探究绿色环保型沥青混凝土拌合站整体解决方案

周泽森

（大成工程建设集团有限公司，福建厦门 361000）

0 引言

在我国各类市政道路、公路中，沥青混凝土路面不仅能满足各种设计功能要求，还具有行车舒适、噪声小、美观、维修保养快捷方便等优点，在国家基础建设中大面积推广，并有逐渐替代水泥混凝土路面的趋势。沥青混凝土路面工程建设中，需要大量应用到沥青混凝土材料。当前，沥青混凝土主要由沥青混凝土拌合站集中拌制，但其生产过程中难以避免会带来环境污染，引起各种社会问题，这与国家的环保战略产生冲突，也不利于人与自然和谐发展。为了充分挖掘现有设备使用价值，同时满足道路施工及环保要求，在建设过程中，沥青混凝土生产单位需要结合工程项目实际情况和标准化建设要求，科学管理沥青混凝土拌和站，分析设备生产的主要污染源，采取有效的措施进行绿色环保技术改造，使污染排放达到国家相关排放标准，消除不良影响，工程才能顺利开展。

1 当前沥青混凝土拌合站主要污染源

沥青混凝土拌合站生产时，主要污染形式有以下4 种：粉尘污染、沥青烟气、燃料尾气及噪声。

1.1 粉尘污染

粗、细各种规格混合在一起的砂石料，在运动过程中，由于受重力影响，下落时会出现内部结构错位，其中的细石粉容易漂浮在大气中形成大量粉尘，如果设备内部运动通道密封不严，砂石料流在运动过程中，就容易造成粉尘飘逸污染大气。粉尘会沉积覆盖在设备表面、办公生活建筑物上或周围花草树木表面，造成设备污染、腐蚀，污染环境，影响人员身体健康。

沥青混凝土拌合站粉尘污染主要是砂石料在场内转运、堆积、以及在沥青混凝土拌合站设备内部传送、滚动加热、筛分、溢料、废粉收集处理以及排放洗锅料。其中，自卸汽车转运砂石料、装载机堆积砂石料及在铲运过程，不可避免在场地内扬尘。冷配料机按设定比例配送砂石料进入烘干滚筒、超限骨料外溢、排放洗锅料等环节，粉尘没有封挡，直接暴露在大气中，最容易造成粉尘污染。

技术成熟的沥青混凝土拌合站，各部件连接紧密，易于在设备内部通道中用引发机抽气形成负压的方式，防止粉尘逃逸到大气中，并把粉尘集中收集到布袋除尘器中过滤、收集、处理，但布袋除尘器收集后废粉处理方式如果不当，仍将造成大量粉尘污染。

1.2 烟气、尾气污染

沥青混凝土拌合站生产时产生的烟气污染主要有燃料燃烧过程产生的尾气以及沥青烟气两种来源。

（1）燃烧尾气。沥青混凝土出厂温度一般在155～170 ℃，生产过程中需要对碎石进行烘干加热，使用的燃料有煤粉、柴油、重油、冷喷油和天然气等。尾气中一般含有CO、CO2、SO2、SO3、未完全燃烧的燃料灰渣及其他污染物。使用不同燃料，燃烧后产生的尾气对大气污染程度不同。当前，为减少生产成本，大量使用重油和冷喷油作为碎石加热的燃料，但会产生大量有害气体。

（2）沥青烟气。沥青的保温和加热主要在沥青存储罐中进行，通过热载体油炉加热导热油，再通过循环管道把循环油的热量传递给沥青。当加热到一定程度后，高温沥青会释放沥青烟气。此外，在沥青混合料拌和过程，高温沥青与高温砂石料在搅拌锅中搅拌混合时，会加速沥青烟气的释放，并在沥青混合料排放过程中（如从搅拌锅卸刚生产好的沥青混凝土料进配送小车、从配送小车卸料进成品仓以及在车道上从成品仓卸料进自卸汽车车斗等过程）大量释放到大气中。沥青烟气成分复杂，含有焦油粒子、烃类、SO2、苯并芘、多环芳烃及少量的O2、N2、SO4的杂环化合物，其中有几十种物质可致癌，特别是苯类化合物，对人体、动植物会造成严重危害。

1.3 噪声污染

沥青混凝土拌合站，是工程施工配备的大型设备，装机容量大，占地面积广、结构复杂，各功能部件精密配合。各运动副在运转过程中，不可避免地产生摩擦、振动，骨料撞击设备内壁，以及大功率燃烧器、除尘引风机、气控系统等工作时对大气的扰动，均产生大量噪声。同时还有运输车辆、装载机、警报器等运转的噪声。如果设备保养不良，还会带来异常声响。

