本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地指一種乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備及其工藝。

背景技術(shù)：

乳化瀝青是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型材料，以其節(jié)能、延長施工季節(jié)、減少污染、減輕勞動強度等優(yōu)點而深受公路、市政部門的歡迎。

所謂瀝青乳化就是將瀝青熱融，經(jīng)過機械的作用以細小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液之中，形成水包油狀的瀝青乳液

在瀝青乳化的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量由以下因數(shù)確定：

a.各點的溫度[熱瀝青儲罐、熱水罐、乳化劑水溶液罐、摻配罐、油(瀝青)水(乳化劑水溶液罐)混合器等]應(yīng)可監(jiān)控、報警(一般要求在±1℃以內(nèi))；

b.各點液位(熱瀝青儲罐、熱水罐、乳化劑水溶液罐、乳化瀝青儲罐)應(yīng)可監(jiān)控、報警(一般要求在總?cè)莘e的±1％以內(nèi))；

c.油(瀝青)水(乳化劑水溶液)配比精度應(yīng)可控制(一般要求在±1％以內(nèi))；

d.乳化劑與瀝青的適配性能佳。

在以上4點中；

a.各點的溫度已有成熟的工藝控制；

b.各點的液位已有成熟的工藝控制；

d.乳化劑與瀝青的適配性可以在實驗室確定；

其中最主要的工序是瀝青、水、乳化劑的合理參配，目前生產(chǎn)工藝中普遍采用的工藝如下：在乳化劑反應(yīng)釜中配制出符合工藝要求的乳化劑水溶液，然后，分別由乳化劑水溶液泵和瀝青泵將兩種液體按一定比例同時泵入膠體磨研磨、細化，制出乳化瀝青。

實現(xiàn)乳化劑水溶液和瀝青按比例同時泵入膠體磨，可以由兩種途徑實現(xiàn)。

1.通過實驗，確定泵和所泵介質(zhì)流量與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系，通知對泵的轉(zhuǎn)速的控制達到控制流量的目的；

2.通過在介質(zhì)回路上加裝流量計量裝置，直接實現(xiàn)對流量的控制。

上述兩種途徑各自存在缺陷：

1.前者的缺陷在于：受原料品種、溫度、粘度、壓力等因素影響，泵的輸出流量與轉(zhuǎn)速是非線性關(guān)系，泵的輸出流量與泵的轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系只能通過大量的試驗確定，而一旦系統(tǒng)的溫度、粘度、壓力中一個因素改變，泵的輸出流量與泵的轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系就有可能改變，因而導(dǎo)致配比精度無法保證且需生產(chǎn)過程中需隨時校正；其次，生產(chǎn)中產(chǎn)量無法實時顯示；

2.后者的的缺陷在于：目前最常用流量計，主要有：差壓式流量計、容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計質(zhì)量流量計等，在這些流量計中，只有容積式流量計和渦輪式流量計重復(fù)性、精度較佳，能夠勉強適應(yīng)乳化瀝青生產(chǎn)工藝的精度要求，其他流量計，因為測量精度偏低、測量范圍窄、現(xiàn)場安裝條件要求高、壓損大、耐壓力低、不適應(yīng)于低雷諾數(shù)流體測量、需較長直管段、不適用測量由釋放的石油制品流體、不適用氣體、蒸汽及含有較大氣泡的液體、不適用高溫場合等諸多原因而不適合乳化瀝青生產(chǎn)工藝需要。就是容積式流量計、渦輪流量計也因為瀝青的高溫、高粘性能及高、低溫不同的物態(tài)，而需要特別定制，大大提高了設(shè)備成本，同時對操作人員的素質(zhì)有較高要求，儀表的維護、保養(yǎng)也有較高要求。

綜上所述：現(xiàn)行的乳化瀝青生產(chǎn)工藝，其油水比的控制，都是通過計量瀝青流量、乳化劑水溶液流量、乳化瀝青成品流量之中的兩個，經(jīng)計算后通過伺服機構(gòu)改變?yōu)r青流量或乳化劑水溶液流量實現(xiàn)?，F(xiàn)行工藝的好處在于：瀝青和乳化劑水溶液流量(體積)可以精確控制，乳化瀝青成品油水比控制準(zhǔn)確，不足之處在于

