探究綠色環(huán)保型瀝青混凝土拌合站整體解決方案

周澤森

（大成工程建設(shè)集團有限公司，福建廈門 361000）

0 引言

在我國各類市政道路、公路中，瀝青混凝土路面不僅能滿足各種設(shè)計功能要求，還具有行車舒適、噪聲小、美觀、維修保養(yǎng)快捷方便等優(yōu)點，在國家基礎(chǔ)建設(shè)中大面積推廣，并有逐漸替代水泥混凝土路面的趨勢。瀝青混凝土路面工程建設(shè)中，需要大量應(yīng)用到瀝青混凝土材料。當前，瀝青混凝土主要由瀝青混凝土拌合站集中拌制，但其生產(chǎn)過程中難以避免會帶來環(huán)境污染，引起各種社會問題，這與國家的環(huán)保戰(zhàn)略產(chǎn)生沖突，也不利于人與自然和諧發(fā)展。為了充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備使用價值，同時滿足道路施工及環(huán)保要求，在建設(shè)過程中，瀝青混凝土生產(chǎn)單位需要結(jié)合工程項目實際情況和標準化建設(shè)要求，科學(xué)管理瀝青混凝土拌和站，分析設(shè)備生產(chǎn)的主要污染源，采取有效的措施進行綠色環(huán)保技術(shù)改造，使污染排放達到國家相關(guān)排放標準，消除不良影響，工程才能順利開展。

1 當前瀝青混凝土拌合站主要污染源

瀝青混凝土拌合站生產(chǎn)時，主要污染形式有以下4 種：粉塵污染、瀝青煙氣、燃料尾氣及噪聲。

1.1 粉塵污染

粗、細各種規(guī)格混合在一起的砂石料，在運動過程中，由于受重力影響，下落時會出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯位，其中的細石粉容易漂浮在大氣中形成大量粉塵，如果設(shè)備內(nèi)部運動通道密封不嚴，砂石料流在運動過程中，就容易造成粉塵飄逸污染大氣。粉塵會沉積覆蓋在設(shè)備表面、辦公生活建筑物上或周圍花草樹木表面，造成設(shè)備污染、腐蝕，污染環(huán)境，影響人員身體健康。

瀝青混凝土拌合站粉塵污染主要是砂石料在場內(nèi)轉(zhuǎn)運、堆積、以及在瀝青混凝土拌合站設(shè)備內(nèi)部傳送、滾動加熱、篩分、溢料、廢粉收集處理以及排放洗鍋料。其中，自卸汽車轉(zhuǎn)運砂石料、裝載機堆積砂石料及在鏟運過程，不可避免在場地內(nèi)揚塵。冷配料機按設(shè)定比例配送砂石料進入烘干滾筒、超限骨料外溢、排放洗鍋料等環(huán)節(jié)，粉塵沒有封擋，直接暴露在大氣中，最容易造成粉塵污染。

技術(shù)成熟的瀝青混凝土拌合站，各部件連接緊密，易于在設(shè)備內(nèi)部通道中用引發(fā)機抽氣形成負壓的方式，防止粉塵逃逸到大氣中，并把粉塵集中收集到布袋除塵器中過濾、收集、處理，但布袋除塵器收集后廢粉處理方式如果不當，仍將造成大量粉塵污染。

1.2 煙氣、尾氣污染

瀝青混凝土拌合站生產(chǎn)時產(chǎn)生的煙氣污染主要有燃料燃燒過程產(chǎn)生的尾氣以及瀝青煙氣兩種來源。

（1）燃燒尾氣。瀝青混凝土出廠溫度一般在155～170 ℃，生產(chǎn)過程中需要對碎石進行烘干加熱，使用的燃料有煤粉、柴油、重油、冷噴油和天然氣等。尾氣中一般含有CO、CO2、SO2、SO3、未完全燃燒的燃料灰渣及其他污染物。使用不同燃料，燃燒后產(chǎn)生的尾氣對大氣污染程度不同。當前，為減少生產(chǎn)成本，大量使用重油和冷噴油作為碎石加熱的燃料，但會產(chǎn)生大量有害氣體。

