Защо производството на полимерно модифициран битум изисква два вида оборудване

Производството на полимерно модифициран битум не е просто добавяне на SBS полимер или каучукова трохичка към горещ битум. Една надеждна производствена система трябва да завърши два различни етапа на процеса: производство и узряване.

Поради тази причина, една цялостна система за полимерно модифициран битум обикновено включва два основни вида оборудване:

1. Инсталация за производство на модифициран битум за нагряване, дозиране, смесване, диспергиране и смилане.
2. Резервоар за зреене и съхранение на модифициран битум за непрекъснато нагряване, разбъркване, стабилизиране и подаване.

Въпреки че двата агрегата може да изглеждат сходни отвън, вътрешните им функции са различни. Разбирането на тези разлики помага на изпълнителите, асфалтовите заводи и пътните агенции да изберат правилната конфигурация за производство на SBS-модифициран битум или модифициран битум с трохи и каучук.

Какво е полимерно модифициран битум?

Полимерно модифицираният битум, обикновено съкращаван като PMB, се произвежда чрез смесване на конвенционален битум за пътни настилки с модификатор като SBS полимер, трохи и каучук или друг еластомерен материал.

Модификаторът се добавя за подобряване на свойства като:

• Устойчивост на коловози при висока температура
• Устойчивост на напукване при ниска температура
• Еластично възстановяване
• Характеристики на умора
• Адхезия и издръжливост
• Устойчивост на тежки натоварвания от трафика

Крайните характеристики зависят не само от формулата, но и от контрола на температурата, дозировката на модификатора, интензивността на срязване, качеството на смилане, времето за смесване и условията на зреене.

Защо една машина обикновено не е достатъчна

Производственият етап и етапът на зреене имат различни технически изисквания.

По време на производството оборудването трябва да въведе и диспергира полимера в горещия битум. Това изисква система за подаване, система за претегляне или дозиране, силно разбъркване и обикновено мелница или смилаща единица с високо срязване.

След производството, модифицираният битум все още се нуждае от време, за да може полимерът да абсорбира по-леките битумни фракции, да набъбне, да развие мрежова структура и да стане по-равномерно. Този етап изисква стабилно нагряване и непрекъснато разбъркване, но не изисква друга система за подаване или смилане.

Използването на специална единица за всеки етап осигурява по-непрекъснат работен процес. Докато една партида зрее в резервоара за съхранение, производственото предприятие може да подготви следващата партида.

Тип 1: Инсталация за производство на модифициран битум

Инсталацията за производство на модифициран битум е основната технологична единица. Основната ѝ цел е да преобразува базовия битум и полимерния модификатор в хомогенно модифицирано свързващо вещество.

1. Загряване на базовия битум

Течният битум се нагрява до температурата, изисквана от избраната формула и процес. При много приложения на модифициран битум, съдържащ SBS или трохи от каучукова крошка, температурата на процеса може да бъде приблизително 180–190°C.

Точната температура трябва да се определи от класа на битума, вида на полимера, формулата, дизайна на оборудването и спецификацията на проекта. Прекомерната температура или ненужно дългите периоди на нагряване могат да ускорят стареенето на битума, докато недостатъчната температура може да попречи на правилното диспергиране на полимера.

2. Подаване и дозиране на полимери

SBS полимер, каучукова трохичка или друг модификатор се въвежда в горещия битум чрез контролирана система за подаване.

Типична производствена инсталация може да включва:

• Бунк за подаване на полимери
• Шнеков транспортьор
• Система за претегляне или дозиране
• Механизъм за контрол на подаването
• Намаляване на праха или затворена система за подаване

Точното дозиране е от съществено значение, тъй като процентът на полимера влияе директно върху вискозитета, точката на омекване, еластичното възстановяване, стабилността при съхранение и цената на материала.

3. Смесване и диспергиране

След като модификаторът влезе в горещия битум, силното разбъркване започва процеса на омокряне и диспергиране. Смесителят трябва да предотвратява натрупването на полимери и да поддържа движението на материала в целия съд.

Добрата циркулация е важна, защото полимерните частици могат да плават, да се утаяват или да образуват агломерати, когато смесването е недостатъчно.

4. Смилане или обработка с високо срязване

Много SBS модифицирани битумни системи използват колоидна мелница или система за смилане с високо срязване. Мелницата намалява полимерните агломерати и подобрява дисперсията в цялата битумна фаза.

Процесът на смилане може да повлияе на:

• Разпределението на частиците
• Хомогенността на сместа
• Скоростта на реакцията
• Стабилността при съхранение
• Крайната консистенция на свързващото вещество

Броят на циркулацията или преминаванията на смилане зависи от формулата, вида на полимера, дизайна на мелницата и необходимите характеристики на продукта.

