DE10065174C1 - Modified bitumen production, for use as binder in asphalt mixtures, comprises continuous supply of additives, e.g. waste plastics, to hot liquid bitumen in jet apparatus - Google Patents

Modified bitumen production, for use as binder in asphalt mixtures, comprises continuous supply of additives, e.g. waste plastics, to hot liquid bitumen in jet apparatus

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Abstract

Production of modified bitumen (I) by continuous supply of additives comprises: (a) passing liquid bitumen through a heated jet apparatus at 130-250 deg C; (b) sucking up additives in flowable form to be blended in the jet apparatus, part of the liquid bitumen being supplied to the additives before entry into the jet; and (c) collecting the obtained (I) for further maturation, homogenization and/or processing. An Independent claim is included for corresponding apparatus for producing (I), consisting of a jet apparatus with a nozzle for liquid bitumen as propellant, where: the jet housing and chamber is surrounded by a heating mantle having inlets and outlets for heating fluid; the jet apparatus includes a funnel with a heatable rising system for supplying the additive; and before the jet apparatus a branch is provided for supplying part of the propellant to rinse the additive in the supply funnel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von modifiziertem Bitumen durch Mischen von heißem flüssigem Bitumen mit klein­ teiligen Zusatzstoffen, z. B. Altkunststofffraktionen, und anderen rieselfähigen Feststoffen.The invention relates to a method and an apparatus for producing modified bitumen by mixing hot liquid bitumen with small partial additives, e.g. B. waste plastic fractions, and other free-flowing Solids.

Das Mischen von Kunststofffraktionen mit Bitumen ist bekannt. Dabei erfolgt das Mischen einmal mittels Extrudern (DE 43 29 459, DE 43 29 461, DE 195 00 425, DE 195 04 008, EP 448 425).Mixing plastic fractions with bitumen is known. This is done Mix once using extruders (DE 43 29 459, DE 43 29 461, DE 195 00 425, DE 195 04 008, EP 448 425).

Bekannt ist andererseits das Mischen in Rührapparaten. (EP 332 245, EP 670 387, US 3 852 046)On the other hand, mixing in stirrers is known. (EP 332 245, EP 670 387, US 3 852 046)

Diese Verfahren erfordern lange Mischzeiten, Temperaturen über 200°C und hohen technischen Aufwand, z. B. durch komplizierte Rühraggregate mit bewegten Teilen. Außerdem erreichen sie u. u. nur einen niedrigen Homogenisierungsgrad, die Benetzung der Teilchen mit Bitumen erfolgt nicht gleichmäßig, und es gibt Entmischungserscheinungen in den Rand- und Totzonen.These processes require long mixing times, temperatures above 200 ° C and high technical effort, e.g. B. by complicated agitators with moving parts. They also reach u. u. only a low degree of homogenization, the Wetting the particles with bitumen is not uniform, and there is Separation phenomena in the peripheral and dead zones.

Es bestand deshalb die Aufgabe, diese Nachteile mit geringem technischen Aufwand und einfach anpaßbaren vorhandene Anlagen zu beseitigen und ein geeignetes Verfahren zu entwickeln, kleinteilige Zusatzstoffe kontinuierlich und gleichmäßig mit Bitumen zu vermischen. The task was therefore to overcome these disadvantages with little technical effort and easily adaptable to eliminate existing equipment and a suitable one Develop processes using small-scale additives continuously and evenly Mix bitumen.  

Diese wird dadurch gelöst, daß
This is solved in that

  • - flüssiges Bitumen bei Temperaturen von 130 bis 250°C durch einen beheizbaren Strahlapparat (Strahlpumpe) strömt,- liquid bitumen at temperatures from 130 to 250 ° C flows through a heatable jet device (jet pump),
  • - dort die Zusatzstoffe in Form von Schüttgütern ansaugt,- sucks in the additives in the form of bulk goods,
  • - sich mit diesen im Strahlapparat vermischt,- mixed with these in the jet apparatus,
  • - wobei ein Teil des flüssigen Bitumens den Zusatzstoffen vor Eintritt in den Strahler zugeführt wird, und- With some of the liquid bitumen the additives before entering the Emitter is fed, and
  • - das so modifizierte Bitumen in Vorlagebehältern zur weiteren Reifung und Homogenisierung gesammelt und/oder weiter verarbeitet wird.- The modified bitumen in storage containers for further ripening and Homogenization is collected and / or processed further.

