新型沥青混凝土搅拌站的环保技术

李立国

（邢台路桥建设总公司，河北 邢台 054001）

0 引 言

近几年，国家在大力发展经济的同时，对生产企业的生产经营活动提出了更为严苛的标准，尤其对环境保护格外重视。国家对新建项目实行环境影响评价制度，在进行建设活动之前，对建设项目的选址、设计和建成投产使用后可能对周围环境产生的不良影响进行调查、预测和评定，提出防治措施，并按照法定程序进行报批。环境影响评价制度成为现阶段淘汰落后和高污染产能的一道有力闸门。

传统沥青搅拌站在生产中存在高能耗、高排放、高污染、高成本等问题，必须通过探索新技术和新工艺来快速改善其不足，对设备的配套设施进行合理建设，减少污染源头，使更节能环保的技术得以推广，改变国内筑路行业粗犷式的发展格局［1－5］。解决问题的方法主要有：采用新型节能工艺、增加绿色环保控制技术、从理念上革新、从源头上减少排放污染，从而达到降本增效的目的［6－11］。本文探讨的热再生绿色环保新型沥青搅拌站，采用国内先进的回收沥青混合料加温热再生生产工艺和温拌沥青混合料技术（Warm Mix Asphalt，简称 WMA），在生产过程中使用以天然气和电力为主的绿色清洁能源，在每个烟气和粉尘排放点位加装等离子沥青烟气处理系统和主动式降尘收集系统，对设备上的每个噪音源采取有效的降噪措施，从而实现节能环保的目的。本文在建设初期针对沥青混凝土搅拌站进行新工艺、新技术的应用，并对各种配套设备和设施进行完善，从而达到环保要求。

1 沥青搅拌技术

1.1 厂拌热再生技术

厂拌沥青热回收技术是目前路面养护中快速发展的新技术，具有较好的适应性，也是沥青路面应用技术发展的一大趋势。根据国内外一线沥青混凝土搅拌站生产企业近3年的订单情况来看，筑路企业对热再生沥青搅拌站的需求逐年增长。按照中国的技术规范，添加回收料的比例不得大于60%，根据实际施工验证，添加再生料比例在40%时，再生沥青混合料的性能完全能满足高等级路面的使用要求，且能最大限度地发挥沥青混凝土路面废料的作用。采用厂拌热再生技术的好处有：回收利用了旧石料，减少了新石料的使用率，间接减少了对山体的开采和对植被的破坏；消耗了路面铣刨后的旧沥青混合料，使其不再存放处理、占用土地资源；节约了沥青使用量；降低了工程的建设成本。采用厂拌热再生技术，响应了当前国家对环保节能的倡导，符合沥青混凝土生产及施工技术的发展趋势［12－15］。

1.2 温拌沥青混凝土技术

温拌沥青混合料相对于传统热拌沥青混合料，可以解决高温度的拌合及施工条件加速沥青老化、施工期受外界环境温度影响因素大、高温沥青混合料中散发的有害气体对人体危害较大、加热生产中能源消耗大等问题。温拌沥青混合料生产的关键技术是发泡沥青技术。泡沫沥青可以方便地与冷湿粒料拌合均匀，集料不必像热拌沥青混凝土那样加热到很高的温度，因而节省能源，沥青也不必像乳化沥青一样需经过额外的乳化加工，使用方便且效益高。温拌沥青混合料具有很多优势，主要表现在：降低拌合成本，由于拌合温度下降30℃左右，石料加热温度、沥青保温温度也相应下降；成品料温度降低，减少了沥青混合料老化，改善路用性能；减少有害气体的排放，降低环境污染，改善工人工作环境；延长了可施工工期，在存储和运输环节的要求都相应降低；对设备的改造相对简单，不影响热拌沥青混合料的生产；成品料性能不低于传统热拌沥青混合料［16］。热拌沥青和温拌沥青的装载如图1所示，现场施工如图2所示。

图1 热拌沥青和温拌沥青的装载现场

图2 施工现场的排放对照

2 环保处理

2.1 沥青烟气的收集和处理技术

沥青是石油化工的一种附产品，在高温加热后会具有流动性，并且会蒸发出一定的有害气体，拌合完成的成品料在装车的过程中也会有沥青烟气散出。对此，在拌合楼的各沥青烟气产生处，如拌合楼放料口、沥青罐通气口等，加装引风装置集中收集烟气，并通过等离子沥青废气处理系统完全净化。该系统由洗涤降温段、离心扑雾分离段、机械过滤段、等离子油烟净化段、高压等离子废气净化段5个部分组成。在高压脉冲电场中，通过前后沿陡峭、脉宽极窄（ns）的高压脉冲电晕放电，在常温下获得非平衡高能低温等离子体，即产生大量高能电子（约5eV）和具有极强氧化性能的羟基自由基（·OH、·HO2、·O）以及子氧化性极强的O3等高能活性粒子，它们与废气中有机物分子进行非弹性碰撞，使有机物分子化学键断裂，发生一系列复杂的氧化、降解化学反应，最终使废气中有毒有害的有机物转变为无害的二氧化碳和水等，使废气得到净化。使用沥青烟气处理技术后搅拌设备在生产中对外界环境排放的检测结果见表1。