5. Контрол на процеса

Правилно конфигурираната производствена инсталация трябва да позволява на операторите да контролират и наблюдават:

• Температура на битума
• Дозиране на полимера
• Скорост на смесване
• Циркулация на смилане
• Време на партидата
• Ниво на материала
• Състояние на помпата и клапана

Готовият материал, напускащ тази инсталация, е модифициран битум, но е възможно все още да не е напълно узрял или достатъчно стабилен за незабавно дългосрочно съхранение.

Тип 2: Резервоар за зреене и съхранение на модифициран битум

След производството модифицираният битум се изпомпва в специален резервоар за зреене и съхранение.

Този резервоар осигурява контролираната среда, необходима за по-нататъшно набъбване, стабилизиране, смесване и поддържане на температурата на полимера.

Основни функции на резервоара за зреене

Специализиран Резервоарът за зреене на PMB обикновено изпълнява четири функции:

• Поддържа необходимата температура на процеса
• Осигурява непрекъснато или периодично разбъркване
• Позволява достатъчно време за зреене
• Съхранява и доставя готовия материал към оборудването след него

Отоплителна система

Резервоарът трябва да поддържа стабилна температура на материала по време на зреенето и съхранението. В зависимост от дизайна на проекта, отоплението може да се осигури чрез термомаслени серпентини, електрически нагреватели или друга контролирана система.

Отоплителната система трябва да компенсира загубите на топлина, без да създава локализирано прегряване.

Система за разбъркване

Непрекъснатото или планирано разбъркване помага за предотвратяване на отделянето на полимера и поддържа равномерна температура и състав в целия резервоар.

Дизайнът на разбърквателя трябва да е съобразен с геометрията на резервоара, вискозитета на битума, съдържанието на полимер и работната температура.

Топлоизолация

Правилната изолация намалява загубите на топлина, намалява консумацията на енергия и поддържа по-стабилни условия за зреене. Изолационната система трябва да бъде проектирана според размера на резервоара, местния климат, температурата на съхранение и очакваното време на задържане.

Време за зреене

Всяка партида може да изисква приблизително един до два часа зреене, но това не е универсална фиксирана стойност.

Необходимото време може да варира в зависимост от:

• Вид полимер и размер на частиците
• Дозировка на полимера
• Състав на основния битум
• Температура на процеса
• Интензитет на смесване
• Качество на смилане
• Целеви характеристики на производителността

Лабораторните тестове и одобрената формула трябва да определят действителната процедура за зреене.

Как резервоарът за зреене се различава от производствения завод

Резервоарът за зреене може да използва структура на съда, подобна на тази на производствения завод, включително отопление, разбъркване, изолация, помпи, и компоненти за управление.

Обикновено обаче не изисква:

• Отвор за подаване на полимер
• Система за претегляне на полимери
• Шнеков транспортьор
• Колоидна мелница или система за смилане

Препоръчителен работен процес

Типичният партиден процес следва следните стъпки:

1. Прехвърлете основния битум в инсталацията за производство на модифициран битум.
2. Загрейте битума до определената температура на процеса.
3. Добавете SBS полимер или гумена крошка в необходимата доза.
4. Разбъркайте и циркулирайте материала.
5. Прекарайте материала през смилаща или високоскоростна система за срязване.
6. Потвърдете температурата, вискозитета, дисперсията и други необходими показатели.
7. Изпомпайте модифицирания битум в резервоара за зреене.
8. Продължете нагряването и разбъркването за необходимия период на зреене.
9. Съхранявайте готовия материал при контролирани условия.
10. Захранвайте асфалтосмесителната инсталация, системата за товарене или надолу по веригата процес.

Предимства от разделянето на производството и зреенето

По-висока ефективност на производството

Производствената единица може да започне следващата партида, докато предишната партида зрее в резервоара за съхранение. Това намалява времето на престой и увеличава производителността на системата.

По-стабилно качество на продукта

Специализираното зреене осигурява достатъчно време за набъбване и стабилизиране на полимера при контролирана температура и разбъркване.

Намален риск от разделяне

Правилно проектиран резервоар за съхранение поддържа модифицирания битум в движение и намалява риска от образуване на богати на полимери и битум слоеве по време на съхранение.

По-добра гъвкавост при поддръжка

Отделното оборудване позволява едно устройство да бъде почиствано, проверявано или поддържано, без непременно да се спира всеки етап от операцията.

Гъвкаво разширяване на капацитета

Допълнителни резервоари за зреене могат да бъдат добавени, когато проектът изисква по-голям капацитет за съхранение, множество формулировки или непрекъснато производство.