1.瀝青為高溫高粘液體且常溫時為固體的非導(dǎo)電體，其計量用的流量計成本高、維修麻煩、使用條件苛刻(液體計量流量計無外乎壓差式、浮式、容積式、渦輪式、電磁式、靶式幾種，瀝青因是高溫高粘液體，壓差式、浮式、渦輪式不適用，又因為是非導(dǎo)電體，電磁式不適用，又因為是高溫工作環(huán)境，溫差特別大，靶式流量計極易零點漂移，故現(xiàn)行乳化瀝青生產(chǎn)工藝中瀝青計量均采用容積式流量計，但不同產(chǎn)地、不同標(biāo)號、不同品牌的基質(zhì)瀝青在同一溫度的比重相差較大，即使同產(chǎn)地、同標(biāo)號、同品牌的基質(zhì)瀝青在不同的溫度比重也相差非常大，而乳化瀝青的油水比又是重量比，這里就還存在一個比重換算的問題，稍有不慎，即會導(dǎo)致油水比例超標(biāo)。考慮到瀝青高溫高粘，計量瀝青的流量計需要做專門的處理，而這種處理是以犧牲精度為代價的。因瀝青常溫時為固體，用于瀝青計量的容積式流量計一般做夾套保溫處理，夾套中的加熱介質(zhì)溫度遠高于瀝青溫度，之間的溫差有會犧牲一部分流量計的精度；

2.乳化劑水溶液為酸性(陽離子)或堿性(陰離子)，對流量計的防腐要求很高，即使采用不銹鋼材質(zhì)，也只是減緩腐蝕速度而已，部件的更換率很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種新型的乳化瀝青生產(chǎn)工藝，既能準(zhǔn)確控制油(瀝青)水(乳化劑水溶液)配比精度又能克服現(xiàn)行工藝的缺陷。

可以實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備，包括矩形機架(1)，所述機架(1)上依次平行設(shè)置有反應(yīng)釜a(2)、反應(yīng)釜b(3)和供給支架(4)，所述供給支架(4)為上下兩層結(jié)構(gòu)，所述供給支架(4)的下層平行對稱設(shè)置有瀝青供給泵(5)和初級乳化瀝青泵(6)，所述供給支架(4)的上層設(shè)置有膠體磨(7)，所述瀝青供給泵(5)的泵口一側(cè)設(shè)置有瀝青輸入管(5.1)，其另一側(cè)設(shè)置有型分流管(5.2)，所述分流管(5.2)一端與瀝青輸送管(5.3)連通，所述分流管(5.2)另一端通過瀝青換向管(5.4)與膠體磨(7)連通；所述瀝青輸送管(5.3)分別與反應(yīng)釜a(2)和反應(yīng)釜b(3)的頂蓋連接，所述初級乳化瀝青泵(6)的泵口一側(cè)設(shè)置有與瀝青換向管(5.4)連通的連接管(6.1)，其另一側(cè)設(shè)置有供給管(6.2)，所述供給管(6.2)分別與反應(yīng)釜a(2)和反應(yīng)釜b(3)的側(cè)壁連接，所述反應(yīng)釜a(2)和反應(yīng)釜b(3)頂蓋上均與乳化劑水溶液供給管(8)連接。

進一步的，本發(fā)明還提供一種乳化瀝青生產(chǎn)工藝，采用上文所述的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備，包括以下步驟：

a.乳化機水溶液的配置：

自來水經(jīng)水閥3注入反應(yīng)釜1中，注入量為500l～2500l，通過開啟、關(guān)閉導(dǎo)熱油閥，反應(yīng)釜a1中自來水的溫度保持70℃±1℃，然后按擬生產(chǎn)乳化瀝青重量的3～7‰添加乳化劑、擬生產(chǎn)乳化瀝青重量的1～5％添加各種添加劑，添加完畢，再向反應(yīng)釜1中注入自來水，使反應(yīng)釜a1中的乳化劑水溶液重量為1000l～5000l，通過開啟、關(guān)閉導(dǎo)熱油閥4和18，反應(yīng)釜a1中乳化劑水溶液的溫度保持50℃～60℃；反應(yīng)釜b5中的乳化劑水溶液按上述方法配制。

b.為本裝置提供熱瀝青的瀝青罐溫度加熱到120～160℃；

c.開啟反應(yīng)釜a1和反應(yīng)釜b5上的攪拌器，瀝青泵10將溫度為120℃～160℃的熱瀝青從瀝青罐中抽出，經(jīng)瀝青輸送管、瀝青閥19供給反應(yīng)釜a1或經(jīng)過瀝青閥17供給反應(yīng)釜b5，乳化劑水溶液與熱瀝青按重量比1∶3/7～1∶7/3進行乳化瀝青初級溶混液的配制，配制完成后，混合液泵11泵將乳化瀝青初級溶混液經(jīng)乳化劑供給閥21或乳化劑供給閥15，打入膠體磨25進行研磨、細化，完成乳化瀝青制作。

本發(fā)明一種新型乳化瀝青生產(chǎn)工藝操作簡單，操作人員可依據(jù)顯示屏給出的物料重量，輕松掌握參配比例，省時省力；同時能及時了解生產(chǎn)進度、產(chǎn)品產(chǎn)量，且簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，減小了占地面積，降低了設(shè)備成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的乳化瀝青生產(chǎn)工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明所述的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的俯視圖；

