixer quantity of cooled non-lubricated perlite temperature of the cooled non-lubricated perlite at the outlet of the production equipment

375 kg/hod 250 kg/hod 150 °C 625 kg/hod °C375 kg / hr 250 kg / hr 150 ° C 625 kg / hr ° C

250 kg/hod 180 kg/m3250 kg / hr 180 kg / m3

0,08 W/mK0.08 W / mK

100 °C 625 kg/hod100 ° C 625 kg / hr

110 °CMp 110 ° C

Claims

Process for producing a lubricated perlite thermal insulating material by utilizing waste technological heat, characterized in that the lubricating bituminous material is brought to a temperature of 80 to 150 ° C prior to mixing with the pearlite by the heat obtained by cooling the freshly expanded perlite. a temperature of 100 to 250 ° C by combining two or more offtakes from several locations of the expanded perlite apparatus at different temperatures.