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小型瀝青拌和機(jī)的再生技術(shù)改造與應(yīng)用

摘要：通過對目前國內(nèi)外瀝青混合料再生技術(shù)及設(shè)備的分析，提出一種適合中國國情的瀝青熱再生設(shè)備的設(shè)計開發(fā)思路，并就在小型拌和機(jī)的技術(shù)改造過程及使用效果、效益進(jìn)行闡述，為廢舊瀝青混合料的再生利用提供一種行之有效的方法

關(guān)鍵詞：瀝青拌和機(jī) 廢舊料利用尾氣加熱 烘干滾筒 使用效果 效益

1、問題的提出

隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，特別是公路建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之而來的是公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)的日益繁重。而瀝青路面的養(yǎng)護(hù)，不可避免地要將舊路中需進(jìn)行修補(bǔ)的瀝青面層挖除。其所廢棄的瀝青混合料每年要超過200萬噸，其中含有瀝青10萬噸。大量的廢舊瀝青混合料要么堆積如山，為存放而付出精力和財力；要么作為普通的石料墊鋪路基，造成資源浪費(fèi)和潛在的環(huán)境污染。從降低公路修建的成本和環(huán)境保護(hù)出發(fā)，重復(fù)利用廢舊瀝青混合料是公路建設(shè)和發(fā)展的必然。因此，如何有效地利用數(shù)量如此之大的這些舊瀝青混合料，是中國科技、交通、環(huán)保界各級領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員亟待解決的一大難題。

2、再生技術(shù)研究及設(shè)備現(xiàn)狀

2.1國內(nèi)外技術(shù)研究。在國外，20世紀(jì)30年代，瀝青混合料再生技術(shù)就開始應(yīng)用。上世紀(jì)80年代，瀝青混合料再生技術(shù)已發(fā)展成熟，并廣泛推廣和應(yīng)用，其舊瀝青混合料的再生利用程度已超過75%。瀝青路面的再生技術(shù)之所以在國外發(fā)達(dá)國家獲得廣泛的推廣，不僅在于其良好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是基于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的國際潮流。

中國早在20世紀(jì)70年代就開始瀝青再生的研究，但卻遲遲沒有實用性的瀝青再生技術(shù)投入工程應(yīng)用。長達(dá)30年緩慢的尤其是近10年來中國瀝青再生技術(shù)開發(fā)幾近停滯的歷程，與國外形成了鮮明的對照，究其原因，最主要是瀝青混合料再生設(shè)備的研究幾乎是空白。

2.2再生攪拌設(shè)備狀況。近年來，筑路機(jī)械制造商對相應(yīng)的設(shè)備在性能及效率方面做了許多卓有成效的改進(jìn)，然而我們通過研究發(fā)現(xiàn)，專利公告或社會上已有的瀝青攪拌設(shè)備，他們都沒有真正涉及到填補(bǔ)國內(nèi)這一空白的研究。定型產(chǎn)品都只有烘干新礦料的功能，沒有可間接烘干如舊瀝青混合料的裝置。而在路面施工特別是養(yǎng)護(hù)的過程中，已有某些單位嘗試著將舊瀝青混合料按一定的比例加入到社會上現(xiàn)有一種長筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備的烘干滾筒中進(jìn)行加熱然后與新礦料進(jìn)行混合攪拌，以解決直接堆積野外既浪費(fèi)原料又會導(dǎo)致環(huán)境污染問題的大量被銑刨起來的廢舊瀝青混合料，但該種方法不僅計量精度不準(zhǔn)，燃燒器的火焰對舊瀝青混合料直接加熱易導(dǎo)致瀝青老化，而且各組分料的混合是靠自落式拋撒混合的,其混合料均勻度不夠，易出現(xiàn)瀝青、石粉結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；近些年來國外引進(jìn)的雙滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備，雖具有舊瀝青混合料再生功能，但由于是采用連續(xù)計量方式，其稱量精度無法保證，因而達(dá)不到高等級路面對成品料質(zhì)量的要求；而由現(xiàn)有的瀝青混合料攪拌站改裝的再生設(shè)備，雖在計量精度和攪拌質(zhì)量能滿足要求，但在舊瀝青混合料的計量、加熱、篩分仍存在很多問題，如篩網(wǎng)易堵塞，加熱舊瀝青混合料易使瀝青老化等。

