【中國工程機械工業協會築路機械分會 朱文天】強製間歇式瀝青混合料攪拌設備是瀝青路麵施工的主要配套設備。我國公路建設的經驗和實踐證明,采用間歇式瀝青混合料攪拌設備更符合我國國情,這是因為我國目前使用的材料品種雜,變異性大,再加上瀝青混合料攪拌設備大都是露天作業,材料的含水量受天氣影響很大,強製間歇式瀝青混合料攪拌設備因其結構的完善、級配正確、計量精度高、成品料質量好、易於控製,在瀝青路麵特別是高速公路的施工工程中受到普遍的歡迎。
強製間歇式瀝青混合料攪拌設備的構成有:冷料供給係統、幹燥滾筒、燃燒係統、熱骨料提升機、振動篩分係統、熱骨料貯倉、計量係統、攪拌器、粉料供給係統、瀝青供給係統、導熱油供給係統、除塵係統、成品料倉、電氣控製係統等。
國產強製間歇式瀝青混合料攪拌設備,通過多年的努力在引進消化吸收國外技術的基礎上,技術水平有了很大的提高,國產設備也占領了國內的大部分市場,打破了高速公路建設初期國外設備一統天下的局麵。但是國產瀝青混合料攪拌設備與國外產品相比,仍有一定的差距。強製間歇式瀝青混合料攪拌設備的構成是以結構件為主的設備,用鋼板和型材焊接起來就能工作,都能攪拌出料,但在生產效率、能耗、可靠性等方麵存在一些不足,一套好的強製間歇式瀝青混合料攪拌設備應該是生產能力高、配置的功率小、能耗低、設備耐用可靠、環保汙染少等。國產強製間歇式瀝青混合料攪拌設備尚有很大的提升空間,本文將對強製間歇式瀝青混合料攪拌設備的主要部件做一些剖析,分部件陸續發表,供大家參考。
瀝青混合料攪拌設備的環保與汙染
瀝青混合料攪拌設備在骨料的烘幹加熱篩分攪拌等工作過程中均會產生一定量的粉塵,骨料在加熱幹燥過程中燃料燃燒時產生大量的氮硫氧化物,瀝青在進行加熱過程中揮發的煙氣(俗稱蘭煙),上述的粉塵和煙氣等直接排入大氣必將對周圍的環境造成嚴重的汙染。隨著對環保問題的重視,保護環境、維護生態已成為我們國家的基本國策。國外對瀝青攪拌設備除配置除塵係統外,對瀝青煙氣等的排放進行了必要的控製,在瀝青加熱罐、攪拌鍋的進料口、混合料裝車處及熱儲料倉頂部等都加裝對瀝青煙氣進行密閉抽吸的裝置,有的將煙氣抽送到專用的過慮處理裝置,還有的將煙氣抽送到燃燒器進行燃燒等,在濾除有害氣體後再排入大氣,歐美國家在如何減少瀝青攪拌設備排放廢氣中有害氣體(如氮氧化氣)的含量問題控製很嚴,也取得了很好的效果,如美國從1960—1999年熱拌瀝青混合料量增加了250%,而環保及汙染減少了97%
1.歐美國家瀝青混合料攪拌設備汙染排放物的限值
瀝青路麵的鋪裝過程包括:瀝青混合料的拌製、瀝青混合料的運輸、瀝青混合料的攤鋪、瀝青混合料鋪層的碾壓。國際上除對瀝青混合料攪拌設備的排放汙染加以控製外,對整個鋪裝過程中有害氣體的排放均加以控製。對瀝青混合料攪拌設備的汙染不僅控製粉塵的排放量,對有機和無機物的排放均有限製。歐美國家瀝青混合料攪拌設備汙染排放物的限值如下表1。
表1 歐美國家瀝青混合料攪拌設備汙染排放物的限值
2.瀝青煙氣的處理
瀝青混合料在拌製過程中瀝青一般要加熱到150℃~180℃,成品瀝青混合料的溫度通常在140℃~160℃,瀝青加熱後會揮發出瀝青煙氣,因此在瀝青路麵鋪裝的攪拌、攤鋪、碾壓過程中均會揮發出瀝青煙氣,瀝青煙氣中含有對人體有害的多環芳烴等碳氫化合物,多環芳烴的排放量是隨溫度的變化而變化的,溫度越高排放量增加,2-3環芳烴的揮發溫度是140℃~160℃。歐美國家瀝青混合料攪拌設備汙染排放不僅對除塵器的排放加以控製,還對瀝青儲罐、成品料裝車區、成品料儲罐頂部的排放均加以控製處理,使之排放達到要求。圖1是瀝青儲罐煙氣排放處理裝置圖。圖2是瀝青混合料成品料裝車區煙氣排放控製處理裝置圖。圖3是瀝青混合料儲罐頂部和煙氣排放控製處理裝置圖。
圖1 瀝青儲罐煙氣排放處理裝置圖
圖2 瀝青混合料成品料裝車區煙氣控製處理裝置圖。
圖3 瀝青混合料儲罐頂部煙氣控製處理裝置圖
3.溫拌瀝青
瀝青煙中含有大量致癌物質,研究溫拌技術的初衷是減少瀝青煙對人體的危害。由於瀝青煙在130~140攝氏度左右產生,因此溫拌瀝青的溫度上限限定在130攝氏度,避免了瀝青煙的產生。同時,根據環境保護部對幾千噸混合料檢測得出的綜合數據,這套技術能夠降低二氧化碳排放56%,能耗降低22%,減少對人體有害的氣體81%。
另外,熱拌瀝青要求施工環境溫度必須高於10攝氏度,因此在高原地區或我國北方,冬季就不能施工。而溫拌技術卻能在較低氣溫條件下施工,延長施工周期。
熱拌瀝青混合料(HMA)在高速公路建設中以其眾所周知的良好使用性能受到世界眾多國家的青睞。迄今為止,HMA是應用最為廣泛、路用性能最為良好的一種混合料。但隨著和諧社會的發展,熱拌瀝青混合料也暴露出很多自身不可調和的缺陷,主要表現在以下幾個方麵:(1) 高溫度的拌和及施工條件加速了混合料老化,降低了混合料路用性能;(2) 較短的施工季節造成很大的機械、人員閑置,工期長;(3) 混合料生產過程的有害氣體排放對環境汙染嚴重,損害操作人員健康;(4) 能源消耗量大。
目前環境汙染和能源枯竭已得到全球範圍的關注。為保護生存環境,世界各國都對溫室氣體、有害氣體以及固體粉塵等排放進行嚴格限製。瀝青混合料的生產是道路工程中能量消耗與環境汙染大戶。德國研究數據表明,每生產1t熱拌瀝青混凝土需消耗8L燃料油。如拌和溫度降低30~35℃,可節約燃料油2.4L/t,並可減少30%以上的CO2等氣體以及粉塵的排放量。因此溫拌瀝青技術能明顯地降低瀝青煙氣的排放量,而且環保和節能效果明顯,歐美地區正在推廣應用。【中國路麵機械網專稿不得轉載】