Zusatzstoffe können sein Kunststoffe wie Polyethylene und Polypropylene als Granulate, Faserstoffe oder Gummimehl.Additives can be plastics such as polyethylene and polypropylene Granules, fiber or rubber powder.

Für das Verfahren ist es unerheblich, ob die eingesetzten Zusatzstoffe Recyclate sind oder "frische" Produkte zum Einsatz kommen.It is irrelevant for the process whether the additives used are recyclates are or "fresh" products are used.

Die Korngröße der Zusatzstoffe, insbesondere die obere Grenze, wird durch die apparative Ausführung (Durchmesser der Kammer) begrenzt. Üblich sind 10 µm bis 25 mm.The grain size of the additives, especially the upper limit, is determined by the equipment version (diameter of the chamber) limited. 10 µm to are usual 25 mm.

Die Zusatzstoffe in Form von Granulaten und/oder Pulvern werden zweckmäßig in Mengen von 1 bis 50 Vol.-%, bezogen auf das Bitumen, zugesetzt.The additives in the form of granules and / or powders are advantageously in Amounts of 1 to 50% by volume, based on the bitumen, are added.

Bitumen wird mit einer Temperatur von etwa 170°C durch den Strahlapparat gefördert. Ein Teilstrom Bitumen wird abgezweigt und zur Spülung des Ansaug­ trichters des Strahlapparates benutzt. Der Füllstand im Ansaugtrichter wird über­ wacht. Der Feststoffstrom wird in den Ansaugtrichter dosiert (beispielsweise mittels Förderschnecke). Im Gemisch wird der Feststoff angelöst. Eine Zwischenspeiche­ rung vor weiterer Verarbeitung ist nicht erforderlich. Bitumen is passed through the jet apparatus at a temperature of about 170 ° C promoted. A partial stream of bitumen is branched off and used to flush the intake funnel of the jet apparatus used. The level in the suction funnel is about wakes. The solid stream is metered into the suction funnel (for example by means of Auger). The solid is dissolved in the mixture. A cache No further processing is necessary.  

Das Zumischen von rieselfähigen Feststoffen zu Flüssigkeiten in Strahlapparaten ist an sich bekannt, z. B. als Aufgabevorrichtung beim hydraulischen Transport oder das Einbringen von Feststoffen in Apparate/Behälter. Auch sind beheizbare Strahl­ apparate bekannt, z. B. zur Verhinderung von Eisbildung bei Dampfstrahlapparaten unter Vakuum (unter 6 mbar).The addition of free-flowing solids to liquids in jet devices is known per se, e.g. B. as a feeder in hydraulic transport or that Introducing solids into apparatus / containers. Also are heated jet apparatus known, e.g. B. to prevent ice formation in steam jet apparatus under vacuum (below 6 mbar).

Überraschend war aber, daß und unter welchen Bedingungen auch feste Zuschlag­ stoffe mit flüssigem Bitumen vermischt werden können.It was surprising, however, that and under what conditions there was a fixed surcharge substances can be mixed with liquid bitumen.

Anschließend wird das Produkt einem Mischturm als Bindemittel für die Asphalt­ mischung zugeführt.The product is then a mixing tower as a binder for the asphalt mix fed.

Die Vorrichtung zur Herstellung von modifiziertem Bitumen durch kontinuierliche Zugabe von Zusatzstoffen besteht aus einem Strahlapparat mit einer Düse (4) für flüssiges Bitumen als Treibmittel und ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet,
The device for producing modified bitumen by the continuous addition of additives consists of a blasting apparatus with a nozzle ( 4 ) for liquid bitumen as a blowing agent and is characterized by the following features,

  • - das Strahlergehäuse (1) mit der Kammer (3) ist von einem Heizmantel (2) mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr der Heizflüssigkeit (7) umgeben,- The heater housing ( 1 ) with the chamber ( 3 ) is surrounded by a heating jacket ( 2 ) with connections for the supply and removal of the heating liquid ( 7 ),
  • - in den Strahlapparat führt eine Zugabeöffnung (8) für die Zusatzstoffe,- An addition opening ( 8 ) for the additives leads into the blasting apparatus,
  • - auf der sich ein Einlauftrichter (5) und eine beheizbare Spülvorrichtung (10) befinden und- On which there is an inlet funnel ( 5 ) and a heatable flushing device ( 10 ) and
  • - vor dem Strahlapparat eine Abzweigung für die Zufuhr eines Teils des Treib­ mittels (9) zur Spülvorrichtung der Zusatzstoffe im Einlauftrichter (5) besteht.- In front of the blasting apparatus there is a branch for the supply of part of the propellant ( 9 ) to the flushing device for the additives in the inlet funnel ( 5 ).

