基于環(huán)保除塵技術(shù)的瀝青攪拌設(shè)備改進研究

＊葉寶珠

（新疆瑞德物資有限公司 新疆 830063）

1.引言

(1)背景和問題陳述

在當今城市化快速發(fā)展的背景下，道路建設(shè)作為支撐城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施之一，扮演著舉足輕重的角色。然而，瀝青攪拌作為道路建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其高效生產(chǎn)與發(fā)展所帶來的負面環(huán)境影響日益引起關(guān)注。傳統(tǒng)瀝青攪拌設(shè)備在實現(xiàn)生產(chǎn)效率提升的同時，亦導(dǎo)致顆粒物排放問題的凸顯，這其中尤以細顆粒物（PM2.5）的排放引起高度關(guān)切。據(jù)統(tǒng)計，我國瀝青攪拌工程每年排放的顆粒物量已達數(shù)萬噸，這不僅對空氣質(zhì)量構(gòu)成威脅，更直接影響著居民的健康和城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。在國際上，顆粒物排放成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。各國政府和環(huán)保組織紛紛制定法規(guī)標準，以規(guī)范工程施工過程中的顆粒物排放。然而，在瀝青攪拌領(lǐng)域，由于生產(chǎn)流程的特殊性，傳統(tǒng)的治理技術(shù)在排放控制方面逐漸顯露出效率低下、成本較高等問題。另外，顆粒物排放不僅僅對人體健康構(gòu)成威脅，更對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重影響，如水源污染、土壤污染等。

(2)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外學(xué)者在環(huán)境保護領(lǐng)域?qū)r青攪拌設(shè)備的改進研究日益深入。針對嚴重的顆粒物污染對人類健康和環(huán)境帶來的影響，國際上已有多個國家提出了嚴格的環(huán)保法規(guī)，旨在限制工程施工中的顆粒物排放。例如，美國環(huán)保局（EPA）頒布的《施工設(shè)備顆粒物排放標準》規(guī)定了顆粒物排放的上限，迫使瀝青攪拌設(shè)備制造商和使用者加強環(huán)保改進[2]。然而，在實際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的靜電除塵、濕式除塵等技術(shù)因其局限性而無法滿足瀝青攪拌設(shè)備顆粒物排放的高效減少要求[3]。

國內(nèi)研究方面，近年來，我國環(huán)保治理工作持續(xù)加強，瀝青攪拌設(shè)備顆粒物排放問題也逐漸受到重視。不少學(xué)者基于傳統(tǒng)除塵技術(shù)的局限，探索了新的治理途徑。例如，一些研究嘗試采用多級除塵系統(tǒng)，結(jié)合濕式電除塵、靜電除塵等技術(shù)，以期實現(xiàn)更高效的顆粒物捕集效果[4]。同時，也有學(xué)者嘗試應(yīng)用納米材料技術(shù)，通過納米材料的表面特性，提高顆粒物的捕集效率和設(shè)備的耐用性[5]。然而，這些研究在實際應(yīng)用中往往受到成本、技術(shù)可行性等方面的限制。

2.研究方法

(1)分析傳統(tǒng)設(shè)備的顆粒物排放機制

傳統(tǒng)瀝青攪拌設(shè)備在高效生產(chǎn)的同時，不可避免地伴隨著顆粒物排放的問題。顆粒物排放機制的深入分析對于設(shè)計改進方案至關(guān)重要。從機制上看，這些排放主要源于原料投入、瀝青混合、料斗傾倒等過程。通過對排放機制的詳細分析，能更好地把握問題本質(zhì)，為改進方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。

在原料投入階段，瀝青攪拌工程涉及多種顆粒狀原料，如礦粉、石料等。這些原料在攪拌過程中經(jīng)過破碎、篩分等步驟，會產(chǎn)生大量懸浮顆粒物。根據(jù)實驗測定，原料投入過程中顆粒物約占總排放量的30%。另外，瀝青在混合過程中的高溫狀態(tài)也會導(dǎo)致其中的揮發(fā)性成分轉(zhuǎn)化為顆粒物，約占總排放量的20%。料斗傾倒過程中，物料的流動與撞擊同樣會使顆粒物進一步產(chǎn)生，大約占總排放的15%。具體如表1。

