RU2159218C1

RU2159218C1 - Method of production of sulfur-bitumen binder

Info

Publication number: RU2159218C1
Application number: RU2000102780A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Щугорев; А.П. Журавлев; В.И. Гераськин; В.Н. Коломоец
Original assignee: ОАО "ГАЗПРОМ" ООО "Астраханьгазпром"
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2000-11-20

Abstract

FIELD: production of composite compounds for preparation of sulfur-asphalt-concrete mixes applicable in capacity of roadway covering in highway engineering. SUBSTANCE: method consists in continuous batching of initial components in form of sulfur and bitumen into pipeline with sulfur-bitumen ratios of 20:80 and 80:20. Mix is fed through pipeline to mixing chamber of velocity layer apparatus. Mix in mixing chamber is subjected to treatment with ferromagnetic members rotating in electromagnetic field of velocity layer apparatus to obtain said mix in colloid state and supplied to position of mix dispensing. EFFECT: continuous conduction of process, reduced power consumption, excluded effluents of H₂S and SO₂, and sulfur vapors, produced homogeneous mix preserving its stability for prolonged period of time. 2 ex

Description

Изобретение относится к области производства композиционных составов для приготовления сероасфальтобетонных смесей, применяемых в качестве дорожных покрытий в дорожном строительстве. The invention relates to the production of composite compositions for the preparation of sulfur-asphalt concrete mixtures used as road surfaces in road construction.

Известен способ получения серобитумного вяжущего (СБВ) при производстве сероасфальтобетонных смесей (А. с. 1474133, МПК С 04 В 26/26), где серу, в виде тонкодисперсного отстоя очистки, смешивают в соотношении 1:1 с 4-6% нагретым до 140- 150^oC битумом в течение 60- 120 с. Далее производят смешение вяжущего с известковым минеральным порошком и другими минеральными материалами для получения сероасфальтобетона.A known method of producing sulfur-bitumen binder (SBV) in the production of sulfur-asphalt mixes (A. p. 1474133, IPC C 04 V 26/26), where sulfur, in the form of finely divided sludge, is mixed in a ratio of 1: 1 with 4-6% heated to 140-150 ^o C bitumen for 60-120 s. Next, a binder is mixed with calcareous mineral powder and other mineral materials to produce sulfur-asphalt concrete.

Недостатком известного способа является многоступенчатость процесса подготовки серы и СБВ, значительные энергозатраты на приготовление СБВ в мельнице и поддержание коллоидного раствора сера-битум до полного использования. The disadvantage of this method is the multi-stage process of preparing sulfur and SBV, significant energy consumption for the preparation of SBV in the mill and maintaining a colloidal solution of sulfur-bitumen until fully used.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ получения серобитумного вяжущего при приготовлении асфальтобетонных смесей ("Методические рекомендации по применению асфальтобетонов с добавкой серы и по технологии строительства из них дорожных покрытий", СоюздорНИИ, M., 1986 г., стр. 9-10). Из приведенной в этом способе технологической схемы приготовления СБВ следует, что в расплав битума вводят жидкую серу и при температуре 130-140^oC смешивают ее с битумом мешалкой пропеллерного или шнекового типа. Готовое СБВ дозируют в смеситель для приготовления сероасфальтобетонной смеси.The closest analogue (prototype) is a method for producing sulfur-bitumen binder in the preparation of asphalt mixes ("Guidelines for the use of asphalt concrete with sulfur and on the technology of building pavement from them", SoyuzdorNII, M., 1986, p. 9-10) . It follows from the technological scheme for preparing the SBW given in this method that liquid sulfur is introduced into the bitumen melt and mixed at a temperature of 130-140 ^° C. with a bitumen using a propeller or screw type mixer. Ready SBW is metered into the mixer for the preparation of sulfur-asphalt mix.

Недостатком этого способа является необходимость дополнительного технологического оборудования для каждого асфальтобетонного завода, большие энергозатраты для расплава серы и поддержания ее в жидком виде (при постоянном перемешивании серы и битума) до полного использования СБВ. Кроме того, реактор для расплава серы и перемешивающее устройство представляют собой два дополнительных источника выбросов H₂S, SO₂ и паров серы в атмосферу. По такой технологии СБВ можно готовить только непосредственно на асфальтобетонном заводе и из-за неустойчивости смеси оно должно быть использовано в течение одной смены.The disadvantage of this method is the need for additional processing equipment for each asphalt plant, high energy consumption for the melt of sulfur and its maintenance in liquid form (with constant mixing of sulfur and bitumen) until the full use of SBW. In addition, a sulfur melt reactor and a mixing device are two additional sources of emissions of H ₂ S, SO ₂ and sulfur vapor into the atmosphere. Using this technology, SBV can only be prepared directly at the asphalt concrete plant and, due to the instability of the mixture, it must be used during one shift.

Целью настоящего изобретения является упрощение технологии, повышение качества и производительности получения серобитумного вяжущего. The aim of the present invention is to simplify the technology, improving the quality and performance of obtaining sulfur-bitumen binder.