圖3是本發(fā)明所述的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明所述的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的計重設(shè)備放大圖。

具體實施方式

參見附圖2-4中，根據(jù)本發(fā)明所述的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備，拗口機架22上，安裝兩個反應(yīng)釜a1和b5，其內(nèi)部均設(shè)有加熱器，頂部裝有攪拌器2和6，反應(yīng)釜壁外下端裝各有三個稱重器16，稱重器的支腳安放在機架上，承受反應(yīng)釜及其所盛物料的重力，稱重器的顯示屏裝在電器控制柜上，中間有信號線連接，可隨時顯示重力的變化；自來水通過閥3或閥7進入反應(yīng)釜，乳化機、改性劑及各種添加劑直接加入兩個反應(yīng)釜中。

機架另一端裝有膠體磨25、混合液泵11、瀝青泵10，膠體磨與后兩者以上下層結(jié)構(gòu)安裝在同一座架上。瀝青泵的作用是將熱瀝青從為本裝置提供熱瀝青的瀝青加溫罐中抽出，經(jīng)瀝青輸送管、閥17(或閥19)輸入反應(yīng)釜b5(或反應(yīng)釜a1)，進行乳化瀝青初級溶混液的配制?；旌弦罕玫淖饔檬菍⒃诜磻?yīng)釜b5(或反應(yīng)釜a1)中制成的乳化瀝青初級溶混液經(jīng)混合液閥15(或混合液閥21)打入膠體磨25進行研磨、細化，完成乳化瀝青制作。

設(shè)置兩個反應(yīng)釜的目的是為了提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)乳化瀝青初級溶混液的配制與輸出研磨輪番作業(yè)。瀝青換向閥23、24是為適應(yīng)市場需求，擴展瀝青泵的用途而設(shè)置的，當(dāng)關(guān)閉閥17、19、24，打開閥23時，可直接對外輸出熱瀝青；當(dāng)用戶對乳化瀝青參配比例沒有嚴格要求時，可關(guān)閉閥17、19、23，打開閥24，使瀝青直接進入膠體磨與泵11泵入的皂液混合，經(jīng)研磨、細化后生產(chǎn)經(jīng)濟型的乳化瀝青。

此處可以把權(quán)利要求1-9的關(guān)于設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)統(tǒng)寫在這里

為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。

乳化瀝青生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

1.乳化機水溶液的配置：

自來水經(jīng)水閥3注入反應(yīng)釜1中，注入量為500l～2500l，通過開啟、關(guān)閉導(dǎo)熱油閥，反應(yīng)釜a1中自來水的溫度保持70℃±1℃，然后按擬生產(chǎn)乳化瀝青重量的3～7‰添加乳化劑、擬生產(chǎn)乳化瀝青重量的1～5％添加各種添加劑，添加完畢，再向反應(yīng)釜1中注入自來水，使反應(yīng)釜a1中的乳化劑水溶液重量為1000l～5000l，通過開啟、關(guān)閉導(dǎo)熱油閥4和18，反應(yīng)釜a1中乳化劑水溶液的溫度保持50℃～60℃；反應(yīng)釜b5中的乳化劑水溶液按上述方法配制。

2.為本裝置提供熱瀝青的瀝青罐溫度加熱到120～160℃；

3.開啟反應(yīng)釜a1和反應(yīng)釜b5上的攪拌器，瀝青泵10將溫度為120℃～160℃的熱瀝青從瀝青罐中抽出，經(jīng)瀝青輸送管、瀝青閥19供給反應(yīng)釜a1或經(jīng)過瀝青閥17供給反應(yīng)釜b5，乳化劑水溶液與熱瀝青按重量比1∶3/7～1∶7/3進行乳化瀝青初級溶混液的配制，配制完成后，混合液泵11泵將乳化瀝青初級溶混液經(jīng)乳化劑供給閥21或乳化劑供給閥15，打入膠體磨25進行研磨、細化，完成乳化瀝青制作。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明參配式瀝青乳化的反應(yīng)釜組合裝置操作簡單，操作人員只需依據(jù)物料重量，輕松掌握參配比例，省時省力；同時生產(chǎn)進度、產(chǎn)品產(chǎn)量均可直觀掌握；相較于現(xiàn)行的流量計計量工藝，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化，占地面積減少，降低了設(shè)備成本。

