RU98423U1

RU98423U1 - VISCOUS LIQUID DEWATERING BOILER

Info

Publication number: RU98423U1
Application number: RU2010126645/03U
Authority: RU
Inventors: Станислав Анатольевич Метревели; Олег Олегович Мелихов; Юрий Яковлевич Никулин
Original assignee: Станислав Анатольевич Метревели; Олег Олегович Мелихов; Юрий Яковлевич Никулин
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2010-10-20

Abstract

Котел обезвоживания вязких жидкостей, содержащий теплоизолированную емкость с люком в верхней части, приемным и заборным патрубками, нагревательные элементы, датчик уровня, датчик температуры, битумный кран и кран для слива воды, вибратор, камеру сбора конденсата с холодильником, клапаном и продувным вентилятором, отличающийся тем, что в котел обезвоживания в локальную область нагрева битума и расположения нагревателей вводится вибрирующая решетка, причем ее элементы располагаются вдоль поверхностей нагрева на расстоянии, превышающем максимально возможную амплитуду колебания вибрирующей решетки, которая через шток жестко соединяется с вибратором, установленным на поверхности котла, а в верхние части торцов котла ввариваются дополнительные патрубки, один из которых через камеру сбора конденсата с холодильником, клапаном и продувным вентилятором соединяется трубопроводом с другим патрубком. A viscous fluid dehydration boiler containing a thermally insulated container with a hatch in the upper part, receiving and intake pipes, heating elements, a level sensor, a temperature sensor, a bitumen valve and a water drain valve, a vibrator, a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan, characterized the fact that a vibrating grating is introduced into the dehydration boiler in the local region of heating of bitumen and the location of the heaters, and its elements are located along the heating surfaces at a distance exceeding the maximum possible amplitude of oscillation of the vibrating grating, which is rigidly connected through the rod to a vibrator mounted on the surface of the boiler, and additional pipes are welded to the upper parts of the ends of the boiler, one of which is connected via a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan to the other pipe.

Description

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог и может быть использована при подготовке битума для приготовления горячей асфальтобетонной смеси, а также, обезвоживания гудрона и мазута.The utility model relates to the field of road construction and can be used in the preparation of bitumen for the preparation of hot asphalt mix, as well as the dehydration of tar and fuel oil.

Известны котлы обезвоживания БКЖ-15, ДС-6 и т.д. (В.Д.Портнягин. Особенности подготовки битумов и приготовление асфальтобетонных смесей. Учебное пособие. Министерство автомобильных дорог РСФСР. М.: 1988, 81 с. стр.40) представляющие собой сварные резервуары емкостью 10-30 м³, в нижней части рабочего пространства которых расположены ТЭНы, масляные регистры или жаровые трубы, а в верхней части имеются люки для выхода пара и проведения регламента.Known dehydration boilers BKZH-15, DS-6, etc. (VD Portnyagin. Features of the preparation of bitumen and the preparation of asphalt mixes. A training manual. Ministry of Roads of the RSFSR. M .: 1988, 81 pp. 40) representing welded tanks with a capacity of 10-30 m ³ , in the lower part of the working the spaces of which are heating elements, oil registers or flame tubes, and in the upper part there are hatches for steam output and the regulation.

Наиболее близким техническим решением является котел обезвоживания СИ - 201 (В.Д.Портнягин. Особенности подготовки битумов и приготовление асфальтобетонных смесей. Учебное пособие. Министерство автомобильных дорог РСФСР. М.: 1988, 81 с. стр.40), имеющий теплоизолированный корпус и оборудованный электронагревателями.The closest technical solution is a dehydration boiler SI - 201 (V.D. Portnyagin. Features of the preparation of bitumen and the preparation of asphalt mixes. A training manual. Ministry of Roads of the RSFSR. M .: 1988, 81 pp. 40), which has a heat-insulated casing and equipped with electric heaters.

