
- •1. СОСТАВ И СВОЙСТВА БИТУМОВ
- •1.1. Классификация битумов
- •1.2. Состав битумов
- •1.4. Основные свойства битумов
- •Контрольные вопросы
- •2. ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ
- •2.1. Классификация способов производства битумов
- •2.3. Технология производства битумов деасфальтизации
- •2.4. Производство битумов окислением
- •2.4.1. Основы процесса окисления воздухом
- •2.4.2. Режимы процесса окисления
- •2.4.4. Окисление в трубчатом реакторе
- •2.4.5. Окисление в пустотелой колонне
- •2.5. Получение битумов методом компаундирования
- •Контрольные вопросы
- •3. ХРАНЕНИЕ ВЯЖУЩИХ
- •3.1. Битумные и эмульсионные базы
- •3.2. Классификация битумохранилищ
- •3.3. Разогрев битума в хранилище
- •3.4. Битумонагревательное оборудование
- •4. БИТУМНЫЕ ЭМУЛЬСИИ
- •4.1. Необходимость применения эмульсий
- •4.2. Классификация эмульсий
- •4.3. Структурный состав битумных эмульсий
- •4.4. Эмульгаторы для приготовления битумных эмульсий
- •4.4.1. Типы эмульгаторов
- •4.4.2. Принцип действия эмульгаторов
- •4.5. Приготовление дорожных эмульсий
- •4.5.1. Технологический процесс приготовления эмульсий
- •Контрольные вопросы
- •5. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ БИТУМЫ
- •5.1. Общие сведения о модифицированных битумах
- •5.2. Технология приготовления полимерно-битумных вяжущих на основе полимеров
- •5.4. Технология приготовления резинобитумных вяжущих на основе эластомера дорожного
- •Контрольные вопросы
- •6. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БИТУМА
- •6.3. Расчёт основных параметров автогудронатора
- •6.4. Расчет теплоизоляции цистерны
- •Контрольные вопросы
- •7.1. Смеси на основе битумных вяжущих материалов
- •7.1.1. Виды органоминеральных смесей
- •7.1.2. Органоминеральные смеси, содержащие воду
- •7.1.3. Смеси, не содержащие воду
- •7.2. Поверхностная обработка дорожных покрытий
- •7.4. Устройство покрытий и оснований способом пропитки
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
видов предстоящих работ на них, т. е. с учетом назначения базы. На прирельсовых базах (цехах) необходимо обеспечивать такой фронт приёма-слива вяжущих и объем хранилища, чтобы можно было одновременно принимать несколько железнодорожных вагонов в установленные сроки простоя под разгрузкой железнодорожного состава. Для этого по всему фронту разгрузки целесообразно предусматривать постоянную пароразводящую систему с отводящими штуцерами, которые обеспечат одновременный обогрев всех поданных на разгрузку вагонов.
При размещении оборудования, производственных и хозяйственных сооружений на генеральном плане базы (цеха) необходимо обеспечивать соблюдение правил техники безопасности, пожарной
безопасности, противопожарные разрывы и рациональное выполнение всего технологического процесса проектируемогоИпредприятия.
3.2. Классификация битумохранилищД
На сегодняшний день перевалка, хранение и налив битума яв-
(высокой вязкостью, низкойбтеплопроводностьюА , снижением качества при высоких температурахив процессе нагрева и обезвоживания, что приводит к коксован ю в зоне нагревателей);
ляются достаточно сложными и дорогостоящими операциями. Это объясняется рядом причин [23]:
физическими и химическими особенностями самого продукта
тумных складов и про зводства сливоналивных операций (особенно в холодный период года);
проблемами обводнения и необходимостью длительного разогрева битума, что может отразиться на качестве продукта;
сложнымиСкл мат ческ ми условиями для эксплуатации би-
высокими и постоянными энергозатратами на поддержание продукта в рабочем состоянии;
отсутствием качественного технологического оборудования для возможности производства операций с битумом без нанесения существенного ущерба его качеству для изготовления асфальта;
отсутствием научной литературы по количественной оценке энергозатрат в процессе обезвоживания или разогрева битума.
