СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА


--- Закажите полную версию данного патента ---
.RU (11) 2214374 (13) C2

(51) 7 C04B11/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.10.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001132526/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.12.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.12.03 
(45) Опубликовано: 2003.10.20 
(56) Аналоги изобретения: БУТТ Ю.М. и др. Технология вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1965, с.31, 49-51. RU 2096365 C1, 20.11.1997. SU 1011580 A, 15.04.1983. DE 2815792 A1, 02.11.1978. DE 1758766 B2, 25.08.1977. ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Стройиздат, 1965, с.9. 
(71) Имя заявителя: Маков Сергей Павлович (RU) 
(72) Имя изобретателя: Маков Евгений Павлович (KZ); Маков С.П. (RU); Хлебов Вячеслав Прокофьевич (KZ) 
(73) Имя патентообладателя: Маков Евгений Павлович (KZ); Маков Сергей Павлович (RU); Хлебов Вячеслав Прокофьевич (KZ) 
(98) Адрес для переписки: 115470, Москва, Кленовый б-р, 10, корп.1, кв.129, С.П. Макову 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА 

Изобретение относится к производству гипсовых вяжущих материалов воздушного твердения, используемых для производства гипсовых изделий главным образом для внутренних частей здания, а также для штукатурных и отделочных работ. В способе получения строительного гипса, включающем нагрев двуводного гипса до температуры 140-190oС с охлаждением и помолом, двуводный гипс фракции 0-25 мм формируют в виде вертикально ориентированных параллельных нисходящих слоев и производят фильтрацию теплоносителя в каждом слое одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях, а теплоноситель в слой гипса подают при двухступенчатом нагреве в интервале температуры 250-700oС. На первой ступени в слой подают теплоноситель с температурой 450-700oС, а на второй - с температурой 250-450oС. Соотношение высоты слоя гипса на первой ступени к высоте слоя на второй ступени составляет 1: 1-5. Охлаждение осуществляют подачей в слой гипса воздуха, который после нагрева в нем смешивают с теплоносителем и подают в слой на второй ступени. Технический результат - равномерность термообработки и многократное увеличение производительности при снижении энергетических и тепловых затрат. 3 з.п.ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству гипсовых вяжущих материалов воздушного твердения, используемых для производства гипсовых изделий главным образом для внутренних частей зданий, а также для штукатурных и кладочных работ.

Известен способ получения строительного гипса, включающий помол двуводного гипса /гипсового камня/ с последующей термической обработкой при температуре 140-190oC. Способ осуществляют в варочных котлах периодического и непрерывного действия /Большая советская энциклопедия, М. Изд-во "Советская энциклопедия", т. 6, 1971, с.549-550/.

Недостатком способа является неэффективный нагрев материала через металлические стенки гипсоварочного котла, сдерживающий рост производительности и повышение энергетических затрат на помол двуводного гипса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения строительного гипса путем нагрева двуводного гипса фракции 10-35 мм при температуре 140-190oС во вращающейся печи при движении теплоносителя в прямоточном или в противоточном направлении с начальной его температурой 750-1000oС с последующими охлаждением и помолом полуводного гипса /Ю.М. Бутт и др. "Технология вяжущих веществ". М.: Изд-во "Высшая школа", 1965, с. 31, 39, 41. 49-51/.

Недостатком способа является потеря мелкофракционного сырья /менее 10 мм/, неравномерный обжиг двуводного гипса различного размера и низкая удельная и агрегатная производительность, обусловленная длительностью нагрева и дегидратации гипса фракции 10-35 мм и низким заполнением материалом вращающегося барабана /около 15%/. Кроме того, принудительный транспорт материала во вращающемся барабане за счет электрического привода повышает энергетические затраты на производство строительного гипса, а запечные пылеосадители существенно усложняют способ, снижают его компактность и повышают материальные и энергетические затраты.

В основу изобретения положена задача создания интенсивного скоростного высокопроизводительного способа получения строительного гипса при безотходном использовании сырья и снижении энергетических и эксплуатационных затрат.

Эта задача решается посредством способа получения строительного гипса, включающего нагрев двуводного гипса до температуры 140-190oС с охлаждением и помолом, согласно изобретению двуводный гипс фракции 0-25 мм формируют в виде вертикально ориентированных параллельных нисходящих слоев и производят фильтрацию теплоносителя в каждом слое одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях, причем теплоноситель в слой указанного гипса подают при двухступенчатом нагреве в интервале температуры 250-700oС.

Возможен вариант, когда на первой ступени в слой подают теплоноситель с температурой 450-700oС, а на второй - с температурой 250-450oС.

Целесообразно, чтобы соотношение высоты указанного гипса на первой ступени к высоте слоя на второй ступени составляло 1:1-5.

Рационально в способе охлаждение осуществлять подачей в слой гипса воздуха, который после нагрева в нем смешивают с теплоносителем и подают в слой на второй ступени.

