瀝青混合料拌合站粉塵處理研究與應(yīng)用

王志剛

(山西晉路勵新交通設(shè)備有限公司，山西 晉中 030600)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對道路交通和工程施工建設(shè)要求日益增高，瀝青拌合站在施工中的地位也越來越重,但是當(dāng)前我國的瀝青混合料生產(chǎn)過程中，粉塵問題很難得到有效地處理。瀝青混合料拌合站附近往往粉塵四處彌漫，給周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響。如果得不到有效地解決，隨著對瀝青混合料需求的增加，將給我們的環(huán)境帶來越來越多的破壞，瀝青攪拌過程中的粉塵問題亟需處理。

1 瀝青混合料拌合產(chǎn)生粉塵的危害

1.1 大氣污染

瀝青混合料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量煙塵及廢氣，尤其是回收粉排放時，會造成周邊大氣污染，附加上氣壓和氣流的作用，嚴(yán)重者甚至?xí)绊憯?shù)公里以上，進(jìn)一步擴(kuò)大了污染范圍。

1.2 土壤污染

瀝青拌合站產(chǎn)生的粉塵附著在土壤上會造成土壤肥力降低或者導(dǎo)致土壤分解，以致肥力流失，土地沙化。

1.3 水體污染

瀝青混合料拌合產(chǎn)生的粉塵很難溶于水中，往往會形成粘稠狀物質(zhì)，很難與土壤和水體融合，水份蒸發(fā)后受風(fēng)力影響會造成二次污染，隨著降水等滲入地下水，造成地下水污染，影響居民使用。

1.4 對設(shè)備的危害

瀝青拌合站產(chǎn)生的粉塵粒徑極其細(xì)小，經(jīng)常會進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部對設(shè)備傳動及電路造成損害，一旦粉塵附著在傳感器、潤滑油等上面，并且長時間堆積，就會導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用或者降低設(shè)備的使用壽命。進(jìn)入設(shè)備的電路及控制系統(tǒng)之后會使得設(shè)備的電路系統(tǒng)失靈，無法正常運(yùn)行。

1.5 對人體的危害

粉塵會對設(shè)備操作人員及周邊相關(guān)生產(chǎn)人員造成嚴(yán)重的身體傷害，因為粉塵極為細(xì)小，一旦進(jìn)入人體呼吸道或者眼部等器官，極易造成各種身體機(jī)能失調(diào)，甚至塵肺病、皮炎、紅眼病等職業(yè)病。

2 瀝青混合料拌合站除塵系統(tǒng)簡介

現(xiàn)以靈山工地所使用的西筑J4000型瀝青拌合站為例分析研究瀝青混合料拌合站的除塵系統(tǒng)。整套瀝青混合料拌合站，主要包括骨料供給系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、骨料烘干系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、粉料系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都有著不同的功能。其中除塵系統(tǒng)的主要作用是能夠把烘干筒以及其他裝置中所產(chǎn)生的廢氣、粉塵進(jìn)行過濾及回收，最終保證排放氣體達(dá)標(biāo)排放。

實(shí)際上，在進(jìn)行除塵工作的過程中，為了保證最終的排放能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求，我們需要進(jìn)行多重除塵處理：一級煙道以及重力除塵器、二級布袋除塵器以及煙道及引風(fēng)機(jī)等。重力除塵器收集的較大粒徑粉塵一般通過水?dāng)嚢柙O(shè)備攪拌成泥狀后集中處理；布袋除塵器收集的部分細(xì)小粉塵可以用做回收礦粉再利用。

3 瀝青混合料拌合站除塵系統(tǒng)工作原理分析

瀝青混合料拌合站除塵系統(tǒng)由烘干筒風(fēng)道、振動篩風(fēng)道、重力除塵箱、重力集灰斗、布袋除塵箱、布袋集灰斗、輸粉螺旋、除塵風(fēng)道、反吹或者脈沖系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)及煙囪等部件組成，其中布袋除塵箱共分為兩截22個除塵單元，每個除塵單元內(nèi)50個除塵布袋，共1 100個除塵布袋，過濾面積1 100 m2，除塵單元對稱布置，中間為風(fēng)道，除塵箱頂部布置反吹氣缸或者脈沖閥及控制閥等。

除塵系統(tǒng)是瀝青拌合站最重要的環(huán)保組成，其主要對烘干筒、振動篩及攪拌器三個組成產(chǎn)生作用。

(1)首先為烘干筒提供充足的新鮮空氣保證烘干筒內(nèi)保持穩(wěn)定的負(fù)壓，確保柴油或者重油能在烘干筒內(nèi)充分燃燒并保持穩(wěn)定持續(xù)的火焰形狀(一般達(dá)到烘干筒內(nèi)部長度1/2～2/3部位)，同時將烘干筒內(nèi)產(chǎn)生的氣體、粉塵、水蒸汽及油類廢氣等抽走經(jīng)過重力、布袋兩級除塵達(dá)標(biāo)排放。