2 沥青混凝土拌合站相关排放标准

根据国家环保战略，相关部门对沥青混凝土拌合站生产时的各项排放标准进行了规定（表1），出具相关法律文件。

表1 标准工况下整体式沥青混合料搅拌设备环保排放指标

参考标准：GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》、GB/T 17808—2010《道路施工与养护机械设备 沥青混合料搅拌设备》、GB 12348—2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》、GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》、GB 16297—1996《沥青搅拌站设备噪声标准》。

如果沥青混凝土拌合站排放不达标，对于设备生产厂家，产品将不准进入市场；对于设备使用单位，设备将不允许投入使用。可见，设备生产单位及使用单位都要紧跟国家环保战略和准入制度，充分论证、精心设计、严格质量过程管控，使设备具备一定的先进性和超前性，企业才能长久生存和发展。

3 当前沥青混凝土拌合站存在的污染问题

随着国产化程度越来越高，国内几家优秀沥青混凝土拌合站制造商制造的设备成本有所下降。现在大型工程项目标配的沥青混凝土拌合站都在4000 型（标况产量约320 t/h）以上，每台套总价近千万元，如果是进口设备则价格更加昂贵。这类沥青混凝土拌合站，设备性能有很多可圈可点的地方，如生产可靠、技术先进、安全性能高、自动化程度高、计量精准，产品稳定可靠等，如果因为环保排放不达标而不能投入使用，将是企业资源的一大浪费。因此，有必要对这类设备进行污染排放分析，论证绿色环保技术改造可行性，让其继续为企业服务，创造利润。

3.1 粉尘污染

（1）冷配料仓、集料皮带、斜皮带未包封、未收集过程产生的粉尘，在骨料配送过程产生的粉尘直接排放到大气中。

（2）主布袋除尘器废粉处理方式不当，造成大量粉尘污染环境。

（3）卸料区卡车通道、溢料管未设置粉尘收集装置，直接排放。

3.2 烟气污染

（1）烘干滚筒燃烧器采用重油、煤粉等高污染能源进行燃烧，产生的尾气由布袋除尘器收集，经初步过滤后，直接排放到大气中。

（2）沥青罐产生的热沥青未经处理，直接从透气孔排放到大气中。

（3）成品料装车通道未设置沥青烟气收集处理装置，在沥青混合料装车过程或排放洗锅料时产生大量沥青烟，直接排放到大气中。

3.3 噪声污染

（1）设备外表未包封，未严格管控生产产生的振动。

（2）大电机未采用变频控制、设备外壳没有消音配置等。

4 绿色环保型改造整体解决方案

4.1 场站建设

为有效控制沥青拌合站各类污染问题，合理选址、科学管理至关重要。

场站选址一般要考虑以下3 点：①交通便利，一般在公路主干道附近，符合大型车辆通行要求；②远离居民区，减少对城乡居民生活影响，避免产生纠纷；③应尽量设置在工程项目经济运距范围内，满足标准化对场地面积的要求，远离塌方、低洼等危险地带。

科学管理是指，沥青混凝土拌合站场站要按照标准化指南要求建设，各功能区设置合理，满足通水、通电生活条件，具备信息化办公条件，具备防火、防涝、防盗功能。场地进出场站的车流量比较大，场内道路一般进行硬化，布置降尘和防污染措施，进行封闭式管理，严禁无关车辆和人员进入，规范交通通行。

4.2 降粉尘措施

4.2.1 冷料上料系统粉尘处理

针对配料斗、皮带机扬尘问题，采用包封、设置吸尘罩、联通烟道进入布袋过滤除尘成清洁空气，然后通过烟囱排除。工艺流程如图1 所示。

图1 粉尘处理工艺流程

配料斗四面包封，正面设置防尘软帘，每仓设计独立吸尘口、红外传感器，红外感应装载机上料时，吸尘口自动开启，高效吸收上料扬尘。皮带机全包封，落料扬尘处采用除尘器管路，通过风机抽气产生的负压吸附扬尘。配料斗、皮带机处吸附的粉尘通过烟道一起吸入脉冲除尘器，通过内部布袋过滤粉尘转为洁净空气，再利用引风机从15 m 烟囱排入大气，从而实现除尘效果。

4.2.2 主布袋除尘器收集的回收粉处理

主布袋除尘引风电机通过联通管道，在拌合站主楼、干燥滚筒内部产生负压，吸附设备内部产生的大量粉尘进入布袋除尘器集中处理。处理完的回收粉，通过螺旋输送机临时存放在粉罐中，再通过加湿搅拌外排，或通过吸尘散装头排到粉罐车外运，解决回收粉过程中扬尘飘逸污染的问题。

4.2.3 卸料区、溢料区粉尘收集处理

针对成品卸料区洗锅料及溢料区产生的粉尘，可直接通过脉冲布袋除尘器引风电机在通道管内产生负压，吸附飘逸的粉尘并进行收集，而后通过罗茨风机输送至主除尘器进行集中处理。

