传统间歇式沥青搅拌设备环保改造方案

传统间歇式沥青搅拌设备环保改造方案

传统间歇式沥青搅拌设备已不能适应当下环保要求。目前环保型沥青搅拌站对于粉尘和沥青烟气环保处理大多采用粉尘飘逸集中收集，经布袋除尘器过滤处理后排放；沥青烟气经主燃烧器二次燃烧后排放，或通过喷淋塔水洗+离心除雾+静电除尘+光催化等离子三重或四重组合对沥青烟气进行净化处理后排放。

1、改造总体思路

传统间歇式沥青搅拌设备排放污染源主要为：生产时粉尘飘逸、废气的排放[1-3]。本文将中交西筑应用于SG城市环保系列的成功经验运用到传统间歇式沥青搅拌设备的环保改造，可将环保组件分为“白料模式”和“黑料模式”两大环保系统，二者可便捷切换，部分管路共用(见图1、图2)。“白料模式”即设备在当天停机前排放刷锅料或设备在开机前期因集料温度不达标排放的料头，排放过程中会瞬间产生大量粉尘飘逸，这是产生粉尘污染的主要源头。

冷配料器在装载机上料时产生的扬尘也是粉尘污染的主要源头之一。“白料模式”即在该状态下抽吸粉尘颗粒集中过滤后排放，彻底杜绝粉尘飘逸。

“黑料模式”即设备正常生产时搅拌锅排放成品料时沥青烟气的飘逸及成品料仓卸料时沥青烟气的飘逸，这两处是沥青烟气产生的主要源头。“黑料模式”即在该状态下抽吸沥青烟气集中处理后排放，彻底杜绝沥青烟气的飘逸。

 

2、具体改造技术方案

2.1粉尘的处理方案

粉尘产生的源头：一是砂石料在装载机上料过程产生；二是砂石料在皮带输送过程中产生；三是设备主楼某些部位漏灰；尤其是当设备处在露天无遮盖、户外风大时，粉尘飘逸就更严重。

（1） 冷配系统料粉尘处理

装载机在倾倒石料时，石料下落过程产生大量粉尘飘逸(见图3)，需设置四面密封罩将冷配料器包围起来。每个冷料仓设置独立的吸尘罩，可以是侧吸或顶吸，将每个仓的吸尘管道集中过滤处理，并且在石料跌落的每处设置独立吸尘管路。

平皮带与斜皮带搭接处石料跌落，高差较大产生扬尘较多(见图4)。此处增加吸尘口，所有皮带输送尽可能增加外包(见图5)。

 

*参数设计：

冷配系统除尘器参数设计，常见冷料仓为5仓或6仓，施工中冷配料仓常见为1台装载机上料。设计时按2仓同时上料需要的风量设计，并考虑漏风系数及其它分支管路需要的风量。冷配系统粉尘为常温，且浓度较大，需设置独立的布袋除尘器，以脉冲式布袋除尘器应用较多。

单个吸尘罩风量按16000m?/h设计，其它部位分支管路风量按2000m?/h设计。滤袋过滤风速经验值1.2~1.6m/min，选择经济合理的风速。过滤风速越低过滤效果越好，但相应管路材料费用增加。管道厚度4~6mm为宜。

冷配系统除尘器风机风量

 

 

工作时粉尘浓度为1000g/m?，B取值以西安为例，年平均气压95.92kPa。

依据计算所得风机计算风量、计算全压，从风机样本选择满足要求的风机，风机电机功率可不计算直接从样本选取即可。

（2）主楼粉尘处理

改造设备大多是使用年限较久，密封件老化使密封效果主变差，粉尘泄露部位较多。处理方法：一是主楼整体密封处理，二是局部小包封密封处理。

* 主楼整体密封处理：

主楼整体密封:在设备外部增加独立包封，将整个主楼设备完全包封起来[4]，杜绝粉尘及烟气飘散。内部增加通风照明、抽尘、换气等装置，必要时增加视频监控等子系统此种密封结构费用高、难度大、工程量大，处理效果最好。

