RU2010904C1

RU2010904C1 - Apparatus for bitumen production

Info

Publication number: RU2010904C1
Authority: RU
Inventors: А.Г. Арянин; В.А. Прохоров; Э.В. Калинин; А.И. Лутков; А.Ф. Тимкин; В.Т. Быков
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: road construction. SUBSTANCE: apparatus has in series connected a bitumen oxidizing reactor and a chamber of outgoing gas heating. The heating chamber has a heater with an air feeding device. The heating chamber is connected with a chamber, that has a fibrous mullite silicas nozzle. The air feeding device may have smoke suction pump and pipe. EFFECT: apparatus is useful for road construction. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и оборудованию, применяемому при производстве битума для строительства автомобильных дорог, в частности к установкам для производства битума из гудрона. The invention relates to devices and equipment used in the production of bitumen for the construction of roads, in particular to installations for the production of bitumen from tar.

Известна установка для производства битума, включающая реактор окисления гудрона воздухом, конденсатор смешения для улавливания аэрозолей углеводородов, камеру нагрева и средство подачи воздуха. В качестве камеры нагрева используется циклонная печь дожига несконденсированных углеводородов, а в качестве средства - вентилятор подачи воздуха в печь нагрева для сжигания топлива. A known installation for the production of bitumen, including a tar oxidation reactor with air, a mixing condenser for collecting aerosols of hydrocarbons, a heating chamber and an air supply means. A cyclone furnace for burning uncondensed hydrocarbons is used as a heating chamber, and an air supply fan to the heating furnace for burning fuel is used as a means.

Недостатком данной установки является низкая степень очистки (не более 50% ) отходящих газов (ОТГ) от токсичных органических веществ и окиси углерода и, следовательно, высокая степень загрязнения окружающей среды, в том числе канцерогенными веществами, значительный расход топлива на такое обезвреживание ОТГ и вредность обслуживания установки. The disadvantage of this installation is the low degree of purification (not more than 50%) of the exhaust gases (OTG) from toxic organic substances and carbon monoxide and, therefore, the high degree of environmental pollution, including carcinogens, significant fuel consumption for such disposal of OTG and harmfulness installation service.

В данной установке обезвреживание ОТГ осуществляется двухстадийно. На первой стадии улавливаются аэрозоли углеводородов в конденсаторе смешения, куда для орошения их подается черный соляр, с помощью которого конденсируются пары масляных фракций воды и др. Конденсат поступает в отстойник, откуда отстоявшийся черный соляр частично снова поступает на орошение в конденсатор смешения, и часть его подается насосом в печь дожига (предварительного нагрева). In this installation, the decontamination of OTG is carried out in two stages. At the first stage, hydrocarbon aerosols are trapped in the mixing condenser, where a black solar oil is supplied to them for irrigation, with the help of which steam of oil fractions of water is condensed, and others. The condensate enters the sump, from which the settled black solar oil partially goes back to the mixing condenser for irrigation, and part of it is pumped to the afterburner (preheating).

Вторая стадия обезвреживания осуществляется в печи дожига, где неполностью сжигаются поступающие с ОТГ углеводороды и окись углерода, дожигание осуществляется подачей через горелку мазута и воздушного потока от вентилятора, температура выходящих из печи газов при этом составляет 600-900^оС.The second stage of neutralization is carried out in the afterburner, where hydrocarbons and carbon monoxide coming from OTG are incompletely burned, afterburning is carried out by supplying fuel oil and an air stream from the fan through the burner, and the temperature of the gases leaving the furnace is 600-900 ^o C.

Кроме того, в связи с тем, что воздух нагнетается в общем газовоздушном канале установки, создается давление, которое способствует выходу невыгоревших вредных веществ через неплотности канала в атмосферу в приземный слой, что создает вредные условия обслуживания установки. In addition, due to the fact that air is pumped in the general gas-air channel of the installation, a pressure is created that promotes the exit of unburned harmful substances through the channel leakage into the atmosphere in the surface layer, which creates harmful conditions for the installation to operate.

