способ и устройство для производства асфальтовой смеси

Классы МПК:E01C19/10 устройства для предварительного смешивания или предварительного обволакивания минерального материала или заполнителей негидравлическими вяжущими материалами, например битумом, смолой; устройства для предварительного смешивания негидравлических смесей до укладки или для восстановления отработанных негидравлических составов 
C04B26/26 битуминозные материалы, например деготь, пек
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):ЛЁШЕ ГМБХ (DE)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-12-28
публикация патента:

Изобретение относится к способу и устройству для производства асфальтовой смеси и направлено, в особенности, на повторное использование снятого асфальта и повышение эффективности производства асфальта посредством экономии сырья и тепловой энергии. Способ производства асфальтовой смеси, при котором снятый асфальт в виде асфальтовой крошки и/или новый материал в форме зернистых заполнителей вместе или по отдельности нагреваются и высушиваются в барабанных установках и затем в смесительной установке смешиваются с битумом, образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь. Причём смешивание нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода, содержание кислорода в которой составляет максимум 10%. Высушивание и нагревание асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в барабанных установках при помощи газов с низким содержанием кислорода, которые имеют температуру в диапазоне от 500 до 1000°С, и затем осуществляется перемещение в смесительную установку. Перемещение и смешивание также производятся в газообразной среде с низким содержанием кислорода, причем в систему подачи и смесительную установку направляются холодные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 20 до 150°С, или охлажденные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 150 до 300°С, и бункеровка нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей перед смешиванием с битумом и/или бункеровка готовой к укладке асфальтовой смеси также производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода. Также описано устройство для производства асфальтовой крошки. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 12 ил. способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838

способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838

Формула изобретения

1. Способ производства асфальтовой смеси,

при котором снятый асфальт в виде асфальтовой крошки (5) и/или новый материал в форме зернистых заполнителей (7) вместе или по отдельности нагреваются и высушиваются в барабанных установках (4, 14, 24) и затем в смесительной установке (8) смешиваются с битумом (9), образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь (10), причём смешивание нагретой и высушенной асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7) производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода, содержание кислорода в которой составляет максимум 10%,

отличающийся тем,

что высушивание и нагревание асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7) производится в барабанных установках (4, 14, 24) при помощи газов с низким содержанием кислорода (12), которые имеют температуру в диапазоне от 500 до 1000°С, и затем осуществляется перемещение в смесительную установку (8), и

что перемещение и смешивание также производятся в газообразной среде с низким содержанием кислорода, причем в систему подачи (6) и смесительную установку (8) направляются холодные газы с низким содержанием кислорода (2), имеющие температуру в диапазоне примерно от 20 до 150°С, или охлажденные газы с низким содержанием кислорода (22), имеющие температуру в диапазоне примерно от 150 до 300°С, и

что бункеровка нагретой и высушенной асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7) перед смешиванием с битумом (9) и/или бункеровка готовой к укладке асфальтовой смеси (10) также производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода.

2. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что холодные газы с низким содержанием кислорода (2), горячие газы с низким содержанием кислорода (12) и/или охлажденные газы с низким содержанием кислорода (22), с содержанием кислорода в диапазоне от 0 до 5% и температурой в диапазоне от 500°С до 1000°С, направляются в барабанные установки (4, 14, 24 ), систему подачи (6) и смесительную установку (8).

3. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что асфальтовая крошка (5) выгружается из барабанных установок (4, 14, 24) с температурой в диапазоне примерно от 130 до 250°С.

4. Способ по п.2,

отличающийся тем,

что подаются холодные газы с низким содержанием кислорода (2) и/или горячие газы с низким содержанием кислорода (12, 32), которые вырабатываются при сжигании горючих ископаемых с коэффициентом избытка воздуха в цилиндре способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 = от 1,0 до 2,0, в особенности способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 = от 1,0 до 1,4, в процессе и/или вне процесса производства асфальта.

5. Способ по п.2,

отличающийся тем,

что подаются холодные газы с низким содержанием кислорода (2) и/или горячие газы с низким содержанием кислорода (12, 32), которые образуются как побочные продукты или отходы технических процессов вне процесса производства асфальта.

6. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что холодные газы с низким содержанием кислорода (2) нагреваются в газоподогревателях (15) до температуры в диапазоне примерно от 500 до 1000°С и как горячие газы с низким содержанием кислорода (12) направляются в барабанные установки (4, 14, 24) (фиг.1), или

что горячие газы с низким содержанием кислорода (12) охлаждаются в газоохладителях (16) до температуры в диапазоне примерно от 1000 до 500°С и подаются в барабанные установки (4, 14, 24) (фиг.2), или

что холодные газы с низким содержанием кислорода (2) и газы с низким содержанием кислорода (32), имеющие температуру >1000°С, например около 1400°С, смешиваются в газосмесителе (17), образуя горячие газы с низким содержанием кислорода (12) с температурой в диапазоне примерно от 500 до 1000°С и затем направляются в барабанные установки (4, 14, 24) (фиг.3), и

что часть горячих газов (12) после газоподогревателя (15) или газосмесителя (17) примешивается к холодным газам с низким содержанием кислорода (2), которые затем направляются в системы подачи (6) и смесительную установку (8) (фиг.1), или

что часть горячих газов (12) из газоохладителя (16) подвергается дальнейшему охлаждению и как охлажденные газы с низким содержанием кислорода (22) с температурой в диапазоне примерно от 150 до 300°С направляется в системы подачи (6) и смесительную установку (8) (фиг.2).

7. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что высушивание и нагревание асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7), и/или перемещение, и/или смешивание с образованием готовой к укладке асфальтовой смеси (10), и/или бункеровка производится при избыточном давлении газов с низким содержанием кислорода в диапазоне примерно от 0,005 до 300 мбар или при пониженном давлении газов с низким содержанием кислорода в диапазоне от 0,005 до 20 мбар.

8. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что газы с низким содержанием кислорода (2) из барабанных установок (4, 14, 24) и/или из систем подачи (6), смесительных установок (8) и/или бункеров (18), (19) направляются в систему очистки отработавших газов (11), и/или смешиваются с горячими газами с низким содержанием кислорода (12, 32), и/или нагреваются до температуры в диапазоне примерно от 500 до 1000°С и вновь используются в барабанных установках (4, 14, 24).

9. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что холодные газы с низким содержанием кислорода (2) нагреваются в генераторе горячего газа (20) и после этого охлаждаются в газосмесителе (17) с холодными газами с низким содержанием кислорода (2) до горячих газов с низким содержанием кислорода (12) с температурой в диапазоне примерно от 1000 до 500°С и подаются в барабанные установки (4, 14, 24) и/или подвергаются дальнейшему охлаждению посредством холодных газов с низким содержанием кислорода (2) и направляются в системы подачи, смесительные и бункерные установки (6, 8, 18, 19).

10. Способ по п.9,

отличающийся тем,

что в генераторе горячего газа (20) применяются холодные газы с низким содержанием кислорода (2), образующиеся при производстве асфальта, причем холодные газы с низким содержанием кислорода (2) примешиваются частично к топливу для горелки (21) генератора горячего газа (20) и/или частично к первичному воздуху (39) для горелки (21) генератора горячего газа (20) и/или подаются в муфель (28) генератора горячего газа (20).

