Цех по производству плит из полистирольного пенопласта производительностью 80000 м3год. Изоляционные материалы. Пенополистирол. Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Технология изоляционных строительных материалов на тему Цех по производству плит из полистирольного пенопласта производительностью 80000 м 3 год
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Министерство образования науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Тверской государственный технический университет Кафедра производства строительных изделий и конструкций Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Технология изоляционных строительных материалов» на тему: «Цех по производству плит из полистирольного пенопласта производительностью 80000 м3/год» Выполнил: студент группы ПСК-1606 Желев Н.А. Принял: к.т.н., доцент Смирнов М.А. Тверь 2019 г. Тверской государственный технический университет Факультет: инженерно-строительный Специальность: Производство строительных материалов, изделий и конструкций Кафедра: «Производство строительных изделий и конструкций» ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ» студенту ________________________________________________________ Тема проекта ____________________________________________________ ________________________________________________________________ Срок сдачи законченного проекта _________________ 20__ г. Исходные данные к проекту ________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ Содержание расчетно-пояснительной записки: 1. Введение 2. Номенклатура продукции 3. Выбор и обоснование способа и технологической схемы производства 4. Описание технологического процесса производства 5. Технологические расчеты 6. Ведомость оборудования цеха 7. Технологический контроль 8. Безопасность производственной деятельности и экологичность 9. Новое в производстве изделия Перечень графического материала: План цеха Руководитель проекта ____________________________________ подпись, дата (И.О. Фамилия) Задание принял к исполнению __________________ « »____________20__ г. (подпись) Содержание: Введение…………………………………………………………………………...4 1.Номенклатура продукции………………………………………………………4 1.1.Состав……………………………………………………………………….5 1.2.Свойства…………………………………………………………….………6 1.3.Применение…………………………………………………………………6 2. Выбор и обоснование способа и технологической схемы производства 2.1.Характеристика сырья……………………………………………………...7 2.2. Выбор способа производства и разработка технологической схемы…..8 3. Описание технологического процесса производства………………………11 3.1. Вспенивание……………………………………………………………....11 3.1.1. Предвспенивание………………………………………………….…11 3.1.2. Сушка………………………………………………………………....12 3.1.3. Выбор основного технологического оборудования…………….…13 3.2. Выдержка…………………………………………………………………16 3.3. Выпекание и формование………………………………………………..17 3.4. Охлаждение и стабилизация…………………………………………….19 3.5. Резка, упаковка и удаление отходов……………………………………20 3.6. Вспомогательное оборудование………………………………………...20 3.7.Стоки и отходы 3.7.1. Технологические стоки……………………………………………...21 3.7.2. Отходы………………………………………………………………..22 3.7.3. Испаряемые газы…………………………………………………….22 3.8. Агрегатная схема…………………………………………………………22 4. Технологические расчеты 4.1.Режим работы цеха………………………………………………………..23 4.2. Расчет производственной программы и потребности цеха в сырье и полуфабрикатах (материального баланса)………………………….24 4.3.Определение марки, количества и коэффициента использования основного технологического оборудования…………………………………...25 5. Ведомость оборудования цеха……………………………………………….26 6. Технологический контроль…………………………………………………..27 6.1. Входной контроль качества……………………………………………..27 6.2. Технологический контроль………………………………………….…..28 6.3. Выходной контроль качества……………………………………………29 7. Безопасность производственной деятельности и экологичность………….30 7.1. Пожарная безопасность………………………………………………….30 7.2. Техника безопасности при работе с оборудованием…………………..32 8. Новое в производстве изделия……………………………………………….33 Библиографическое описание…………………………………………………..34 Введение 35% мировых запасов «черного золота» ежегодно уходит на то, чтобы каждый из нас ощущал тепло и уют в своих домах. Отопление помещения является одним из основных факторов комфортного проживания, но, как известно, природные ресурсы не безграничны и сегодня российское правительство устанавливает все более жесткие нормы строительства в т.ч. повышенные требования к уровню термического сопротивления ограждающих конструкций зданий [1]. Более 70% потери тепла в домах происходит через стены, окна и перекрытия. Как следствие, идет перерасход энергетических ресурсов для достижения комфортной температуры (а следственно и затраты на их оплату). В свете сложившейся ситуации актуальным становится применение энергосберегающих технологий и материалов [1]. Цель разработчиков и производителей прогрессивных изоляционных материалов заключается в создании продукта, в максимальной степени удовлетворяющего технические, строительные, гигиенические и эксплуатационные требования. Пока идеалы не созданы, каждый из утеплителей имеет свои приоритеты и отрицательные качества. Равно, как и пенополистирол, активно применяемый при возведении малоэтажных частных строений, используемый в индустриальном строительстве, в фасадной отделке. В данной курсовой работе подробно описана организация производства и технология изготовления пенополистирольной плиты. Пенополистирол - экологически чистый, нетоксичный, тепло- и звукоизоляционный материал, применяемый в строительстве на протяжении уже более 40 лет и зарекомендовавший себя как наиболее экономичный, удобный в применении и обладающий низкой степенью теплопроводности и паропроницаемости [2]. Целью данной курсовой работы является освоение и разработка современной технологии производства плит из пенополистирола. Для этого необходимо рассмотреть способы изготовления плит из полистирольного пенопласта, а также оборудование, применяемое на заводах по изготовлению данных изделий. Задачи: 1.