Для обеспечения максимальной степени обезвреживания ОТГ более полного сжигания углеводородов в такой установке необходима высокая температура 600-900^оС, а следовательно, повышенный расход топлива - мазута.To ensure the maximum degree of neutralization OTG more complete combustion of hydrocarbons in such an installation requires a high temperature of ^about 600-900 C and therefore increased consumption of fuel - fuel oil.

Целью изобретения является повышение степени очистки ОТГ от вредных примесей, снижение расхода топлива на их обезвреживание, а также улучшение условий труда. The aim of the invention is to increase the degree of purification of OTG from harmful impurities, reduce fuel consumption for their disposal, as well as improve working conditions.

Данная цель достигается тем, что установка для производства битума, содержащая включенный в общий газовоздушный проточный канал реактор окисления гудрона, камеру нагрева ОТГ с топочным устройством, а также средства подачи воздуха в топочное устройство - снабжена камерой с волокнистой муллитокремнеземистой насадкой, включенной непосредственно после камеры нагрева отходящих газов, а в качестве средства подачи воздуха она содержит дымосос с дымовой трубой, при этом он подключен к общему газовоздушному каналу после камеры с муллитокремнеземистой волокнистой насадкой перед дымовой трубой. This goal is achieved by the fact that the installation for the production of bitumen, containing the tar oxidation reactor included in the common gas-air flow channel, the OTG heating chamber with the combustion device, and also the air supply means to the furnace device, is equipped with a chamber with a fibrous mullite-siliceous nozzle connected immediately after the heating chamber exhaust gases, and as a means of supplying air, it contains a smoke exhaust with a chimney, while it is connected to a common gas-air channel after the chamber with mullite earthy fibrous nozzle in front of the chimney.

Камера с волокнистой муллитокремнеземистой насадкой, расположенная после камеры нагрева, позволяет практически полностью обезвредить ОТГ от оставшихся после частичного сгорания в камере предварительного нагрева органических веществ и окиси углерода, с получением двуокиси углерода и паров воды. При этом достаточно, чтобы температура ОТГ в камере нагрева составляла не более 400^оС (вместо 600-900^оС), что и обеспечивает снижение расхода топлива, идущего на обезвреживание вредных примесей.A chamber with a fibrous mullite-siliceous nozzle, located after the heating chamber, makes it possible to completely neutralize OTG from organic substances and carbon monoxide remaining after partial combustion in the preliminary heating chamber, with the production of carbon dioxide and water vapor. It is sufficient to OTG temperature in the heating chamber is not more than 400 ^{° C} (instead of 600-900 ^{° C),} which reduces fuel consumption, walking on the neutralization of noxious impurities.

Подача воздуха в камеру предварительного нагрева с помощью дымососа, создающего в ней разрежение, позволяет избежать утечки ОТГ через неплотности в камере и подводящих газоходах и тем самым ликвидировать загрязнение окружающей среды в приземном слое, т. е. улучшить экологические условия обслуживания установки. The air supply to the preheating chamber with the help of a smoke exhaust fan, which creates a vacuum in it, allows avoiding the leakage of exhaust gas through leaks in the chamber and the supply ducts and thereby eliminate environmental pollution in the surface layer, i.e., improve the environmental conditions of the installation.

На чертеже показана схема установки. The drawing shows the installation diagram.

Установка содержит хранилище гудрона 1, насос 2 для подачи гудрона в теплообменник 3, насос 4 для подачи готового битума в холодильник 5, подогреватели 6, насос 7 для подачи нагретого гудрона в реактор 8, компрессор 9 для подачи воздуха в реактор, камеру нагрева газов 10, камеру с муллитокремнеземистой насадкой 11, газовый теплообменник 12, водяной теплообменник 13, дымосос 14, дымовую трубу 15. The installation comprises a tar storage 1, a pump 2 for supplying tar to a heat exchanger 3, a pump 4 for supplying finished bitumen to a refrigerator 5, heaters 6, a pump 7 for supplying heated tar to a reactor 8, a compressor 9 for supplying air to the reactor, a gas heating chamber 10 , a chamber with a mullite-siliceous nozzle 11, a gas heat exchanger 12, a water heat exchanger 13, a smoke exhauster 14, a chimney 15.