表1 使用沥青烟气处理技术后搅拌设备在生产中对外界环境排放的检测结果

2.2 粉尘无组织排放和场地扬尘控制

在沥青混凝土的生产过程中，由于石料的原因，不可避免地要产生多余的粉尘，这些粉尘通过拌合楼的二级除尘设备吸附收集。如果只是在排出口加设一个水除尘搅拌机，的确可以简单地将粉尘加湿后排出，但是在生产的不同阶段以及石料的级配改变时，二级除尘设备收集的粉尘量会改变，从而使加湿后的粉尘干湿度难以控制，不能成为理想状态的“泥土”。所以，在二级除尘与加湿机之间加设一个暂存仓，暂存仓的大小可以根据拌合楼的型号而定，以3000型为例，一般储存能力30t的粉尘罐就可满足3h左右的生产缓存。这样就可以实现粉尘集中收集、稳定加湿、定时排放的效果，对生产场地环境的改善有很好的效果。

其次，拌合楼的上料环节需要加装扬尘控制装置。在拌合楼的每个料斗上加装吸尘口，及时吸走铲车上料时产生的扬尘。最为理想的做法是将上料斗全部放置在地面以下，这样可以使铲车上料时不存在举铲动作，让铲车在水平的场地上工作，减少上料时漏料导致的扬尘。每个料斗投料处、初级筛处等可能会有扬尘的点位，同样都设计吸尘口。成品料装载区的车道采取全封闭式，放料口附近设计多个吸尘口，车道进出口安装快速卷帘门，一个车辆的装料过程可以在全封闭的车道内完成。

3 清洁能源的使用

能源的清洁与否直接关系着拌合楼的排放能否达标。以前拌合楼中的石料加温环节和沥青加温环节主要是燃烧器燃烧重油和柴油等油质燃料。油质燃料的优点是热值高，成本相对较低，但是在严格的环保要求下，油质燃料在气体排放上就很难达标了。重油中的含硫、含磷成分较高，燃烧后气体中的二氧化硫等污染气体占比较多，对设备本身的腐蚀作用很强。使用以重油为主要燃料的拌合楼，它的二级除尘装置中的除尘袋寿命周期很短，未燃尽的硫、磷附着在除尘袋上，遇空气后会二次燃烧损坏除尘袋。因此，使用油质燃料虽然可以降低燃料成本，但是设备的维修成本反之提升，环保要求更是无法达到。

选用以天然气为燃料的新型燃烧机优势在于：天然气燃烧充分且属于国家大力推广的清洁能源，燃气燃烧机的结构简单且易于维护，自动化程度高，温度控制精确，工作噪音小，整机使用寿命长。经过使用验证后发现，燃气燃烧机的使用改善了整体搅拌设备的工作条件，拌合设备的整体维修率大幅降低。

在沥青加温环节，采用更为清洁的电加热式沥青储存罐。相对于传统沥青存储罐，立式电加热沥青罐具有独特的优势：在存储量相同的情况下，占地面积小；能耗也远低于导热油式沥青罐；每年可以节省相当可观的导热油更换费用；电加热沥青罐还具有安全便捷的优点，它不存在导热油锅炉，不需要担心压力容器带来的危险，无需导热油炉报检手续，操作人员不用办理特种作业操作证，送电后即可加热，在条件允许的情况下，可以实现无人值守的工作状态。不同沥青加温方式的消耗对比见表2。

表2 不同沥青加温方式的消耗对比

4 全封闭式结构

将整套沥青搅拌设备、石料堆放区和通道完全封包在一个钢结构的厂房中，这样的方式可以避免对厂区外界产生扬尘，达到厂区整体美观的效果，对降低设备以及各种车辆的噪声可以起到显著的作用。经过实测发现，设备正常生产时噪声对厂区周边环境的影响被降到了国家规定值以下。全封闭式厂区适合配置在距离市区较近的范围，可以用于固定站的建设，日间厂区不同位置的噪声值见表3。

表3 日间厂区不同位置的噪声值

5 结 语

环保新型沥青混凝土搅拌站具有传统沥青混凝土搅拌设备不可比拟的优越性，从热拌再生技术与温拌沥青混凝土技术的使用、沥青烟气的收集以及等离子废气处理系统的净化、对生产过程中粉尘的收集和排放、对设备外部结构和厂区建设等进行有效改进等方面增加其环保性能，并兼具降本增效等优点，是今后建设固定站的一个发展方向。