Такое выполнение способа позволяет безотходно использовать сырье, интенсивно нагревать двуводный гипс с получением равномерно дегидратированного продукта при широком диапазоне производительности с низкими капитальными и эксплуатационными затратами.

Сущность способа получения строительного гипса по скоростной технологии заключается в термообработке двуводного гипса фракции 0-25 мм в плотном нисходящем фильтрующем слое при разделении материала и теплоносителя на многочисленные вертикально ориентированные и параллельные слоевые потоки и организованной фильтрации теплоносителя одновременно в прямотоке, противотоке и перекрестном токе.

На фиг. 1 показана схема материальных потоков при поочередной по горизонтали и вертикали подаче теплоносителя в потоки /слои/ материала по каналам со знаком /+/ и отвода из слоя отходящих газов по каналам со знаком /-/. Градиент давления газов в каждом слое создают тягодутьевые вентиляторы /на фиг.1 вентиляторы не показаны/. Материал распределяется по стрелкам А на вертикально ориентированные и параллельные слои между вертикально расположенными рядами каналов и движется вниз под действием гравитации, и после дегидратации выгружается по стрелкам В. Теплоноситель в слой материала поступает по стрелкам Т в прямоточном направлении, по стрелкам Е в противоточном направлении и по стрелкам С в перекрестноточном направлении. Благодаря всесторонней фильтрации газов в слое интенсифицируется теплообмен, создаются равномерный нагрев и дегидратадия двуводного гипса и повышается производительность. Этому также способствует возможность расширения зоны термообработки за счет увеличения количества слоев материала и потоков теплоносителя, и площади фильтрующего слоя.

Чередующий по горизонтали и вертикали ввод в слой потоков теплоносителя и вывод из слоя потоков отходящих газов по всему объему обрабатываемого материала позволяет производить фильтрацию теплоносителя в каждом слое одновременно в прямотоке, противотоке и перекрестном токе. Возможность уменьшения толщины каждого нисходящего фильтрующего слоя позволяет снизить гидравлическое сопротивление, что обусловливает возможность уменьшения размеров зерен исходного двуводного гипса. Это инициирует теплообмен и рост производительности.

Мягкий режим термообработки двуводного гипса фракции 0-25 мм в каждом нисходящем слое при фильтрации теплоносителя одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях позволяет равномерно производить дегидратацию гипса с использованием мелких и пылевидных фракций. Этот процесс протекает в течение 3-5 мин, однако с увеличением размера зерен гипса выше 25 мм интенсивность термообработки снижается, а вместе с тем снижается производительность и увеличивается расход тепла на термообработку.

Скоростной и мягкий режим термообработки при фильтрации теплоносителя одновременно в прямотоке, противотоке и перекрестном токе в слое гипса фракции 0-25 мм позволяет вести процесс нагрева при достаточно высоких температурах /250-700oС/ теплоносителя и нагревать материал до температуры 140-190oС. Увеличение температуры теплоносителя ниже 250oС существенно повышает время термообработки и снижает производительность.

Применение двухступенчатой термообработки двуводного гипса существенно интенсифицирует процесс производства высококачественного продукта. Первоначальный высокотемпературный поток теплоносителя при 450-700oС обеспечивает скоростной нагрев материала до 140-160oС и полное удаление естественной влаги, а дальнейшая подача в слой низкотемпературного теплоносителя при 250-450oС обеспечивает интенсивную дегидратацию гипса при высоком качестве продукта в интервале температуры его нагрева 140-190oС.

На фиг. 2 показана схема материальных потоков при двухступенчатой термообработке. Принятое соотношение высоты слоя материала на первой ступени термообработки к высоте слоя материала на второй ступени термообработки, равное 1: 1-5, выбрано из расчета нагрева материала на первой ступени термообработки до температуры 140-160oС. Это соотношение зависит от плотности слоя /естественной влажности/. При отсутствии или низком содержании влаги увеличивают высоту второй ступени термообработки вплоть до верхнего граничного значения /1:5/.

Применение окружающего холодного воздуха для подачи в слой продукта после термообработки обеспечивает безынерционную его транспортировку ленточными конвейерами и помол продукта в шаровых мельницах. Это упрощает технологию и повышает компактность производства строительного гипса, а использование подогретого в продукте воздуха с подачей его в теплоноситель на второй ступени термообработки повышает термический КПД процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Гипсовый камень дробят с получением фракции 0-25 мм и подают по стрелкам А на термообработку /фиг.1/ в камеру 1, оснащенную системой каналов 2, которые поочередно подключены по горизонтали и вертикали к подаче теплоносителя по каналам /+/ и к отводу отходящих газов по каналам /-/. Двуводный гипс распределяется между вертикальными рядами каналов 2, движется вниз за счет гравитации и после термообработки по стрелкам выгружается, и после охлаждения поступает на помол.