（2）瀝青煙氣。瀝青的保溫和加熱主要在瀝青存儲罐中進行，通過熱載體油爐加熱導(dǎo)熱油，再通過循環(huán)管道把循環(huán)油的熱量傳遞給瀝青。當加熱到一定程度后，高溫瀝青會釋放瀝青煙氣。此外，在瀝青混合料拌和過程，高溫瀝青與高溫砂石料在攪拌鍋中攪拌混合時，會加速瀝青煙氣的釋放，并在瀝青混合料排放過程中（如從攪拌鍋卸剛生產(chǎn)好的瀝青混凝土料進配送小車、從配送小車卸料進成品倉以及在車道上從成品倉卸料進自卸汽車車斗等過程）大量釋放到大氣中。瀝青煙氣成分復(fù)雜，含有焦油粒子、烴類、SO2、苯并芘、多環(huán)芳烴及少量的O2、N2、SO4的雜環(huán)化合物，其中有幾十種物質(zhì)可致癌，特別是苯類化合物，對人體、動植物會造成嚴重危害。

1.3 噪聲污染

瀝青混凝土拌合站，是工程施工配備的大型設(shè)備，裝機容量大，占地面積廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各功能部件精密配合。各運動副在運轉(zhuǎn)過程中，不可避免地產(chǎn)生摩擦、振動，骨料撞擊設(shè)備內(nèi)壁，以及大功率燃燒器、除塵引風機、氣控系統(tǒng)等工作時對大氣的擾動，均產(chǎn)生大量噪聲。同時還有運輸車輛、裝載機、警報器等運轉(zhuǎn)的噪聲。如果設(shè)備保養(yǎng)不良，還會帶來異常聲響。

2 瀝青混凝土拌合站相關(guān)排放標準

根據(jù)國家環(huán)保戰(zhàn)略，相關(guān)部門對瀝青混凝土拌合站生產(chǎn)時的各項排放標準進行了規(guī)定（表1），出具相關(guān)法律文件。

表1 標準工況下整體式瀝青混合料攪拌設(shè)備環(huán)保排放指標

參考標準：GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》、GB/T 17808—2010《道路施工與養(yǎng)護機械設(shè)備 瀝青混合料攪拌設(shè)備》、GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》、GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標準》、GB 16297—1996《瀝青攪拌站設(shè)備噪聲標準》。

如果瀝青混凝土拌合站排放不達標，對于設(shè)備生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品將不準進入市場；對于設(shè)備使用單位，設(shè)備將不允許投入使用?？梢?，設(shè)備生產(chǎn)單位及使用單位都要緊跟國家環(huán)保戰(zhàn)略和準入制度，充分論證、精心設(shè)計、嚴格質(zhì)量過程管控，使設(shè)備具備一定的先進性和超前性，企業(yè)才能長久生存和發(fā)展。

3 當前瀝青混凝土拌合站存在的污染問題

隨著國產(chǎn)化程度越來越高，國內(nèi)幾家優(yōu)秀瀝青混凝土拌合站制造商制造的設(shè)備成本有所下降?，F(xiàn)在大型工程項目標配的瀝青混凝土拌合站都在4000 型（標況產(chǎn)量約320 t/h）以上，每臺套總價近千萬元，如果是進口設(shè)備則價格更加昂貴。這類瀝青混凝土拌合站，設(shè)備性能有很多可圈可點的地方，如生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進、安全性能高、自動化程度高、計量精準，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠等，如果因為環(huán)保排放不達標而不能投入使用，將是企業(yè)資源的一大浪費。因此，有必要對這類設(shè)備進行污染排放分析，論證綠色環(huán)保技術(shù)改造可行性，讓其繼續(xù)為企業(yè)服務(wù)，創(chuàng)造利潤。

3.1 粉塵污染

（1）冷配料倉、集料皮帶、斜皮帶未包封、未收集過程產(chǎn)生的粉塵，在骨料配送過程產(chǎn)生的粉塵直接排放到大氣中。

（2）主布袋除塵器廢粉處理方式不當，造成大量粉塵污染環(huán)境。

（3）卸料區(qū)卡車通道、溢料管未設(shè)置粉塵收集裝置，直接排放。

3.2 煙氣污染

（1）烘干滾筒燃燒器采用重油、煤粉等高污染能源進行燃燒，產(chǎn)生的尾氣由布袋除塵器收集，經(jīng)初步過濾后，直接排放到大氣中。

（2）瀝青罐產(chǎn)生的熱瀝青未經(jīng)處理，直接從透氣孔排放到大氣中。

（3）成品料裝車通道未設(shè)置瀝青煙氣收集處理裝置，在瀝青混合料裝車過程或排放洗鍋料時產(chǎn)生大量瀝青煙，直接排放到大氣中。

3.3 噪聲污染

（1）設(shè)備外表未包封，未嚴格管控生產(chǎn)產(chǎn)生的振動。

（2）大電機未采用變頻控制、設(shè)備外殼沒有消音配置等。

4 綠色環(huán)保型改造整體解決方案

4.1 場站建設(shè)