Поставленная цель достигается тем, что жидкую серу и дорожный битум при температуре 130-140^oC дозируют насос- дозаторами в общую трубу, откуда смесь непрерывно подают в камеру смешения аппарата вихревого слоя (АВС), где перемешиваемые компоненты подвергаются воздействию ферромагнитных элементов, вращающихся в мощном электромагнитном поле. Серу и битум дозируют в соотношении 20: 80 и 80: 20. В качестве ферромагнитных элементов применяют стальные или никелированные стержни L = 15-20 мм, d= 1.0-1.5 мм.This goal is achieved by the fact that liquid sulfur and road bitumen at a temperature of 130-140 ^o C are dosed by metering pumps into a common pipe, from where the mixture is continuously fed into the mixing chamber of the vortex layer apparatus (ABC), where the mixed components are exposed to ferromagnetic elements rotating in powerful electromagnetic field. Sulfur and bitumen are dosed in a ratio of 20: 80 and 80: 20. Steel or nickel-plated rods L = 15-20 mm, d = 1.0-1.5 mm are used as ferromagnetic elements.

Пример 1. В капсулу объемом 1.5 л, выполненную из немагнитной нержавеющей стали, загрузили ферромагнитные элементы в количестве 500 г (+ 50 г), затем в капсулу дозировали 700 г дорожного битума и 300 г серы при температуре 130-145^oC. Капсулу герметически закрыли крышкой и поместили в рабочую камеру аппарата вихревого слоя, где в течение 10 с состав подвергали воздействию вращающимся электромагнитным полем данного аппарата. Готовую смесь слили в специальную тару для проведения испытаний. Нижний предел температуры определяли по началу кристаллизации серы (125^oC), верхний предел определяли по началу интенсивного выделения паров серы и сероводорода (145^oC).Example 1. In a capsule of 1.5 l made of non-magnetic stainless steel, ferromagnetic elements were loaded in an amount of 500 g (+ 50 g), then 700 g of road bitumen and 300 g of sulfur were dosed in a capsule at a temperature of 130-145 ^o C. The capsule was hermetically sealed closed with a lid and placed in the working chamber of the vortex layer apparatus, where for 10 s the composition was exposed to the rotating electromagnetic field of this apparatus. The finished mixture was poured into a special container for testing. The lower temperature limit was determined by the beginning of sulfur crystallization (125 ^o C), the upper limit was determined by the beginning of the intense emission of sulfur and hydrogen sulfide (145 ^o C).

Пример 2. В капсулу объемом 1.5 л, выполненную из нержавеющей стали, загрузили ферромагнитные элементы в количестве 500+50 г, затем туда же дозировали 600 г битума и 400 г серы при температуре 130-145^oC. Обработку в аппарате АВС проводили в течение 10 с. Дальнейшие действия производили аналогично Примеру 1.Example 2. In a capsule of 1.5 l made of stainless steel, ferromagnetic elements were loaded in an amount of 500 + 50 g, then 600 g of bitumen and 400 g of sulfur were dosed there at a temperature of 130-145 ^o C. Processing in the apparatus ABC was carried out for 10 sec Further actions were performed similarly to Example 1.

В обоих примерах компоненты смеси испытывали воздействие магнитострикции, кавитации и собственно удары ферромагнитных частиц, обладающих, в свою очередь, кинетической энергией. Под воздействием магнитного поля аппарата в химическую связь с битумом вступило до 5% серы, остальная часть серы "растворилась" в виде коллоидных частиц размером от 1 мкм до 2.5 мкм, образуя гомогенную смесь (сера-битум), которая приобрела способность сохранять стабильное состояние в обычных условиях в течение неопределенного времени. In both examples, the components of the mixture were affected by magnetostriction, cavitation, and actually impacts of ferromagnetic particles, which, in turn, possess kinetic energy. Under the influence of the magnetic field of the apparatus, up to 5% sulfur entered into a chemical bond with bitumen, the rest of the sulfur “dissolved” in the form of colloidal particles from 1 μm to 2.5 μm in size, forming a homogeneous mixture (sulfur-bitumen), which acquired the ability to maintain a stable state in normal conditions for an indefinite time.

Полученное предложенным способом СБВ может производиться на заводе, выпускающем нефтебитумы или серу. Хранение и транспортировка готового продукта может осуществляться традиционными средствами предприятия. Способ экономичен, позволяет организовать непрерывный процесс получения СБВ и поставки его в готовом виде на асфальтобетонные заводы. Экологическая безопасность способа гарантирована изоляцией от контакта с окружающей средой смесительной камеры и трубопроводов подачи серы и битума, при этом в атмосферу не выделяются H₂S, SO₂ или пары серы.The SBW obtained by the proposed method can be produced at a plant producing oil bitumen or sulfur. Storage and transportation of the finished product can be carried out by traditional means of the enterprise. The method is economical, allows you to organize a continuous process of obtaining SBW and its delivery in finished form to asphalt plants. The environmental safety of the method is guaranteed by isolation from contact with the environment of the mixing chamber and pipelines for supplying sulfur and bitumen, while H ₂ S, SO ₂ or sulfur fumes are not released into the atmosphere.

Claims

A method of producing a sulfur-bitumen binder, including dosing the starting components and mixing them at a temperature of at least 130 ^o C, characterized in that sulfur and bitumen in a ratio of 20: 80 and 80:20 are continuously dosed into the pipeline, through which the mixture is fed into the mixing chamber of the vortex apparatus layer where it is exposed to ferromagnetic elements rotating in the electromagnetic field of the apparatus to the state of the colloidal system.