傳統(tǒng)瀝青攪拌設(shè)備的顆粒物排放主要集中在原料投入、瀝青混合和料斗傾倒等工序，其中原料投入是主要的排放來源，占比約30%。這一深入的排放機制分析為后續(xù)改進方案的制定提供了明確的方向，即通過針對這些主要排放環(huán)節(jié)的改進，實現(xiàn)顆粒物排放的顯著減少。

(2)提出基于環(huán)保除塵技術(shù)的改進方案

為應(yīng)對傳統(tǒng)瀝青攪拌設(shè)備顆粒物排放問題，本研究提出了一種基于環(huán)保除塵技術(shù)的改進方案，旨在提高生產(chǎn)效率的同時，顯著減少顆粒物排放。該方案主要涉及濕式電除塵和重力除塵兩種技術(shù)的組合應(yīng)用，以實現(xiàn)全面的顆粒物捕集和排放控制。

濕式電除塵技術(shù)是本方案的核心之一。其通過將顆粒物帶電后，將其引導(dǎo)至帶電的收集板上，然后在水的濕潤條件下，使顆粒物與水滴結(jié)合，從而實現(xiàn)顆粒物的捕集和去除。這一技術(shù)相比傳統(tǒng)的機械除塵，不僅能有效捕集細小顆粒物，還具有較低的能耗和運行成本。在改進后的設(shè)備中，將在攪拌工程中適時引入濕式電除塵技術(shù)，以捕捉由原料投入和瀝青混合產(chǎn)生的顆粒物。實驗數(shù)據(jù)顯示，濕式電除塵技術(shù)在捕集懸浮顆粒物方面表現(xiàn)出色，能夠顯著降低顆粒物排放。

3.實驗與結(jié)果

(1)改進后的瀝青攪拌設(shè)備排放性能測試

為驗證基于環(huán)保除塵技術(shù)改進方案的有效性，在實際工程環(huán)境下進行了排放性能測試。為確保測試結(jié)果的準確性，精心搭建了一個模擬實際生產(chǎn)條件的綜合測試平臺。這個平臺模擬了瀝青攪拌工程的實際操作環(huán)境，包括了原料投入、瀝青混合和料斗傾倒等關(guān)鍵工序。力求在實驗環(huán)境中盡量還原真實生產(chǎn)情況，以保證所得數(shù)據(jù)的可靠性。

在實驗過程中，采取了嚴格的操作流程，確保每個測試工序的穩(wěn)定性和一致性。首先，對傳統(tǒng)設(shè)備和改進后設(shè)備分別進行了預(yù)熱，使其達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。然后，在每個工序中設(shè)置了專業(yè)的顆粒物采樣儀器，這些儀器具備高靈敏度和精準度，能夠?qū)崟r監(jiān)測并采集空氣中的顆粒物。

在原料投入工序中，采集了投料口附近的空氣樣本，以捕捉原料投入過程中產(chǎn)生的顆粒物。在瀝青混合工序中，選擇了離混合器最近的區(qū)域進行采樣，以獲取瀝青混合過程中的顆粒物排放情況。在料斗傾倒工序中，將采樣儀器放置在料斗傾倒的位置，以捕集料斗傾倒過程中產(chǎn)生的顆粒物。

(2)顆粒物排放量的比較

表2是傳統(tǒng)設(shè)備和改進后設(shè)備在不同工序下的顆粒物排放量比較。

表2 傳統(tǒng)設(shè)備和改進后設(shè)備顆粒物排放比較

從表2數(shù)據(jù)中可以明顯觀察到，在改進方案的引入下，各工序的顆粒物排放量均有不同程度的降低。具體來看，原料投入工序中，改進后設(shè)備顆粒物排放量降低了約40%，表現(xiàn)出較為顯著的效果。在瀝青混合工序中，改進后設(shè)備排放量相較傳統(tǒng)設(shè)備減少了約35%，進一步證明了改進方案的有效性。料斗傾倒工序中，改進后設(shè)備排放量降低了約30%，在處理料斗傾倒過程中的顆粒物排放問題方面也取得了顯著的改善[6]。

通過傳統(tǒng)設(shè)備和改進后設(shè)備在各工序下顆粒物排放量的詳細比較，得以客觀地了解改進方案的效果。這一多工序的數(shù)據(jù)支持進一步印證了基于環(huán)保除塵技術(shù)的改進方案在減少顆粒物排放方面的顯著成效，為瀝青攪拌設(shè)備的環(huán)保改進提供了可靠的實驗基礎(chǔ)。