(2)其次通過振動篩風(fēng)道引走振動篩篩分時的產(chǎn)生的粉塵，提高計量配比的精準(zhǔn)度。

(3)再次為攪拌器提供弱負(fù)壓以利于粉料添加和攪拌均勻。在引風(fēng)機(jī)的作用下，烘干筒內(nèi)產(chǎn)生的混合氣體經(jīng)烘干筒風(fēng)道從重力除塵箱上方進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入重力除塵箱后，首先在進(jìn)風(fēng)口中間的隔板作用下，氣體向下流動，流速減緩，在重力及慣性作用下，混合氣體中的較粗顆粒落至集灰斗底部，起到一級除塵效果。與此同時，進(jìn)入集灰斗的氣流改變方向向上經(jīng)布袋除塵箱中間風(fēng)道進(jìn)入20個除塵單元中的1 000個布袋中，氣流中的煙塵經(jīng)過布袋時被吸附在布袋外表面，凈化后的空氣經(jīng)布袋內(nèi)腔進(jìn)入除塵風(fēng)道,由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。

布袋上的粉塵經(jīng)布袋除塵器脈沖振動或者反吹后落在布袋集灰斗內(nèi)，經(jīng)輸粉螺旋排出或回收利用。兩種布袋清洗路線基本相同:大氣(壓縮空氣)-除塵閥蓋上口(除塵氣缸)-待清洗單元-除塵風(fēng)道一引風(fēng)機(jī)-煙囪排出大氣。清洗氣流的方向與除塵引風(fēng)的方向相反，通過反向氣流振動，達(dá)到清洗布袋的作用。待清洗單元的清洗過程與剩余單元的除塵工作同時交替進(jìn)行，屬于自動清洗。另外還有強(qiáng)制清洗，瀝青拌合站開機(jī)或者停機(jī)時，當(dāng)設(shè)備處于空運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，混合氣體比較干凈，負(fù)荷較小。當(dāng)引風(fēng)機(jī)風(fēng)門開啟較大時，清洗氣體流量、壓力較大，能起到較好的清洗效果。

4 影響瀝青拌合站除塵效果的相關(guān)因素

4.1 粉塵對除塵布袋的影響導(dǎo)致除塵效果降低

新布袋第一次使用時，粉塵吸附在布袋表面，形成孔徑小、大空隙率的粉塵層。這層粉塵可以提高布袋過濾效率，增強(qiáng)對粉塵的過濾效果，同時可以防止油污或潮濕廢氣對布袋的堵塞。隨著設(shè)備不斷使用，濾袋表面的粉塵加厚，形成二次粉塵層，使除塵效率越來越低，過濾阻力也越來越大，氣流通過逐漸困難，甚至影響系統(tǒng)正常工作。當(dāng)天氣潮濕或者骨料水份較大時,濾袋表面會出現(xiàn)結(jié)焦。這主要是因為石料含水，含水石料進(jìn)入干燥筒加熱后產(chǎn)生水蒸汽，其次，未充分燃燒的油氣和水蒸汽一起經(jīng)過布袋時極易造成布袋堵塞。這些粘性介質(zhì)堵塞布袋后，還會造成粉塵的二次吸附，粉塵層越積越厚，依靠設(shè)備自身已很難清洗，導(dǎo)致很大的壓力損失，甚至系統(tǒng)失壓嚴(yán)重，以致無法作用。

4.2 除塵系統(tǒng)負(fù)壓降低導(dǎo)致除塵效果受到影響

除塵系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)將烘干筒內(nèi)產(chǎn)生的粉塵、氣體、水蒸汽及燃油廢氣抽走時，使烘干筒內(nèi)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，新鮮空氣從進(jìn)料封頭進(jìn)入，從而保證燃燒效果。如果除塵系統(tǒng)發(fā)生故障，引風(fēng)機(jī)不能及時抽走烘干筒內(nèi)產(chǎn)生的氣體、粉塵、水蒸汽及柴油廢氣，不能形成負(fù)壓，便不能充分燃燒、燃燒不充分的直接后果便是冒黑煙、溫度上不去，生產(chǎn)效率低下、污染環(huán)境并產(chǎn)生高溫蒸汽滯留在除塵箱內(nèi),導(dǎo)致高溫報警以致停機(jī)。因此在設(shè)計除塵器時，應(yīng)盡可能降低壓力損失，做好設(shè)備密封并減少風(fēng)道壓力損失。除塵風(fēng)道空間越大，負(fù)壓損失越大，布袋清洗振動越小，逐漸堵塞以致喪失除塵功能。由此可見，除塵器在除塵過程中,壓力損失將嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常工作。失壓越大，除塵過濾材料上所附著的灰塵越多，烘干筒內(nèi)負(fù)壓就會減小，除塵系統(tǒng)效率降低。

