Приготовление полиэтиленовых концентратов технического углерода на узде № 2.

4.2.7.1 Подготовка сырья, стабилизаторов и технического углерода.

Гранулы полиэтилена высокого давления поступают в цех в полимеровозах. В зависимости от наличия места могут разгружаться в бункера для хранения гранул поз.420/1901 А,В,С,D или бункер для полиэтилена высокого давления поз.S-100. При загрузке бункера поз.S-100 задвижка XCV-102 должна быть открыта, а задвижка XCV-101 закрыта.

Разгрузка гранул полиэтилена высокого давления из полимеровозов осуществляется с помощью воздуха, нагнетаемого воздуходувкой поз.С-100 А,В (одна в резерве), который забирается из атмосферы, проходит через осушитель воздуха поз.LE-100 и теплообменник поз.Е-100. Давление в линии пневмотранспорта контролируется с помощью магнитного выключателя PS-100 А,В. В случае завышения давления на нагнетании (забился трубопровод) воздуходувка поз.С-100 А,В отключается.

При разгрузке полимеровоза в бункера для хранения гранул поз.420/1901 А,В,С,D устанавливается соответствующий путь подачи с помощью направляющих клапанов DV-100, DV-110, DV-120, DV-130.

Загрузка гранул полиэтилена высокого давления из бункеров поз.420/1901 А,В,С,D в бункер поз. S-100 осуществляется при открытой задвижке XCV-101 и закрытой задвижке XCV-102, при этом разгрузка гранул полиэтилена высокого давления из полимеровозов заблокирована и воздуходувка не должна включаться.

Бункер поз. S-100 установлен над линией компаундирования. Воздух перед выбросом в атмосферу подвергается очистке на фильтре поз.BF-100, установленном на крыше бункера.

Бункера для хранения гранул полиэтилена высокого давления поз.420/1901 А,В,С,D являются общими для двух узлов приготовления концентратов технического углерода. Выбор направления транспортировки гранул на узлы производится с помощью направляющего клапана DV-140. Разгрузка полимеровозов с помощью технологического воздуха, а также транспортировка гранул полиэтилена высокого давления из бункеров для хранения гранул поз.420/1901 А,В,С,D описаны в разделе 4.2.6.1.

 

Загрузка бункера поз.S-100 порошком полиэтилена низкого давления осуществляется через фильтр поз.F-100 и ротационный питатель поз.RF-100. Порошок полиэтилена низкого давления подается по замкнутой азотной системе из бункеров отделения компаундирования (от направляющего клапана поз.461/1408). Задвижки на подаче гранул полиэтилена высокого давления в бункер поз.S-100 закрыты. Вентиль подачи азота XCV-109 в бункер поз.S-100 при загрузке порошком закрыт. При заборе порошка полиэтилена низкого давления из бункера поз.S-100 магнитный вентиль подачи азота XCV-109 открыт. При заборе гранул полиэтилена высокого давления необходимость в подаче азота в бункер поз.S-100 отсутствует.

 

Некондиционные гранулы концентрата технического углерода хранятся в бункере для некондиционных гранул концентрата поз.S-200. Гранулы концентрата, не соответствующие по размеру требованиям на готовый продукт, накапливаются в воронке поз.В-340, откуда затем транспортируются с помощью всасывающего вентилятора поз.С-210 в бункер поз.S-200. Кроме того, в бункер поз.S-200 могут направляться гранулы некондиционного концентрата из загрузочной воронки поз.В-800 в случае несоответствии их требованиям технических условий на готовый продукт.

Бункер поз.S-200 установлен над линией компаундирования. Воздух перед выбросом в атмосферу подвергается очистке на фильтре поз.BF-200, установленном на крыше бункера.

При изготовлении полиэтиленовых концентратов технического углерода некондиционные гранулы или добавляются до 10 % по весу к загружаемому сырью, или используются как базовый полимер с учетом содержания технического углерода и стабилизатора с целью снижения отходов полиэтилена.