Cохранение качества битума в процессе его хранения в битумохранилище и правильная подготовка в битумоплавильных котлах (расходных емкостях) для подачи на асфальтобетонный завод (АБЗ)
69
являются залогом получения на выходе дорожного асфальта высокого качества.
Таким образом, при проектировании и строительстве битумохранилища необходимо руководствоваться рядом основных принципов:
1)энергоэффективностью;
2)сохранением качества битума;
3)снижением количества воды в битумохранилище до минимума при подготовке к производству асфальта;
4)применением современного технологического оборудования для учета и контроля процессов в битумном складском хозяйстве;
5)сокращением времени персонала заказчика на подготовку и
разогрев битума в хранилище для запуска работы асфальтобетонного завода и производства асфальта; И
6)пожарной безопасностью;
7)соответствием экологическимДнормам;
8)индивидуальным подходом при проектировании с учетом
имеющихся на объекте у заказчика технических условий. Хранилище представляетАсобой резервуар вместимостью 100 –
3000 т, который предназначен для хранения битума и его подогрева до температуры 80 – 100 б°С, о еспечивающей возможность перекачкиБитумохран лища вмест мостью свыше 500 т выполняют сек-
ционными, состоящимиС з 2–6 отсеков для хранения битума разных марок. Вместимость битумохранилища определяется суточным расходом битума и периодичностью поставок.
По конструкции и назначению хранилища бывают постоянного и временного типов, закрытые и открытые (рис. 3.3). В зависимости от положения резервуара относительно поверхности земли различают хранилища подземного, ямного, полуямного и наземного типов. В хранилище подземного типа резервуар находится ниже поверхности земли. Хранилища этого типа устраивают закрытыми. В хранилищах ямного типа резервуар представляет собой котлован. В таких хранилищах постоянного типа стенки устраивают из бетона или железобетона, а дно укрепляют слоем цементного бетона. В хранилищах полуямного типа резервуар частично находится в котловане, а частично в насыпи, образуемой в грунте, вынутом из котлована (рис. 3.3). Такую
70

конструкцию применяют при близком расположении грунтовых вод и |
|||||||||
для уменьшения объема земляных работ. В хранилищах наземного |
|||||||||
типа резервуар находится на поверхности земли. Применяют их при |
|||||||||
близком стоянии грунтовых вод. |
|
|
|
||||||
По наличию нагревателей битумохранилища могут быть без на- |
|||||||||
гревательной системы, с местным и общим нагревом. В первом слу- |
|||||||||
чае используются переносные нагреватели. Местный нагрев приме- |
|||||||||
няют в битумохранилищах вместимостью до 500 т, общий нагрев – в |
|||||||||
капитальных и инвентарных. |
|
|
|
|
|||||
По типу применяемого теплоносителя– это паровые битумохрани- |
|||||||||
лища (битум разогревается системой труб, уложенных на дне, по ко- |
|||||||||
торым пропускается насыщенный пар); с электрообогревом (разогрев |
|||||||||
осуществляется набором электропакетов или с применением источ- |
|||||||||
ников инфракрасного излучения); с газовым обогревом (дымовыми |
|||||||||
газами, получаемыми от сжигания любого вида топлива). Наиболее |
|||||||||
распространены системы парового и электрического разогрева. |
|||||||||
а |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
0,5 |
0,2 |
|
|
|
|
Д |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Уклон 1:1,5 |
|
|
До 3 м |
|
А |
|
До 2 м |
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
б |
|
Уклон 1:1,5 |
|
||
в |
|
|
|
|
г |
|
|||
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
||
|
|
|
0,2 |
|
До 1,5 |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
Уклон 1:1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
д
Рис. 3.3. Битумохранилища различных типов:
а– ямного; б – полуямного; в – наземного; г – подземного;
д– передвижное инвентарное
71
В зависимости от наличия подогрева и его устройства различают хранилища без подогрева, с местным подогревом и с общим подогревом. В хранилищах без подогрева для забора битума применяют передвижные устройства – змеевики и парообразователи. В хранилищах с местным подогревом система подогрева состоит из змеевиков, по которым пропускают теплоноситель. Обеспечивается подогрев битума, непосредственно прилегающего к нагревательному устройству. В хранилищах с общим подогревом постоянная система подогрева обеспечивает подогрев всего битума, находящегося в хранилище, до состояния текучести, а части его, стекающей в малый резервуар, до температуры, обеспечивающей перекачивание насосами. Эти хранилища часто имеют две системы змеевиков. В зависимости от вида те-
плоносителя различают хранилища с паровым, масляным, газовым и |
|
огневым подогревом. |
И |
|
|
Получили распространение хранилища линейной планировки с |
|
|
Д |
параллельным или последовательным расположением основных и дополнительных отсеков. Выполняют их в основном из сборных железобетонных элементов. Днище основных отсеков имеет уклон в сторону дополнительных отсековА. Перекрытие резервуара должно исключать попадание внутрь осадков.
Ямные битумохранилищабв нашей стране морально устарели, физически изношены, по этой причине происходит обводнение битума, которое колеблетсяив д апазоне 5–15% от общей массы. Это, как правило, происход т з-за дв жения грунтовых вод, поверхностных ливневых водСи некачественной гидроизоляции. Соответственно на подготовку (обезвож ван е) б тума уходит значительно больше времени, энергии и ухудшаются физико-химические характеристики нефтепродукта [16].
За рубежом не применяют ямные битумохранилища. Это объясняется в основном невыгодностью хранить большие запасы битума, неудовлетворительными условиями его хранения. Необходимый запас битума, как правило, хранят в металлических цистернах или иногда в бочках по 200–300 кг.
Основываясь на данном опыте, к эксплуатации рекомендуются наземные вертикальные или горизонтальные битумохранилища. Данный тип хранилища битума также имеет свои недостатки и полностью не избавляет от проблемы обводнения. Обводнение может происходить за счет конденсата пара при сливе из железнодорожных цистерн, за счет образования конденсата внутри хранилища при перепадах
72

температуры в осенне-зимне-весенний период. Тем не менее обводненность битума колеблется в пределах от 0,5 до 1% общей массы продукта, что сокращает издержки на дальнейшую подготовку битума и приводит к получению более качественного дорожного асфальта.
Для исключения обводнения битума грунтовыми и поверхностными ливневыми водами необходимо эксплуатировать наземные битумохранилища. Задачей наземных битумохранилищ, кроме исключения обводнения битума поверхностными, ливневыми и грунтовыми водами, является минимизация энергозатрат за счёт локального нагрева битума перед откачкой, а также простота эксплуатации и обслуживания системы нагрева, что достигается разогревом только локальной зоны битума вокруг труб с нагревателями.
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 3.4. Схема нагрева битума в хранилище: |
1 – воронка; 2 – топливный бак; 3 – верхний топливопровод; 4 – топливный кран; 5 – кровля битумохранилища; 6 – верхний уровень битума; 7 – нижний рабочий уровень битума; 8 – основной отсек; 9 – дополнительный отсек; 10 – змеевик дополнительного отсека; 11 – насосная установка; 12 – заслонка шиберная; 13 – стенка битумохранилища; 14 – изоляционный слой; 15 – жаровая труба; 16 – слой кирпичей; 17 – воздухоподводящая труба; 18 – нижний топливопровод
Для забора битума из битумохранилища устраивают приямки сбоку в торце хранилища (рис. 3.4) либо забор осуществляют по центру хранилища; соответственно применяют неподвижную насосную
73