11. Способ и по п.9,

отличающийся тем,

что холодные газы с низким содержанием кислорода (2) для герметизации барабанных установок (4, 14, 24), и/или систем подачи (6), и/или бункерных установок (18, 19), и/или смесительной установки (8) и соединений между этими установками направляются к впускному отверстию для материалов (33) и к выпускному отверстию для материалов (34) барабанной установки (4, 14, 24) и/или при эксплуатации в режиме избыточного давления отсасываются оттуда.

12. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что, по крайней мере, части возникающих при производстве асфальта газов с низким содержанием кислорода подаются в систему очистки отработавших газов (11) и обезвоживаются, а затем нагреваются до состояния горячих газов с низким содержанием кислорода (12) и используются в барабанной установке (4, 14, 24) или применяются в качестве холодных газов с низким содержанием кислорода (2) для герметизации барабанных установок (4, 14, 24), систем подачи (6), смесительной установки (8) и/или бункерных установок (18, 19).

13. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что асфальтовая крошка (5) и/или зернистые заполнители (7) противотоком или параллельным током горячим газам с низким содержанием кислорода (12) подаются в сушильно-нагревательный барабан (4) в качестве барабанной установки и высушиваются и нагреваются при пониженном давлении в диапазоне примерно от 0,005 до 20 мбар или при избыточном давлении в диапазоне примерно от 0,005 до 300 мбар.

14. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что асфальтовая крошка (5) и/или зернистые заполнители (7) перемещаются, нагреваются и высушиваются в противоточном барабане (24) в качестве барабанной установки противотоком горячим газам с низким содержанием кислорода (12).

15. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что сама асфальтовая крошка (5) нагревается и высушивается в параллельном барабане (14) в качестве барабанной установки посредством горячих газов с низким содержанием кислорода (12), подаваемых параллельно, и затем эта асфальтовая крошка (5) со смесью из асфальтовой крошки (5) и зернистых заполнителей (7) или только с зернистыми заполнителями (7) из противоточного барабана (24) либо бункера (18) смешивается в смесительной установке (8) с битумом (9).

16. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что горячие газы с низким содержанием кислорода (12) вырабатываются или нагреваются в генераторе горячего газа (20) с перфорированной оболочкой (26) в качестве газосмесителя (17) или в генераторе горячего газа (20) с газосмесителем (17).

17. Способ по п.1,

отличающийся тем,

что асфальтовая крошка (5) и/или зернистые заполнители (7) перемещаются, нагреваются и высушиваются в барабанной установке (24), противотоком горячим газам с низким содержанием кислорода (12),

что одновременно горячие газы с низким содержанием кислорода (12) насыщаются газо- или парообразными веществами из битума асфальтовой крошки (5) и

что горячие газы с низким содержанием кислорода (12) после конденсации веществ из битума направляются в систему очистки отработавших газов (11).

18. Устройство для производства асфальтовой крошки,

с минимум одной барабанной установкой (4, 14, 24) для нагревания и высушивания асфальтовой крошки (5) из снятого асфальта и/или нового материала в форме зернистых заполнителей (7) и смесительной установкой (8) для смешивания нагретой и высушенной асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7) с битумом (9), а также с минимумом одним источником (3, 13, 43) газов с низким содержанием кислорода (2, 12, 32 ) с содержанием кислорода максимум 10%, которые подаются в смесительную установку (8), в особенности для осуществления способа по одному из пунктов 1-17,

отличающееся тем,

что предусмотрен, по крайней мере, один источник (3, 13, 43) газов с низким содержанием кислорода (2, 12, 32) с содержанием кислорода максимум 10%, в котором образуются газы с низким содержанием кислорода (2, 12, 32) и/или из которого подаются газы с низким содержанием кислорода (2, 12, 32), который соединяется с барабанной установкой (4, 14, 24), а также с системой подачи (6) нагретой и высушенной асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7) и с бункерными установками (18, 19) перед и/или после смесительной установки (8) для подачи газов с низким содержанием кислорода (2, 12, 32) с содержанием кислорода максимум 10%.

19. Устройство по п.18,

отличающееся тем,

что барабанная установка (4, 14, 24) выполнена герметичной для избыточного давления газов с низким содержанием кислорода (2, 12) в диапазоне от 0,005 до 300 мбар или для пониженного давления газов с низким содержанием кислорода (2, 12) в диапазоне от 0,005 до 20 мбар.

20. Устройство по п.18,

отличающееся тем,

что система подачи (6) для нагретой и высушенной асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7), и/или бункерные установки (18, 19), и/или смесительная установка (8) выполнены газонепроницаемыми.

21. Устройство по п.18,

отличающееся тем,

что впускное отверстие для материала (33) и выпускное отверстие для материала (34) барабанной установки (4, 14, 24) выполнено газонепроницаемым и имеет уплотнители (35), например барабанные уплотнители, в которые при пониженном давлении в барабанной установке (4, 14, 24) могут подаваться холодные газы с низким содержанием кислорода (2) и из которых при избыточном давлении в барабанной установке (4, 14, 24) могут отсасываться холодные газы с низким содержанием кислорода (2).

22. Устройство по п.18,

отличающееся тем,

что источник (3, 13, 43) газов с низким содержанием кислорода (2, 12) размещен внутри или вне асфальтосмесительного устройства.

23. Устройство по п.22,

отличающееся тем,

что отработавшие газы из системы очистки отработавших газов (11) асфальтосмесительного устройства являются источником (3) холодных газов с низким содержанием кислорода (2) и может быть достигнута рециркуляция отработавших газов на уровне 50-100%.

24. Устройство по п.18,

отличающееся тем,

что установлены газоподогреватель (15), газоохладитель (16) или газосмеситель (17) для выработки холодных газов с низким содержанием кислорода (2) с температурой в диапазоне примерно от 20 до 150°С, горячих газов с низким содержанием кислорода (12) с температурой в диапазоне от 500 до 1000°С и охлажденных газов с низким содержанием кислорода (22) с температурой в диапазоне от 150 до 300°С.

25. Устройство по п.24,

отличающееся тем,

что предусмотрен генератор горячих газов (20) с горелкой (21) для газообразного, жидкого и/или твердого топлива, на которую через линию обратной связи с горелкой (21) могут также подаваться газы с низким содержанием кислорода в качестве воздуха для горения, и с газосмесителем (17) для смешивания холодных газов с низким содержанием кислорода (2), например из системы очистки отработавших газов (11) асфальтосмесительного устройства, с выработанными в генераторе горячего газа (20) горячими газами с низким содержанием кислорода (12).

26. Устройство по п.25,

отличающееся тем,

что генератор горячего газа (20) оснащен стальной топочной камерой или имеет топку с перфорированной оболочкой (LOMA) компании Loesche с перфорированной оболочкой (26), к которой могут подводиться холодные газы с низким содержанием кислорода (2) для смешивания с выработанными в генераторе горячего газа (20) горячими газами с низким содержанием кислорода (12).