Теплоноситель в слой материала подают при температуре 250-700oC по стрелке Р на высоте OH по каналам /+/, где газы в камере фильтруются в каждом слое по стрелкам Т, Е и С соответственно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях относительно опускающегося вниз материала. Пройдя слой материала теплоноситель поступает в каналы /-/ и по стрелке R удаляется в атмосферу, минуя стадию пылеочистки, поскольку сам слой является мокрым зернистым фильтром, максимально сдерживающим пылевыброс.

В другом варианте фильтрация теплоносителя на высоте ОН организована двухступенчатой /фиг.2/, причем на первой ступени на высоте ОD теплоноситель в слой подают по каналам /+/ по стрелке Q при температуре 450-700oС, а на второй ступени на высоте DН теплоноситель подают по стрелке Р с температурой 250-450oС. Соотношение высоты первой и второй ступеней фильтрации газов в слое (соотношение ОD: DН), равное 11-5. Фильтрацию газов в каждом слое на первой и второй ступенях термообработки производят, как и в предыдущем варианте, в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях по отношению к опускающемуся вниз материалу. Вывод отходящих газов производят по каналам /-/ и затем по стрелке R выбрасывают в атмосферу.

Лучший вариант осуществления способа

В этом варианте /фиг.3/ на высоте ОH, как и в предыдущем варианте, осуществляют двухcтадийную термообработку материала и после этого на высоте НК камеры 1 подвергают охлаждению окружающим воздухом, который подают по стрелке М и фильтруют в каждом слое одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях соответственно по стрелкам Т, Е и С и затем по каналам /-/ и стрелке F выводят из слоя подогретый воздух, который вместе с теплоносителем, поступающим в слой по стрелке Р, подают во вторую ступень термообработки. Отходящие из слоя газы по стрелке R выбрасывают в атмосферу, минуя стадию пылеочистки.

Примеры выполнения

Из гипсового камня с естественной влажностью 5-7% готовят материал фракции 0-25 мм и подают его на термообработку в установку, оснащенную системой подачи теплоносителя по каналам /+/ и отвода газов по каналам /-/, при фильтрации газов одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях. Соотношение высоты слоя материала на первой ступени к высоте слоя на второй ступени в установке составляло 1:2.

Пример 1

В установку, изготовленную по схеме фиг.2, подают материал фракции 0-25 мм и теплоноситель в первую ступень термообработки с температурой 700oС и во вторую ступень термообработки с температурой 350oC. Время термообработки составляет 4,5 мин, производительность - 2,8 т/м3ч температура отходящих газов - 70oС, температура готового продукта - 180oС.

Пример 2

В установку, изготовленную по схеме фиг.1, подают материал фракции 0-25 мм и теплоноситель с температурой 500oС. Время термообработки 5 мин, производительность 2,5 т/м3ч, температура готового продукта 175oC, температура отходящих газов 90oС.

Пример 3

В установку, изготовленную по схеме фиг.3, подают материал фракции 0-25 мм и теплоноситель в первую ступень термообработки с температурой 600oС и во вторую ступень с температурой 400oС. Последний смешивают с воздухом, нагретым в слое после второй ступени термообработки. Время термообработки 5 мин, производительность 2,5 т/м3ч, температура отходящих газов 65oС, температура готового продукта 60oС. Расход горючего снижается на 12% по отношению к предыдущим вариантам.

Настоящее изобретение не ограничивается описанными примерами выполнения и возможны различные модификации и другие варианты осуществления способа скоростного получения строительного гипса в нисходящем фильтрующем слое без отклонения от объема и существа настоящего изобретения.

На основании данного изобретения могут быть разработаны и изготовлены различные конструкции установок для скоростного производства строительного гипса в плотном нисходящем фильтрующем слое производительностью от нескольких тонн до 1000 и более тонн в час.

Настоящий способ характеризуется высокой агрегатной и удельной производительностью, компактностью, низким расходом топлива и электроэнергии, безотходным использованием сырья, высокой однородностью продукта и повышенной экологической безопасностью. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения строительного гипса, включающий нагрев двуводного гипса до температуры 140-190oС с охлаждением и помолом, отличающийся тем, что двуводный гипс фракции 0-25 мм формируют в виде вертикально ориентированных параллельных нисходящих слоев и производят фильтрацию теплоносителя в каждом слое одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестноточном направлениях, причем теплоноситель в слой указанного гипса подают при двухступенчатом нагреве в интервале температуры 250-700oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой ступени в слой подают теплоноситель с температурой 450-700oС, а на второй - с температурой 250-450oС.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что соотношение высоты слоя указанного гипса на первой ступени к высоте слоя на второй ступени составляет 1: 1-5.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют подачей в слой гипса воздуха, который после нагрева в нем смешивают с теплоносителем и подают в слой на второй ступени.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru