Технологическая линия для получения композиционного материала конструкционного назначения

Полезная модель относится к оборудованию для получения древесно-полимерного композиционного материала на основе некондиционного древесного сырья, отходов производства слоистых пластиков (текстолит, гетинакс) и промышленных отходов производства фенолоформальдегидных смол.

Заявляемая технологическая линия включает узел подготовки древесных отходов, состоящий из вибросита 2, соединенного с ленточным конвейером 1, узел подготовки модификатора, состоящий из измельчителя отходов производства слоистых пластиков 5, например, марки ИРВ-02, и транспортера 6, узел дозирования компонентов, выполненный в виде бункера-дозатора древесных отходов 4, сообщенного с виброситом 2 с помощью транспортера 3, бункера-дозатора 7 измельченных отходов производства слоистых пластиков, сообщенного с измельчителем 5 отходов производства слоистых пластиков с помощью транспортера 6, бака-дозатора 8 фенолосодержащих сточных вод, бака-дозатора 9 раствора гидроксида аммония, бака-дозатора 10 раствора формалина, бака-дозатора 11 раствора гидроксида натрия, сообщенных с реактором-смесителем 12, в котором осуществляется смешение компонентов, поликонденсация с получением композиционного материала и его сушка под вакуумом, узел конденсации паровоздушной смеси, выполненный в виде холодильника-конденсатора трубчатого типа 13, сообщенного с реактором-смесителем 12 и сборником конденсата 14. Вакуумирование в реакторе-смесителе 12 создается вакуум-насосом 15, соединенным с реактором-смесителем 12 через сборник конденсата 14.

Технический результат - создание компактной технологической линии, обеспечивающей комплексную переработку отходов производства с получением конструкционного материала.

1 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 1 рис.

Полезная модель относится к оборудованию для получения древесно-полимерного композиционного материала на основе некондиционного древесного сырья, отходов производства слоистых пластиков (текстолит, гетинакс) и промышленных отходов производства фенолоформальдегидных смол.

Известна технологическая линия для производства строительных материалов, включающая блок подготовки композиционной смеси, выполненный в виде узла смешения компонентов измельченных древесных отходов, магнезиального вяжущего и минерализатора [Свидетельство RU на полезную модель 16839, B27 5/00, 3/16 2001].

Известная технологическая линия не имеет в узле смешения дозирующих устройств, обеспечивающих подачу водных растворов компонентов композиционной смеси.

Известно устройство для получения композиционных материалов путем смешения твердых, жидких и вязкотекучих компонентов друг с другом, содержащее два горизонтальных вращающихся лопастных вала, размещенных в корпусе, под которым перпендикулярно оси валов расположены разгрузочно-смесовые шнеки, размещенные параллельно друг другу и расположенные в кожухе, сообщенном с корпусом посредством люков [Патент RU на полезную модель 42183, B01F 7/08, 2004 г.].

Известное устройство недостаточно функционально для его использования в технологическом процессе получения композиционного материала конструкционного назначения, поскольку вышеназванное устройство обеспечивает только смешение компонентов композиционной смеси, но не может обеспечить предварительную подготовку исходных материалов к дальнейшему переделу и точную дозировку компонентов в перемешивающее устройство, что является одним из основных условий приготовления композиционной смеси высокой степени гомогенизации.

Известна технологическая линия утилизации и обезвреживания сточных вод производства фенолоформальдегидных смол, включающая узел приготовления реакционной смеси, узел процесса поликонденсации, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов, узел аммиачной обработки продукта поликонденсации, сушильный аппарат, ректификационную колонну, четыре теплообменных аппарата, пять мерников - дозаторов и пять сборников различных продуктов и полупродуктов [Липунов И.Н., Чарина М.В., Бабина М.Д. Переработка над смольных вод на предприятиях Уральского региона, Свердловск. ВСНТО. 1988. с.42).