改造前先测量改造设备外形尺寸，绘制总方案图。将设备主楼整体完全包封，包封立柱通长采用H型钢从地面直到包封顶部。包封按主楼每层分为独立包封单元，可采用矩形方管做包封骨架，工厂制作好后在工地安装。包封时需考虑在每层主楼体宽度方向两侧预留通风换气扇，长度方向两侧预留推拉窗户透光、通风。主楼顶部包封同样需预留通风换气扇。

为了降低整个主楼密封空间内粉尘浓度含量，主楼增加吸尘管路，即一端风机鼓入新鲜空气，另一端管路抽吸粉尘空气。此部分配置独立的布袋除尘器，费用会增加。或者在主设备布袋除尘器过滤能力富余的情况下也可直接接入布袋处理，同时需注意主楼吸入冷空气，需要考虑布袋运行温度，防止滤袋产生结露现象。

*局部小包封密封处理

局部小包封密封: 在主楼粉尘产生的楼层内进行密封，密封件固定在楼层框架内部、工程量小，只需增加抽尘管路等系统。此种密封结构费用少、难度小、工程量小，处理效果较好。

为了节约费用，采用局部包封加抽吸管路也可达到环保排放要求。此种方案经济、快捷、改造周期短。常见粉尘量较大部位在搅拌锅层、称量层、小车层，可将这些部位进行小包封密封处理，同时增加“黑料模式”与“白料模式”。

搅拌锅层、称量层、小车层、成品仓卸料处采用局部全包密封，包封单元在每层框架内部不超过框架外形尺寸。可采用矩形方管做包封骨架，工厂制作好后在工地安装。包封时需考虑在每层宽度两端预留通风换气扇，长度方向两侧预留推拉窗户透光，推拉门检修。成品仓卸料处包封称为车道包封，车道两端设置自动感应卷帘门，车道内部两侧配置喷雾风扇。吸尘管路需要设计“白、黑料模式”，在抽吸进口“白、黑料模式”共用管路。管路须有切换装置，将白料通向主布袋除尘器过滤，沥青烟气进入主燃烧器进行二次燃烧彻底解决沥青烟气污染问题。

*抽吸管路参数设计。

无论是整体封包，还是局部小封包，都要考虑抽吸管路的参数设计。有些部位“白料模式”和“黑料模式”共用管路可以一并考虑。

以车道为例，车道完全包封，接料车辆处在完全密封的空间内，车道两端车辆进出设有自动感应卷帘门。密封目的一是为了防止沥青烟气及粉尘飘逸；二是为抽吸创造了封闭的环境防止抽吸大气；三是为司机操作人员创造健康的环境。车道沥青烟气风量按20000m?/h设计，车道顶部设置半密闭罩对烟气(尘)的捕集效果达95%，完全可以满足排放要求。考虑防止抽吸粉尘沉降，风速按18m/s设计，采用圆形管路，管路相应设置控制阀门。

 

进而求得圆管直径为0.627m，取整为0.65m，壁厚取4mm。

当为“白料模式”时，抽吸产生的20000m3/h风量可接入设备主布袋除尘器。主布袋除尘器完全可以处理这部分风量，无需单独增加布袋过滤装置。

当为“黑料模式”时，抽吸产生的20000m?/h风量可接入主燃烧器二次燃烧。二次燃烧管路设计时要考虑进风的位置与主燃烧器配合，防止因干燥筒负压不足导致燃烧器回火。

2.2废气排放处理方案

沥青搅拌站废气排放基本分为两大部分：一是成品沥青混合料装运时沥青烟气飘逸；二是燃料燃烧排放的废气。这两种废气处理方法各有不同。

（1）沥青烟气处理方案

成品料放料时为了防止沥青烟气四散飘逸，将整个车道完全包封起来形成独立空间，车道需预留足够长度，确保运输车辆移动空间充足。车道两端封板，采用快速自动感应卷帘门，自动开启。车道内应配备吸尘管路，部分管路设置收尘罩、高温吸尘风机，辅助设施为照明灯、监控器、喷雾风扇等。沥青烟气处理方案可同时将沥青罐区烟气处理考虑。