為有效控制瀝青拌合站各類污染問題，合理選址、科學(xué)管理至關(guān)重要。

場站選址一般要考慮以下3 點：①交通便利，一般在公路主干道附近，符合大型車輛通行要求；②遠離居民區(qū)，減少對城鄉(xiāng)居民生活影響，避免產(chǎn)生糾紛；③應(yīng)盡量設(shè)置在工程項目經(jīng)濟運距范圍內(nèi)，滿足標準化對場地面積的要求，遠離塌方、低洼等危險地帶。

科學(xué)管理是指，瀝青混凝土拌合站場站要按照標準化指南要求建設(shè)，各功能區(qū)設(shè)置合理，滿足通水、通電生活條件，具備信息化辦公條件，具備防火、防澇、防盜功能。場地進出場站的車流量比較大，場內(nèi)道路一般進行硬化，布置降塵和防污染措施，進行封閉式管理，嚴禁無關(guān)車輛和人員進入，規(guī)范交通通行。

4.2 降粉塵措施

4.2.1 冷料上料系統(tǒng)粉塵處理

針對配料斗、皮帶機揚塵問題，采用包封、設(shè)置吸塵罩、聯(lián)通煙道進入布袋過濾除塵成清潔空氣，然后通過煙囪排除。工藝流程如圖1 所示。

圖1 粉塵處理工藝流程

配料斗四面包封，正面設(shè)置防塵軟簾，每倉設(shè)計獨立吸塵口、紅外傳感器，紅外感應(yīng)裝載機上料時，吸塵口自動開啟，高效吸收上料揚塵。皮帶機全包封，落料揚塵處采用除塵器管路，通過風機抽氣產(chǎn)生的負壓吸附揚塵。配料斗、皮帶機處吸附的粉塵通過煙道一起吸入脈沖除塵器，通過內(nèi)部布袋過濾粉塵轉(zhuǎn)為潔凈空氣，再利用引風機從15 m 煙囪排入大氣，從而實現(xiàn)除塵效果。

4.2.2 主布袋除塵器收集的回收粉處理

主布袋除塵引風電機通過聯(lián)通管道，在拌合站主樓、干燥滾筒內(nèi)部產(chǎn)生負壓，吸附設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的大量粉塵進入布袋除塵器集中處理。處理完的回收粉，通過螺旋輸送機臨時存放在粉罐中，再通過加濕攪拌外排，或通過吸塵散裝頭排到粉罐車外運，解決回收粉過程中揚塵飄逸污染的問題。

4.2.3 卸料區(qū)、溢料區(qū)粉塵收集處理

針對成品卸料區(qū)洗鍋料及溢料區(qū)產(chǎn)生的粉塵，可直接通過脈沖布袋除塵器引風電機在通道管內(nèi)產(chǎn)生負壓，吸附飄逸的粉塵并進行收集，而后通過羅茨風機輸送至主除塵器進行集中處理。

4.3 煙氣處理方案

4.3.1 “粉裹煙”技術(shù)對瀝青煙氣進行凈化

（1）裝車區(qū)瀝青煙氣凈化。采用粉塵吸附瀝青煙氣法（“粉裹煙”技術(shù)），在裝車區(qū)設(shè)有18 m 長密封通道、負壓抽煙管，同時設(shè)有獨立的布袋除塵器和粉塵循環(huán)輸送管道，瀝青煙經(jīng)過布袋除塵器時，被布袋上的預(yù)涂粉不斷中和、吸附、包裹，從而被除塵器布袋攔截處理，最后經(jīng)煙囪排放潔凈氣體。預(yù)涂的粉塵可以使用瀝青拌合設(shè)備自身產(chǎn)生的回收粉，粉塵吸附部分瀝青煙氣后，泵送至瀝青拌合設(shè)備的主除塵系統(tǒng)進口煙道處，再經(jīng)主除塵系統(tǒng)除塵后，經(jīng)回收粉加濕機加濕處理。裝車區(qū)藍煙、粉塵處理裝置不會產(chǎn)生附加二次污染，相關(guān)工藝流程如圖2 所示。

圖2 裝車區(qū)瀝青煙氣處理工藝流程

（2）瀝青罐區(qū)煙氣凈化。通過在瀝青罐透氣口安裝鋁合金空氣散熱管冷凝裝置，冷凝后的瀝青流回瀝青罐，其余煙氣被負壓管道吸附到布袋除塵器內(nèi)，采用“粉裹煙”技術(shù)進行處理，工藝流程如圖3 所示。