 

Технический углерод поступает в цех в полимеровозах, разгружается в бункер для технического углерода поз.S-300 с помощью воздуха, нагнетаемого воздуходувкой поз.С-300 А,В (одна в резерве), который забирается из атмосферы, проходит через осушитель воздуха поз.LE-300 и теплообменник поз.Е-300. Давление в линии пневмотранспорта контролируется с помощью магнитного выключателя PS-300 А,В. В случае завышения давления на нагнетании (забился трубопровод) воздуходувка поз.С-300 А,В отключается.

 

Стабилизаторы поставляются в мешках, уложенных на поддоны. Поддон с мешками доставляется электропогрузчиком к грузовому лифту. Грузовым лифтом мешки со стабилизаторами поднимаются к устройству подачи мешков для добавок поз.SA-400, SA-500. Мешки вручную подаются в устройство поз.SA-400, SA-500, устройство вспарывает мешок и содержимое загружается в бункер весового дозатора поз.FWV-400, FWV-500.

 

4.2.7.2 Дозировка сырья, стабилизаторов и технического углерода.

Используемые компоненты, порядок и количество их подачи задаются на главном пульте управления.

В питательный бункер экструдера поз.В-140 непрерывно подаются следующие компоненты:

- гранулы полиэтилена высокого давления или порошок полиэтилена низкого давления из бункера поз.S-100 весовым дозатором поз.FWG-100;

- некондиционные гранулы концентрата технического углерода из бункера поз.S-200 весовым дозатором поз.FWG-200;

- смесь добавок (стабилизаторов) и гранул полиэтилена высокого давления или порошка полиэтилена низкого давления весовым дозатором FWG-600.

Из-за небольших количеств добавок, подаваемых для получения полиэтиленовых концентратов технического углерода, система их дозирования состоит в следующем:

- из бункера поз.S-100 через гибкий шланг гранулы полиэтилена высокого давления или порошок полиэтилена низкого давления подаются в загрузочный контейнер поз.В-710. Из загрузочного контейнера поз.В-710 гибким шнеком поз.Н-700 гранулы полиэтилена высокого давления или порошок полиэтилена низкого давления подаются в весовой дозатор поз.FWV-700;

- добавки из устройств для добавок поз.SA-400 и поз.SA-500 подаются в весовые дозаторы поз.FWV-400 и поз.FWV-500;

- добавки с помощью весовых дозаторов поз.FWV-400 и поз.FWV-500 снабженных шнеками с регулируемой скоростью подачи дозируются в весы поз.W-600 пропорционально количеству гранул или порошка полиэтилена подаваемых весовым дозатором поз.FWV-700. Производительность каждого дозатора настраивается индивидуально в зависимости от рецептуры.

- добавки вместе с гранулами или порошком полиэтилена загружаются в смеситель для добавок поз.MI-600, где происходит их тщательное перемешивание. Время производственного цикла приготовления смеси добавок – 3-10 мин.

Готовая смесь добавок подается в весовой дозатор поз.FWV-600, который автоматически наполняет бункер весового дозатора поз.FWG-600, с помощью которого смесь непрерывно поступает в питательный бункер экструдера поз.В-140.

Технический углерод из бункера поз.S-300 подается в питательный бункер бокового экструдера поз.В-160 весовым дозатором поз.FWG-300.

 

4.2.7.3 Смешение компонентов, гомогенизация, пластификация и диспергирование.

Смешение компонентов происходит в двухшнековом экструдере поз.TSK-140, представляющем собой технологический узел, в котором для оптимальной настройки на технологический процесс расположение шнеков и камер производится по блочно-модульному принципу. Благодаря этому в технологическом узле создаются попеременно транспортная, пластификационная, гомогенизирующая и дегазационная зоны.

В соответствии с технологией материал обрабатывается цилиндрическим шнековым устройством, в котором два плотно входящих друг в друга шнека вращаются в одном направлении. Специальная геометрия шнеков и подбор камер обеспечивают достижение цели производства при кратчайшей технологической цепи и ограниченных энергетических затратах.