沥青烟气处理方式常见分为两种：一种是沥青烟气集中收集进入搅拌设备已有的主燃烧器二次燃烧，沥青烟气在温度510℃以上时，燃烧后烟气中的有机物含量已不能检出，燃烧温度越高，其燃烧效果更为明显。此种方式沥青烟气燃烧效果好、经济性较佳，无需单独购买设备；另一种方法是将沥青烟气集中收集进入独立的三重或四重组合净化处理设备。此种方式处理效果好，单独购置设备费用较贵，需定期维护更换耗材，有可能产生二次污染。

*沥青烟气二次燃烧参数设计。

沥青烟气二次燃烧是目前公认的沥青烟气处理效果最彻底的方案，且无二次污染物产生。可将沥青烟气接入主燃烧器二次燃烧，设计时特别注意接入主燃烧器的位置。根据实践经验，推荐将沥青烟气接入主燃烧器引风机进气口，接入主燃烧器其它位置会进入过量空气，出现负压不足、回火现象，甚至影响布袋除尘效果。接入主燃烧器的沥青烟气管路设计时需考虑以下问题：

①沥青烟气管路直径与主燃烧器燃烧需要的空气量是否匹配。根据实践经验，主燃烧器风机的风量、风压完全满足沥青烟气的抽吸参数要求。

②“白料模式”时沥青烟气管路封闭，主燃烧器引风机无气体进入，此时需解决主燃烧器燃烧时的空气来源问题。

*沥青烟气组合净化设备。

沥青搅拌站常见沥青烟气组合净化设备工艺流程：收集的沥青烟气首先进入水喷淋塔进行预处理，水喷淋塔能起到降温、去油、去除粉尘的作用，然后废气再进入静电工业油烟净化器，可有效去除沥青废气产生的油烟，剩余废气再进入UV高效光解净化设备进行最终处理，在风机的作用下通过烟囱最终达标排放[5]（见图6、图7）。

2.2.2 燃烧器废气排放处理方案

目前沥青搅拌站主燃烧器常见燃料为重油，燃烧排放的废气主要为主燃烧器燃烧产生。有条件的工地建议主燃烧器燃料改造为天然气，排放优于重油。两种燃料的废气排放中尤其是SO2与NO2的排放量相差好几个数量级[6、7]（见表1、表2）。主燃烧器更换为燃气燃烧器可以明显降低污染物排放，改善燃烧效果，对成品沥青混合料品质也有提升。

 

2.3其它环保项目技术措施

2.3.1温拌沥青混合料技术

温拌沥青混合料技术是在沥青混合料拌和过程中加入温拌剂或加装产生泡沫沥青的装置，使得沥青能够在较低的温度下进行拌和以及施工，而且温拌沥青的使用性能不会比热拌沥青的使用性能差。传统的热拌沥青刚铺成的路面温度可达到140℃，温拌沥青路面的出料温度要比热拌沥青的出料温度降低30℃~40℃[8]，摊铺温度降低30℃~60℃，可节省大量的加热能源。一个工期下来可以节约大量燃料费用，降低CO2排放量，减少颗粒物排放，经济效益和社会效益俱佳(见表3)。

2.3.2  降噪处理方案

整套沥青搅拌站噪音最大部位是主布袋除尘器引风机及烟囱出口处，降噪处理方案见图8。

(1)引风机壳体采用降噪材料包封；

(2)引风机启动采用软启动或变频控制；

(3)烟囱出口安装消音器；

(4)增加引风机房，将引风机房整体采用降噪材料包封。

2.3.3   沥青电加热技术

目前常见沥青加热为燃烧器加热，燃料多为柴油、天然气，部分采用重油。如果采用电加热沥青可大幅降低废气排放。

 

3、结束语

经过以上改造的传统间歇式沥青搅拌站粉尘，排放浓度、污染物排放浓度、噪音分贝数等完全可以达到当地环保排放标准。方案中“白料模式”与“黑料模式”改造方案借鉴了中交西筑环保型沥青搅拌站污染物治理的解决方案，改造方案成熟完善，经济效益好，完全达到设计要求。

改造方案解决了以下污染物排放项目：

(1)粉尘净化处理；

(2)沥青烟气净化处理；

(3)废气排放量及颗粒物的降低；

(4)搅拌设备关键部位噪音的降噪处理；

(5)其它环保项目改进措施。