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(tuán)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(jì)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(diǎn)，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(shì)。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(dāng)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(huì)帶來環(huán)境污染，引起各種社會(huì)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(jià)值，同時(shí)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(xiàng)目實(shí)際情況和標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行綠色環(huán)保技術(shù)改造，使污染排放達(dá)到國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，消除不良影響，工程才能順利開展。

1 當(dāng)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(shí)，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(xì)各種規(guī)格混合在一起的砂石料，在運(yùn)動(dòng)過程中，由于受重力影響，下落時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯(cuò)位，其中的細(xì)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(yùn)動(dòng)通道密封不嚴(yán)，砂石料流在運(yùn)動(dòng)過程中，就容易造成粉塵飄逸污染大氣。粉塵會(huì)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(yùn)、堆積、以及在瀝青混凝土拌合站設(shè)備內(nèi)部傳送、滾動(dòng)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(yùn)砂石料、裝載機(jī)堆積砂石料及在鏟運(yùn)過程，不可避免在場地內(nèi)揚(yáng)塵。冷配料機(jī)按設(shè)定比例配送砂石料進(jìn)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(jī)抽氣形成負(fù)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(dāng)，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(shí)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(duì)碎石進(jìn)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(duì)大氣污染程度不同。當(dāng)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(huì)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(chǔ)罐中進(jìn)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(dāng)加熱到一定程度后，高溫瀝青會(huì)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(shí)，會(huì)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(jìn)配送小車、從配送小車卸料進(jìn)成品倉以及在車道上從成品倉卸料進(jìn)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(duì)人體、動(dòng)植物會(huì)造成嚴(yán)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(jī)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(yùn)動(dòng)副在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不可避免地產(chǎn)生摩擦、振動(dòng)，骨料撞擊設(shè)備內(nèi)壁，以及大功率燃燒器、除塵引風(fēng)機(jī)、氣控系統(tǒng)等工作時(shí)對(duì)大氣的擾動(dòng)，均產(chǎn)生大量噪聲。同時(shí)還有運(yùn)輸車輛、裝載機(jī)、警報(bào)器等運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲。如果設(shè)備保養(yǎng)不良，還會(huì)帶來異常聲響。

2 瀝青混凝土拌合站相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家環(huán)保戰(zhàn)略，相關(guān)部門對(duì)瀝青混凝土拌合站生產(chǎn)時(shí)的各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定（表1），出具相關(guān)法律文件。

表1 標(biāo)準(zhǔn)工況下整體式瀝青混合料攪拌設(shè)備環(huán)保排放指標(biāo)

參考標(biāo)準(zhǔn)：GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 17808—2010《道路施工與養(yǎng)護(hù)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)》、GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 16297—1996《瀝青攪拌站設(shè)備噪聲標(biāo)準(zhǔn)》。

如果瀝青混凝土拌合站排放不達(dá)標(biāo)，對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品將不準(zhǔn)進(jìn)入市場；對(duì)于設(shè)備使用單位，設(shè)備將不允許投入使用。可見，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(zhǔn)入制度，充分論證、精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格質(zhì)量過程管控，使設(shè)備具備一定的先進(jìn)性和超前性，企業(yè)才能長久生存和發(fā)展。

3 當(dāng)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。現(xiàn)在大型工程項(xiàng)目標(biāo)配的瀝青混凝土拌合站都在4000 型（標(biāo)況產(chǎn)量約320 t/h）以上，每臺(tái)套總價(jià)近千萬元，如果是進(jìn)口設(shè)備則價(jià)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(diǎn)的地方，如生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、安全性能高、自動(dòng)化程度高、計(jì)量精準(zhǔn)，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠等，如果因?yàn)榄h(huán)保排放不達(dá)標(biāo)而不能投入使用，將是企業(yè)資源的一大浪費(fèi)。因此，有必要對(duì)這類設(shè)備進(jìn)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(dāng)，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(jìn)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(shí)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(yán)格管控生產(chǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)。

（2）大電機(jī)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(diǎn)：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(yuǎn)離居民區(qū)，減少對(duì)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(xiàng)目經(jīng)濟(jì)運(yùn)距范圍內(nèi)，滿足標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)場地面積的要求，遠(yuǎn)離塌方、低洼等危險(xiǎn)地帶。