Дозированная загрузка гранул или порошка полиэтилена, некондиционных гранул и смеси добавок производится через питательный бункер поз.В-140 в наполнительную камеру двухшнекового экструдера поз.TSK-140. Принудительное перемещение обеспечивается специальным шнековым элементом со сдвигающей кромкой. Пластификация, гомогенизация и диспергирование обеспечивается за счет специальных месительных элементов. В зоне дегазации вытягиваются потенциально имеющиеся в материале летучие компоненты. В конце шнека в зоне вывода продукта создается давление, обеспечивающее преодоление сопротивления потока выносимого материала.

Каждая отдельная секция камер имеет длину 3,43D. Все камеры по внешнему контуру имеют квадратную форму и имеют фланцы на передней стороне. Два фланца камеры стянуты с помощью цилиндрических болтов и гаек, чтобы выдерживать рабочее давление. Благодаря этому весь технологический узел сжат в единую крутильно-жесткую конструкцию и герметичен по отношению к рабочему давлению.

Камеры в экструдере поз.TSK-140 расположены следующим образом (вид в направлении технологической обработки):

1 Наполнительная камера

с наполнительным бункером и внутренним охлаждением

2 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

3 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

4 Камера с боковым дозированием

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

с дегазирующими вкладышами и заглушками

5 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

6 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

7 Атмосферная дегазационная камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

с дегазирующими вкладышами и заглушками

8 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

9 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

10 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

11 Вакуумная дегазационная камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

с дегазирующими вкладышами и заглушками

12 Закрытая камера

с коленчатой нагревательной батареей и внутренним охлаждением

13 240 мм адаптер

с нагревательными патронами

 

Наряду со шнеками и камерами основными составными частями технологического узла являются система поддержки постоянной температуры узла, измерительные и управляющие устройства, а также узлы разгрузки.

Поддержка равномерной температуры наполнительной камеры обеспечивается за счет внутреннего охлаждения, а в других камерах с помощью нагревательных батарей из бронзового литья, прикрученных к корпусам камер. Охлаждение обеспечивается через внутренние отверстия в камерах.

Для нагрева все батареи оснащены электрическими нагревательными резисторными индукторами. Необходимые для регулировки температуры камер термодатчики закреплены в измерительных отверстиях камер.

Экструдер поз.TSK-140 полностью оснащен системой трубопроводов со всеми необходимыми для поддержания равномерной температуры технологического узла гибкими шлангами и магнитными регулирующими вентилями. Точки подключения подводящего и отводящего трубопроводов для охлаждающей среды сделаны в одном месте (терминале) на станине машины.

Охлаждение технологического узла производится с помощью холодильного агрегата поз.KGP-140, который подключен к терминалу охлаждающей воды, за счет чего образуется внутренний замкнутый контур охлаждения. В качестве охлаждающей среды во внутреннем контуре охлаждения используется деминерализованная вода.

Привод экструдера поз.TSK-140 содержит двигатель постоянного тока и компактный редуктор. От двигателя приводной момент передается на компактный редуктор, состоящий из понижающего редуктора и распределительной коробки для разделения мощности на два параллельных приводных вала шнеков.

Технический углерод вводится в экструдер поз.TSK-140 боковым дозатором поз.TSK-90 из питательного бункера поз.В-160. Боковой дозатор поз.TSK-90 представляет собой технологический узел с вращающимися в одном направлении сдвоенными шнеками, находящимися в одном цилиндре, в котором поддерживается постоянная температура. Для соединения с камерой бокового дозирования экструдера поз.TSK-140 головка цилиндра технологического узла выполнена в виде присоединительной плиты. Привод бокового дозатора поз.TSK-90 состоит из прикрепленного в висячем положении двигателя переменного тока и прифланцованной под прямым углом распределительной коробки, разделяющей мощность на два параллельных приводных вала шнека. Приводное устройство с технологическим узлом закреплены на переставляемой по высоте опорной плите. Опорная плита крепится на тележке, которая может перемещаться по рельсам на роликах.

Технологический узел длиной 8D имеет цилиндрическую форму. В конечной зоне цилиндра длиной 4D поддерживается равномерная температура с помощью двухсекционной охлаждающей рубашки из алюминиевого литья. Подключения приточного и отточного патрубков охлаждающей рубашки соединены с внутренним водяным охлаждающим контуром экструдера поз.TSK-140 с помощью шлангов и муфт.

