1 Сырье

суспензионный бисерный ПС, к-ый получают суспензионной полимеризацией стирола в присутствии изопентана. Размер гранул составляет 0,5-3 мм. Каждая гранула содержит внутри ячеек легкокипящую жидкость изопентан, разделенную тонкими полимерными стенками. Длительность хранения каждой партии сырья не должна превышать трех месяцев после его выпуска (согласно заводскому паспорту). Температура хранения сырья должна поддерживаться в пределах от 10 до 15 ОС. Выпускается также ПС с пониженной горючестью (самозатухающий) марки ПСБ-С.

Содержание влаги, %, не более 1,0; Массовая доля остаточного мономера стирола, %, не более 0,25; Массовая доля порообразователя, %, не менее 5,0; Гранулометрический состав 1,6±0,25; средний диаметр частиц, мм 15,1±25,0.

2 Физико-химические основы производства.

Производство ПС пенопласта характеризуется тем, что при нагревании свыше 800С ПС переходит из стеклообразного в вязко-текучее состояние, а изопентан при температуре свыше 28ºC вскипает и давлением паров вспенивает гранулу ПС. При этом размягченные гранулы при температуре 90 - 100ºC слипаются друг с другом в монолит. Под давлением газа размягченные гранулы полистирола увеличиваются в объеме в 10...20 раз. Степень увеличения размера гранул зависит от температуры нагрева и становится максимальной при температуре 95...100°С. Теплоносителем служит пар.

3 Обоснование выбора тепловых установок и принципы работы

Для предварительного вспенивания используют аппараты периодического и непрерывного действия с различными теплоносителями. К вспенивателям периодического действия относятся водяные ванны горизонтального и вертикального типа, снабженные ситом типа дуршлага или мешалкой. Обычно обогрев осуществляется водой, произв-ть их невелика.

К вспенивателям непрер. действия относятся шнековые, механические, барабанные и др., в к-ых процесс вспенивания может производиться водой или паром в течение 1-6 мин. Вспененные гранулы, в случае повышенной влажности, подсушивают при Т=40ºC, охлаждают и выдерживают в течение 6-24 ч для выравнивания давления с окр. средой. При большем времени выдержки остаточный изопентан может улетучиться и тем самым ↓ способность гранул к последующему вспениванию.

Вторичное вспенивание (формование изделий) также можно производить непрерывным и периодическим способом с использованием различных теплоносителей.

К формовочным агрегатам период. действия следует отнести переносные и стационарные формы различных конструкций. Обычно теплоноситель (острый пар или горячая вода) подается через перфорированные стенки и днище. Размер переносных форм не превышает 1000×750×100 мм. Стационарные формы позволяют получать изделия больших размеров- от 2000×1000×500, 4000×1000×500 до 6000×1000×1250 мм. Формы обычно оборудуются гидравлич. затворами для смыкания и раскрытия стенок и выталкивателем готовых блоков. Теплоносителем чаще всего явл. пар под давлением 0,4-0,5 МПа. К-ции форм могут иметь пустотообразователи, позволяющие изг. изделия сложных конфигураций. Общая прод-ть спекания в блок 4-5 мин, охл-ние 45-55 мин (для выравнивания давления внутри блока).

При исп. в кач-ве аппарата для вторичного вспенивания автоклава формы заполненные гранулами, подают в автоклав и пропаривают по заданному режиму (засыпка гранул ~ 2 мин, вспенивание 1-2мин при Т=95-105ºC, охлаждение ~ 10 мин).

При непрер. способе вторичного вспенивания исп. конвейерные линии, карусельные машины, пакетные формователи и др. Техн. произ-ва сост. из тех же операций, что и при периодич. способе формования. В этом случае пенопласт получают в виде непрер. ленты заданной толщины или в виде блоков опр. объема. К недост. непрер. способа следует отнести металлоемкость и сложность оборудования, строго заданные размеры готового изделия и необх-ть доп. переналадки оборудования в случае смены параметров изделий.

Отформованные изделия при необх. сушат при 40ºC, выдерживают 1-3 суток. Блоки режут при помощи горячих струн (нихромовой проволокой) или дисковыми пилами на изделия требуемых размеров.

Технологическая схема изготовления безперссового пенополистирола представлена на схеме 19

4 расчет технологического оборудования.

В комплект осн. технол. оборудования входят: загрузочное устройство (бункер); устройство для предварит. вспенивания; силоса для сбора, кондиционирования и выдержки предвспененных гранул ПС и дробленых отходов; форма; станок для резки блоков на плиты; дробилка с вентилятором для измельчения отходов.

Количество бункеров определяется по формуле: N=П_СУТ/(V_Б×К_И),где П_СУТ - суточная потребность склада сырья в ПС бисере, м³; V_Б - объем бункера, м³; К_И- коэффициент использования оборудования, К_И=0,92.

Количество устройств для предварительного вспенивания рассчитывается по формуле: N = П_ЧАС/(П_шнек.×К_И), где П_ЧАС - часовая потребность в предвспененных гранулах ППС, м³; П_шнек - производительность аппарата, кг/ч; К_И - коэффициент использования оборудования, К_И=0,92.

Количество силосов для выдержки предвспененных гранул определяется по формуле: N = П_ЧАС×t_ВЫЛ×К/V_СИЛ, где П_ЧАС - часовая потребность в предвспененных гранулах, м³; t_ВЫЛ – время вылеживания, t=24-48ч; К - коэффициент, учитывающий увеличение строительного объема на 20% по отношению к требуемому, К=1,2; V_СИЛ- объем силоса.

Количество форм для спекания рассчитывается по формуле: N=×П_ЧАС/(n×V_Ф×60/_Ф), где  - доля выпуска данного вида изделий; П_ЧАС - часовая производительность по ППС, м³; n- количество изделий, формуемых в одной форме, шт; V_Ф- объем формуемого изделия, м³; _Ф- цикл работы формы, _Ф=40-50мин.