公路瀝青拌和站節(jié)能減排論文
時(shí)間:2022-04-23 04:00:31
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1拌和站污染物排放來源及節(jié)能減排技術(shù)分析
1.1拌和站污染物排放來源分析
污染排放來源的分析是進(jìn)行污染控制的關(guān)鍵,也是識別節(jié)能減排關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)。通過對瀝青拌和設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成及工藝流程的分析,找出了拌和站污染物排放的主要來源,并將其歸納為燃燒裝置、瀝青混合料拌和工藝、拌和設(shè)備以及舊瀝青路面材料等四個(gè)方面。
1.1.1燃燒裝置
燃燒裝置是向干燥滾筒提供燃燒能量,將骨料加熱烘干。拌和站燃燒裝置是污染排放的主要來源,燃燒器燃燒主要以燒火油為燃料。燒火油是從廢舊輪胎、化工廢渣、煤焦油、煤焦瀝青、泔水油等廢料中提取,并用于工業(yè)鍋爐燃燒的油料,由于原料和生產(chǎn)工藝的差別,得到的產(chǎn)品成分相差很大。用燒火油作為燃料往往存在排放嚴(yán)重超標(biāo)、設(shè)備腐蝕損壞嚴(yán)重等問題,在其燃燒過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的SO2、NOx、CO2等污染物。
1.1.2瀝青混合料拌和工藝
目前,道路路面建設(shè)中基本采用的是傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料,它是將瀝青從常溫加熱到140℃左右,將骨料從常溫加熱到160℃~180℃,然后再在160℃的高溫下將瀝青和礦粉進(jìn)行拌和[15]。熱拌瀝青混合料的加熱過程主要以燒火油為燃料,將瀝青加熱到如此高的溫度,不僅要消耗大量的能源,而且在生產(chǎn)和施工的過程中還會(huì)排放出大量的CO2、SO2、NOx及粉塵,嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境質(zhì)量。據(jù)遼寧省公路局統(tǒng)計(jì),每生產(chǎn)1噸普通熱拌瀝青需消耗燃料油7.98kg,排放CO223.72kg,此外,廢氣及粉塵還對施工人員的健康造成傷害。
1.1.3拌和設(shè)備
拌和設(shè)備主要包括骨料供給設(shè)備、干燥滾筒設(shè)備、除塵設(shè)備、攪拌設(shè)備及振動(dòng)篩分設(shè)備,拌和設(shè)備的裝機(jī)功率很大,一般可達(dá)500kW以上,因此,拌和站的生產(chǎn)需要消耗大量的電能。按遼寧省每年生產(chǎn)瀝青混合料600萬噸及每生產(chǎn)1噸混合料大概需要4.183度電計(jì)算,遼寧省所有拌和站全年需要消耗電能約2510萬度。此外,集料烘干和熱料提升過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,瀝青混合料在拌和及鋪攤過程中會(huì)產(chǎn)生大量的瀝青煙、苯可溶物等有害氣體,對施工人員的健康造成傷害。
1.1.4舊瀝青路面材料
在瀝青路面的大中修工程中,由于舊瀝青路面的路用性能下降,需要將舊的瀝青路面開挖翻新更換成新的瀝青路面材料。舊瀝青路面材料不易降解,直接排放到環(huán)境中會(huì)對其造成長期的污染。以9m寬普通瀝青路面,路面面層結(jié)構(gòu)6cm,舊瀝青路面混合料的密度2.43t/m3計(jì)算,1千米該等級的瀝青路面所產(chǎn)生的舊瀝青混合料的質(zhì)量就達(dá)到1312t之多。因此舊瀝青路面材料的廢棄不僅對環(huán)境造成了污染也浪費(fèi)了大量的資源。綜上,燃燒裝置、拌和設(shè)備、瀝青混合料拌和工藝及舊瀝青路面材料廢棄帶來的能源消耗是拌和站污染物排放的主要來源,而能源消耗的降低又依賴于新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用,即拌和站節(jié)能減排的關(guān)鍵在于節(jié)能減排技術(shù)。
1.2拌和站節(jié)能減排技術(shù)分析
新能源、新技術(shù)的應(yīng)用對節(jié)能減排工作有著重要影響,也是拌和站節(jié)能減排的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)。目前,拌和站節(jié)能減排新能源、新技術(shù)主要包括:油改氣技術(shù)、溫拌瀝青技術(shù)、稀土永磁電機(jī)技術(shù)及廠拌冷再生技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低燃燒裝置、熱拌瀝青混合料加熱、拌和設(shè)備及原料使用產(chǎn)生的污染排放量。
