摘要：分析了瀝青混凝土攪拌設(shè)備的構(gòu)成以及生產(chǎn)瀝青混凝土的工藝及煙塵特點(diǎn)；通過應(yīng)用工程實(shí)例，指出袋式除塵器是瀝青混凝土攪拌設(shè)備最理想的除塵系統(tǒng)之一。
1生產(chǎn)瀝青混凝土的工藝及污染源
瀝青混凝土攪拌設(shè)備是生產(chǎn)拌制各種瀝青混合料的機(jī)械裝置，是道路建設(shè)與維修的重要設(shè)備，其生產(chǎn)工藝是將加工好的石子通過運(yùn)料裝置加入滾筒干燥機(jī)，加熱至140℃～180℃后送入瀝青攪拌機(jī)，與一定比例經(jīng)過加熱的瀝青攪拌成混凝土，供鋪路使用。瀝青混合料攪拌設(shè)備在骨料的烘干加熱、篩分、攪拌等工作過程中均會(huì)產(chǎn)生一定量的粉塵；骨料加熱烘干時(shí)，采用的燃料主要有重油、柴油、煤等，燃料燃燒后產(chǎn)生的廢氣中含有大量的煙塵和含硫、氮、碳和磷的氧化物等氣體，還有石子產(chǎn)生的粉塵和燃燒的殘留物，粒徑大都在0.5μm以上，這些粉塵如直接排放必將會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，附近的居民和農(nóng)作物等也會(huì)受到影響。因此，要使瀝青攪拌排放的煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，就需用除塵系統(tǒng)對(duì)粉塵、煙塵進(jìn)行濾除。
2袋式除塵器是瀝青攪拌設(shè)備最理想的除塵系統(tǒng)
早期的瀝青攪拌設(shè)備都是配置干式旋風(fēng)除塵器來濾除粉塵，由于干式旋風(fēng)除塵器只能除去大顆粒(>5μm)粉塵，而粉塵中大量存在的是小于5μm的細(xì)粉塵，因此除塵效率一般只為75%～85%。隨著環(huán)保要求的提高及除塵技術(shù)的發(fā)展，瀝青混合料攪拌設(shè)備采取二次除塵達(dá)到了廢氣排放的要求。一般瀝青混合料攪拌設(shè)備常用的除塵設(shè)備有干式除塵器、濕式除塵器、袋式除塵器。干式除塵器用作一級(jí)除塵器，濕式除塵和袋式除塵兩種用作二級(jí)除塵，可根據(jù)不同的要求采取不同的除塵方式。
濕式除塵器的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、成本較低，有噴淋式和文丘里式等多種結(jié)構(gòu)型式，能達(dá)到一定的除塵效果。但其存在二次污染的問題，因?yàn)楹瑝m廢水在循環(huán)使用過程中會(huì)逐漸被煙氣中的硫、氮等酸化，酸化的水對(duì)鋼鐵會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用，任意排放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境形成二次污染，因而濕式除塵器在瀝青混合料攪拌設(shè)備中的使用已日趨減少。
袋式除塵器已證明是瀝青攪拌設(shè)備理想的除塵系統(tǒng)，可以濾除0.5μm以上的粉塵，除塵效果好，排塵濃度可小于50mg/Nm3。目前袋式除塵器有大氣反吹、風(fēng)機(jī)反吹及脈沖噴吹三種型式。大氣反吹是利用系統(tǒng)的負(fù)壓和大氣的壓差使大氣進(jìn)入布袋進(jìn)行清灰工作，由于壓差小，清灰擾動(dòng)力小，因此必須延長(zhǎng)清灰時(shí)間，同時(shí)要求增加過濾面積，這樣才能滿足除塵的需要，因而大氣反吹除塵器的體積一般較大；脈沖噴吹清灰是利用高壓空氣在短時(shí)間內(nèi)噴吹布袋使其抖動(dòng)從而清除粘附在布袋上的粉塵，由于噴吹時(shí)間很短，而且噴吹作用力大，粘附在布袋上的粉塵易掉落，短時(shí)間的噴吹清灰?guī)缀醪挥绊懗龎m器的作業(yè)，因而脈沖噴吹除塵器的體積一般較小，但需要配置高壓氣源及脈沖閥等裝置。