(3)參數(shù)對除塵效果的影響分析

在改進方案中，濕式電除塵技術(shù)是關(guān)鍵之一，而濕度是影響其效果的重要參數(shù)之一。通過在實驗中調(diào)整濕度水平，對比不同濕度下的顆粒物捕集效率。另一個關(guān)鍵參數(shù)是電壓，濕式電除塵技術(shù)通過電場引導(dǎo)顆粒物在電場中帶電，并在收集板上捕集。我們在實驗中調(diào)整了電壓，對比不同電壓下的顆粒物捕集效率，如表3所示。

表3 不同電壓下顆粒物捕集效率

實驗結(jié)果顯示，隨著濕度的增加，濕式電除塵技術(shù)的顆粒物捕集效果逐漸提升。這是因為濕度的增加能夠促使顆粒物與水滴更充分結(jié)合，增加顆粒物的粘附性，從而提高捕集效率。然而，過高的濕度可能導(dǎo)致顆粒物在排放過程中凝結(jié)成大顆粒，影響除塵器的正常運行。適當增加電壓能夠顯著提高顆粒物的帶電效率，從而增強捕集效果。然而，電壓過高可能導(dǎo)致電暈放電等問題，影響設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。在濕度70%，電壓180V時，捕集效率最高，達到88%。因此，我們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定了合理的電壓范圍，以確保除塵效果和設(shè)備穩(wěn)定性的兼顧。

4.展望與建議

(1)未來瀝青攪拌領(lǐng)域環(huán)保改進的發(fā)展趨勢展望

在環(huán)保意識日益增強的背景下，瀝青攪拌領(lǐng)域的環(huán)保改進將持續(xù)受到關(guān)注，并逐步邁向更高水平。筆者認為，未來瀝青攪拌行業(yè)的環(huán)保改進將呈現(xiàn)出一系列重要趨勢，可再生能源在瀝青攪拌過程中的廣泛應(yīng)用將持續(xù)增加。太陽能和風能等綠色能源將逐漸替代傳統(tǒng)的能源來源，以降低碳排放并減少對有害化石燃料的依賴。數(shù)字化技術(shù)將在生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，實現(xiàn)實時監(jiān)測和精確控制。這將有助于提高生產(chǎn)效率，減少浪費，并最大程度地降低對自然資源的消耗。此外，未來的瀝青攪拌行業(yè)還將更加注重循環(huán)經(jīng)濟原則，積極推動廢棄瀝青材料的回收和再利用。這一系列改進將有助于行業(yè)在環(huán)保方面取得長足進展，并在可持續(xù)性發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

(2)優(yōu)化建議

為深化改進方案的應(yīng)用，我們推薦開展多工況實驗驗證，以覆蓋不同操作條件下的效果變化。另外，對改進后設(shè)備的能耗進行詳細分析和優(yōu)化，以確保排放控制的同時能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效利用。為驗證設(shè)備在長期運行中的穩(wěn)定性，建議進行長周期運行試驗，以評估其在實際生產(chǎn)環(huán)境中的長期性能表現(xiàn)。最終，我們也鼓勵進行經(jīng)濟性分析，以評估改進方案在投資與成本效益之間的平衡，為決策者提供更全面的技術(shù)和經(jīng)濟依據(jù)。通過這些進一步的研究和優(yōu)化，我們有望進一步推進環(huán)保改進技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標作出積極貢獻。

5.結(jié)論

綜上所述，基于環(huán)保除塵技術(shù)的瀝青攪拌設(shè)備改進方案在本研究中得到了充分的驗證和探討。通過詳細的實驗分析，我們明確了改進方案的設(shè)計原理、工藝流程和排放效果。實驗結(jié)果顯示，在關(guān)鍵工序中，改進后設(shè)備成功降低了顆粒物排放量，分別達到了約40%、35%和30%的排放減少比例，驗證了該方案在環(huán)保改進方面的顯著成效。然而，鑒于研究的局限性，我們提出了進一步優(yōu)化的建議，包括拓展多工況實驗、深化能耗分析、考慮長期穩(wěn)定性和進行經(jīng)濟性評估。這些建議將為改進方案的實際應(yīng)用和推廣提供更加科學(xué)的支持。綜合來看，本研究不僅為瀝青攪拌設(shè)備的環(huán)保改進提供了有益的技術(shù)探索，也為相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)保技術(shù)應(yīng)用提供了有益的借鑒和參考。