1.2.1油改氣技術(shù)——燃燒裝置
油改氣技術(shù)是將瀝青拌和站燃燒裝置燃燒所需的燃燒油改為以天然氣為燃料的技術(shù),由于天然氣具有燃燒清潔、安全性高、對設(shè)備腐蝕性較小的優(yōu)點(diǎn),因而,油改氣技術(shù)能夠有效降低燃燒器的污染物排放量。通過對油改氣技術(shù)減排量的計(jì)算可以檢驗(yàn)其減排效果。
1.2.2溫拌瀝青混合料技術(shù)——瀝青混合料拌和工藝
溫拌瀝青混合料是一類拌和溫度和施工溫度介于熱拌瀝青混合料和冷拌瀝青混合料之間,性能達(dá)到熱拌瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)的新型瀝青混合料。與熱拌瀝青混合料相比,溫拌瀝青混合料的應(yīng)用可以降低生產(chǎn)和施工溫度,減少燃料消耗,節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境,且具有如下的特點(diǎn):
(1)施工溫度可降低20℃~60℃,可節(jié)省20%~30%的燃料消耗;
(2)有效減少污染物排放,減輕對環(huán)境的污染和對施工人員健康的損害;
(3)減輕熱拌過程中瀝青的老化,延長瀝青路面的使用壽命;
(4)可以延長施工季節(jié)。
1.2.3稀土永磁電機(jī)技術(shù)——拌和設(shè)備
稀土永磁電機(jī)作為一種高性能的電機(jī),具有很好的節(jié)能效果,平均節(jié)電率高達(dá)10%以上,專用稀土永磁電機(jī)的節(jié)能率可達(dá)15%~20%。它的利用能夠減少拌和設(shè)備的用電量,進(jìn)而降低廢氣及粉塵的排放量
1.2.4廠拌冷再生技術(shù)——舊瀝青路面材料的循環(huán)利用
廠拌冷再生指將舊的瀝青路面材料經(jīng)破碎、篩分,以一定的比例與新集料、瀝青類再生結(jié)合料、活性添料、水進(jìn)行常溫拌和、常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的再生技術(shù)。廠拌冷再生技術(shù)采用的是常溫拌和、常溫施工技術(shù),使得舊瀝青混合料達(dá)到100%利用,資源得到合理有效利用,環(huán)境污染得到最大限度地降低。并且,冷拌瀝青混合料規(guī)避了瀝青高溫老化問題,施工季節(jié)影響也適當(dāng)放寬,使其作為路面基層或下面層,其性能較熱拌瀝青混合料作為同樣層次時(shí)具有更大的優(yōu)越性。此外,舊料的重復(fù)利用還減少了新材料的使用,帶來的社會(huì)效益也是明顯的。
2遼寧省拌和站減排的實(shí)踐
遼寧省公路局為提高公路瀝青拌和站的節(jié)能減排水平,提出了建設(shè)“綠色拌和站”的理念,通過瀝青拌和站油改氣技術(shù)的推廣和其他技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用,切實(shí)提高了公路拌和站的節(jié)能減排水平;同時(shí)為改變?yōu)r青路面大中修養(yǎng)護(hù)高能耗、高排放的現(xiàn)狀,公路局大力推廣溫拌瀝青路面技術(shù)和瀝青路面再生技術(shù)在瀝青路面改造中的應(yīng)用,降低公路養(yǎng)護(hù)管理的能耗和污染物排放,提高舊瀝青路面材料的回收利用率,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的目的。
3結(jié)論
瀝青拌和站在公路節(jié)能減排方面具有極大的發(fā)展空間,節(jié)能減排技術(shù)作為拌和站節(jié)能減排的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,對公路節(jié)能減排有著重要的影響。通過遼寧省公路拌和站采用油改氣、溫拌瀝青混合料、稀土永磁電機(jī)、廠拌冷再生等節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn),測算其年CO2減排量至少為4.788萬噸、2.856萬噸、0.6024萬噸、13.308萬噸,從而證明其具有顯著節(jié)能減排效果。遼寧省普通公路管理部門以此為基礎(chǔ),編制了《遼寧省普通公路2013~2020年節(jié)能減排發(fā)展規(guī)劃》。此外,本項(xiàng)研究成果還豐富了公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)和管理領(lǐng)域節(jié)能減排的相關(guān)理論,為各級政府公路管理部門制定和實(shí)施各項(xiàng)鼓勵(lì)和發(fā)展節(jié)能減排的相關(guān)政策提供依據(jù)。
作者:范厚明溫文華丁欽張福濤武威金松單位:大連海事大學(xué)遼寧省交通廳公路管理局