способ производства серного цемента и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ производства серного цемента, включающий перемешивание серы и модификатора на основе нефти при 140-150^oC, отличающийся тем, что серу и модификатор разогревают в отдельных емкостях и направляют на перемешивание под избыточным давлением по трубопроводам, при этом после разогрева и до перемешивания на модификатор воздействуют в первом аппарате кавитационно-энергетической обработки, а смесь серы и модификатора перемешивают во втором аппарате кавитационно-энергетической обработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют мазут.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подачу серы и модификатора осуществляют по обогреваемым трубопроводам.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что подачу модификатора в трубопровод подачи серы осуществляют через узел смешения, обеспечивающий турбулентный режим движения смеси серы и модификатора от узла смешения до второго аппарата кавитационно-энергетической обработки.

5. Установка производства серного цемента, включающая камеру перемешивания серы и модификатора, отличающаяся тем, что установка снабжена обогреваемыми емкостями для серы и модификатора, аппаратом обработки модификатора, трубопроводами подачи серы и модификатора, узлом смешения серы и модификатора, трубопроводом подачи смеси серы и модификатора от узла смешения к камере перемешивания, при этом аппарат обработки модификатора врезан в трубопровод подачи модификатора, а камера перемешивания и аппарат обработки модификатора выполнены в виде аппаратов кавитационно-энергетической обработки.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что соотношение длины трубопровода подачи смеси серы и модификатора и его диаметра составляет 30: 70.

7. Установка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что трубопроводы подачи серы и модификатора, а также трубопровод подачи серы и модификатора от узла смешения к камере перемешивания выполнены обогреваемыми.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может применяться в качестве вяжущего при изготовлении строительных деталей, изделий и конструкций, а также как материал для захоронения радиоактивных отходов, отходов мусороперерабатывающих заводов, тампонирования карстовых провалов.

Наиболее близким аналогом для способа является способ производства серного цемента, включающий перемешивание серы и модификатора на основе нефти при 140-150^oС (см. патент Великобритании 1576515, С 01 В 17/00, публ. 08.10.1980г.).

Недостатками известного способа являются длительность процесса и высокая токсичность модификатора на основе дициклопентадиена (ДЦПД), предельно допустимая концентрация которого составляет 1 мг/м³ и, кроме того, ДЦПД взрыво- и пожароопасен.

Наиболее близким аналогом для установки является установка, включающая камеру перемешивания серы и модификатора (см. патент США 4293463, С 08 К 3/06, публ. 6.10.1981г.).

Недостатками известной установки являются низкая интенсивность смешения и использование камеры перемешивания периодического действия.

При создании изобретения решались технические задачи интенсификации процесса получения серного цемента (способ и устройство), исключение использования токсичных веществ (способ) и получения более однородной смеси (устройство).

Поставленные задачи в части способа решаются благодаря тому, что в способе производства серного цемента, включающем перемешивание серы и модификатора на основе нефти при 140-150^oС, по изобретению серу и модификатор разогревают в отдельных емкостях и направляют на смешение под избыточным давлением по трубопроводам, а после разогрева и до смешения на модификатор воздействуют первым аппаратом кавитационно-энергетической обработки, а смесь серы и модификатора перемешивают во втором аппарате кавитационно-энергетической обработки. Подачу серы и модификатора осуществляют по обогреваемым трубопроводам. Кроме того, в качестве модификатора используют мазут. Подачу модификатора в трубопровод подачи серы осуществляют через узел смешения, обеспечивающий турбулентный режим движения смеси серы и модификатора от узла смешения ко второму аппарату кавитационно-энергетической обработки.

Поставленные задачи в части устройства решаются благодаря тому, что в установке производства серного цемента, включающей камеру перемешивания серы и модификатора, по изобретению установка снабжена обогреваемыми емкостями для серы и для модификатора, аппаратом обработки модификатора, трубопроводами подачи серы и модификатора, узлом смешения серы и модификатора, трубопроводом подачи смеси серы и модификатора от узла смешения к камере перемешивания, причем аппарат обработки модификатора врезан в трубопровод подачи модификатора, а камера перемешивания и аппарат обработки модификатора выполнены в виде аппаратов кавитационно-энергетической обработки. Кроме того, соотношение длины трубопровода подачи смеси серы и модификатора и его диаметра составляет 30:70, а трубопроводы подачи серы и модификатора, трубопровод подачи серы и модификатора от узла смешения к камере перемешивания могут быть выполнены обогреваемыми.

Данное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором приведена схема заявленной установки производства серного цемента, используемой для осуществления заявленного способа.

Установка для производства серного цемента состоит из обогреваемых емкостей для серы 1 и для модификатора 2, аппарата обработки модификатора 3, дозировочных плунжерных насосов 4 и 5, трубопроводов подачи серы 6 и модификатора 7, узла смешения 8 серы и модификатора, трубопровода 9 подачи смеси серы и модификатора от узла смешения 8 к камере перемешивания 10, задвижек 11 и 12 и регулируемых клапанов 13 и 14.

Аппарат обработки модификатора 3 врезан в трубопровод подачи модификатора 7, а камера перемешивания 10 и аппарат обработки модификатора 3 выполнены в виде аппаратов кавитационно-энергетической обработки. Соотношение длины трубопровода 9 подачи серы и модификатора и его диаметра составляет 30:70.

Трубопроводы подачи серы 6 и модификатора 7, трубопровод 9 подачи смеси серы и модификатора от узла смешения 8 к камере перемешивания 10 выполнены обогреваемыми.

Способ осуществляется следующим образом (см. чертеж).

Сера в жидком виде из обогреваемой емкости 1 дозировочным плунжерным насосом 4 через регулируемый клапан 13 подается в трубопровод 6. Модификатор из обогреваемой емкости 2 через задвижку 11 забирается дозировочным плунжерным насосом 5, за которым установлена задвижка 12, и под избыточным давлением направляется по обогреваемому трубопроводу 7 в аппарат обработки модификатора 3, где происходит обработка, приводящая к его реструктуризации.

Обработанный в аппарате 3 модификатор подается через регулируемый клапан 14 в узел смешения 8 серы и модификатора, который обеспечивает турбулентное движение смеси серы и модификатора по трубопроводу 9, приводящее к образованию однородной смеси на конце трубопровода 9. Смесь серы и модификатора в виде однородного раствора по трубопроводу 9 подается в камеру перемешивания 10, где при 140-150^oС под воздействием кавитационно-энергетической обработки и интенсивного перемешивания происходит образование сополимерной серы. Из камеры перемешивания 10 продукт подается в обогреваемую емкость 15 и далее на грануляцию (на чертеже не показано).

Данное изобретение позволяет получить продукт, заменяющий обычный цемент в бетонах и превосходящий его по своим свойствам. Использование изобретения обеспечивает непрерывный интенсивный технологический процесс с применением более дешевого, экологически безопасного химического модификатора.