基于環保除塵技術的瀝青攪拌設備改進研究

＊葉寶珠

（新疆瑞德物資有限公司 新疆 830063）

1.引言

(1)背景和問題陳述

在當今城市化快速發展的背景下，道路建設作為支撐城市發展的基礎設施之一，扮演著舉足輕重的角色。然而，瀝青攪拌作為道路建設的關鍵環節，其高效生產與發展所帶來的負面環境影響日益引起關注。傳統瀝青攪拌設備在實現生產效率提升的同時，亦導致顆粒物排放問題的凸顯，這其中尤以細顆粒物（PM2.5）的排放引起高度關切。據統計，我國瀝青攪拌工程每年排放的顆粒物量已達數萬噸，這不僅對空氣質量構成威脅，更直接影響著居民的健康和城市的可持續發展[1]。在國際上，顆粒物排放成為制約城市可持續發展的瓶頸之一。各國政府和環保組織紛紛制定法規標準，以規范工程施工過程中的顆粒物排放。然而，在瀝青攪拌領域，由于生產流程的特殊性，傳統的治理技術在排放控制方面逐漸顯露出效率低下、成本較高等問題。另外，顆粒物排放不僅僅對人體健康構成威脅，更對生態環境產生嚴重影響，如水源污染、土壤污染等。

(2)國內外研究現狀

國內外學者在環境保護領域對瀝青攪拌設備的改進研究日益深入。針對嚴重的顆粒物污染對人類健康和環境帶來的影響，國際上已有多個國家提出了嚴格的環保法規，旨在限制工程施工中的顆粒物排放。例如，美國環保局（EPA）頒布的《施工設備顆粒物排放標準》規定了顆粒物排放的上限，迫使瀝青攪拌設備制造商和使用者加強環保改進[2]。然而，在實際應用中，傳統的靜電除塵、濕式除塵等技術因其局限性而無法滿足瀝青攪拌設備顆粒物排放的高效減少要求[3]。

國內研究方面，近年來，我國環保治理工作持續加強，瀝青攪拌設備顆粒物排放問題也逐漸受到重視。不少學者基于傳統除塵技術的局限，探索了新的治理途徑。例如，一些研究嘗試采用多級除塵系統，結合濕式電除塵、靜電除塵等技術，以期實現更高效的顆粒物捕集效果[4]。同時，也有學者嘗試應用納米材料技術，通過納米材料的表面特性，提高顆粒物的捕集效率和設備的耐用性[5]。然而，這些研究在實際應用中往往受到成本、技術可行性等方面的限制。

2.研究方法

(1)分析傳統設備的顆粒物排放機制

傳統瀝青攪拌設備在高效生產的同時，不可避免地伴隨著顆粒物排放的問題。顆粒物排放機制的深入分析對于設計改進方案至關重要。從機制上看，這些排放主要源于原料投入、瀝青混合、料斗傾倒等過程。通過對排放機制的詳細分析，能更好地把握問題本質，為改進方案的制定提供科學依據。

在原料投入階段，瀝青攪拌工程涉及多種顆粒狀原料，如礦粉、石料等。這些原料在攪拌過程中經過破碎、篩分等步驟，會產生大量懸浮顆粒物。根據實驗測定，原料投入過程中顆粒物約占總排放量的30%。另外，瀝青在混合過程中的高溫狀態也會導致其中的揮發性成分轉化為顆粒物，約占總排放量的20%。料斗傾倒過程中，物料的流動與撞擊同樣會使顆粒物進一步產生，大約占總排放的15%。具體如表1。

傳統瀝青攪拌設備的顆粒物排放主要集中在原料投入、瀝青混合和料斗傾倒等工序，其中原料投入是主要的排放來源，占比約30%。這一深入的排放機制分析為后續改進方案的制定提供了明確的方向，即通過針對這些主要排放環節的改進，實現顆粒物排放的顯著減少。

(2)提出基于環保除塵技術的改進方案

為應對傳統瀝青攪拌設備顆粒物排放問題，本研究提出了一種基于環保除塵技術的改進方案，旨在提高生產效率的同時，顯著減少顆粒物排放。該方案主要涉及濕式電除塵和重力除塵兩種技術的組合應用，以實現全面的顆粒物捕集和排放控制。

濕式電除塵技術是本方案的核心之一。其通過將顆粒物帶電后，將其引導至帶電的收集板上，然后在水的濕潤條件下，使顆粒物與水滴結合，從而實現顆粒物的捕集和去除。這一技術相比傳統的機械除塵，不僅能有效捕集細小顆粒物，還具有較低的能耗和運行成本。在改進后的設備中，將在攪拌工程中適時引入濕式電除塵技術，以捕捉由原料投入和瀝青混合產生的顆粒物。實驗數據顯示，濕式電除塵技術在捕集懸浮顆粒物方面表現出色，能夠顯著降低顆粒物排放。

3.實驗與結果

(1)改進后的瀝青攪拌設備排放性能測試

為驗證基于環保除塵技術改進方案的有效性，在實際工程環境下進行了排放性能測試。為確保測試結果的準確性，精心搭建了一個模擬實際生產條件的綜合測試平臺。這個平臺模擬了瀝青攪拌工程的實際操作環境，包括了原料投入、瀝青混合和料斗傾倒等關鍵工序。力求在實驗環境中盡量還原真實生產情況，以保證所得數據的可靠性。