27. Устройство по п.26,

отличающееся тем,

что генератор горячих газов (20) с топкой с перфорированной оболочкой (LOMA) компании Loesche соединен с противоточным барабаном (24) в качестве барабанной установки, в котором происходит перемещение асфальтовой крошки (5) и/или зернистых заполнителей (7), предпочтительно 100% асфальтовой крошки (5), против направления потока горячих газов с низким содержанием кислорода (12) из перфорированной оболочки (26) генератора горячего газа (20) и

что между подвижными и неподвижными частями противоточного барабана (24) предусмотрены уплотнительные приспособления (35), которые могут нагружаться холодными газами с низким содержанием кислорода (2).

28. Устройство по одному из предыдущих пунктов 18-27,

отличающееся тем,

что источник (3, 13, 43) газов с низким содержанием кислорода (2, 12, 32) является устройством для сушки с измельчением рядового угля и

что образующийся при дроблении угля газ с низким содержанием кислорода и газы с низким содержанием кислорода из асфальтосмесительного устройства связаны между собой и могут использоваться в обоих устройствах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу производства асфальтовой смеси в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения и к устройству для производства асфальтовой смеси в соответствии с ограничительной частью пункта 19 формулы изобретения.

Изобретение направлено в особенности на повторное использование снятого асфальта, который образуется при реконструкции и разборке асфальтированных дорог и подлежит упорядоченному повторному использованию на основании правовых норм, в частности закона о замкнутых циклах производства и отходах. Повторное использование должно было бы по экономическим и экологическим причинам происходить, по крайней мере, в качестве строительного материала, однако, прежде всего, при реактивации связующего средства битума в новой асфальтовой смеси. При этом снятый асфальт, например фрезерованный асфальт или вскрытый асфальт, измельчается в асфальтовую крошку и при задаваемом распределении крупности кусков и в определенном согласно классификации количестве смешивается с зернистыми заполнителями и битумом.

Под зернистыми заполнителями в этом контексте понимаются такие свежие твердые материалы, как щебень, песок и минеральный порошок, называемые также наполнителями, которые имеют определенный состав зерен по размеру и применяются в определенном количестве.

Зарегистрированный Немецкий союз асфальтовой индустрии в опубликованном в сети Интернет материале «Повторное использование асфальта - Новый свод правил указывает путь вперед» от мая 2008 года, приложении 3.1 и 3.2: от сентября 2009 года, описывает уровень научных исследований повторного использования асфальта, в особенности в асфальтовой смеси для асфальтовых оснований, асфальтовых несущих покрытий и асфальтовых фундаментных слоев. Кроме того, указывается на такие действующие предписания, как нормативно-техническая документация и инструкции о количестве добавляемой асфальтовой крошки в новых смесях.

В принципе при производстве асфальтовой смеси с повторным использованием снятого асфальта в форме асфальтовой крошки происходит нагревание и высушивание зернистых заполнителей и асфальтовой крошки, по крайней мере, в одной барабанной установке, причем в качестве источника тепла служат горячие газы, которые проводятся противотоком или параллельным током относительно нагреваемых зернистых заполнителей и/или асфальтовой крошки. Затем происходит перемещение, например, при помощи ленточных транспортеров или подъемников для горячей смеси, сортировка зернистых заполнителей и смешивание с асфальтовой крошкой и с нагретым битумом в смесительных установках, например в лопастной мешалке, бункеровка, в особенности в бункерах для горячих материалов. Такое предварительное смешивание должно препятствовать твердению нового связующего средства.

При холодном способе асфальтовая крошка нагревается и высушивается в смесительной установке в результате контакта со свежими зернистыми заполнителями. Поэтому зернистые заполнители должны быть нагреты соответственно до более высокой температуры, по всем правилам выше 200°С, чтобы обеспечить нагревание и высушивание асфальтовой крошки и необходимую для укладки и уплотнения асфальтовой смеси температуру смеси на уровне приблизительно 160-180°С. При таком способе количество добавляемой асфальтовой крошки составляет максимум 30%. Наряду со столь незначительным количеством добавляемой асфальтовой крошки еще одним недостатком является необходимость предварительно смешивать горячие зернистые заполнители с холодной асфальтовой крошкой и лишь после устранения излишка тепла зернистых заполнителей при одновременном высушивании и нагревании асфальтовой крошки добавлять новое связующее средство битум. Наряду с термической перегрузкой сушильно-нагревательного барабана и подъемника для горячей смеси этот способ приводит к неполадкам в работе систем очистки отработавших газов. При нагревании и высушивании асфальтовой крошки в смесительной установке периодично, например с интервалом в 60 секунд, возникают значительные количества паров, которые отводятся в газовыпускную систему. В результате этого периодически существенно изменяется количество отработавших газов. Таким образом, газовыпускная система должна постоянно эксплуатироваться с максимально возможным объемом потока отработавших газов, то есть включая максимально возможное количество паров. В периоды, когда не образуются пары, в систему через неплотности подсасываются значительные количества воздуха. В результате этого снижается общий коэффициент полезного действия устройства.

В вышеназванной публикации зарегистрированного Немецкого союза асфальтовой индустрии описаны и другие относящиеся к техническим устройствам схемы и способы повторного использования снятого асфальта. В противоточных барабанах добавка асфальтовой крошки может происходить посредством центральной подачи или через питающее устройство на выходе из барабана.

После этого смесь зернистых заполнителей и асфальтовой крошки через перепускной вырез просеивателя подается в смесительную установку, например смесительную башню. Такой способ должен позволять производить добавку снятого асфальта в количестве около 40%.

Для соответствующего исполнения потребуется дорогостоящий барабан с двойными стенками.

Обособленное нагревание асфальтовой крошки может происходить отдельно от зернистых заполнителей в параллельном барабане. С целью сбережения связующего вещества асфальтовой крошки и ограничения выброса в атмосферу связующего вещества температура должна поддерживаться на уровне максимум 130°С. Предпочтительным является нагревание примерно до 110°С. Более высокие температуры в барабанных установках или смесительных установках приводят к более интенсивному старению битума и ухудшению его термопластических свойств.

В смесительных устройствах непрерывного действия, в которых процесс смешивания зернистых заполнителей и асфальтовой крошки происходит беспрерывно в барабане или в подключенном смесителе непрерывного действия, а асфальтовая крошка предварительно нагревается вместе с зернистыми заполнителями в барабанном смесителе или же отдельно в параллельном барабане, по-видимому, возможно производить добавку асфальтовой крошки в количестве до 50%.

В принципе количество асфальтовой крошки, добавляемой к новым зернистым заполнителям в барабанной установке, например сушильном барабане, ограничено по вышеназванным технологическим причинам. Существенным аспектом при этом является перегрев асфальтовой крошки, приводящий к загрязнению окружающей среды летучими компонентами битума и/или к опробкованию содержащегося в асфальтовой крошке битума.

Из патента DE 195 30 164 А1 известны способ и сушильный барабан для нагревания и высушивания асфальтовой крошки, при котором отдельно происходит выработка горячего газа в генераторе горячего газа. Благодаря этому удается установить максимальную температуру горячего газа на уровне 600°С. Кроме того, путем особой проводки горячего газа и асфальтовой крошки внутри барабана стремятся добиться щадящего нагрева, призванного предотвратить крекинг битумосодержащей асфальтовой крошки и свести к минимуму выход вредных веществ.