Анализ современной литературы, связанной с данной тематикой. 2.Изучить новые способы и оборудование, применяемое при изготовлении пенополистирольных плит. 3.Запроектировать цех по производству плит из полистирольного пенопласта. 1. НОМЕНКЛАТУРА ПРОДУКЦИИ Плиты предназначены для тепловой изоляции наружных ограждающих конструкций вновь строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений, тепловой защиты отдельных элементов строительных конструкций и промышленного оборудования при отсутствии контакта плит с внутренними помещениями, а также в холодильных камерах при температуре изолируемых поверхностей от минус 100°С до плюс 80°С [3]. Условное обозначение пенополистирольных плит состоит из обозначения марки, типа, вида, размеров по длине, ширине, толщине в миллиметрах и обозначения настоящего стандарта. При необходимости в условное обозначение плит может быть включено обозначение цвета или торговой марки предприятия-изготовителя. В зависимости от предельного значения плотности плиты подразделяют на марки: ППС10, ППС12, ППС13, ППС14, ППС15, ППС15Ф, ППС16Ф, ППС17, ППС20, ППС 20Ф, ППС23, ППС25, ППС30, ППС35, ППС40, ППС45. Плиты марок ППС15Ф, ППС16Ф, ППС20Ф предназначены для теплоизоляции в фасадных теплоизоляционных композиционных системах с наружными штукатурными слоями [3]. Представим выпускаемую классификации плит в виде таблицы (таблица 1).
Таблица 1 – Классификация выпускаемой продукции Состав Пенополистирол представляет собой газонаполненный материал, получаемый из полистирола и его производных, а также из сополимеров стирола. Полистирол – продукт полимеризации стирола (винилбензола), термопластичный полимер линейной структуры, в виде прозрачных гранул. Газ - наиболее распространённый - обычный атмосферный воздух, который подаётся в расплавленную массу полистирола. Вместо первого компонента, в зависимости от необходимости, могут использоваться другие полимеры. Например, полимонохлорстирол, полидихлорстирол, сополимеры стирола с прочими одномерными [4]. 1.2. Свойства Пенополистирол - белое однородное вещество, имеющее структуру из склеенных между собой шариков, упругое на ощупь, не имеет запаха. Пенополистирол - экологически чистый, нетоксичный, тепло- и звукоизоляционный материал, применяемый в строительстве на протяжении уже более 40 лет и зарекомендовавший себя как наиболее экономичный, удобный в применении и обладающий низкой степенью теплопроводности и паропроницаемости. Пенополистирол является нейтральным материалом, не выделяющим никаких вредных для человека и его окружения веществ, не подвержен разложению под воздействием микроорганизмов и не имеет ограниченного срока годности. Пенополистирол относится к той группе пластмасс, которые при горении выделяют точно такие же газы, как и при сжигании древесины или пробки. Современные пенопласты производят в огнестойком (самозатухающем) исполнении. Влага не влияет на теплоизолирующие свойства этого материала и не вызывает образование в нем бактерий и плесени, что позволяет широко использовать пенополистирол также и в пищевой промышленности [4]. Пенополистирол отлично переносит присутствие асфальтовых эмульсий, рубероида с асфальтовым покрытием, искусственных удобрений, каустической соды, аммония, жидких удобрений, вспененных красок, мыла и смягчающих растворов, цемента, гипса, извести, растворов соли, воды и всякого рода грунтовых вод. Температура окружающей среды не оказывает отрицательного влияния на физические и химические свойства пенополистирола. Однако при длительном ультрафиолетовом воздействии возрастает хрупкость и подверженность эрозии от ветра, дождя и других факторов. Поэтому при хранении необходимо укрывать плиты от воздействия прямых солнечных лучей. Химические особенности: используя пенополистирол как строительный материал, необходимо не допускать его контакта со следующими химическими соединениями: органическими растворителями (ацетон, уксусно-этиловый эфир, растворитель красок, скипидар); насыщенными углеводородами (спирт) и нефтепродуктами (бензин, керосин, смолы и др), так как ячеистая структура пенополистирола при контакте с вышеназванными соединениями может повредиться либо полностью раствориться [4]. 