4.3 烟气处理方案

4.3.1 “粉裹烟”技术对沥青烟气进行净化

（1）装车区沥青烟气净化。采用粉尘吸附沥青烟气法（“粉裹烟”技术），在装车区设有18 m 长密封通道、负压抽烟管，同时设有独立的布袋除尘器和粉尘循环输送管道，沥青烟经过布袋除尘器时，被布袋上的预涂粉不断中和、吸附、包裹，从而被除尘器布袋拦截处理，最后经烟囱排放洁净气体。预涂的粉尘可以使用沥青拌合设备自身产生的回收粉，粉尘吸附部分沥青烟气后，泵送至沥青拌合设备的主除尘系统进口烟道处，再经主除尘系统除尘后，经回收粉加湿机加湿处理。装车区蓝烟、粉尘处理装置不会产生附加二次污染，相关工艺流程如图2 所示。

图2 装车区沥青烟气处理工艺流程

（2）沥青罐区烟气净化。通过在沥青罐透气口安装铝合金空气散热管冷凝装置，冷凝后的沥青流回沥青罐，其余烟气被负压管道吸附到布袋除尘器内，采用“粉裹烟”技术进行处理，工艺流程如图3 所示。

图3 沥青罐区烟气处理工艺流程

4.3.2 烟气多级净化装置对沥青烟气进行净化

把拌合站主楼、卸料区、沥青罐区产生的沥青烟气，通过负压技术引导到沥青烟气净化设备经多级净化实现对有害气体的净化。

沥青烟气收集后首先采用喷淋冷却过滤、离心除雾、静电捕捉进行前期处理，离心除雾还可缓冲因放料门的开关、烟气浓度的变化对系统造成的冲击，使后期的等离子光催化工作稳定安全；再经过等离子裂解较大分子，包括苯并芘等；最后光催化在催化剂和催化床的帮助下通过紫外线照射分解，最终变成CO2和H2O。相关工艺流程如图4 所示。

图4 烟气多级净化装置工艺流程

4.3.3 二次燃烧技术对沥青烟气进行净化

把拌合站主楼、卸料区、沥青罐区产生的沥青烟气，通过负压技术收集并引导到干燥滚筒内进行二次燃烧，从而净化沥青烟气有害气体。干燥滚筒燃烧器端留有接入管道，设置了烟气流通切换装置，可选择进入烟气多级净化装置或进入干燥滚筒内进行烟气二次燃烧两种净化方式。当选择二次燃烧净化方式时，产生的沥青烟气从干燥滚筒燃烧器火焰喷射方向吸入干燥滚筒中，并与火焰混合燃烧净化。沥青烟气进入干燥滚筒中，不得影响火焰燃烧形状，以免减少对砂石料的烘干加热效果，甚至影响干燥滚筒使用寿命。

4.4 节能降噪措施

（1）砂石料仓机械作业降噪：料场采取搭建大厂房结构，装载机、砂石料运料车等机械运转时，处于封闭厂房内，减少噪声外传。

（2）岩棉保温节能降噪：干燥滚筒、骨料提升机、振动筛、热骨料仓、成品仓等部件，均直接接触热骨料或热沥青混合料，骨料、沥青混合料与部件内壁直接接触产生撞击及振动噪声。在部件外壁安装隔音、保温岩棉，外包彩钢板，可有效进行消音处理，并起到保温作用，减少燃料消耗。

（3）燃烧器安装消音设备降噪：燃烧器的噪声主要是燃料燃烧时产生的，采用具备节能降噪功能的轴流型风机，同时在燃烧器尾部配置消音器进行降噪。

（4）引风机设置隔音房及变频技术降噪：引风机启动及风量控制采用变频控制技术，节能降噪。可选用减振座对风机进行减振降噪，同时采用独立引风机隔音房进一步降低噪声。

5 结束语

以绿色环保理念对沥青混凝土拌合站进行升级改造，可以减少拌合站粉尘、烟气及噪声污染排放问题的同时，实现节能效果。由于拌合站通过重油、煤炭燃料供应能量，在燃烧时会产生较多有害尾气，对空气环境污染影响大，因此推荐在条件便利的前提下使用天然气等清洁能源。对于沥青烟气净化的方案，可选择其中一种或多种组合。

对沥青混凝土拌合站的升级改造是一项系统工程，不是堆积木式的简单拼凑，而需要根据环保要求及设备本身各技术参数，精心论证、系统设计、尊重科学，才能在保障设备使用安全、稳定、可靠的前提下，选择既经济又适用的改造方案，实现对烟气、粉尘、噪声污染有效控制，全面保障施工建设的环保性与绿色化。