3、拌和機(jī)的再生技術(shù)改造

3、1解決幾大關(guān)鍵技術(shù)問題

①再生攪拌設(shè)備對各種物料（舊瀝青混合料、新骨料、新瀝青、礦粉等）的計量、加熱、混合功能；

②不會使舊料老化的烘干裝置；

③熱效率高、容易調(diào)整控制的加熱裝置；

④高效的、在加熱狀態(tài)進(jìn)行的再生攪拌裝置；

⑤能保證再生攪拌設(shè)備按要求的工藝流程運(yùn)行及得到高質(zhì)量的再生瀝青混合料計量控制系統(tǒng)的設(shè)計。

3、2設(shè)計整體思路

在現(xiàn)有強(qiáng)制式瀝青攪拌設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加另一舊瀝青混合料提升、烘干裝置，熱空氣通道裝置，攪拌保溫設(shè)施等。通過第一烘干滾筒與第二烘干滾筒之間設(shè)置熱空氣通道，這樣從第一烘干滾筒排出的高溫尾氣通過熱空氣通道進(jìn)入第二烘干滾筒，當(dāng)?shù)诙娓蓾L筒用于烘干舊瀝青混合料時，可以避免燃燒器火焰對舊瀝青直接進(jìn)行加熱，防止舊瀝青老化，解決了目前再生攪拌設(shè)備仍然存在著的明火對舊料直接加熱造成其老化的難題。

3、3產(chǎn)品的主要組成及工藝流程簡介

3、3、1產(chǎn)品的主要組成

產(chǎn)品的組成及結(jié)構(gòu)如下圖所示，包括新、舊料提升料斗，新、舊料烘干滾筒，新料自動燃燒器，舊料尾氣加熱通道裝置，雙臥軸攪拌器，瀝青、礦粉輸送計量系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，成品料提升總成，電氣控制系統(tǒng)，氣路控制系統(tǒng)，大樑等組成。

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3、3、2、產(chǎn)品工藝流程

本機(jī)采用雙烘干滾筒、單燃燒爐、尾氣加熱通道裝置、攪拌器連成一體的結(jié)構(gòu)形式，保證舊料加熱不老化，出料溫度容易控制。結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，操作簡單容易。其工藝流程如下：

裝新礦料→計量、輸送→提升→烘干→過料→強(qiáng)制攪拌→出料→提升→貯存裝舊料→計量、輸送→提升→烘干→過料

首先在料場把新礦料和舊料分別送入新、舊料料斗內(nèi)，經(jīng)提升機(jī)并分別送入新、舊料烘干筒內(nèi)；由全自動燃燒器所產(chǎn)生的高溫火焰經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入新礦料烘干滾筒，開始對被電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的新料烘干筒內(nèi)的冷骨料進(jìn)行烘干加熱，排除的熱尾氣經(jīng)加熱通道裝置同時對舊料烘干筒內(nèi)的舊瀝青混合料進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到設(shè)定的料溫后，兩個滾筒先后斷電緩沖，接著電動機(jī)又驅(qū)動滾筒反向旋轉(zhuǎn)，由滾筒內(nèi)部的反轉(zhuǎn)螺旋葉片把熱骨料和熱舊料送至攪拌器內(nèi)，此時由電子稱重的瀝青桶噴出的熱瀝青和經(jīng)計量后加入的礦粉便在攪拌器內(nèi)與熱骨料和熱舊料充分地混合、裹敷，在攪拌器上方形成“沸騰效應(yīng)”。最后，攪拌好的成品料由二次提升斗送至貯料倉內(nèi)。

整個工作運(yùn)行過程由控制柜內(nèi)的可編程控制器自動控制（也可手動控制），并可實現(xiàn)故障顯示、報警和自動保護(hù)處理功能。 

3、4關(guān)鍵技術(shù)

3、4、1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。在吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用提料裝置、新、舊料烘干裝置與攪拌器連成一體并分別固定在同一底盤上的結(jié)構(gòu)形式。能最大限度縮短了供料路程，使新、舊的熱利用率高，混合攪拌時間長，有效地保證了成品料的質(zhì)量。

3、4、2舊料加熱、烘干裝置的設(shè)計。

3、4、2、1舊料加熱筒內(nèi)部葉設(shè)計

葉片應(yīng)滿足下列要求：進(jìn)入熱氣區(qū)段內(nèi)，舊料不應(yīng)堵住入口，使熱氣在滾筒內(nèi)具有較好的熱交換條件；舊料能在滾筒內(nèi)快速移動，并應(yīng)不粘住提料葉片，利于攪拌和過料，以達(dá)到舊料預(yù)熱融化進(jìn)行初拌的目的。

3、4、2、2熱空氣通道的設(shè)計

瀝青混合料攪拌設(shè)備礦料烘干裝置與舊瀝青混合料烘干裝置之間增加了一熱空氣通道，這樣從礦料烘干裝置排出的熱空氣通過熱空氣通道進(jìn)入舊瀝青混合料烘干裝置對舊瀝青混合料進(jìn)行烘干，避免燃燒裝置火焰對舊瀝青直接進(jìn)行加熱，同時通過對舊瀝青混合料及各礦料進(jìn)行計量、加熱、烘干，使按比例進(jìn)入攪拌器內(nèi)的各組分料在不破壞原有性能的基礎(chǔ)上得到充分的攪拌裹敷，從而提高混合料的產(chǎn)品質(zhì)量。

3、4、3攪拌器的改進(jìn)設(shè)計。總體要求是：其一，殼體外表做適當(dāng)?shù)谋貙樱岳凇盁釕B(tài)下”的新舊料攪拌裹敷；其二，適當(dāng)提高拌軸轉(zhuǎn)速，以利于新舊料的熱交換。通過大量的兼容性臺架試驗和工地的實際使用情況，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速（），能使新、舊混合料在單位時間內(nèi)有更多的攪拌混合機(jī)會。但是，由于該結(jié)構(gòu)形式的攪拌設(shè)備其熱料送入攪拌器是一個比較緩慢的過程，攪拌葉片對熱礦料的攪拌時間相對拌和樓式的要長的多，采用正常轉(zhuǎn)速就基本可以滿足要求，且有利于降低功耗，所以，轉(zhuǎn)速相對提高2rpm左右比較合理。

3、4、4燃燒系統(tǒng)設(shè)計。采用全自動燃燒器。爐膛出火口加大，骨料采用側(cè)面下溜，避免擋火。該燃燒系統(tǒng)具有燃燒充分、火焰調(diào)節(jié)容易、燃燒效率高等特點(diǎn)，不燒壞爐磚，使用壽命長。

3、4、5計量控制系統(tǒng)設(shè)計。

（1）雙工況自動設(shè)計。新、舊料可以分別獨(dú)立生產(chǎn)也可聯(lián)動生產(chǎn)，保證新、舊料有較大范圍的配比，再生效率高，適應(yīng)性強(qiáng)。

（2）技術(shù)先進(jìn)的自動沖量與飛料流量相結(jié)合的稱量系統(tǒng)設(shè)計，不僅標(biāo)稱稱量過程簡單直觀，標(biāo)稱直接輸入實際數(shù)值，可實時顯示稱量值，而且對稱量誤差可自動精確修正（因同時使用流量控制法加沖量自動調(diào)整法從而獲得極高的控制精度），充分有效地保證了油石比的準(zhǔn)確性。

（3）程序過程控制能自動判別新骨料、舊料、瀝青及混合料攪拌的工作狀態(tài)，一方面，可防止油石比不準(zhǔn)（瀝青稱不夠噴入攪拌器內(nèi)）或出空料（攪拌器內(nèi)沒料不開攪拌器門）、白料、花料（攪拌器有料但不按時噴入足量瀝青不開攪拌器門）、重鍋（攪拌器內(nèi)料沒出完烘干筒內(nèi)的新、舊料不進(jìn)入攪拌器內(nèi)），從而保證每次攪拌器拌制出來的料都是合格料（這一點(diǎn)對選配成

品料倉的特別重要）；另一方面，可防止瀝青計量桶因設(shè)備異常時使瀝青溢出或瀝青卸不完導(dǎo)致殘留（主要由浮球裝置和時間及標(biāo)重來保證）；保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（4）完善的自動保護(hù)功能大大提高了整機(jī)的可靠性、安全性，保證設(shè)備的正常運(yùn)行：配料站、礦料提升、成品料提升與主機(jī)互鎖，確保提升斗沒在料坑時不把料送進(jìn)坑槽；過載、超時、誤動作等自動保護(hù)功能；具有時間參數(shù)自動讀入修正功能，保證動作的準(zhǔn)確性；短時掉電或暫時記憶功能；故障超時保護(hù)功能。

4、使用情況及效益

4．1新、舊料攪拌結(jié)果檢測

（參合30%、40%、50%舊料檢測值列表）

4.2修補(bǔ)路面數(shù)量

4.3產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會效益

就福建省而言，如果每年回收2噸舊料（這是可以做到的），每噸節(jié)約250元計算（瀝青200元、砂石50元），新舊料按6：4配比，鋪筑在高速公路的翻修路面或普通瀝青公路上，僅福建省每年就可節(jié)省養(yǎng)護(hù)資金500多萬元。如果推廣到全國，其效益就是一個天文數(shù)字了。且舊料回收對于環(huán)境的保護(hù)其社會效益也是無可估量的，又符合國家目前正下大力氣倡導(dǎo)的“建設(shè)節(jié)約型社會”的大政方針。