Известная технологическая линия в силу многостадийности процесса требует большого количества основных технологических аппаратов и, как следствие, значительных производственных площадей. Кроме того, процессы сушки продукта поликонденсации и ректификации конденсата являются энергозатратными. Утильный продукт в виде фенолоформальдегидной смолы СФ-339 не нашел практического использования.

Задачей полезной модели является создание компактной технологической линии, обеспечивающей эффективное использование некондиционного древесного сырья и кусковых древесных отходов, а также отходов производства слоистых пластиков.

Поставленная задача решается тем, что заявляемая технологическая линия для получения древесно-полимерного композиционного материала конструкционного назначения включает реактор-смеситель, который сообщен с узлом подготовки древесных отходов, узлом подготовки модификатора, узлом дозирования компонентов в реактор-смеситель и узлом конденсации паровоздушной смеси, при этом узел подготовки древесных отходов выполнен, по меньшей мере, из вибросита и транспортера, узел подготовки модификатора включает измельчитель отходов производства слоистых пластиков и транспортер, узел дозирования компонентов в реактор-смеситель включает бункер-дозатор рабочей фракции древесных отходов, сообщенный с виброситом, бункер-дозатор измельченных отходов производства слоистых пластиков, сообщенный через транспортер с измельчителем отходов производства слоистых пластиков, бак-дозатор фенолосодержащих сточных вод, бак-дозатор раствора гидроксида аммония, бак-дозатор раствора формалина, бак-дозатор раствора гидроксида натрия, а реактор-смеситель сообщен с вакуум-насосом через узел конденсации паровоздушной смеси.

В реакторе смесителе происходит смешение компонентов, реакция поликонденсации с получением композиционного материала и его последующая сушка. Реактор-смеситель предпочтительно выполнен в виде двухлопастного смесителя и бикулярного шнекового смесителя, корпуса которых соединены между собой окнами, находящимися в днище лопастного смесителя. Такие реакторы-смесители выпускаются в промышленном масштабе под маркой МРС-2Ш-3000. Для регулирования температуры в реакционной зоне реактора-смесителя, последний снабжен рубашкой.

Подача в реактор-смеситель компонентов с узла дозирования компонентов осуществляется дозирующими устройствами через соответствующие загрузочные устройства, находящиеся в крышке реактора-смесителя.

Узел конденсации паровоздушной смеси выполнен в виде холодильника-конденсатора трубчатого типа, который на соответствующих стадиях технологического процесса работает как прямой, так и, как обратный холодильник.

Заявляемая полезная модель отличается новой совокупностью существенных признаков, обусловленных наличием дополнительных функциональных устройств, обеспечивающих подготовку твердых древесных отходов к дальнейшему использованию в качестве растительного наполнителя, а также подготовку измельченных отходов производства слоистых пластиков к дальнейшему их использованию в качестве модификатора, при одновременном обеспечении компактности технологической линии. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Заявляемое решение может быть использовано в технологических процессах получения композиционных материалов из измельченной некондиционной древесины и/или кусковых древесных отходов и отходов производства слоистых пластиков, а заявляемая полезная модель может быть изготовлена из серийно выпускаемого оборудования и скомпонована в заявляемую технологическую линию. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "промышленная применимость".

Заявляемая полезная модель иллюстрируется схемой цепи аппаратов, представленной на чертеже.

На представленном чертеже показана технологическая линия получения древесно-полимерного композиционного материала, включающая узел подготовки древесных отходов, состоящий из вибросита 2, соединенного с ленточным конвейером 1, узел подготовки модификатора, состоящий из измельчителя отходов производства слоистых пластиков 5, например, марки ИРВ-02, и транспортера 6, узел дозирования компонентов, выполненный в виде бункера-дозатора древесных отходов 4, сообщенного с виброситом 2 с помощью транспортера 3, бункера-дозатора 7 измельченных отходов производства слоистых пластиков, сообщенного с измельчителем 5 отходов производства слоистых пластиков с помощью транспортера 6, бака-дозатора 8 фенолосодержащих сточных вод, бака-дозатора 9 раствора гидроксида аммония, бака-дозатора 10 раствора формалина, бака-дозатора 11 раствора гидроксида натрия, сообщенных с реактором-смесителем 12, в котором осуществляется смешение компонентов, поликонденсация с получением композиционного материала и его сушка, выполненный в виде реактора-смесителя МРС-2Ш-3000 12, узел конденсации паровоздушной смеси, выполненный в виде холодильника - конденсатора трубчатого типа 13, сообщенного с реактором-смесителем 12 и сборником конденсата 14. Вакуумирование в реакторе-смесителе 12 создается вакуум-насосом 15, соединенным с реактором-смесителем 12 через сборник конденсата 14.