В патенте DE 38 31 870 С1 описывается способ производства асфальта с применением дробленого снятого асфальта, при котором высушенные, нагретые примерно до 400°С горячие зернистые заполнители и холодная асфальтовая крошка в определенных количествах подаются в смеситель и смешиваются с битумом, а в некоторых случаях и с наполнителем (молотым известняком). Для увеличения доли снятого асфальта в смеси производится предварительное смешивание либо подача в смеситель в два приема. К концу первой стадии смешивания смесь должна иметь температуру на уровне 170-180°С и общая продолжительность смешивания одной порции смеси составлять примерно 60 секунд.

Из патента DE 10 2004 014 760 В4 известны устройство для производства асфальта и способ производства асфальта, при которых зернистые заполнители смешиваются с битумом, а в некоторых случаях и другими добавками, и асфальтом в виде асфальтовой крошки, образуя новую пригодную для укладки асфальтовую смесь. С целью обеспечения хорошей смеси без повреждения, испарения или воспламенения битума для высушенных и нагретых зернистых заполнителей задается температурный диапазон в пределах от 170 до 190°С.

В патенте ЕР 0 216 316 А2 описывается способ повторного использования асфальтовой крошки, при котором зернистые заполнители и асфальтовая крошка нагреваются и высушиваются в двух отдельных сушильных барабанах, а после этого вместе с добавочными наполнительными и битумными компонентами перемешиваются в смесителе, образуя повторно используемую смесь. Повторно используемая смесь направляется непосредственно на дальнейшую обработку или же промежуточное хранение для отбора по мере необходимости. Сведений о температурах в данном печатном издании не содержится. Указывается лишь на соответствующие предписания и на значительное увеличение вязкости битума вследствие перегрева зернистых заполнителей. Нагревание асфальтовой крошки в сушильном барабане с непосредственно подключенной горелкой происходит прямотоком, а отработавшие газы в качестве вторичного и третичного воздуха вновь подаются на горелку сушильного барабана для зернистых заполнителей.

При известном из патента DE 43 20 664 А1 способе снятый асфальт нагревается посредством дымового газа в отдельном барабане. Щадящий нагрев снятого асфальта для предотвращения термического перегрева битума достигается за счет того, что горячий дымовой газ направляется прямотоком с потоком снятого асфальта через барабан и, кроме того, часть выходящего из барабана и имеющего температуру около 170°С дымового газа вновь подается в барабан со стороны горелки для дальнейшего понижения температуры дымового газа, а тем самым и уменьшения разницы температур между снятым асфальтом и дымовым газом. Не возвращенная часть дымового газа проводится через второй барабан, в котором противотоком перемещаются зернистые заполнители.

Из патента DE 20 2008 012 971 U1 известно устройство для высушивания и нагревания дробленого материала для производства асфальта, которое имеет вращающийся сушильный барабан для высушивания и нагревания зернистых заполнителей и асфальтовой крошки, а также генератор горячего газа для подачи потока горячего газа. С точки зрения поддержания максимально допустимой температуры связующего вещества и конечной температуры асфальтового материала на выходе из сушильного барабана, а также допустимой температуры отработавших газов на входе отработавших газов в фильтровальную установку, в которую обычно направляются отработавшие газы, необходимо повысить энергетическую эффективность и снизить концентрацию частиц в фильтровальной установке, вновь направив часть потока горячего газа из сушильного барабана в генератор горячего газа. Кроме того, частицы и мельчайшие частицы должны быть отделены от отработавшего газа в успокоительном барабане и затем добавлены к потоку материала, состоящего из повторно используемого асфальта и зернистых заполнителей. Поток отработавшего газа, возвращаемый в генератор горячего газа, должен быть преимущественно насыщен свежим воздухом с высоким содержанием кислорода. При описанном в патенте DE 10 2006 038 614 А1 способе вызванное термическим старением уменьшение пластичности битума в снятом асфальте регулируется при помощи пластификатора. Кроме того, происходит комбинированная добавка отвердителя, преимущественно в горячей фазе смеси. Далее описывается, что снятый асфальт, как правило, с учетом экологических предписаний для воздушной техники нагревается до 130-140°С, а зернистые заполнители либо новые минеральные вещества при добавке примерно 50% снятого асфальта должны быть нагреты значительно выше 200°С. В качестве проблемы рассматривается степень окисления (старение) битума в снятом асфальте в связи с ограниченной 140°С степенью нагревания асфальтовой крошки при повторном использовании снятого асфальта и производстве горячих асфальтовых смесей. Добавление системы пластификатор/отвердитель позволяет добиться снижения температуры укладки снятого асфальта примерно со 170°С до 140°С. Потребность в пластификаторах и отвердителях существенно увеличивает стоимость производства асфальтовой смеси.

Недостаток известных способов и устройств для производства асфальтовой смеси, в особенности с применением асфальтовой крошки из снятого асфальта, является следствием значительного количества воздуха, подсасываемого через неплотности. Они обусловлены технологией устройств, приводят к высокому содержанию кислорода в горячем газе и снижают термический коэффициент полезного действия устройств. Как правило, используемые в сушильных барабанах горелки и/или генераторы горячего газа с горелками приводятся в действие горючими ископаемыми, и происходит повторное использование отработавших газов, при котором до 50% потока отработавших газов вновь подается в генератор горячего газа.

Следующий недостаток известных способов и устройств заключается в ограниченном технологией и оборудованием количестве добавляемого снятого асфальта для асфальтовых покрытий, в результате чего асфальтовая промышленность оказывается не в состоянии в должной мере удовлетворять постоянно растущим требованиям улучшения дорожной инфраструктуры при максимально полном и высококачественном повторном использовании снятого асфальта.

В основе изобретения лежит задача создания способа и устройства, которые обеспечивали бы производство асфальтовой смеси необходимого качества, в том числе и при повторном использовании до 100% снятого асфальта и очень существенно повысили бы эффективность производства асфальта, в особенности посредством экономии сырья и тепловой энергии.

Относительно способа задача решается посредством признаков пункта 1 формулы изобретения, а относительно устройства посредством признаков пункта 19 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения содержатся в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения и в описании фигур.

В соответствии с изобретением при способе производства асфальтовой смеси, при котором снятый асфальт в форме асфальтовой крошки и/или новый материал в форме зернистых заполнителей вместе и/или по отдельности нагреваются и высушиваются в барабанных установках и после этого смешиваются в смесительной установке с битумом, а при необходимости также и с другими присадками, образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь, по крайней мере, высушивание и нагревание асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода. При этом газообразная среда с низким содержанием кислорода характеризуется содержанием кислорода в количестве от 0 до 10%, предпочтительно содержанием кислорода в количестве от 0 до максимум 5%.

Изобретение исходит из научного вывода о том, что благодаря газообразной среде с низким содержанием кислорода, по крайней мере, при высушивании и нагревании асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей, преимущественным образом также и при перемещении нагретой и высушенной асфальтовой крошки либо нагретой и высушенной смеси из асфальтовой крошки и зернистых заполнителей, а также при смешивании с битумом в смесительной установке предотвращается или, по крайней мере, уменьшается окисление битума в асфальтовой крошке, а также свежего битума, так что не происходит неблагоприятного изменения термопластических свойств битума.