Котел СИ - 201 работает на принципе свободной конвекции, что вследствие высокой вязкости (при 100°С≈4 Па·с) и малой теплопроводности (при 100°С≈0,14 Вт/м·°С) битума приводит к большой длительности процесса обезвоживания и значительным энергозатратам. При этом пар образующийся при кипении влаги в битуме удаляется из котла через открытый люк в атмосферу.The SI - 201 boiler operates on the principle of free convection, which, due to the high viscosity (at 100 ° С≈4 Pa · s) and low thermal conductivity (at 100 ° С≈0.14 W / m · ° С) of bitumen, leads to a long process dehydration and significant energy costs. In this case, the steam generated during boiling of moisture in the bitumen is removed from the boiler through an open hatch into the atmosphere.

К недостаткам, котла СИ - 201 следует отнести:The disadvantages of the boiler SI - 201 include:

- существенные энергозатраты на нагрев и обезвоживание битума, а также компенсацию тепловых потерь, вследствие большой длительности процесса обезвоживания;- significant energy consumption for heating and dehydration of bitumen, as well as compensation for heat loss, due to the long duration of the dehydration process;

- ухудшение качества битума за счет его перегрева и коксования в зоне нагревателей, а также окисления кислородом из-за свободного доступа воздуха в котел;- deterioration in the quality of bitumen due to its overheating and coking in the zone of heaters, as well as oxidation by oxygen due to the free access of air to the boiler;

- отрицательное влияние на экологию рабочей зоны вследствие испарения в атмосферу вместе с влагой легколетучих углеводородов.- a negative impact on the ecology of the working area due to evaporation into the atmosphere together with moisture of volatile hydrocarbons.

Задачей полезной модели является снижение энергетических затрат и сохранение качества вязких жидкостей при обезвоживании, а также снижение отрицательного влияния на окружающую среду за счет улавливания паров влаги и летучих углеводородов.The objective of the utility model is to reduce energy costs and preserve the quality of viscous fluids during dehydration, as well as to reduce the negative impact on the environment by trapping moisture vapor and volatile hydrocarbons.

Сущность полезной модели заключается в том, что котел обезвоживания вязких жидкостей, содержащий теплоизолированную емкость с люком в верхней части, приемным и заборным патрубками, нагревательные элементы, датчик уровня, датчик температуры, битумный кран и кран для слива воды, вибратор, камеру сбора конденсата с холодильником, клапаном и продувным вентилятором, при этом в котел обезвоживания в локальную область нагрева битума и расположения нагревателей вводиться вибрирующая решетка, причем ее элементы располагаются вдоль поверхностей нагрева на расстоянии превышающем максимально возможную амплитуду колебания вибрирующей решетки, которая через шток жестко соединяется с вибратором, установленным на поверхности котла, а в верхние части торцов котла ввариваются дополнительные патрубки, один из которых через камеру сбора конденсата с холодильником, клапаном и продувным вентилятором соединяется трубопроводом с другим патрубком.The essence of the utility model is that a viscous fluid dehydration boiler containing a thermally insulated container with a hatch in the upper part, intake and intake pipes, heating elements, a level sensor, a temperature sensor, a bitumen valve and a water drain valve, a vibrator, a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan, while a vibrating grate is introduced into the dehydration boiler in the local area of heating the bitumen and the location of the heaters, and its elements are located along the surface heating at a distance exceeding the maximum possible amplitude of oscillation of the vibrating grating, which is rigidly connected through the rod to a vibrator mounted on the surface of the boiler, and additional pipes are welded into the upper parts of the ends of the boiler, one of which is connected via a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan with another pipe.

Технический результат достигается повышением коэффициента теплоотдачи от нагревателей за счет введения в котел в локальную область нагрева битума и расположения нагревателей вибрирующей решетки, обеспечивающей вынужденную конвекцию битума в области нагрева, а также принудительным отведением и улавливанием паров испаряющейся влаги и летучих углеводородов.The technical result is achieved by increasing the heat transfer coefficient from the heaters due to the introduction of bitumen into the local heating region and the location of the heaters of the vibrating grating, which provides forced convection of bitumen in the heating region, as well as forced removal and capture of vapor of evaporating moisture and volatile hydrocarbons.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показаны на фиг.1 - конструкция котла обезвоживания вязких жидкостей, фиг.2 - сечение А-А.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where are shown in figure 1 - the design of the boiler dehydration of viscous liquids, figure 2 - section aa.