Для удаления газообразных продуктов из корпуса экструдера поз.TSK-140 в составе линии предусмотрен вакуумный насос поз.PL-250 А,В. Перед вакуумным насосом установлен сепаратор поз.F-250 А,В для отделения жидкости и твердых включений. Сепаратор поз.F-250 А,В соединен с дегазационным куполом экструдера поз.TSK-140 и вакуумным насосом поз.PL-250 А,В при помощи гофрированных шлангов. Пары и летучие соединения, образующиеся над дегазационным куполом отсасываются и уплотняются при помощи вакуумного насоса и направляются в фундаментный жидкостной сепаратор (отстойник). Здесь газ отделяется от жидкости и отводится через газоотводный штуцер. Газообразные продукты отсасываются вентилятором поз.С-720 и выбрасываются в атмосферу.

 

4.2.7.4 Экструзия расплава и грануляция.

Из экструдера поз.TSK-140 гомогенизированный расплав всасывается насосом расплава поз.Р-140, продавливается через комплект сит устройства смены сит поз.SW-140, пусковой клапан поз.AF-140 и подается в гранулятор поз.G-140.

Насос расплава поз.Р-140 – это шестеренный насос, который служит для повышения давления расплава после экструдера. Максимальный перепад давления между сторонами всасывания и нагнетания 250 бар.

Комплект сит устройства смены сит поз.SW-140 отфильтровывает из расплава инородные включения, повышая тем самым качество готового продукта. Устройство смены сит поз.SW-140 состоит из двух цилиндров и пакета из 2-х сит, которые поддерживаются опорной решеткой с отверстиями 6 мм.

Смена комплекта сит производится с помощью гидравлического механизма автоматически последовательно каждый цилиндр без останова узла. Так как загрязнение сит влечет за собой повышение сопротивления потоку расплава, то о необходимости замены сит можно узнать по повышению давления, измеренному до и после устройства смены сит. Максимальная разница давления не должна превышать 100 бар. Для предупреждения затвердевания полимера в комплекте сит устройство снабжено электрическим обогревом. Регулировка температуры осуществляется с главного пульта управления.

Расположенный после комплекта решеток пусковой клапан поз.AF-140 служит для изменения направления потока расплава в пусковом и остановочном режимах, а также при неполадках. В таких случаях положение клапана изменяется с помощью гидравлической системы и расплав направляется на пол.

Расплавленный полимер продавливается через круглые отверстия перфорированной плиты гранулятора поз.G-140. При выходе из этих отверстий при помощи вращающихся ножей гранулятора поз.G-140 полимер режется в промываемой водным потоком камере резания на гранулы, застывает и непрерывно подается технологической оборотной водой к сушилке поз.T-140.

Гранулятор поз.G-140 состоит из головки, перфорированной плиты, ножевой головки с 8 ножами, привода, гидравлического агрегата и смотрового окна.

Обогрев перфорированной плиты производится при помощи обогревательных патронов. Пуск гранулятора поз.G-140 осуществляется автоматически после очистки резальной поверхности перфорированной плиты, удаления защиты ножей и присоединения гранулятора к водному боксу.

 

4.2.7.5 Гидротранспорт, сушка и классификация и транспортировка гранул полиэтиленового концентрата технического углерода.

Полученные гранулы транспортируются по системе гидротранспорта на сушку и сортировку.

Система гидротранспорта гранул состоит из циркуляционных трубопроводов, водяной емкости поз.В-1201, водяных насосов поз.Р-1402 и Р-1406, холодильника поз.W-1411 и трехходового регулирующего клапана, который направляет поток воды в камеру резания гранулятора поз.G-140 для охлаждения и транспортировки гранул или назад в водяную емкость поз.В1201 для дальнейшей рециркуляции. В системе предусмотрен расходомер горячей воды.

Водяная емкость поз.В-1201 имеет реле и сигнализатор низкого уровня. В процессе работы дренажная вода от сушилки поз.Т-1100 проходит через дуговое сито поз.F-1300, оставляет на нем мелкие частицы и попадает в водяную емкость поз.В-1201. Для обеспечения первоначального обогрева системы горячей воды или после длительной остановки водяная емкость поз.В-1201 оборудована электрическим обогревом.