Было выявлено, что одно только повышение температуры до 250 или 300°С не вызывает существенного повреждения битума, в особенности в снятом асфальте или в асфальтовой крошке. Так, при производстве битума на нефтеперерабатывающем заводе в течение двух-десяти часов осуществляется способ целенаправленного окисления при температурах в диапазоне от 250 до 270°С. Термический распад (крекинг) битума происходит лишь при температурах выше 400°С и приводит к неблагоприятному уплотнению структуры битума, сопровождающемуся изменением термопластических свойств битума. При наличии кислорода разрываются соединения углеводорода в ароматических кольцах битума. Без кислорода или при очень незначительном содержании кислорода в газообразной среде не происходит термического преобразования соединений углеводорода в битуме. Это было отмечено также и для температур выше 200°С, например от 200 до 300°С. Битум может длительное время храниться в замкнутых резервуарах при температурах в диапазоне от 200 до 300°С без неблагоприятного изменения термопластических свойств.

В то время как, согласно изобретению, асфальтовая крошка и/или зернистые заполнители вместе и/или порознь нагреваются и высушиваются в одной или двух барабанных установках в газообразной среде с низким содержанием кислорода, создается возможность повышения температуры асфальтовой крошки или смеси из асфальтовой крошки и зернистых заполнителей до уровня в диапазоне от 180 до 200°С, и такой уровень температуры преимущественно гарантирует производство асфальтовой смести, в том числе и при исключительно повторном использовании снятого асфальта или со 100% асфальтовой крошки, с очень незначительной добавкой нового битума, и без свежих зернистых заполнителей.

Соответствующая изобретению газообразная среда с низким содержанием кислорода во время высушивания и нагревания, по крайней мере, в одной барабанной установке, а предпочтительно также и при перемещении и смешивании с новым битумом в смесительной установке достигается при помощи газов с низким содержанием кислорода, которые, в соответствии с изобретением, имеют содержание кислорода максимум 10%, предпочтительно содержание кислорода максимум 5%, так что содержание кислорода может составлять предпочтительно 1, 2, 3, 4 или 5% либо 6, 7, 8, 9 или 10%.

Под газами с низким содержанием кислорода в соответствии с изобретением понимаются в особенности технологические газы с низким содержанием кислорода или отработавшие газы различных технических процессов.

Преимущество состоит в том, что асфальтовая крошка и/или зернистые заполнители нагреваются и высушиваются при помощи газов с низким содержанием кислорода, имеющих температуру в диапазоне от 500 до 1000°С, и затем транспортируются к смесительной установке и что для обеспечения газообразной среды с низким содержанием кислорода при транспортировке и смешивании при помощи холодных газов с низким содержанием кислорода, имеющих температуру в диапазоне примерно от 20 до 150°С, или же также посредством охлажденных газов с низким содержанием кислорода с температурой примерно от 150 до 300°С производится смешивание горячих газов с низким содержанием кислорода с холодными газами с низким содержанием кислорода либо охлаждение горячих газов с низким содержанием кислорода.

При этом в соответствии с изобретением накопительные закрома или бункеры впереди и/или позади смесительной установки также заполняются газами с низким содержанием кислорода.

Газы с низким содержанием кислорода могут быть получены, в особенности, путем сжигания горючих ископаемых с коэффициентом избытка воздуха в цилиндре с учетом остаточных газов, или с коэффициентом избытка воздуха, способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 = от 1,0 до 2,0, в особенности способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 = от 1,0 до 1,4, причем сжигание может происходить в процессе и/или вне процесса производства асфальта либо асфальтосмесительного устройства.

При более высоких коэффициентах избытка воздуха, например примерно от способ и устройство для производства асфальтовой смеси, патент № 2509838 >1,4, воздух для сжигания топлива может быть до 100% смешан с газами с низким содержанием кислорода, например отработавшим газом.

Преимуществом является то, что горячие газы с низким содержанием кислорода, возникшие в результате сжигания, могут опосредованно, например в теплообменниках, и/или непосредственно путем смешивания с холодными газами с низким содержанием кислорода охлаждаться до температуры в диапазоне от 1000 до 400°С, предпочтительно от 900 до 600°С.

В принципе холодные и горячие газы с низким содержанием кислорода могут происходить из различных источников либо производственных предприятий. Особенно эффективным и предпочтительным также и с точки зрения экологии является применение газов с низким содержанием кислорода, которые получаются в ходе технических процессов как побочные продукты или отходы, целесообразно также и вне процесса производства асфальта. Например, для создания соответствующей изобретению газообразной среды с низким содержанием кислорода при производстве асфальтовой смеси могут использоваться азот, получающийся в металлургических процессах из воздухоразделительных установок, или газы с низким содержанием кислорода из герметичных котельных установок, кислородно-топливных устройств и обжиговых печей, например, при производстве стекла или металла. Холодные газы с низким содержанием кислорода могут предпочтительно опосредованно, например, в теплообменниках, или непосредственно путем смешивания с горячими газами с низким содержанием кислорода доводиться до более высокой температуры. Применение газов с низким содержанием кислорода из процессов и производственных установок вне процесса производства асфальта не только является преимущественным для производства асфальта, но и означает также более высокую рентабельность технических процессов и устройств, в которых получаются газы с низким содержанием кислорода. Более высокая эффективность при производстве асфальта достигается преимущественно тем, что частичные потоки газов с низким содержанием кислорода из отдельных установок могут соединяться и направляться в систему очистки отработавших газов и что возврат на установки устройства может происходить до и/или после очистки отработавших газов.

Целесообразно холодные газы с низким содержанием кислорода направляются преимущественно на герметизацию барабанных установок, и/или систем подачи, и/или бункерного оборудования, и/или смесительных установок и мест соединения этих механизмов, а также области установок для впуска и выпуска материала, в особенности барабанных установок. Герметизация такого рода должна выполняться в особенности в областях между вращающимися и неподвижными деталями барабанных установок.

Преимущество состоит в том, что газы с низким содержанием кислорода при позитивном давлении, например от 0,005 до 300 мбар, в особенности до 100 мбар, образуются и/или применяются в барабанной установке и генераторе горячего газа с горелкой, причем отсос газа может быть произведен в уплотнительных и соединительных зонах и откачанный газ может быть направлен на горелку барабанной установки в качестве доли первичного воздуха, и/или в систему очистки отработавших газов, и/или в дымовую трубу.

Таким образом преимущественно уменьшаются производимые устройствами для производства асфальта выбросы в атмосферу.

Целесообразно газы с низким содержанием кислорода, по крайней мере, частично направляются в систему очистки отработавших газов с отделением влаги и после этого используются как холодные газы с низким содержанием кислорода и применяются, например, для герметизации барабанных установок, систем подачи, смесительных установок и/или бункерных установок.

Соответствующее изобретению устройство для производства асфальтовой смеси, имеющее, по крайней мере, барабанную установку для нагревания и высушивания асфальтовой крошки из снятого асфальта и/или нового материала в форме зернистых заполнителей и смесительную установку для смешивания нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей с битумом, оснащено, по крайней мере, одним источником газов с низким содержанием кислорода, в котором образуются газы с низким содержанием кислорода, с содержанием кислорода максимум 10%, преимущественно с содержанием кислорода максимум 5% и/или из которого газы с низким содержанием кислорода могут быть направлены, по крайней мере, в барабанную установку.