2、本發(fā)明完全省去流量計，只需按事先設(shè)計好的重量，先向反應(yīng)釜注入規(guī)定重量的乳化劑水溶液，然后再向反應(yīng)釜注入規(guī)定重量的瀝青，攪拌后經(jīng)初級乳化瀝青泵將瀝青與乳化劑水溶液的初混液體泵入乳化機研磨即可得到乳化瀝青產(chǎn)品。因油、水是直接采用重量比，沒有體積與重量的換算，只要計重的計量裝置精度達標(biāo)，油水比就可以很輕松的達標(biāo)。本申請人多年來一直嘗試用本工藝生產(chǎn)乳化瀝青，然而兩個問題一直困擾著我們：①.反應(yīng)釜計重的計量裝置的成本及適應(yīng)環(huán)境，以前市場上工業(yè)用計量裝置，使用成本遠高于使用同精度流量計的現(xiàn)行工藝，并且計重型計量裝置應(yīng)用在乳化瀝青生產(chǎn)現(xiàn)場，乳化瀝青生產(chǎn)時溢出的酸性或堿性氣體會腐蝕計重型計量裝置，造成精度銳減甚至失效；②.乳化機的功能，以前的乳化機基本采用的是研磨類型，對于分路進入乳化機的瀝青和乳化劑水溶液，只能起到研磨和高速攪拌的作用，瀝青和乳化劑水溶液進入乳化機的瞬間，高溫的瀝青很容易被高速旋轉(zhuǎn)的乳化機磨片研磨、攪拌成微米級的顆粒并迅速被乳化劑水溶液包裹成水包油狀的乳化瀝青懸濁液；對于本工藝形成的瀝青和乳化劑水溶液的初級混合物，因在配制的過程中，只有低速的攪拌，瀝青和乳化劑水溶液初級混合液中有很多大的水包油瀝青團和大的水包油瀝青顆粒，且在瀝青、乳化劑水溶液初級混合液的配制過程中，這些大的瀝青團和顆粒溫度已降至100℃以下，物態(tài)已在液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)化中，如果僅靠研磨型乳化機的研磨和高速攪拌，乳化瀝青產(chǎn)品的顆粒度已很難達到乳化瀝青顆粒≤5μm的要求。

隨著設(shè)備制造科技的進步，現(xiàn)在計重型計量裝置的成本下降很多，使用成本已遠遠低于使用流量計的現(xiàn)行工藝，對使用環(huán)境的要求也基本符合乳化瀝青生產(chǎn)的實際情況，以6噸/小時的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備為例，采用現(xiàn)行工藝，流量計及變速泵的成本在25000元以上，而采用本申請工藝，稱重計量裝置工業(yè)用電子秤(防水、防腐蝕)及普通泵的成本，可以控制在10000元以內(nèi)；隨著帶剪切功能的乳化機的出現(xiàn)，乳化機可以將瀝青和乳化劑水溶液的初級混合物先剪切再研磨，乳化瀝青的成品顆粒很容易達到標(biāo)準(zhǔn)要求。本工藝生產(chǎn)設(shè)備投入已大大低于現(xiàn)行工藝生產(chǎn)設(shè)備的投入且生產(chǎn)的乳化瀝青產(chǎn)品質(zhì)量好于現(xiàn)行工藝。

3、本發(fā)明省去在油、乳化劑水溶液兩路介質(zhì)輸送管路上對介質(zhì)的計量，采用在反應(yīng)釜下安裝稱重裝置，現(xiàn)把配好的乳化劑水溶液按規(guī)定重量泵入反應(yīng)釜，再把熱瀝青按規(guī)定重量泵入反應(yīng)釜，熱瀝青邊泵入邊攪拌，攪拌好的瀝青、乳化劑水溶液初混液通過初級乳化瀝青泵泵入膠體磨研磨乳化，生產(chǎn)成品。

4、本發(fā)明一種新型乳化瀝青生產(chǎn)工藝操作簡單，操作人員可依據(jù)顯示屏給出的物料重量，輕松掌握參配比例，省時省力；同時能及時了解生產(chǎn)進度、產(chǎn)品產(chǎn)量，且簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，減小了占地面積，降低了設(shè)備成本。5、本發(fā)明省去在油、乳化劑水溶液兩路介質(zhì)輸送管路上對介質(zhì)的計量，采用在反應(yīng)釜下安裝稱重裝置，現(xiàn)把配好的乳化劑水溶液按規(guī)定重量泵入反應(yīng)釜，再把熱瀝青按規(guī)定重量泵入反應(yīng)釜，熱瀝青邊泵入邊攪拌，攪拌好的瀝青、乳化劑水溶液初混液通過初級乳化瀝青泵泵入膠體磨研磨乳化，生產(chǎn)成品。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

表1為道路用乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)(jtgf40-2004)，表2～5為本實施例生產(chǎn)的各型乳化瀝青檢測數(shù)據(jù)

表2用本工藝生產(chǎn)的pc-1型乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

表3用本工藝生產(chǎn)的pc-2型乳化瀝青

表4用本工藝生產(chǎn)的pc-3型乳化瀝青

表5用本工藝生產(chǎn)的bc-1型乳化瀝青

其它未詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實施例對本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據(jù)本實施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬于本發(fā)明保護范圍。