在實驗過程中，采取了嚴格的操作流程，確保每個測試工序的穩定性和一致性。首先，對傳統設備和改進后設備分別進行了預熱，使其達到穩定的工作狀態。然后，在每個工序中設置了專業的顆粒物采樣儀器，這些儀器具備高靈敏度和精準度，能夠實時監測并采集空氣中的顆粒物。

在原料投入工序中，采集了投料口附近的空氣樣本，以捕捉原料投入過程中產生的顆粒物。在瀝青混合工序中，選擇了離混合器最近的區域進行采樣，以獲取瀝青混合過程中的顆粒物排放情況。在料斗傾倒工序中，將采樣儀器放置在料斗傾倒的位置，以捕集料斗傾倒過程中產生的顆粒物。

(2)顆粒物排放量的比較

表2是傳統設備和改進后設備在不同工序下的顆粒物排放量比較。

表2 傳統設備和改進后設備顆粒物排放比較

從表2數據中可以明顯觀察到，在改進方案的引入下，各工序的顆粒物排放量均有不同程度的降低。具體來看，原料投入工序中，改進后設備顆粒物排放量降低了約40%，表現出較為顯著的效果。在瀝青混合工序中，改進后設備排放量相較傳統設備減少了約35%，進一步證明了改進方案的有效性。料斗傾倒工序中，改進后設備排放量降低了約30%，在處理料斗傾倒過程中的顆粒物排放問題方面也取得了顯著的改善[6]。

通過傳統設備和改進后設備在各工序下顆粒物排放量的詳細比較，得以客觀地了解改進方案的效果。這一多工序的數據支持進一步印證了基于環保除塵技術的改進方案在減少顆粒物排放方面的顯著成效，為瀝青攪拌設備的環保改進提供了可靠的實驗基礎。

(3)參數對除塵效果的影響分析

在改進方案中，濕式電除塵技術是關鍵之一，而濕度是影響其效果的重要參數之一。通過在實驗中調整濕度水平，對比不同濕度下的顆粒物捕集效率。另一個關鍵參數是電壓，濕式電除塵技術通過電場引導顆粒物在電場中帶電，并在收集板上捕集。我們在實驗中調整了電壓，對比不同電壓下的顆粒物捕集效率，如表3所示。

表3 不同電壓下顆粒物捕集效率

實驗結果顯示，隨著濕度的增加，濕式電除塵技術的顆粒物捕集效果逐漸提升。這是因為濕度的增加能夠促使顆粒物與水滴更充分結合，增加顆粒物的粘附性，從而提高捕集效率。然而，過高的濕度可能導致顆粒物在排放過程中凝結成大顆粒，影響除塵器的正常運行。適當增加電壓能夠顯著提高顆粒物的帶電效率，從而增強捕集效果。然而，電壓過高可能導致電暈放電等問題，影響設備的安全性和穩定性。在濕度70%，電壓180V時，捕集效率最高，達到88%。因此，我們根據實驗數據確定了合理的電壓范圍，以確保除塵效果和設備穩定性的兼顧。

4.展望與建議

(1)未來瀝青攪拌領域環保改進的發展趨勢展望

在環保意識日益增強的背景下，瀝青攪拌領域的環保改進將持續受到關注，并逐步邁向更高水平。筆者認為，未來瀝青攪拌行業的環保改進將呈現出一系列重要趨勢，可再生能源在瀝青攪拌過程中的廣泛應用將持續增加。太陽能和風能等綠色能源將逐漸替代傳統的能源來源，以降低碳排放并減少對有害化石燃料的依賴。數字化技術將在生產中發揮關鍵作用，實現實時監測和精確控制。這將有助于提高生產效率，減少浪費，并最大程度地降低對自然資源的消耗。此外，未來的瀝青攪拌行業還將更加注重循環經濟原則，積極推動廢棄瀝青材料的回收和再利用。這一系列改進將有助于行業在環保方面取得長足進展，并在可持續性發展方面發揮關鍵作用。

(2)優化建議

為深化改進方案的應用，我們推薦開展多工況實驗驗證，以覆蓋不同操作條件下的效果變化。另外，對改進后設備的能耗進行詳細分析和優化，以確保排放控制的同時能夠實現能源的高效利用。為驗證設備在長期運行中的穩定性，建議進行長周期運行試驗，以評估其在實際生產環境中的長期性能表現。最終，我們也鼓勵進行經濟性分析，以評估改進方案在投資與成本效益之間的平衡，為決策者提供更全面的技術和經濟依據。通過這些進一步的研究和優化，我們有望進一步推進環保改進技術的發展，為實現可持續發展目標作出積極貢獻。

5.結論

綜上所述，基于環保除塵技術的瀝青攪拌設備改進方案在本研究中得到了充分的驗證和探討。通過詳細的實驗分析，我們明確了改進方案的設計原理、工藝流程和排放效果。實驗結果顯示，在關鍵工序中，改進后設備成功降低了顆粒物排放量，分別達到了約40%、35%和30%的排放減少比例，驗證了該方案在環保改進方面的顯著成效。然而，鑒于研究的局限性，我們提出了進一步優化的建議，包括拓展多工況實驗、深化能耗分析、考慮長期穩定性和進行經濟性評估。這些建議將為改進方案的實際應用和推廣提供更加科學的支持。綜合來看，本研究不僅為瀝青攪拌設備的環保改進提供了有益的技術探索，也為相關領域的環保技術應用提供了有益的借鑒和參考。