新型瀝青混凝土攪拌站的環(huán)保技術

李立國

（邢臺路橋建設總公司，河北 邢臺 054001）

0 引 言

近幾年，國家在大力發(fā)展經濟的同時，對生產企業(yè)的生產經營活動提出了更為嚴苛的標準，尤其對環(huán)境保護格外重視。國家對新建項目實行環(huán)境影響評價制度，在進行建設活動之前，對建設項目的選址、設計和建成投產使用后可能對周圍環(huán)境產生的不良影響進行調查、預測和評定，提出防治措施，并按照法定程序進行報批。環(huán)境影響評價制度成為現(xiàn)階段淘汰落后和高污染產能的一道有力閘門。

傳統(tǒng)瀝青攪拌站在生產中存在高能耗、高排放、高污染、高成本等問題，必須通過探索新技術和新工藝來快速改善其不足，對設備的配套設施進行合理建設，減少污染源頭，使更節(jié)能環(huán)保的技術得以推廣，改變國內筑路行業(yè)粗獷式的發(fā)展格局［1－5］。解決問題的方法主要有：采用新型節(jié)能工藝、增加綠色環(huán)?？刂萍夹g、從理念上革新、從源頭上減少排放污染，從而達到降本增效的目的［6－11］。本文探討的熱再生綠色環(huán)保新型瀝青攪拌站，采用國內先進的回收瀝青混合料加溫熱再生生產工藝和溫拌瀝青混合料技術（Warm Mix Asphalt，簡稱 WMA），在生產過程中使用以天然氣和電力為主的綠色清潔能源，在每個煙氣和粉塵排放點位加裝等離子瀝青煙氣處理系統(tǒng)和主動式降塵收集系統(tǒng)，對設備上的每個噪音源采取有效的降噪措施，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。本文在建設初期針對瀝青混凝土攪拌站進行新工藝、新技術的應用，并對各種配套設備和設施進行完善，從而達到環(huán)保要求。

1 瀝青攪拌技術

1.1 廠拌熱再生技術

廠拌瀝青熱回收技術是目前路面養(yǎng)護中快速發(fā)展的新技術，具有較好的適應性，也是瀝青路面應用技術發(fā)展的一大趨勢。根據國內外一線瀝青混凝土攪拌站生產企業(yè)近3年的訂單情況來看，筑路企業(yè)對熱再生瀝青攪拌站的需求逐年增長。按照中國的技術規(guī)范，添加回收料的比例不得大于60%，根據實際施工驗證，添加再生料比例在40%時，再生瀝青混合料的性能完全能滿足高等級路面的使用要求，且能最大限度地發(fā)揮瀝青混凝土路面廢料的作用。采用廠拌熱再生技術的好處有：回收利用了舊石料，減少了新石料的使用率，間接減少了對山體的開采和對植被的破壞；消耗了路面銑刨后的舊瀝青混合料，使其不再存放處理、占用土地資源；節(jié)約了瀝青使用量；降低了工程的建設成本。采用廠拌熱再生技術，響應了當前國家對環(huán)保節(jié)能的倡導，符合瀝青混凝土生產及施工技術的發(fā)展趨勢［12－15］。

1.2 溫拌瀝青混凝土技術

溫拌瀝青混合料相對于傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料，可以解決高溫度的拌合及施工條件加速瀝青老化、施工期受外界環(huán)境溫度影響因素大、高溫瀝青混合料中散發(fā)的有害氣體對人體危害較大、加熱生產中能源消耗大等問題。溫拌瀝青混合料生產的關鍵技術是發(fā)泡瀝青技術。泡沫瀝青可以方便地與冷濕粒料拌合均勻，集料不必像熱拌瀝青混凝土那樣加熱到很高的溫度，因而節(jié)省能源，瀝青也不必像乳化瀝青一樣需經過額外的乳化加工，使用方便且效益高。溫拌瀝青混合料具有很多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：降低拌合成本，由于拌合溫度下降30℃左右，石料加熱溫度、瀝青保溫溫度也相應下降；成品料溫度降低，減少了瀝青混合料老化，改善路用性能；減少有害氣體的排放，降低環(huán)境污染，改善工人工作環(huán)境；延長了可施工工期，在存儲和運輸環(huán)節(jié)的要求都相應降低；對設備的改造相對簡單，不影響熱拌瀝青混合料的生產；成品料性能不低于傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料［16］。熱拌瀝青和溫拌瀝青的裝載如圖1所示，現(xiàn)場施工如圖2所示。

圖1 熱拌瀝青和溫拌瀝青的裝載現(xiàn)場

圖2 施工現(xiàn)場的排放對照

2 環(huán)保處理

2.1 瀝青煙氣的收集和處理技術

瀝青是石油化工的一種附產品，在高溫加熱后會具有流動性，并且會蒸發(fā)出一定的有害氣體，拌合完成的成品料在裝車的過程中也會有瀝青煙氣散出。對此，在拌合樓的各瀝青煙氣產生處，如拌合樓放料口、瀝青罐通氣口等，加裝引風裝置集中收集煙氣，并通過等離子瀝青廢氣處理系統(tǒng)完全凈化。該系統(tǒng)由洗滌降溫段、離心撲霧分離段、機械過濾段、等離子油煙凈化段、高壓等離子廢氣凈化段5個部分組成。在高壓脈沖電場中，通過前后沿陡峭、脈寬極窄（ns）的高壓脈沖電暈放電，在常溫下獲得非平衡高能低溫等離子體，即產生大量高能電子（約5eV）和具有極強氧化性能的羥基自由基（·OH、·HO2、·O）以及子氧化性極強的O3等高能活性粒子，它們與廢氣中有機物分子進行非彈性碰撞，使有機物分子化學鍵斷裂，發(fā)生一系列復雜的氧化、降解化學反應，最終使廢氣中有毒有害的有機物轉變?yōu)闊o害的二氧化碳和水等，使廢氣得到凈化。使用瀝青煙氣處理技術后攪拌設備在生產中對外界環(huán)境排放的檢測結果見表1。