袋式除塵器的主要構(gòu)件布袋由于長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下工作，而且由于燃料中的硫、氮等成分在燃燒過程中形成酸性物質(zhì)易腐蝕布袋，因此布袋的材料必須能耐溫耐酸。另外，除塵箱體的防銹也很重要，由于燃料中存在硫、氮等元素，在燃燒氧化過程中會(huì)變成酸性物，進(jìn)入除塵箱體后易腐蝕箱體內(nèi)壁，因此要求在箱體內(nèi)壁涂抹防腐層或用防腐材料制造。新型袋式除塵器技術(shù)的提高多集中于如何提高布袋的清灰效果、耐腐蝕性和防油防水性能等，如改變布袋的擾動(dòng)位置及增加脈沖噴嘴引氣量等。袋式除塵器具有如下特點(diǎn)：
(1)袋式除塵器具有較高的除塵效率，除塵效率可達(dá)99%以上，對(duì)于大于0.5μm的粉塵的去除率在99.99%以上；
(2)適用范圍廣，能用于不同類型的瀝青攪拌設(shè)備，處理風(fēng)量可大可??；
(3)適應(yīng)性強(qiáng)，使用靈活，操作彈性大，選用不同功能的濾袋，可適用于不同種類的燃料如柴油、重油、雜質(zhì)油和煤等，而且入口氣體含塵濃度變化較大時(shí)，對(duì)除塵效率影響不大；
(4)與濕式除塵設(shè)備相比，粉塵可以按粗細(xì)大小分級(jí)回收利用，不存在污泥處理問題或形成二次污染；
(5)袋式除塵器與其他除塵器相比，沒有復(fù)雜的附屬設(shè)備及技術(shù)要求，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。所以袋式除塵器是瀝青攪拌設(shè)備最常用，也是最理想的除塵系統(tǒng)。
3袋式除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和選用
(1)濾袋的選擇：袋式除塵器是一種利用有機(jī)纖維或無機(jī)纖維過濾布將含塵氣體中的固體粉塵在濾袋的過濾、慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、靜電、重力沉降等作用下分離出來的一種高效除塵設(shè)備，布袋的好壞直接關(guān)系到除塵系統(tǒng)的效率。精湛的縫制技術(shù)和選用合適優(yōu)質(zhì)的濾料，是保護(hù)該系統(tǒng)高效率的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)濾料的發(fā)展與袋式除塵器的發(fā)展是同步的，瀝青攪拌設(shè)備除塵用濾料主要是NOMEX針刺氈濾料、芳綸針刺氈濾料等。其中NOMEX針刺氈濾料的性能指標(biāo)見表1。
如果瀝青攪拌設(shè)備使用重油、煤或其它雜質(zhì)油作燃料，就要對(duì)NOMEX針刺氈濾料采取不同方式的后處理，以適應(yīng)不同的使用要求，特別是用高硫量重油、雜質(zhì)油作燃料，或原料含水量較高，導(dǎo)致瀝青拌和設(shè)備燃燒的粉塵帶有粘性，煙氣成分酸性強(qiáng)等。采用防酸、防油和防水處理的NOMEX針刺氈濾料，可大大提高NOMEX濾料的耐磨性、耐高溫性、耐酸堿性、耐水解性及尺寸穩(wěn)定性，提高濾袋的清灰性能和除塵效率以及布袋使用壽命。因此NOMEX(聚芳酰胺)耐高溫針刺氈濾料是瀝青混凝土設(shè)備除塵器的理想濾料之一，而且使用期限可達(dá)到2年以上。
(2)溫度的控制：一般NOMEX濾袋承受溫度為200℃，所以處理設(shè)施進(jìn)口溫度應(yīng)控制在200℃以下，通過煙管后的煙氣到達(dá)除塵器箱體時(shí)，溫度都能降到200℃以下。為保護(hù)布袋不被意外燒損，在袋式除塵器的入口處煙道上裝有一個(gè)安全閥，設(shè)有高、低溫保護(hù)裝置，可延長(zhǎng)濾袋使用壽命。
(3)風(fēng)機(jī)選用：采用可調(diào)節(jié)風(fēng)門大小的吸風(fēng)方式，以調(diào)整設(shè)備負(fù)壓和燃燒機(jī)或鍋爐的火焰大小。
(4)根據(jù)濾袋的清灰效果和使用壽命，目前除塵器大多采用大氣反吹或脈沖清灰。
(5)漏風(fēng)率：理論上計(jì)算袋式除塵器除塵效率達(dá)99%，但實(shí)測(cè)中達(dá)不到，主要是漏風(fēng)的影響，漏風(fēng)率越低，除塵效果越好。