1.3. Применение Все более широкое распространение пенополистирола обусловлено его многочисленными достоинствами, среди которых самыми главными являются: · прекрасные изоляционные свойства при низких температурах и высокой влажности; · малая плотность (что в практике означает небольшой вес); · очень малая влагоемкость; · безвредность для здоровья, что подтверждено фактом допуска пенополистирола к соприкосновению с пищевыми продуктами; · стойкость к старению; · устойчивость к плесеням, грибам и бактериям; · удобство обработки (пенополистирол не пылит, не вызывает аллергических реакций, не требует применения защитного снаряжения); · экологичность (незначительный расход первичной энергии при производстве пенополистирола, значительное уменьшение объема вредных веществ, пускаемых в атмосферу из зданий, утепленных пенополистиролом, разнообразные возможности утилизации); · чрезвычайно выгодное соотношение между его ценой и полезностью [5]. Пенопласт, благодаря своим свойствам, обеспечивает необходимую и достаточную теплоизоляцию зданий. Одним из основных преимуществ пенополистирола является способность нести относительно высокую механическую нагрузку при минимальной плотности. Это в значительной степени определяет возможности его использования в строительстве. В соответствии с этим пенополистирольные плиты используют для [5]: 1.Утепление стен. Полистирольный пенопласт можно применять как для наружной, так и для внутренней теплоизоляции стен. 2.Утепление полов. Применение пенополистирольных плит в качестве теплоизоляции пола и перекрытий служит эффективным средством для их теплоизоляции и снижения передачи ударного шума (шаги, передвигаемая мебель, работающие компьютеры, принтеры и т.д.) и обеспечит теплый пол. 3.Утепление кровель.Теплоизоляция крыши широко используемых в зданиях коммунального назначения и квартирных домах. 4.Утепление несущих элементов фундаментов. Фундамент - основа здания. От него зависит долговечность и в значительной мере тепловой комфорт. Поэтому вопрос по теплоизоляции фундаментов, особенно в регионах с суровым климатом, должен ставиться на одно из первых мест. Традиционно пенопласт применяют в качестве средней части трехслойных фундаментных блоков. 5.В холодильном оборудовании. Пенополистирол используется при строительстве холодильных помещений, витрин, морозильных установок, холодильников, вагонов-холодильников, емкостей для транспортировки сухого льда, складских помещений и т.д. При применении пенополистирола в холодильной технике учитывается такой показатель, как коэффициент теплопроводности и влагопоглощения. И он по этим свойствам превзошел традиционные теплоизоляционные материалы, используемые в холодильной технике [5]. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Характеристика сырья Сырьем для производства пенополистирола служит суспензионный вспенивающийся самозатухающий полистирол марок ПСВ-С, как Российского, так и зарубежного производства, твёрдые полимеры, жидкие продукты неполной полимеризации, водные растворы, эмульсии, суспензии продуктов частичной поликонденсации или полимеризации, а также растворы или пасты высокополимеров [6]. 2.2. Выбор способа производства и разработка технологической схемы Производство выбранных плит из пенополистирола состоит из следующих основных операций: вспенивания, выдержки, выпекания, дозревания, резки пенопласта на плиты и складирования [6]. Варианты технологических схем изготовления плит из пенополистирольного пенопласта представлены на рисунке 1 и рисунке 2.  Рисунок 1 – Технологическая схема с использованием блок-формы  Рисунок 2 – Технологическая схема с использование метода экструзии Технологическая схема методом формования в блок-форме (рисунок 1): Преимуществом данной схемы является простота и экономичность в обслуживании производственной линии, ввиду отсутствия дополнительного технического оборудования, а также сокращение затрат на сырьевые материалы ввиду переработки производственных отходов после резки. Недостатком является малая производительность из-за длительности выполнения отдельных операций. Компенсировать этот недостаток можно путем внедрения дополнительного оборудования, однако совместно и этим увеличивается себестоимость готового изделия. Осуществляется загрузка в предвспениватель необходимого объёма сырья (в зависимости от марки), подача водяного пара, визуальный контроль за процесссом вспенивания через стекло, при достижении гранулами нужного объёма окончание процесса вспенивания, выгрузка вспененных гранул. Вспененное сырьё с помощью активатора вспенивателя выгружается из предвспенивателя и поступает в сушилку. Там с помощью воздействия тёплого воздуха происходит ускоренное высыхание и стабилизация гранул. После этого гранулы поступают в бункер выдержки раздачи, отведённый для каждой марки. Выдержанное сырьё подаётся в блок-форму с помощью вентилятора и установки вакуумирования. При наполнении блок-формы осуществляется вакуумирование, а затем начинается подача пара. Гранулы выдерживаются под давлением определённое время, в зависимости от выпекаемой марки. Далее происходит ускоренное охлаждение блок-формы и выталкивание готового блока пневматикой. Блоки пенополистирола складируются в свободной части цеха с целью снижения влажности и устранения внутренних напряжений. После выдержки пенопластовому блоку придаётся товарный вид и размер. Для этого изначально происходит горизонтальная резка блока на листы нужной толщины, в это же время одновременно идёт торцовка боковых сторон блока или листов. После этого на вертикальной резке происходит идеальная торцовка всей стопки порезанных листов и при необходимости деление их на части. После резки готовые изделия отправляются на склад готовой продукции, а отходы перерезки поступают обратно в цех, где осуществляется их дробление и подача дробленого пенопласта в дозирующие бункера сушилки. Далее технологический процесс повторяется, но уже с использованием меньшего количества сырья, также уменьшается энергозатраты во время операции – вспенивание, так как сырье уже частично прошло операцию вспенивания. |