Der erfindungsgemäße Strahlapparat für das Zumischen von Schüttgütern (Granulate, Pulver, Shreddermaterial) hat das Ziel einer gleichmäßigen Benetzung und Verteilung des Feststoffes in der Mischung. The blasting apparatus according to the invention for admixing bulk materials (Granules, powder, shredder material) has the goal of uniform wetting and distribution of the solid in the mixture.  

Eine schematische Ausführungsform der Vorrichtung zeigt die Fig. 1. Darin bedeuten 1 Strahlergehäuse
2 Heizmantel
3 Kammer
4 Düse
5 Einlauftrichter
7 Zu- und Abfuhr der Heizflüssigkeit
8 Öffnung für die Zusatzstoffe
9 Zufuhr des Treibmittels zur Spülvorrichtung
10 Beheizbare Spülvorrichtung für Einlauftrichter
A schematic embodiment of the device is shown in FIG. 1, in which 1 lamp housing means
2 heating jacket
3 chamber
4 nozzle
5 inlet funnels
7 Supply and discharge of the heating fluid
8 opening for additives
9 Supply of the propellant to the flushing device
10 Heated flushing device for inlet funnels

Die Einmischung des Feststoffes in das Bitumen erfolgt dabei in zwei Phasen. Im Strahlergehäuse (Phase 1) findet die vollständige Oberflächenbenetzung des ange­ saugten Schüttgutes durch das in Tropfen zerfallende Bitumen nach dem Austritt aus der Düse statt. Beim Eintritt in die Kammer kommt es zum eigentlichen Mischvorgang (Phase 2).The solid matter is mixed into the bitumen in two phases. in the Spotlight housing (phase 1) finds the complete surface wetting of the attached sucked bulk goods through the bitumen, which disintegrates into drops after the outlet the nozzle instead. The actual mixing process occurs when entering the chamber (Phase 2).

Die Zugabevorrichtung besteht aus einer Fördereinrichtung zur kontinuierlichen Dosierung des Feststoffes (z. B. Förderschnecke) sowie einer mit dem Treibmittel arbeitenden Spülvorrichtung für den Einlauftrichter (5). Der Fülltrichter ist zweckmäßig mit einer Abschaltautomatik sowie einem Überlauf ausgerüstet. Bei Verstopfungen durch Störungen, beispielsweise wegen ungeeignetem Schüttgut, wird so ein Überlaufen vermieden.The addition device consists of a conveyor for the continuous metering of the solid (e.g. screw conveyor) as well as a flushing device for the inlet funnel ( 5 ) working with the propellant. The hopper is suitably equipped with an automatic shutdown and an overflow. In the event of blockages due to malfunctions, for example due to unsuitable bulk material, an overflow is avoided in this way.

Eine weitere Anreicherung von Feststoffpartikeln in der Flüssigkeit ist durch Kreis­ lauffahrweise möglich. A further enrichment of solid particles in the liquid is by circle possible running style.  

Die Vorteile der Erfindung bestehen
The advantages of the invention exist

  • a) in der Variabilität der Rezeptierung und Wahl der Modifikatoren während des Prozessesa) in the variability of formulation and choice of modifiers during the process
  • b) dem direkten Anschluß an eine Asphaltmischanlage,b) the direct connection to an asphalt mixing plant,
  • c) der Vermeidung teuerer und Energie verbrauchender Zusatzeinrichtungen (wie beispielsweise Doppelschneckenextruder, O2-Behandlungsanlage) undc) the avoidance of expensive and energy-consuming additional devices (such as twin-screw extruders, O 2 treatment plant) and
  • d) den Möglichkeiten zur Herstellung einer breiten Palette von Sonder- und Straßenasphalten unter Einsatz von Recyclingwerkstoffen.d) the possibilities of producing a wide range of special and Road asphalt using recycled materials.
Ausführungsbeispielembodiment

Der Zusatzstoff wird bei Umgebungstemperatur im Vorlagegefäß bereitgehalten. Zur Mischung wird Bitumen B 80 eingesetzt.The additive is kept in the storage container at ambient temperature. to Bitumen B 80 mixture is used.