Целесообразно, что, по крайней мере, барабанные установки, а преимущественно также и системы подачи, бункерное оборудование и смесительное установки выполнены газонепроницаемыми и оснащены уплотнителями, которые препятствуют подсасыванию воздуха через неплотности и повышенному содержанию кислорода в установках. Тем самым соответствующее изобретению устройство отличается от известных вариантов устройств, которые из-за наличия в отработавших газах высокой доли воздуха, подсасываемого через неплотности, имеют содержание кислорода от 10% до примерно 16%.

В качестве барабанной установки может применяться сушильно-нагревательный барабан, в который противотоком или прямотоком горячим газам с низким содержанием кислорода загружаются асфальтовая крошка и/или зернистые заполнители, противоточный барабан для асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей или параллельный барабан для асфальтовой крошки, а смесительные установки могут представлять собой смесительные башни, барабанные смесители или смесители непрерывного действия.

Для заполнения, по крайней мере, барабанной установки газами с низким содержанием кислорода при избыточном давлении, в особенности в диапазоне от 0,005 до 300 мбар, целесообразно предусмотреть вытяжное устройство в местах соединений и возвращать откачанные газы с низким содержанием кислорода в систему очистки отработавших газов, в горелку или в круговорот газов с низким содержанием кислорода.

Источником используемых газов с низким содержанием кислорода могут быть отработавшие газы асфальтосмесительного устройства либо отходы и побочные продукты технических процессов и предприятий вне асфальтосмесительного устройства.

Особенно преимущественным является соединение устройства для производства асфальтовой смеси в части отработавших газов с угледробильной установкой, в которой рядовой уголь дробится в процессе сушки с измельчением и, например, перемалывается в угольную пыль. Газы с низким содержанием кислорода из технологического процесса производства асфальта и газы с низким содержанием кислорода из процесса измельчения угля и сушки угля могут быть применены, по крайней мере, частично и при этом использованы как в устройстве для производства асфальта, так и в процессе измельчения угля, например, с целью отопления устройства для производства асфальта. Таким образом возрастает экономическая эффективность обоих процессов.

Особое преимущество состоит в том, что для выработки горячих газов с низким содержанием кислорода предусматривается генератор горячего газа, в особенности со стальной камерой сгорания. Он может иметь горелку для газообразного, жидкого и/или твердого топлива.

Генератор горячего газа может иметь газосмеситель для смешивания холодных газов с низким содержанием кислорода, например, из системы очистки отработавших газов, и горячих газов с низким содержанием кислорода горелки.

Если генератор горячего газа представляет собой топку LOMA компании Loesche, у которого предусмотрена топка с перфорированной оболочкой (LOMA) компании Loesche, в перфорированную оболочку могут подаваться холодные газы с низким содержанием кислорода для смешивания с произведенными горячими отработавшими газами с низким содержанием кислорода.

Для генератора горячего газа с топкой с перфорированной оболочкой компании LOESCHE имеется ссылка на немецкий патент DE 42 08 951 С2. Этот генератор горячего газа обеспечивает возможность хорошо управляемого производства горячих газов с низким содержанием кислорода.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения генератор горячего газа с топкой с перфорированной оболочкой соединен с противоточным барабаном в качестве барабанной установки для высушивания и нагревания асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей. Горячие газы с низким содержанием кислорода из генератора горячего газа компании Loesche противотоком асфальтовой крошке и/или зернистым заполнителям перемещаются в противоточном барабане, и образуется внутренний рециркуляционный круговорот летучих соединений углеводорода из битума. Таким образом, концентрация летучих соединений углеводорода в барабане возрастает в 5-15 раз по сравнению с параллельным барабаном.

Было обнаружено, что при обработке снятого асфальта более высокой по сравнению с обычными способами температурой, в особенности в противоточном барабане, в газообразной среде с низким содержанием кислорода улучшается контакт между битумом и твердыми веществами и становится возможным 100-процентное использование асфальтовой крошки из снятого асфальта без заметного неблагоприятного воздействия на свойства новой смеси.

Ниже следует дальнейшее описание изобретения на основе чертежа, на котором в сильно схематизированном виде в качестве схем устройств показано следующее:

на фигурах 1-11 соответствующие изобретению устройства для производства асфальтовой смеси, в особенности для осуществления соответствующего изобретению способа, и

на фиг.12 противоточный барабан с генератором горячего газа как часть соответствующего изобретению устройства для производства асфальта.

Идентичные признаки снабжены идентичными ссылочными значками. Перемещение газа показано одинарными линиями, а подача твердых материалов - двойными линиями.

На фиг.1 показана схема устройства для производства асфальтовой смеси, которое питается холодными газами с низким содержанием кислорода из источника 3. Холодные газы с низким содержанием кислорода 2 имеют содержание кислорода в диапазоне от 0 до 5%, например содержат 2% кислорода. Холодные газы с низким содержанием кислорода 2 могут возникать в ходе технических процессов вне производства асфальта и могут быть, например, отработавшими газами при производстве стекла или металла.

Схема устройства по фиг.1 позволяет распознать существенные установки устройства - сушильно-нагревательный барабан 4 как одну из возможных барабанных установок для нагревания и высушивания асфальтовой крошки 5 из снятого асфальта и/или нового материала в форме зернистых заполнителей 7, систему подачи 6, например подъемник для горячей смеси, бункерное оборудование 18, 19 и смесительную установку 8.

При помощи системы подачи 6 высушенный и нагретый материал из сушильно-нагревательного барабана 4 подается в бункерную установку 18, из которой смесь асфальтовой крошки 5 и/или зернистых заполнителей 7 определенными долями смешивается с битумом 9, нагреваемым при помощи маслоподогревателя 31. Пригодная для укладки асфальтовая смесь 10 может быть сразу уложена или же сначала направлена в бункер 19.

Часть холодных газов с низким содержанием кислорода 2 нагревается в газоподогревателе 15 при помощи источника тепла 37 до температуры в диапазоне от 500 до 1000°С и пропорционально подается в сушильно-нагревательный барабан 4. Обтекание в сушильно-нагревательном барабане 4 происходит противотоком асфальтовой крошке 5 и/или зернистым заполнителям 7. Таким образом, часть горячих газов с низким содержанием кислорода 12 из газоподогревателя 15 обеспечивает в сушильно-нагревательном барабане 4 газообразную среду с низким содержанием кислорода, в то время как другая часть смешивается с частичным потоком холодных газов с низким содержанием кислорода 2 и направляется в систему подачи 6, бункерные установки 18, 19 и смесительную установку 8 для создания газообразной среды с низким содержанием кислорода в этих установках устройства. Обтекание внутри бункерных установок 18, 19 и в смесительной установке 8 происходит параллельным током. В качестве источника тепла 37 может быть использован, например, электронагреватель. Возможно также прямое или опосредованное нагревание холодных газов с низким содержанием кислорода 2 до горячих газов с низким содержанием кислорода 12. Газы с низким содержанием кислорода из системы подачи 6, бункерных установок 18, 19 и смесительной установки 8 аккумулируются и направляются в систему очистки отработавших газов 11.

Фиг. 2 показывает схему альтернативного устройства для производства асфальтовой смеси 10, причем асфальтовая крошка 5 и/или зернистые заполнители 7 опять же перемещаются в сушильно-нагревательном барабане 4 противотоком горячим газам с низким содержанием кислорода 12. Система подачи 6, бункерные установки 18, 19, смесительная установка 8, маслоподогреватель 31 для поддержания равномерной температуры битума 9 перед смешиванием в смесительной установке 8 согласуются с установками устройства по фиг. 1.