圖3 瀝青罐區(qū)煙氣處理工藝流程

4.3.2 煙氣多級凈化裝置對瀝青煙氣進行凈化

把拌合站主樓、卸料區(qū)、瀝青罐區(qū)產(chǎn)生的瀝青煙氣，通過負壓技術(shù)引導(dǎo)到瀝青煙氣凈化設(shè)備經(jīng)多級凈化實現(xiàn)對有害氣體的凈化。

瀝青煙氣收集后首先采用噴淋冷卻過濾、離心除霧、靜電捕捉進行前期處理，離心除霧還可緩沖因放料門的開關(guān)、煙氣濃度的變化對系統(tǒng)造成的沖擊，使后期的等離子光催化工作穩(wěn)定安全；再經(jīng)過等離子裂解較大分子，包括苯并芘等；最后光催化在催化劑和催化床的幫助下通過紫外線照射分解，最終變成CO2和H2O。相關(guān)工藝流程如圖4 所示。

圖4 煙氣多級凈化裝置工藝流程

4.3.3 二次燃燒技術(shù)對瀝青煙氣進行凈化

把拌合站主樓、卸料區(qū)、瀝青罐區(qū)產(chǎn)生的瀝青煙氣，通過負壓技術(shù)收集并引導(dǎo)到干燥滾筒內(nèi)進行二次燃燒，從而凈化瀝青煙氣有害氣體。干燥滾筒燃燒器端留有接入管道，設(shè)置了煙氣流通切換裝置，可選擇進入煙氣多級凈化裝置或進入干燥滾筒內(nèi)進行煙氣二次燃燒兩種凈化方式。當選擇二次燃燒凈化方式時，產(chǎn)生的瀝青煙氣從干燥滾筒燃燒器火焰噴射方向吸入干燥滾筒中，并與火焰混合燃燒凈化。瀝青煙氣進入干燥滾筒中，不得影響火焰燃燒形狀，以免減少對砂石料的烘干加熱效果，甚至影響干燥滾筒使用壽命。

4.4 節(jié)能降噪措施

（1）砂石料倉機械作業(yè)降噪：料場采取搭建大廠房結(jié)構(gòu)，裝載機、砂石料運料車等機械運轉(zhuǎn)時，處于封閉廠房內(nèi)，減少噪聲外傳。

（2）巖棉保溫節(jié)能降噪：干燥滾筒、骨料提升機、振動篩、熱骨料倉、成品倉等部件，均直接接觸熱骨料或熱瀝青混合料，骨料、瀝青混合料與部件內(nèi)壁直接接觸產(chǎn)生撞擊及振動噪聲。在部件外壁安裝隔音、保溫巖棉，外包彩鋼板，可有效進行消音處理，并起到保溫作用，減少燃料消耗。

（3）燃燒器安裝消音設(shè)備降噪：燃燒器的噪聲主要是燃料燃燒時產(chǎn)生的，采用具備節(jié)能降噪功能的軸流型風機，同時在燃燒器尾部配置消音器進行降噪。

（4）引風機設(shè)置隔音房及變頻技術(shù)降噪：引風機啟動及風量控制采用變頻控制技術(shù)，節(jié)能降噪?？蛇x用減振座對風機進行減振降噪，同時采用獨立引風機隔音房進一步降低噪聲。

5 結(jié)束語

以綠色環(huán)保理念對瀝青混凝土拌合站進行升級改造，可以減少拌合站粉塵、煙氣及噪聲污染排放問題的同時，實現(xiàn)節(jié)能效果。由于拌合站通過重油、煤炭燃料供應(yīng)能量，在燃燒時會產(chǎn)生較多有害尾氣，對空氣環(huán)境污染影響大，因此推薦在條件便利的前提下使用天然氣等清潔能源。對于瀝青煙氣凈化的方案，可選擇其中一種或多種組合。

對瀝青混凝土拌合站的升級改造是一項系統(tǒng)工程，不是堆積木式的簡單拼湊，而需要根據(jù)環(huán)保要求及設(shè)備本身各技術(shù)參數(shù)，精心論證、系統(tǒng)設(shè)計、尊重科學(xué)，才能在保障設(shè)備使用安全、穩(wěn)定、可靠的前提下，選擇既經(jīng)濟又適用的改造方案，實現(xiàn)對煙氣、粉塵、噪聲污染有效控制，全面保障施工建設(shè)的環(huán)保性與綠色化。