Der Bitumen wird mit einer Temperatur von 180°C aus den Bindemittelbehältern gefördert und durch den Strahlapparat geleitet. Nach der Inbetriebnahme der Spül­ leitung am Strahlmischer erfolgt die Dosierung des Zusatzstoffstromes mit einer Förderschnecke in den Strahlmischer.The bitumen is extracted from the binder containers at a temperature of 180 ° C promoted and passed through the blasting apparatus. After starting the rinse The additive flow is metered with a line on the jet mixer Screw conveyor in the jet mixer.

Die Mischung aus Bitumen und Zusatzstoff gelangt anschließend in den Bitumen­ lagerbehälter. Hier erfolgt eine weitere Homogenisierung durch ein Rührwerk. An­ schließend wird das Produkt dem Mischturm als Bindemittel für die Asphaltmischung zugeführt.The mixture of bitumen and additive then gets into the bitumen storage containers. A further homogenization takes place here with an agitator. to Finally, the product becomes the mixing tower as a binder for the asphalt mixture fed.

Es wurden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Zusatzstoffe und Mengen gemischt:
The additives and amounts listed in the following table were mixed:

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von modifiziertem Bitumen durch kontinuierliche Zugabe von Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - flüssiges Bitumen bei Temperaturen von 130 bis 250°C durch einen beheizbaren Strahlapparat (Strahlpumpe) strömt,
  • - dort die Zusatzstoffe in Form von Schüttgütern und ggfs. Additiven ansaugt,
  • - sich mit diesen im Strahlapparat vermischt,
  • - wobei ein Teil des flüssigen Bitumens den Zusatzstoffen vor Eintritt in den Strahler zugeführt wird, und
  • - das so modifizierte Bitumen in Vorlagebehältern zur weiteren Reifung und Homogenisierung gesammelt und/oder weiter verarbeitet wird.
1. A process for the production of modified bitumen by continuous addition of additives, characterized in that
  • - liquid bitumen flows through a heatable jet device (jet pump) at temperatures of 130 to 250 ° C,
  • - sucks in the additives in the form of bulk goods and, if necessary, additives,
  • - mixed with these in the jet apparatus,
  • - A part of the liquid bitumen is added to the additives before entering the heater, and
  • - The bitumen modified in this way is collected and / or processed in storage containers for further ripening and homogenization.
2. Verfahren zur Herstellung von modifiziertem Bitumen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe Kunststoffe wie Polyethylene und Polypropylene als Granulate, Faserstoffe oder Gummimehl eingearbeitet werden.2. A method for producing modified bitumen according to claim 1, characterized characterized in that plastics such as polyethylenes and Polypropylenes can be incorporated as granules, fibrous materials or rubber powder. 3. Verfahren zur Herstellung von modifiziertem Bitumen nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoffe in Mengen von 1 bis 50 Vol.-%, bezogen auf das Bitumen, zugesetzt werden.3. A method for producing modified bitumen according to claim 1 and 2, because characterized in that the additives in amounts of 1 to 50% by volume, based on the bitumen. 4. Vorrichtung zur Herstellung von modifiziertem Bitumen durch kontinuierliche Zugabe von Zusatzstoffen in Form eines Strahlapparates mit einer Düse (4) für flüssiges Bitumen als Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Strahlergehäuse (1) mit der Kammer (3) von einem Heizmantel (2) mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr der Heizflüssigkeit (7) umgeben ist.
  • - in den Strahlapparat eine Öffnung (8) für die Zusatzstoffe führt,
  • - auf der sich ein Einlauftrichter (5) und eine beheizbare Spülvorrichtung (10) befinden und
  • - vor dem Strahlapparat eine Abzweigung für die Zufuhr eines Teils des Treibmittels (9) zur Spülvorrichtung der Zusatzstoffe im Einlauftrichter (5) besteht.
4. Device for the production of modified bitumen by continuous addition of additives in the form of a jet apparatus with a nozzle ( 4 ) for liquid bitumen as a blowing agent, characterized in that
  • - The heater housing ( 1 ) with the chamber ( 3 ) is surrounded by a heating jacket ( 2 ) with connections for the supply and discharge of the heating liquid ( 7 ).
  • - An opening ( 8 ) for the additives leads into the blasting apparatus,
  • - On which there is an inlet funnel ( 5 ) and a heatable flushing device ( 10 ) and
  • - In front of the blasting apparatus there is a branch for the supply of part of the blowing agent ( 9 ) to the flushing device for the additives in the inlet funnel ( 5 ).
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