Горячие газы с низким содержанием кислорода 32 из источника 13 вне асфальтосмесительного устройства имеют температуру >1000°С, охлаждаются либо непосредственно, либо, как показано на фиг. 2, в газоохладителе 16 до температуры в диапазоне от 1000 до 500°С и после этого частями подаются в сушильно-нагревательный барабан 4 и проводятся противотоком перемещению асфальтовой крошки 5 и/или зернистых заполнителей 7. Газоохладитель 16 может приводиться в действие, например, охлаждающей средой, к примеру водой.

Часть горячих газов с низким содержанием кислорода 12 из газоохладителя 16 в качестве охлажденных газов с низким содержанием кислорода 22 с температурой в диапазоне от 150 до 300°С направляется в систему подачи 6, бункерные установки 18, 19 и в смесительную установку 8 для создания газообразной среды с низким содержанием кислорода, с содержанием кислорода максимум 10%, в особенности 5%. После этих установок частичные потоки газов с низким содержанием кислорода аккумулируются и направляются в систему очистки отработавших газов 11.

Устройство по фиг.3 исходит из горячих газов с низким содержанием кислорода 32, с содержанием кислорода максимум 5% и температурой примерно 1400°С. В качестве источника 13 для этих горячих газов с низким содержанием кислорода 32 принимаются в расчет технические процессы вне производства асфальта и асфальтосмесительной установки, в особенности сжигание горючих ископаемых. Горячие газы с низким содержанием кислорода 32 смешиваются в газосмесителе 17 с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 и в качестве горячих газов с низким содержанием кислорода 12 с температурой в диапазоне от 500 до 1000°С частями направляются в сушильно-нагревательный барабан 4. Другая часть горячих газов с низким содержанием кислорода 12 смешивается с долей холодных газов с низким содержанием кислорода 2 и направляется противотоком в систему подачи 6, параллельным потоком в бункерные установки 18, 19 и в смесительную установку 8. Части газов с низким содержанием кислорода из системы подачи 6, бункерных установок 18, 19 и смесительной установки 8, а также из системы очистки отработавших газов 11, которые обозначены как Q1, Q2 и Q3, возвращаются в газосмеситель 17, благодаря чему повышается энергоэффективность. Остальные газовые потоки из установок 4, 6, 18, 19, 8 и 10 соединяются и направляются в систему очистки отработавших газов 11. Отработавшие газы из системы очистки отработавших газов 11, предпочтительно после первой ступени очистки, используются в качестве источника 3 холодных газов с низким содержанием кислорода 2. Достигается величина повторного использования отработавших газов от 50 до 100%.

В сушильно-нагревательном барабане 4 по фигурам 1-3 используются горячие газы с низким содержанием кислорода 12 с избыточным давлением примерно от 0,01 мбар до 50 мбар. Температура холодных газов с низким содержанием кислорода 2 предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 150°С. С этим связано уменьшение выбросов в атмосферу при производстве асфальтовой смеси и одновременно эффективное использование тепла.

Фиг.4 показывает устройство для производства асфальтовой смеси с источником 3 холодных газов с низким содержанием кислорода 2, которые при помощи компрессора 38 направляются в генератор горячего газа 20. Генератор горячего газа 20 имеет горелку 21 для газообразного, жидкого и/или твердого топлива и топочную камеру 28 для выработки горячих газов с низким содержанием кислорода 32, с содержанием кислорода около 3% и температурой около 1400°С. Эти горячие газы с низким содержанием кислорода 32 смешиваются в газосмесителе 17 с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 и охлаждаются до горячих газов с низким содержанием кислорода 12 с температурой в диапазоне от 1000 до 500°С. После газосмесителя 17 горячие газы с низким содержанием кислорода 12 подаются в сушильно-нагревательный барабан 4. Часть потока отводится, смешивается с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 и направляется в систему подачи 6, бункерные установки 18, 19 и в смесительную установку 8. Вслед за этим все частичные потоки газов с низким содержанием кислорода вновь аккумулируются и направляются в систему очистки отработавших газов 11.

В устройстве по фиг.5 горячие газы с низким содержанием кислорода 32 вырабатываются в генераторе горячего газа 20. Снабжение горелки 21 необходимым для горения воздухом 39 происходит при помощи компрессора 40, который засасывает как свежий воздух, так и газы с низким содержанием кислорода 2 из уплотнений 35 сушильно-нагревательного барабана 4. Выработанные в генераторе горячего газа 20 газы с низким содержанием кислорода 32 смешиваются в газосмесителе 17 с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 из источника 3, и одна часть горячих газов с низким содержанием кислорода 12 подается из газосмесителя 17 в сушильно-нагревательный барабан 4, а другая часть смешивается с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 и затем направляется в систему подачи 6 и другие установки для обеспечения газообразной среды с низким содержанием кислорода. Весь процесс высушивания и нагревания происходит при избыточном давлении около 20 мбар, в связи с чем сушильно-нагревательный барабан 4 оснащается уплотнениями 35, например обтюрацией барабана, из которых отсасываются газы с низким содержанием кислорода и подаются в компрессор 40 для сжигания в горелке 21 генератора горячего газа 20.

Устройство по фиг.6 приводится в действие при помощи холодных газов с низким содержанием кислорода 2 из источника 3, которые нагреваются либо смешиваются в генераторе горячего газа 20 с газосмесителем 17 до горячих газов с низким содержанием кислорода 12. Часть холодных газов с низким содержанием кислорода 2 из источника 3 подается на уплотнения 35 сушильно-нагревательного барабана 4, который приводится в действие при помощи компрессора 41 при пониженном давлении от 0,5 до 2 мбар. В то время как сушильно-нагревательный барабан 4 функционирует при пониженном давлении и на уплотнения 35 также подаются холодные газы с низким содержанием кислорода 2, предотвращается прорыв наружного воздуха через неплотности. Сушильно-нагревательный барабан 4 и другие установки устройства выполнены газонепроницаемыми. В качестве впускного отверстия для материала 33 и выпускного отверстия для материала 34 могут быть использованы шлюзовые затворы (см. фиг.7), которые при функционировании сушильно-нагревательного барабана 4 в режиме пониженного давления обеспечивают подачу, а при функционировании сушильно-нагревательного барабана 4 в режиме избыточного давления - отсос газов с низким содержанием кислорода 2.

Фиг. 7 показывает устройство с сушильно-нагревательным барабаном 4, которое эксплуатируется при избыточном давлении от 0,005 до 3 мбар. Компрессор 40 для снабжения горелки 21 генератора горячего газа 20 засасывает наряду со свежим воздухом 39 и газы с низким содержанием кислорода 2 из уплотнений 35 сушильно-нагревательного барабана 4, и из впускного отверстия для материала 33, и из выпускного отверстия для материала 34 и направляет их на процесс горения в генераторе горячего газа 20.

Как генератор горячего газа 20, так и сушильно-нагревательный барабан 4 работают в режиме избыточного давления. В качестве источника 3 холодных газов с низким содержанием кислорода 2 служит отработавший газ устройства после минимум одной ступени очистки отработавших газов 11.