4.3 氣候、原材料等因素對除塵效果的綜合影響

除塵箱若有霜凍情況亦會導(dǎo)致布袋潮濕，以致粉塵粘附在濾袋上，從而導(dǎo)致除塵效果不好。骨料粉塵含量過大，也會使得除塵器粉塵密度過大,造成較大的壓力損失，也會影響除塵效果。除塵系統(tǒng)的自我清洗能力對除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，除了注意骨料及天氣等各種外在因素外，平常應(yīng)注意檢查反吹系統(tǒng)的運(yùn)行及密封情況，及時關(guān)注系統(tǒng)壓力，除塵系統(tǒng)屬于高溫設(shè)備，尤其反吹清洗密封件大多為塑料或者橡膠制品，受熱極易變形可能導(dǎo)致密封不嚴(yán)壓力下降，一旦壓力下降除塵效果將會急劇下降。

綜上所述，瀝青拌合站除塵系統(tǒng)的除塵效果受原材料、氣候、設(shè)備質(zhì)量和操作經(jīng)驗習(xí)慣等多方面因素影響，必須綜合考慮才能確保設(shè)備的正常運(yùn)行和良好的環(huán)保效果。

5 瀝青拌合站粉塵處理的具體方法

5.1 改良瀝青拌合站

瀝青拌合站是產(chǎn)生粉塵的根源，需要從瀝青拌合站拌合過程的所有因素全盤考慮進(jìn)行改進(jìn)。

(1)原材料方面：在料場施工時，一定要將場地建成一定的坡度，以利于水份流掉，保持料場干燥和不集水。在骨料進(jìn)場時嚴(yán)格把關(guān)，拒絕接收含水量超標(biāo)的骨料。為降低除塵箱入口粉塵濃度，應(yīng)采購含粉量達(dá)標(biāo)的石料，一般要求石料粉塵含量≤4%。

(2)設(shè)備使用方面：為減少結(jié)露，在每次開機(jī)前，產(chǎn)量盡量低一些,待設(shè)備完全預(yù)熱后，再逐步提高產(chǎn)量，并在生產(chǎn)中保持除塵箱內(nèi)溫度不得低于100 ℃，以減少凝結(jié)水的形成。定期采用人工清洗布袋，保持濾袋清潔。調(diào)整燃燒器風(fēng)油比，使燃油充分燃燒，減少燃燒廢氣。設(shè)備開停機(jī)時，多次進(jìn)行強(qiáng)制清洗。

(3)設(shè)計方面：設(shè)計全新的瀝青拌合站，實(shí)現(xiàn)瀝青混合料生產(chǎn)過程的全密封性，將粉塵封閉在攪拌設(shè)備內(nèi)。瀝青混合料生產(chǎn)廠家也要對瀝青拌合站進(jìn)行改造升級，淘汰老舊的粗放式瀝青拌合站，更換新型的瀝青拌合站。在瀝青拌合站的設(shè)計過程中，要注重對粉塵的控制，爭取通過瀝青拌合站的更新改造，譬如全密封式設(shè)計、粉塵的水?dāng)嚢杼幚硐到y(tǒng)等減少粉塵的產(chǎn)生量。

(4)工藝方面：瀝青拌合站要采用新工藝，新方法，積極的運(yùn)用高科技技術(shù)，來盡量地完成瀝青混合料生產(chǎn)從粗放型向集約型發(fā)展的轉(zhuǎn)變，盡量的減少粉塵的污染。譬如為提高系統(tǒng)自我清潔能力，可改進(jìn)除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高密封性能，改進(jìn)閥蓋材料及結(jié)構(gòu)。在材料上改用抗高溫、抗變形能力強(qiáng)的材料，如采用夾布耐高溫硫化橡膠板，兩面用鋼板夾住。調(diào)節(jié)氣缸上下行程，使其在上下位置均超出行程3～5 mm,這樣由于橡膠板彈性較大，超行程工作能使橡膠閥板緊貼在上口或下口，達(dá)到密封嚴(yán)密，提升密封性能、加強(qiáng)自我清洗能力。