Заявляемая технологическая линия работает следующим образом.

Предварительном измельченное некондиционное древесное сырье и/или кусковые древесные отходы поступают с помощью ленточного транспортера 1 на вибросито 2. Рабочая фракция древесного наполнителя транспортером 3 подается в бункер-дозатор 4. Одновременно с этим отходы производства слоистых пластиков поступают в измельчитель 5 отходов производства слоистых пластиков. После измельчения рабочая фракция модификатора транспортером 6 подается в бункер-дозатор 7 измельченных отходов производства слоистых пластиков. В баки-дозаторы 8, 9, 10 и 11 подаются растворы надсмольной воды, гидроксида аммония, формалина и гидроксида натрия соответственно. При работающих лопастных валах и разгрузочно-смесовых шнеков в реактор-смеситель 12 с помощью соответствующих дозирующих устройств 4, 7 и 8 загружается древесный наполнитель, измельченные отходы производства слоистых пластиков и надсмольная вода с известным содержанием фенола и формальдегида.

После смешения компонентов в реактор-смеситель 12 через определенные промежутки времени с помощью дозаторов 9, 10, 11 подаются водные растворы аммиачной воды, формальдегида и гидроксида натрия соответственно. Образующаяся в реакторе-смесителе 12 парогазовая смесь поступает в холодильник-конденсатор 13 и в виде конденсата возвращается в реактор-смеситель 12.

Процесс сушки готового композита осуществляется под вакуумом, создаваемого в реакторе-смесителе 12 вакуум-насосом 15, образующаяся парогазовая смесь, проходя через холодильник-конденсатор 13, конденсируется и собирается в сборнике конденсата 14.

Заявляемая технологическая линия компактна, может быть установлена на предприятиях, производящих фенолоформальдегидную смолу, обеспечив полную утилизацию техногенных отходов производства с получением композиционного материала конструкционного назначения.

1. Технологическая линия для получения композиционного материала конструкционного назначения включает реактор-смеситель, который сообщен с узлом подготовки древесных отходов, узлом подготовки модификатора, узлом дозирования компонентов в реактор-смеситель и узлом конденсации паровоздушной смеси, отличающаяся тем, что узел подготовки древесных отходов выполнен, по меньшей мере, из вибросита и транспортера, узел подготовки модификатора включает измельчитель отходов производства слоистых пластиков и транспортер, узел дозирования компонентов в реактор-смеситель включает бункер-дозатор рабочей фракции древесных отходов, сообщенный с виброситом, бункер-дозатор измельченных отходов производства слоистых пластиков, сообщенный через транспортер с измельчителем отходов производства слоистых пластиков, бак-дозатор фенолосодержащих сточных вод, бак-дозатор раствора гидроксида аммония, бак-дозатор раствора формалина, бак-дозатор раствора гидроксида натрия, а реактор-смеситель сообщен с вакуум-насосом через узел конденсации паровоздушной смеси.

2. Технологическая линия для получения композиционного материала конструкционного назначения по п.1, отличающаяся тем, что реактор-смеситель выполнен в виде двухлопастного смесителя и бикулярного шнекового смесителя, корпуса которых соединены между собой окнами, находящимися в днище лопастного смесителя, и снабжен рубашкой.

3. Технологическая линия для получения композиционного материала конструкционного назначения по п.1, отличающаяся тем, что узел конденсации паровоздушной смеси состоит из соединенных друг с другом холодильника-конденсатора и сборника конденсата.