表1 使用瀝青煙氣處理技術后攪拌設備在生產中對外界環(huán)境排放的檢測結果

2.2 粉塵無組織排放和場地揚塵控制

在瀝青混凝土的生產過程中，由于石料的原因，不可避免地要產生多余的粉塵，這些粉塵通過拌合樓的二級除塵設備吸附收集。如果只是在排出口加設一個水除塵攪拌機，的確可以簡單地將粉塵加濕后排出，但是在生產的不同階段以及石料的級配改變時，二級除塵設備收集的粉塵量會改變，從而使加濕后的粉塵干濕度難以控制，不能成為理想狀態(tài)的“泥土”。所以，在二級除塵與加濕機之間加設一個暫存?zhèn)}，暫存?zhèn)}的大小可以根據拌合樓的型號而定，以3000型為例，一般儲存能力30t的粉塵罐就可滿足3h左右的生產緩存。這樣就可以實現(xiàn)粉塵集中收集、穩(wěn)定加濕、定時排放的效果，對生產場地環(huán)境的改善有很好的效果。

其次，拌合樓的上料環(huán)節(jié)需要加裝揚塵控制裝置。在拌合樓的每個料斗上加裝吸塵口，及時吸走鏟車上料時產生的揚塵。最為理想的做法是將上料斗全部放置在地面以下，這樣可以使鏟車上料時不存在舉鏟動作，讓鏟車在水平的場地上工作，減少上料時漏料導致的揚塵。每個料斗投料處、初級篩處等可能會有揚塵的點位，同樣都設計吸塵口。成品料裝載區(qū)的車道采取全封閉式，放料口附近設計多個吸塵口，車道進出口安裝快速卷簾門，一個車輛的裝料過程可以在全封閉的車道內完成。

3 清潔能源的使用

能源的清潔與否直接關系著拌合樓的排放能否達標。以前拌合樓中的石料加溫環(huán)節(jié)和瀝青加溫環(huán)節(jié)主要是燃燒器燃燒重油和柴油等油質燃料。油質燃料的優(yōu)點是熱值高，成本相對較低，但是在嚴格的環(huán)保要求下，油質燃料在氣體排放上就很難達標了。重油中的含硫、含磷成分較高，燃燒后氣體中的二氧化硫等污染氣體占比較多，對設備本身的腐蝕作用很強。使用以重油為主要燃料的拌合樓，它的二級除塵裝置中的除塵袋壽命周期很短，未燃盡的硫、磷附著在除塵袋上，遇空氣后會二次燃燒損壞除塵袋。因此，使用油質燃料雖然可以降低燃料成本，但是設備的維修成本反之提升，環(huán)保要求更是無法達到。

選用以天然氣為燃料的新型燃燒機優(yōu)勢在于：天然氣燃燒充分且屬于國家大力推廣的清潔能源，燃氣燃燒機的結構簡單且易于維護，自動化程度高，溫度控制精確，工作噪音小，整機使用壽命長。經過使用驗證后發(fā)現(xiàn)，燃氣燃燒機的使用改善了整體攪拌設備的工作條件，拌合設備的整體維修率大幅降低。

在瀝青加溫環(huán)節(jié)，采用更為清潔的電加熱式瀝青儲存罐。相對于傳統(tǒng)瀝青存儲罐，立式電加熱瀝青罐具有獨特的優(yōu)勢：在存儲量相同的情況下，占地面積小；能耗也遠低于導熱油式瀝青罐；每年可以節(jié)省相當可觀的導熱油更換費用；電加熱瀝青罐還具有安全便捷的優(yōu)點，它不存在導熱油鍋爐，不需要擔心壓力容器帶來的危險，無需導熱油爐報檢手續(xù)，操作人員不用辦理特種作業(yè)操作證，送電后即可加熱，在條件允許的情況下，可以實現(xiàn)無人值守的工作狀態(tài)。不同瀝青加溫方式的消耗對比見表2。

表2 不同瀝青加溫方式的消耗對比

4 全封閉式結構

將整套瀝青攪拌設備、石料堆放區(qū)和通道完全封包在一個鋼結構的廠房中，這樣的方式可以避免對廠區(qū)外界產生揚塵，達到廠區(qū)整體美觀的效果，對降低設備以及各種車輛的噪聲可以起到顯著的作用。經過實測發(fā)現(xiàn)，設備正常生產時噪聲對廠區(qū)周邊環(huán)境的影響被降到了國家規(guī)定值以下。全封閉式廠區(qū)適合配置在距離市區(qū)較近的范圍，可以用于固定站的建設，日間廠區(qū)不同位置的噪聲值見表3。

表3 日間廠區(qū)不同位置的噪聲值

5 結 語

環(huán)保新型瀝青混凝土攪拌站具有傳統(tǒng)瀝青混凝土攪拌設備不可比擬的優(yōu)越性，從熱拌再生技術與溫拌瀝青混凝土技術的使用、瀝青煙氣的收集以及等離子廢氣處理系統(tǒng)的凈化、對生產過程中粉塵的收集和排放、對設備外部結構和廠區(qū)建設等進行有效改進等方面增加其環(huán)保性能，并兼具降本增效等優(yōu)點，是今后建設固定站的一個發(fā)展方向。