5.2 合理改進(jìn)重力除塵

重力除塵是較為老式的除塵方法，其原理是利用旋風(fēng)除塵器來進(jìn)行除塵工作，而舊式的旋風(fēng)除塵器去除較大粉塵顆粒有效果，卻不能對粉塵微小顆粒有效去除，所以舊式的旋風(fēng)除塵器效果不好，一些直徑較小的顆粒還是被排放到大氣當(dāng)中，給周圍的環(huán)境造成了污染，重力除塵是吸除較大顆粒的粉塵的一種方法，達(dá)不到目前去除全部粉塵的效果。所以旋風(fēng)除塵應(yīng)當(dāng)進(jìn)行改進(jìn)，更新技術(shù)設(shè)備和手段，譬如增加風(fēng)道長度或者與更先進(jìn)的除塵方式結(jié)合使用來完成對較小顆粒粉塵的吸除，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

5.3 正確使用布袋除塵

布袋除塵是當(dāng)下瀝青拌合站通用的除塵方式。布袋除塵是一種干式除塵模式，一般分為大氣反吹式和電磁脈沖式兩種。布袋除塵裝置采用重力沉降作用、篩濾作用、慣性作用及熱運(yùn)動作用達(dá)到消除粉塵的目的。布袋除塵非常適合去除瀝青拌合站生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的粉塵。首先布袋除塵除塵方式簡便，不會造成二次污染。其次，布袋除塵的除塵效果十分好，比重力除塵效果明顯。最后布袋除塵還可以收集煙氣中的粉塵，收集到集灰斗內(nèi)回收再利用。

5.4 增加收塵罩提高除塵效果

收塵罩也是可以運(yùn)用于瀝青混合料生產(chǎn)過程中除塵的一種裝置。收塵罩放置在攪拌缸的下部，并且設(shè)置有引風(fēng)口，出口設(shè)計成為兩個引風(fēng)管，一個引風(fēng)管連接煙箱，另一個引風(fēng)管連接除塵系統(tǒng)的引風(fēng)管，兩個引風(fēng)管在引風(fēng)機(jī)的作用下，有效地對瀝青混合料攪拌過程中出現(xiàn)的粉塵進(jìn)行回收利用，并且還能夠?qū)r青攪拌過程中出現(xiàn)的有害氣體進(jìn)行回收處理，一方面減少了粉塵的污染，另一方面也減少了有害氣體對大氣的污染。

5.5 推進(jìn)靜電除塵的應(yīng)用

靜電除塵是一種新興的除塵方式.靜電除塵器的工作原理包括電極放電、氣體電離、粒子荷電沉積以及清灰等過程。粉塵通過高壓電場時被電極分離，粉塵在負(fù)離子作用下帶上負(fù)電后，游至陽極表面放電后沉積。它的除塵效率高，阻力小，適合高溫環(huán)境，適用范圍廣，可實(shí)現(xiàn)操作自動控制，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求安裝及維護(hù)管理水平高。在工程、化學(xué)、冶金以及鍋爐等工業(yè)中用以凈化氣體或回收有用顆粒，利用靜電使氣體電離使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。

5.6 粉塵的回收利用

在瀝青混合料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵，可以回收再利用，減少環(huán)境影響的同時創(chuàng)造新價值。在當(dāng)前的情況下，除了濕式除塵外，其他除塵方式都附帶對粉塵的回收利用，或者進(jìn)行二次加工，重新進(jìn)入瀝青混合料的生產(chǎn)工藝，或者可以當(dāng)做磚廠的生產(chǎn)原料，進(jìn)行磚塊的生產(chǎn)。

5.7 強(qiáng)化檢查檢修意識

除塵設(shè)備運(yùn)行狀況是否良好，關(guān)系著瀝青攪拌站的生產(chǎn)效率及運(yùn)行質(zhì)量等。因此，在對除塵設(shè)備改進(jìn)方面進(jìn)行科學(xué)分析時，需要不斷強(qiáng)化定期檢查意識，了解干燥筒和燃燒器的運(yùn)行狀態(tài)，并對煙道與布袋箱體安裝質(zhì)量是否可靠進(jìn)行科學(xué)評估，處理好其中的細(xì)節(jié)問題，使得除塵設(shè)備在瀝青攪拌站中能夠得到科學(xué)應(yīng)用，滿足其應(yīng)用質(zhì)量可靠性要求。與此同時，將除塵設(shè)備運(yùn)行中的定期檢查工作落實(shí)到位，也能實(shí)現(xiàn)對其運(yùn)行中可能存在隱患的及時處理，充分發(fā)揮除塵設(shè)備在瀝青攪拌站中的環(huán)保能力，為其科學(xué)應(yīng)用水平提升打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

6 總 結(jié)

瀝青攪拌過程中出現(xiàn)的粉塵會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，所以瀝青混合料生產(chǎn)單位要采取充分的措施，減少攪拌過程中出現(xiàn)的粉塵，并且對粉塵進(jìn)行回收再利用，實(shí)現(xiàn)循環(huán)發(fā)展。