Котел обезвоживания вязких жидкостей содержит теплоизолированную емкость 1 с люком 2, приемный 3 и заборный 4 патрубки, нагревательные элементы 5, датчик уровня 6, датчик температуры 7, битумный кран 8 и кран 9 для слива воды, вибратор 10, камеру сбора конденсата 11 с холодильником 12, клапаном 13 и продувным вентилятором 14, вибрирующую решетку 15 со штоком 16, дополнительные патрубки 17 и 18, трубопровод 19.The viscous fluid dehydration boiler contains a thermally insulated tank 1 with a hatch 2, a receiving 3 and an intake 4 pipes, heating elements 5, a level sensor 6, a temperature sensor 7, a bitumen valve 8 and a water drain valve 9, a vibrator 10, a condensate collection chamber 11 with a refrigerator 12, a valve 13 and a purge fan 14, a vibrating grill 15 with a rod 16, additional pipes 17 and 18, a pipe 19.

Котел обезвоживания вязких жидкостей работает следующим образом. Через приемный патрубок 3 в емкость 1 котла обезвоживания, при закрытых кранах 8 и 9 и люке 2, заливается вязкая жидкость. При этом в емкости 1 создается повышенное давление и находящейся в ней избыток воздуха выходит через клапан 13 в камере сбора конденсата 11. При заполнении котла до рабочего уровня, определяемого датчиком 6, включаются нагреватели 5, вибратор 10 и продувной вентилятор 14. При этом колебания вибратора 10 через шток 16 передаются вибрирующей решетке 15 и вязкой жидкости, что приводит к ее вынужденному перемещению в области нагревателей и равномерному (без перегрева и коксования) нагреву. Вследствие создания вынужденной конвекции коэффициент теплоотдачи от нагревателе к вязкой жидкости возрастает в 1,5-2,5 раза, а время ее обезвоживания сокращается в 1,5-1,8 раз. Режим работы вибратора 10 может быть как непрерывным, так и дискретным и выбирается в зависимости от вида обезвоживаемой вязкой жидкости. Температура обезвоживаемой в котле вязкой жидкости определяется датчиком 7 и может поддерживаться в пределах заданных значений за счет управления работой нагревателей 5. Выделяющиеся при обезвоживании вязкой жидкости пары влаги и летучие углеводороды за счет работы продувного вентилятора 14 принудительно удаляются из емкости 1 через дополнительный патрубок 17 в камеру сбора конденсата 11. При этом из парогазовоздушной смеси влага конденсируется на холодильнике 12 и собирается в нижней части камеры сбора конденсата 11, а газовоздушная смесь возвращается через трубопровод 19 и дополнительный патрубок 18 в емкость 1. При удалении влаги из вязкой жидкости отсутствует контакт атмосферного воздуха с газовоздушной смесью внутри емкости 1 котла, что позволяет существенно замедлить реакции окисления вязкой жидкости кислородом воздуха, то есть сохранить ее качество, а также предотвратить улетучивание углеводородов в атмосферу, то есть улучшить экологическую обстановку в рабочей зоне. По окончанию процесса обезвоживания, о котором свидетельствует резкое повышение температуры вязкой жидкости в емкости 1, нагреватели 5, вибратор 10 и продувной вентилятор 14 выключаются и вязкая жидкость из емкости 1 через патрубок 4 и открытый битумный кран 8 выдается потребителю. При заборе вязкой жидкости в котле создается вакуумирование, при этом открывается клапан 13 и емкость 1 заполняется воздухом. Влага из камеры сбора конденсата удаляется через открытый кран 9 для слив воды. Краны 8 и 9 закрываются. Люк 2 в емкости 1 предназначен для проведения регламентных работ. Котел готов к следующему циклу обезвоживания.The boiler dehydration of viscous liquids works as follows. Through the inlet pipe 3, a viscous liquid is poured into the tank 1 of the dewatering boiler, with taps 8 and 9 closed and the hatch 2. At the same time, increased pressure is created in the tank 1 and the excess air inside it leaves through the valve 13 in the condensate collection chamber 11. When the boiler is filled to the operating level determined by the sensor 6, the heaters 5, the vibrator 10 and the purge fan 14 are turned on. 10 through the rod 16 are transmitted to the vibrating lattice 15 and a viscous liquid, which leads to its forced movement in the area of the heaters and uniform (without overheating and coking) heating. Due to the creation of forced convection, the heat transfer coefficient from the heater to a viscous fluid increases by 1.5-2.5 times, and its dehydration time is reduced by 1.5-1.8 times. The operating mode of the vibrator 10 can be either continuous or discrete and is selected depending on the type of dehydrated viscous fluid. The temperature of the viscous liquid dehydrated in the boiler is determined by the sensor 7 and can be maintained within the specified values by controlling the operation of the heaters 5. Moisture vapor and volatile hydrocarbons released during the dehydration of the viscous liquid due to the operation of the purge fan 14 are forcibly removed from the tank 1 through an additional pipe 17 into the chamber condensate collection 11. In this case, moisture condenses from the vapor-gas mixture on the refrigerator 12 and is collected in the lower part of the condensate collection chamber 11, and the gas-air mixture it is returned through the pipe 19 and an additional pipe 18 to the tank 1. When moisture is removed from the viscous liquid, there is no contact of atmospheric air with the gas-air mixture inside the boiler 1, which can significantly slow down the oxidation of the viscous liquid with atmospheric oxygen, that is, maintain its quality and also prevent the volatilization of hydrocarbons in the atmosphere, that is, to improve the environmental situation in the working area. At the end of the dehydration process, as evidenced by a sharp increase in the temperature of the viscous liquid in the tank 1, the heaters 5, the vibrator 10 and the purge fan 14 are turned off and the viscous liquid from the tank 1 through the pipe 4 and an open bitumen valve 8 is issued to the consumer. When a viscous fluid is taken in the boiler, evacuation is created, and valve 13 opens and tank 1 is filled with air. Moisture from the condensate collection chamber is removed through an open valve 9 to drain the water. Cranes 8 and 9 close. Hatch 2 in the tank 1 is designed for routine maintenance. The boiler is ready for the next dehydration cycle.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обладает следующими достоинствами:Thus, the proposed utility model has the following advantages:

- позволяет снизить энергозатраты в 1,4-1,6 раз и сократить время обезвоживания вязких жидкостей в 1,5-1,8 раз;- allows to reduce energy consumption by 1.4-1.6 times and reduce the time of dehydration of viscous fluids by 1.5-1.8 times;

- позволяет сохранить качество обезвоживаемой вязкой жидкости;- allows you to maintain the quality of dehydrated viscous fluid;

- позволяет улучшить экологию в рабочей зоне;- allows you to improve the environment in the working area;

- может быть реализована, как в заводском исполнении, так и путем модернизации существующих котлов обезвоживания с различными системами нагрева (электрическими нагревателями, масляными или паровыми регистрами, жаровыми трубами);- It can be implemented both in the factory version and by modernizing existing dehydration boilers with various heating systems (electric heaters, oil or steam registers, heat pipes);

- может быть полностью автоматизирована.- It can be fully automated.

Claims

A viscous fluid dehydration boiler containing a thermally insulated container with a hatch in the upper part, receiving and intake pipes, heating elements, a level sensor, a temperature sensor, a bitumen valve and a water drain valve, a vibrator, a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan, characterized the fact that a vibrating grating is introduced into the dehydration boiler in the local region of heating of bitumen and the location of the heaters, and its elements are located along the heating surfaces at a distance exceeding the maximum possible amplitude of oscillation of the vibrating grating, which is rigidly connected through the rod to a vibrator mounted on the surface of the boiler, and additional pipes are welded to the upper parts of the ends of the boiler, one of which is connected via a condensate collection chamber with a refrigerator, a valve and a purge fan to the other pipe.