科學(xué)管理是指，瀝青混凝土拌合站場站要按照標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)出場站的車流量比較大，場內(nèi)道路一般進(jìn)行硬化，布置降塵和防污染措施，進(jìn)行封閉式管理，嚴(yán)禁無關(guān)車輛和人員進(jìn)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(duì)配料斗、皮帶機(jī)揚(yáng)塵問題，采用包封、設(shè)置吸塵罩、聯(lián)通煙道進(jìn)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(jì)獨(dú)立吸塵口、紅外傳感器，紅外感應(yīng)裝載機(jī)上料時(shí)，吸塵口自動(dòng)開啟，高效吸收上料揚(yáng)塵。皮帶機(jī)全包封，落料揚(yáng)塵處采用除塵器管路，通過風(fēng)機(jī)抽氣產(chǎn)生的負(fù)壓吸附揚(yáng)塵。配料斗、皮帶機(jī)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(fēng)機(jī)從15 m 煙囪排入大氣，從而實(shí)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(fēng)電機(jī)通過聯(lián)通管道，在拌合站主樓、干燥滾筒內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，吸附設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的大量粉塵進(jìn)入布袋除塵器集中處理。處理完的回收粉，通過螺旋輸送機(jī)臨時(shí)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(yùn)，解決回收粉過程中揚(yáng)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(duì)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(fēng)電機(jī)在通道管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸附飄逸的粉塵并進(jìn)行收集，而后通過羅茨風(fēng)機(jī)輸送至主除塵器進(jìn)行集中處理。

4.3 煙氣處理方案

4.3.1 “粉裹煙”技術(shù)對(duì)瀝青煙氣進(jìn)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(fù)壓抽煙管，同時(shí)設(shè)有獨(dú)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(shí)，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(jìn)口煙道處，再經(jīng)主除塵系統(tǒng)除塵后，經(jīng)回收粉加濕機(jī)加濕處理。裝車區(qū)藍(lán)煙、粉塵處理裝置不會(huì)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(fù)壓管道吸附到布袋除塵器內(nèi)，采用“粉裹煙”技術(shù)進(jìn)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(jí)凈化裝置對(duì)瀝青煙氣進(jìn)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(fù)壓技術(shù)引導(dǎo)到瀝青煙氣凈化設(shè)備經(jīng)多級(jí)凈化實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)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(duì)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(jí)凈化裝置工藝流程

4.3.3 二次燃燒技術(shù)對(duì)瀝青煙氣進(jìn)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(fù)壓技術(shù)收集并引導(dǎo)到干燥滾筒內(nèi)進(jìn)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(jìn)入煙氣多級(jí)凈化裝置或進(jìn)入干燥滾筒內(nèi)進(jìn)行煙氣二次燃燒兩種凈化方式。當(dāng)選擇二次燃燒凈化方式時(shí)，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(jìn)入干燥滾筒中，不得影響火焰燃燒形狀，以免減少對(duì)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(jī)械作業(yè)降噪：料場采取搭建大廠房結(jié)構(gòu)，裝載機(jī)、砂石料運(yùn)料車等機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(jī)、振動(dòng)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(dòng)噪聲。在部件外壁安裝隔音、保溫巖棉，外包彩鋼板，可有效進(jìn)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(shí)產(chǎn)生的，采用具備節(jié)能降噪功能的軸流型風(fēng)機(jī)，同時(shí)在燃燒器尾部配置消音器進(jìn)行降噪。

（4）引風(fēng)機(jī)設(shè)置隔音房及變頻技術(shù)降噪：引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)及風(fēng)量控制采用變頻控制技術(shù)，節(jié)能降噪。可選用減振座對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行減振降噪，同時(shí)采用獨(dú)立引風(fēng)機(jī)隔音房進(jìn)一步降低噪聲。

5 結(jié)束語

以綠色環(huán)保理念對(duì)瀝青混凝土拌合站進(jìn)行升級(jí)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(shí)，實(shí)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(shí)會(huì)產(chǎn)生較多有害尾氣，對(duì)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(duì)于瀝青煙氣凈化的方案，可選擇其中一種或多種組合。

對(duì)瀝青混凝土拌合站的升級(jí)改造是一項(xiàng)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(jì)、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(jì)又適用的改造方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)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。