DE10065174C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von modifiziertem Bitumen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von modifiziertem Bitumen durch Mischen von heißem flüssigem Bitumen mit kleinteiligen Zusatzstoffen. DOLLAR A Erfindungsgemäß erfolgt das dadurch, daß DOLLAR A - flüssiges Bitumen bei Temperaturen von 130 bis 250 DEG C durch einen beheizbaren Strahlapparat (Strahlpumpe) strömt, DOLLAR A - dort die Zusatzstoffe in Form von Schüttgütern ansaugt, DOLLAR A - sich mit diesen im Strahlapparat vermischt, DOLLAR A - wobei ein Teil des flüssigen Bitumens den Zusatzstoffen vor Eintritt in den Strahler zugeführt wird, und DOLLAR A - das so modifizierte Bitumen in Vorlagebehältern zur weiteren Reifung und Homogenisierung gesammelt und/oder weiter verarbeitet wird. DOLLAR A Die Vorteile der Erfindung bestehen in der Variabilität der Rezeptierung und Wahl der Modifikatoren während des Prozesses, dem direkten Anschluß an eine Asphaltmischanlage, der Vermeidung teuerer und Energie verbrauchender Zusatzeinrichtungen und den Möglichkeiten zur Herstellung einer breiten Palette von Sonder- und Straßenasphalten unter Einsatz von Recyclingwerkstoffen.
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.
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).
Bekannt ist andererseits das Mischen in Rührapparaten. (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.
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.
Diese wird dadurch gelöst, daß
- - flüssiges Bitumen bei Temperaturen von 130 bis 250°C durch einen beheizbaren Strahlapparat (Strahlpumpe) strömt,
- - dort die Zusatzstoffe in Form von Schüttgütern 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.
Zusatzstoffe können sein Kunststoffe wie Polyethylene und Polypropylene als
Granulate, Faserstoffe oder Gummimehl.
Für das Verfahren ist es unerheblich, ob die eingesetzten Zusatzstoffe Recyclate
sind oder "frische" Produkte zum Einsatz kommen.
Die Korngröße der Zusatzstoffe, insbesondere die obere Grenze, wird durch die
apparative Ausführung (Durchmesser der Kammer) begrenzt. Üblich sind 10 µm bis
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.
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.
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).
Überraschend war aber, daß und unter welchen Bedingungen auch feste Zuschlag
stoffe mit flüssigem Bitumen vermischt werden können.
Anschließend wird das Produkt einem Mischturm als Bindemittel für die Asphalt
mischung zugeführt.
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,
- - das Strahlergehäuse (1) mit der Kammer (3) ist von einem Heizmantel (2) mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr der Heizflüssigkeit (7) umgeben,
- - in den Strahlapparat führt eine Zugabeöffnung (8) für die Zusatzstoffe,
- - auf der sich ein Einlauftrichter (5) und eine beheizbare Spülvorrichtung (10) befinden und
- - vor dem Strahlapparat eine Abzweigung für die Zufuhr eines Teils des Treib mittels (9) zur Spülvorrichtung der Zusatzstoffe im Einlauftrichter (5) besteht.
Der erfindungsgemäße Strahlapparat für das Zumischen von Schüttgütern
(Granulate, Pulver, Shreddermaterial) hat das Ziel einer gleichmäßigen Benetzung
und Verteilung des Feststoffes in der Mischung.
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
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
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).
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.
Eine weitere Anreicherung von Feststoffpartikeln in der Flüssigkeit ist durch Kreis
lauffahrweise möglich.
Die Vorteile der Erfindung bestehen
- a) in der Variabilität der Rezeptierung und Wahl der Modifikatoren während des Prozesses
- b) dem direkten Anschluß an eine Asphaltmischanlage,
- c) der Vermeidung teuerer und Energie verbrauchender Zusatzeinrichtungen (wie beispielsweise Doppelschneckenextruder, O2-Behandlungsanlage) und
- d) den Möglichkeiten zur Herstellung einer breiten Palette von Sonder- und Straßenasphalten unter Einsatz von Recyclingwerkstoffen.
Der Zusatzstoff wird bei Umgebungstemperatur im Vorlagegefäß bereitgehalten. Zur
Mischung wird Bitumen B 80 eingesetzt.
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.
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.
Es wurden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Zusatzstoffe und Mengen
gemischt:
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.
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.
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.
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.
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