Устройство по фиг.8 показывает газонепроницаемый сушильно-нагревательный барабан 4, который приводится в действие при помощи компрессора 41 при пониженном давлении от 0,5 до 2 мбар. Уплотнения 35, и впускное отверстие для материала 33, и выпускное отверстие для материала 34 наполняются газами с низким содержанием кислорода 2 для предотвращения внесения наружного воздуха через неплотности. Холодные газы с низким содержанием кислорода 2 из источника 3 подаются при помощи компрессора 38 в газосмеситель 17 генератора горячего газа 20, а горячие газы с низким содержанием кислорода 12 частично подаются в сушильно-нагревательный барабан 4. Другая часть смешивается с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 и затем направляется в другие установки 6, 8, 18, 19 устройства.

Фиг.9 показывает схему устройства, в котором холодные газы с низким содержанием кислорода 2 после очистки отработавших газов 11 подаются при помощи компрессора 38 в генератор горячего газа 20 с газосмесителем 17. От 20 до 30 % холодных газов с низким содержанием кислорода 2, предпочтительно от 25 до 30%, направляются в муфель 28 генератора горячего газа 20 и от 10 до 20% холодных газов с низким содержанием кислорода 2, предпочтительно от 15 до 20%, в первичный воздух 39 горелки 21. С этим преимущественно связано уменьшение выброса в атмосферу окислов азота.

Компрессор 40 для горелки 21 генератора горячего газа 20 засасывает наряду с воздухом, необходимым для сгорания, 39 также и газы с низким содержанием кислорода 2, 12 из уплотнений 35 сушильно-нагревательного барабана 4 и из впускного отверстия для материала 33 и выпускного отверстия для материала 34. В качестве источника холодных газов с низким содержанием кислорода 2 служат отработавшие газы из системы очистки отработавших газов 11, в особенности часть отработавших газов с первой ступени. На вторую ступень 23 системы очистки отработавших газов могут направляться остальные отработавшие газы.

Устройство по фиг.10 приводится в действие двумя барабанными установками 14, 24. Обе барабанные установки 14, 24 функционируют в газообразной среде с низким содержанием кислорода. При этом горячие газы с низким содержанием кислорода из источника 13 с температурой в диапазоне от 500 до 1000°С и содержанием кислорода около 3% подаются в противоточный барабан 24 противотоком асфальтовой крошке 5 и зернистым заполнителям 7. Нагретый и высушенный материал из противоточного барабана 24 направляется при помощи системы подачи 6, например подъемника для горячей смеси, в смесительную установку 8. Кроме того, в смесительную установку 8 попадает асфальтовая крошка 5, которая нагревается и высушивается в параллельном барабане 14 при помощи горячих газов с низким содержанием кислорода 12 из источника 43, с температурой в диапазоне от 300 до 1000°С, и смешивается с битумом 9, образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь 10. Частичные потоки газов с низким содержанием кислорода из установок устройства 6, 8, 18, 19 вновь направляются в систему очистки отработавших газов 11.

Устройство по фиг.11 также имеет две барабанные установки 14, 24, а именно противоточный барабан 24 для нагревания и высушивания асфальтовой крошки 5 и зернистых заполнителей 7, а также параллельный барабан 14 для нагревания и высушивания 100% асфальтовой крошки 5. Параллельный барабан 14, как и в устройстве по фиг. 10, приводится в действие горячими газами с низким содержанием кислорода 12 с температурой от 500 до 1000°С в режиме пониженного давления, причем соответствующие уплотнения и загрузка впускного отверстия для материала и выпускного отверстия для материала не изображены. Горячие газы с низким содержанием кислорода 12 из источника 13 частично смешиваются с холодными газами с низким содержанием кислорода 2 из системы очистки отработавших газов 11 и охлаждаются до температуры в диапазоне от 100 до 200°С, чтобы затем служить для создания газообразной среды с низким содержанием кислорода в системе подачи 6, в бункерных установках 18, 19 и смесительной установке 8.

Частичные потоки газов с низким содержанием кислорода из установок устройства аккумулируются и подаются в охладитель 27 для отделения воды, а затем в систему очистки отработавших газов 11, которая служит источником холодных газов с низким содержанием кислорода 2 и тем самым обеспечивает преимущественную рециркуляцию отработавших газов.

Фиг.12 показывает в качестве части устройства для производства асфальтовой смеси противоточный барабан 24, в котором нагреваются и высушиваются асфальтовая крошка 5 и зернистые заполнители 7 в противотоке горячим газам с низким содержанием кислорода 12. Горячие газы с низким содержанием кислорода 12 могут быть предпочтительно выработаны в генераторе горячего газа 20 посредством топки с перфорированной оболочкой (LOMA) компании Loesche. Нагревание и высушивание асфальтовой крошки 5 из снятого асфальта и/или зернистых заполнителей 7 происходит в процессе противотока горячим газам с низким содержанием кислорода 12 из генератора горячего газа 20 с перфорированной оболочкой 26 в качестве газосмесителя либо с газосмесителем. Из-за противотока происходит внутренняя циркуляция летучих компонентов битума из асфальтовой крошки 5, когда эти компоненты в горячем конце барабана превращаются в пар, а в холодном конце барабана конденсируются. Внутренняя концентрация летучих компонентов битума возрастает в 5-15 раз по сравнению с параллельным барабаном. Преимуществом является улучшение контакта между битумом и твердыми веществами, в результате чего возрастает качество новой пригодной для укладки асфальтовой смеси 10. Предусмотрено уплотнение 35, выполненное таким образом, что может происходить подача холодных газов с низким содержанием кислорода 2. Отработавшие газы из противоточного барабана 24 и из уплотнений 35 направляются в систему очистки отработавших газов 11. Выпуск 34 пригодной для укладки асфальтовой смеси 10 происходит в зоне подачи горячих газов с низким содержанием кислорода 12. Преимуществом является то, что в противоточном барабане 24 при помощи генератора горячего газа LOMA 20 может нагреваться и высушиваться одна только асфальтовая крошка 5 из снятого асфальта и таким образом достигаться 100-процентное повторное использование асфальта.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2509838

patent-2509838.pdf

Класс E01C19/10 устройства для предварительного смешивания или предварительного обволакивания минерального материала или заполнителей негидравлическими вяжущими материалами, например битумом, смолой; устройства для предварительного смешивания негидравлических смесей до укладки или для восстановления отработанных негидравлических составов 

сушильный барабан для установок для производства битумных макадамов -  патент 2525090 (10.08.2014)
способ получения асфальтовой смеси -  патент 2502760 (27.12.2013)
способ приготовления асфальтобетонных смесей реносфальт -  патент 2447225 (10.04.2012)
способ и установка изготовления наполнителя для асфальтобетона -  патент 2346103 (10.02.2009)
способ приготовления асфальта -  патент 2340721 (10.12.2008)
способ изготовления асфальта -  патент 2332537 (27.08.2008)
способ регенерации асфальтобетона -  патент 2329349 (20.07.2008)
способ регенерации асфальтобетона -  патент 2317273 (20.02.2008)
способ дополнительного непрерывного вибродомешивания малощебенистой асфальтобетонной смеси -  патент 2306382 (20.09.2007)
способ получения литой асфальтобетонной смеси -  патент 2235163 (27.08.2004)

Класс C04B26/26 битуминозные материалы, например деготь, пек

Наверх