Гранулы концентрата в токе воды проходят через отделитель агломератов поз.F-1140, который отделяет крупные агломераты с помощью нержавеющей сетки и сбрасывает их в контейнер, и поступают в центробежную сушилку поз.Т-1100. В сушилке под действием центробежной силы гранулы отделяются от воды, а паровые выделения отсасываются вытяжным вентилятором поз.V-1106. Вода стекает из сушилки и перекачивается насосами поз.Р-1306 и Р-1302 в водяную емкость поз.В-1201 через дуговое сито поз.F-1300, где происходит отделение мелких частиц на сетке.

Высушенные гранулы через выпускной канал наверху центробежной сушилки поступают в классификатор гранул поз.SB-140 для разделения на крупную, мелкую и нормальную по размерам фракции. Классификатор гранул поз.SB-140 представляет собой устройство с двумя наборами качающихся сеток для отделения крупных и мелких гранул, которые ссыпаются в воронку всасывания некондиционных гранул концентрата поз.В-340 откуда при помощи вытяжного вентилятора поз.С-210 автоматически по показателю уровня транспортируются в бункер для некондиционных гранул концентрата поз.S-200.

Гранулы нормального размера из классификатора гранул поз.SB-140 самотеком поступают в загрузочную воронку для гранул концентрата поз.В-800 и при помощи ротационного питателя поз.RF-200 и воздуходувки поз.С-200 А,В подаются в бункер для гранул концентрата поз.410/1907 А-D отделения компаундирования, загрузочный бункер машины для затаривания в мешки поз.420/1605 D, силос с сажевым концентратом поз.ВН-01 линии компаундирования CIM-360 или бункер для некондиционных гранул концентрата поз.S-200.

Маршрут движения готового продукта выбирается направляющими клапанами DV-200-260.

 

 

4.2.7.6 Аспирация.

 

Для поддержания чистоты на рабочем месте и защиты работников на установке предусмотрена аспирация сажи, пыли и пара.

Аспирационные установки расположены в отдельном помещении и соединяются трубопроводами с отдельными производственными участками.

 

Отсос сажи.

Отсасывание сажи производится вытяжным вентилятором поз.С-700 от фильтра бункера для технического углерода поз.BF-300, весового дозатора для технического углерода поз.FWG-300 и сепаратора металлов поз.М-300 на дозаторе технического углерода. Очистка воздуха производится в фильтре поз.F-700. Производительность по воздуху составляет 3000 м³/ч.

Всосанный воздух, содержащий пыль, проходит через впускную зону в пылесборник, в котором оседают тяжелые частицы. Остатки пыли в воздухе, предварительно очищенные таким образом, направляются в большой патронный фильтр и улавливаются. Автоматическая очистка фильтра обеспечивает оптимальную производительность отсасывания. Очистка фильтра осуществляется специальным вращающимся стержнем, который приводится в действие сжатым воздухом.

 

Отсос пыли.

Отсасывание пыли производится вытяжным вентилятором поз.С-710 от весовых дозаторов поз.FWG-100, FWG-200, FWG-600, FWV-600, FWV-700, сепаратора металлов поз.М-100 на питательном бункере экструдера, устройств поз.SA-400, SA-500 для растарки добавок.. Очистка воздуха производится в фильтре поз.F-710. Производительность по воздуху составляет 5500 м³/ч.

Всосанный воздух, содержащий пыль, проходит через впускную зону в пылесборник, в котором оседают тяжелые частицы. Остатки пыли в воздухе, предварительно очищенные таким образом, направляются в большой патронный фильтр и улавливаются. Автоматическая очистка фильтра обеспечивает оптимальную производительность отсасывания. Очистка фильтра осуществляется специальным вращающимся стержнем, который приводится в действие сжатым воздухом

 

Отсос пара.

Для отсоса пара используется вытяжной вентилятор поз.С-720, который отсасывает пар от устройства смены сит поз.SW-140, пускового клапана поз.AF-140, сушильной установки поз.T-140, сепаратора вакуумной установки поз.F-250А,В. Производительность по воздуху составляет 8000 м³/ч.