Из хранилища 1 исходное сырье (гудрон) перекачивается насосом 2 через теплообменник 3 в подогреватели 6. В подогревателях происходит нагрев сырья до технологически необходимой температуры (160-200^оС). Подготовленный гудрон насосом 7 подается в реактор 8. Через воздушный маточник, расположенный в нижней части реактора 8, компрессором 9 подается воздух под давлением 1,5-2 атм. В результате контакта воздуха с исходным сырьем происходит процесс окисления гудрона кислородом воздуха. Возрастающая потеря водорода сопровождается полимеризацией и сгущением сырья до заданной консистенции. Готовый битум с температурой 200-250^оС из реактора 8 перекачивается через теплообменник 3 в холодильник 5 для дальнейшего охлаждения.1 from the storage feedstock (tar) pumped by pump 2 through heat exchanger 3 to 6. In the heaters heaters occurs feedstock heating to a technologically required temperature (160-200 ° ^C). Prepared tar pump 7 is fed into the reactor 8. Through the air mother liquor located in the lower part of the reactor 8, the compressor 9 delivers air at a pressure of 1.5-2 atm. As a result of the contact of air with the feedstock, the tar oxidizes with oxygen from the air. An increasing loss of hydrogen is accompanied by polymerization and thickening of the raw material to a given consistency. Ready bitumen at a temperature ^of 200-250 C from reactor 8 is pumped through the heat exchanger 3 in a 5 refrigerator for further cooling.

В результате окисления гудрона в реакторе 8 образуются газообразные продукты окисления, которые вместе с парами масляных фракций, азотом и небольшим количеством свободного кислорода выводятся из верхней части реактора и поступают в теплообменник 12 и далее - в камеру нагрева 10, где с помощью горелки, работающей на мазуте или природном газе, осуществляется нагрев ОТГ до 400^оС, здесь же происходит частичное дожигание поступающих с ОТГ углеводородов и окиси углерода. С помощью дымососа в камере нагрева создается разрежение, за счет которого ОТГ транспортируются через камеру с муллитокремнеземистым фильтром полочного типа 11, где производится каталитический дожиг продуктов сгорания до двуокиси углерода и воды. С помощью водяного теплообменника 13 температура ОТГ снижается до 200^оС и через дымосос они выбрасываются в трубу 15.As a result of tar oxidation in the reactor 8, gaseous oxidation products are formed, which together with the vapors of the oil fractions, nitrogen and a small amount of free oxygen are removed from the upper part of the reactor and enter the heat exchanger 12 and then to the heating chamber 10, where, using a burner operating on fuel oil or natural gas, is carried OTG heating ^to 400 ^° C, but here there is a partial afterburning coming from OTG hydrocarbons and carbon monoxide. Using a smoke exhaust in the heating chamber, a vacuum is created, due to which OTG is transported through the chamber with a shelf-type mullite-siliceous filter 11, where the catalytic afterburning of the combustion products to carbon dioxide and water is performed. With OTG water heat exchanger 13 the temperature drops ^to 200 ° C and after they are released into the exhauster pipe 15.

Испытания показали, что степень очистки предлагаемой установки повышается по сравнению с прототипом до 95% вместо 50% , а расход топлива снижается в 2 раза, при этом улучшаются условия обслуживания установки, т. к. практически ликвидируются выделение вредных веществ в приземной слой атмосферы. (56) Проспект "Установка РБ-400 ЕА-02832" от 21.12.88, Росагропромдортехцентр. Tests have shown that the degree of purification of the proposed installation is increased compared to the prototype to 95% instead of 50%, and fuel consumption is reduced by 2 times, while the service conditions of the installation are improved, since the emission of harmful substances into the surface layer of the atmosphere is practically eliminated. (56) Prospectus “Installation of RB-400 EA-02832” dated 12.21.88, Rosagropromdortekhcentr.

Claims

1. INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF BITUMEN, containing in series a tar oxidation reactor, an exhaust gas heating chamber with a combustion device, an air supply means for the latter, characterized in that it is equipped with a fiber mullite-siliceous nozzle connected to the exhaust gas heating chamber.

2. The installation according to claim 1, characterized in that the means of air flow has a smoke exhaust and a chimney, the smoke exhaust being connected to a chamber having a nozzle.