Как да оразмерите двете системи

Капацитетът на производствената инсталация и капацитетът на резервоара за зреене трябва да се изчисляват като една интегрирана система.

Важни данни за проектиране включват:

• Необходим капацитет на PMB на час или на ден
• Размер на партидата
• Време за производство на партида
• Време за зреене на партида
• Брой партиди на смяна
• Разход на асфалтова инсталация
• Необходим резерв от готов продукт
• Брой формулации или марки PMB

Например, производствена инсталация, която завършва една партида на всеки час, може да се нуждае от достатъчен капацитет за зреене, за да побере няколко партиди, когато всяка партида се нуждае от два часа стабилизация.

Капацитетът на резервоара трябва да включва и оперативен резерв и безопасно пространство за пълнене. Не трябва да се избира само чрез съпоставяне с номиналния обем на партидата.

Важни въпроси за избор на оборудване

Преди да поискат оферта, собствениците на проекта трябва да предоставят:

• Вид основен битум
• Тип модификатор: SBS, каучукова трохичка или друг полимер
• Диапазон на дозиране на модификатора
• Необходим производствен капацитет
• Предпочитание за партиден или непрекъснат процес
• Спецификация на целевия продукт
• Налично гориво или източник на енергия за отопление
• Местна температура на околната среда
• Необходим капацитет за съхранение
• Търсене на асфалтова инсталация надолу по веригата
• Ограничения за разположение на обекта и монтаж

Тази информация позволява на производителя да съпостави производствения съд, бъркалките, мелницата, помпите, отоплителната система, резервоарите за съхранение, тръбопроводите и системата за управление.

Обща конфигурация Грешки

Използване на производствения резервоар като единствен резервоар за съхранение

Това пречи на производственото предприятие да започне следващата партида и намалява общия капацитет.

Недостатъчно разбъркване по време на съхранение

Модифицираният битум може да се отдели, когато се съхранява без адекватна циркулация или разбъркване.

Недостатъчен капацитет за зреене

Ако резервоарът за съхранение не може да получи всяка готова партида навреме, производствената линия трябва да спре и да изчака.

Прекомерна температура на нагряване

По-високата температура не винаги означава по-бърза или по-добра модификация. Прекомерната топлина може да състари битума и да повреди някои полимерни системи.

Пренебрегване на изискванията за лабораторна формулировка

Само оборудване не може да гарантира производителността на продукта. Процесът трябва да следва одобрена формула и процедура за тестване.

Често задавани въпроси

Може ли SBS модифициран битум да се произвежда само с един резервоар?

Малки или периодични операции могат да използват опростени системи, но един резервоар ограничава ефективността на производството, тъй като съдът не може да произвежда следващата партида, докато предишната партида узрява или се съхранява.

Защо се използва колоидна мелница при производството на SBS модифициран битум?

Колоидна мелница или агрегат с високо срязване помага за разграждането на агломератите и по-равномерното разпределение на полимера в битума.

Използва ли се същото оборудване за модифицирания с трохи и каучук битум като SBS битум?

Общата схема на системата може да е подобна, но изискванията за подаване, смесване, смилане, температура, време на престой и съхранение могат да се различават. Оборудването трябва да бъде конфигурирано за избрания модификатор и формула.

Колко време трябва да зрее модифицираният битум?

От един до два часа е обичайно време в някои процеси, но правилното време зависи от формулата, полимера, основния битум, температурата и спецификацията на продукта.

Може ли резервоарът за зреене директно да захранва асфалтосмесителна инсталация?

Да. С подходящи системи за отопление, разбъркване, изпомпване и тръбопроводи, резервоарът за зреене може да функционира и като резервоар за подаване на готов продукт.

Заключение

Пълната система за производство на полимерно модифициран битум обикновено изисква два вида оборудване, тъй като производството и зреенето са отделни етапи на процеса.

Инсталацията за производство на модифициран битум обработва подаването, дозирането, смесването, нагряването и смилането на полимера. Резервоарът за зреене и съхранение поддържа температурата, продължава разбъркването, позволява на свързващото вещество да се стабилизира и доставя готовия продукт.

Правилното съчетаване на тези две системи подобрява непрекъснатостта на производството, консистентността на продукта, стабилността при съхранение и надеждността на проекта.

FEITENG може да конфигурира цялостни производствени системи за модифициран с SBS битум и модифициран с каучукова трохи битум според необходимия капацитет, формула, време за зреене, капацитет за съхранение, метод на нагряване и условия на обекта.

Свържете се с FEITENG с необходимия ви капацитет, вид модификатор, клас базов битум, местоположение на проекта и целева спецификация, за да получите подходящо техническо предложение.