(6)過濾風(fēng)速：平均過濾風(fēng)速越低，過濾面積越大，除塵效率越高，布袋壽命越長(zhǎng)，但造價(jià)會(huì)相應(yīng)提高，所以要根據(jù)工況條件，選擇合適的過濾風(fēng)速，一般風(fēng)速控制在1～2m/min，除塵效果也較佳。
(7)集裝箱式除塵系統(tǒng)：在除塵器箱體前裝有沉降室，后面配置袋式除塵器，形成二級(jí)除塵。沉降室可除去一部分大顆粒粉塵，降低溫度，減少除塵器壓力，這部分大顆粒粉塵可作為細(xì)骨料直接回用；后面的袋式除塵器收集的細(xì)粉塵可作為粉料回收再利用，既達(dá)到了除塵效果，又可以節(jié)約原材料。
(8)除塵系統(tǒng)還設(shè)有負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，以確保運(yùn)行工況始終處于最佳狀態(tài)，減少系統(tǒng)能耗。
(9)過濾布袋一般都要進(jìn)行預(yù)涂層處理，防止燃燒器燃燒不完全的油分或粘性粉塵進(jìn)入袋式除塵器，直接粘住濾袋而發(fā)生糊袋現(xiàn)象。
(10)設(shè)計(jì)了雙杠桿重力控制閥：用于一級(jí)及二級(jí)除塵器下方螺旋輸送機(jī)下的排灰，灰塵由螺旋輸送機(jī)送入熱骨料提升機(jī)或粉料提升機(jī)回收利用或排掉，該種閥門蓋板由不同重量的配重控制，閥門可自動(dòng)開關(guān)，以保證閥門始終處于關(guān)閉狀態(tài)，除塵系統(tǒng)的負(fù)壓不受外界的影響。
4工程應(yīng)用實(shí)例
目前國(guó)內(nèi)瀝青攪拌設(shè)備上的除塵系統(tǒng)基本都采用袋式除塵系統(tǒng)，一般采用較多的是集裝箱式除塵系統(tǒng)，一級(jí)為慣性除塵器，二級(jí)為布袋除塵器。慣性除塵器收集粒徑為40～50μm的大顆粒，這些大顆?？勺鳛榧?xì)骨料回收利用，剩余的含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器進(jìn)行二次除塵，收集粒徑為0.3μm以上、40μm以下的塵粒，這些塵?？勺鳛榈V粉回收利用，既達(dá)到了除塵效果，又可以節(jié)約原材料，滿足了客戶的需求。而且該種袋式除塵器結(jié)構(gòu)緊湊美觀、除塵效率高。這種獨(dú)特設(shè)計(jì)的二級(jí)袋式除塵器，過濾面積大，易清理，有高低溫報(bào)警、超高溫自動(dòng)保護(hù)裝置。采用保溫式箱體，布袋采用美國(guó)杜邦公司的NOMEX纖維，經(jīng)過無紡針刺而成的耐高溫、耐酸過濾材料，而且粉塵排放濃度小于25mg／Nm3甚至更低。但隨著燃油價(jià)格不斷攀升，為了降低成本，瀝青攪拌設(shè)備燃料由原來使用柴油作燃料，現(xiàn)在很多廠家都改為使用重油、煤或其它雜質(zhì)油作燃料，而且重油又有高硫量重油、中硫量重油，低硫量重油，導(dǎo)致瀝青攪拌設(shè)備燃燒的煙塵煙氣成分越來越復(fù)雜，針對(duì)以上使用不同燃料而產(chǎn)生的不同的工況條件，對(duì)NOMEX針刺氈濾料采取了不同的后處理方式，可大大提高除塵效率及布袋使用壽命。
以一家瀝青混凝土攪拌設(shè)備LB3000袋式除塵器為例，其生產(chǎn)能力是每小時(shí)180～240噸，煙氣入口溫度小于200℃，成品料溫度140℃～180℃，因?yàn)槿剂蠟橹赜停詿煔饫锖幸欢ǖ乃嵝詺怏w，而煙塵主要來自骨料烘干系統(tǒng)和重油燃燒的殘留物，粉塵顆粒細(xì)，并帶有粘性，而且骨料有時(shí)含水量比較大，烘干時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸汽。根據(jù)以上工況，除塵器濾料選用防油、防水NOMEX耐高溫針刺氈濾料。瀝青混凝土攪拌設(shè)備LB3000工藝流程如下圖，除塵器具體參數(shù)如表2。
運(yùn)行效果如下：
(1)集裝箱式除塵系統(tǒng)配有一級(jí)慣性除塵器和二級(jí)袋式除塵器，整個(gè)除塵器運(yùn)行阻力小于1200Pa，慣性除塵器收集粒徑為40～50μm的大顆粒，這些大顆?？勺鳛榧?xì)骨料，由一級(jí)除塵器下方的螺旋輸送機(jī)送入熱骨料提升機(jī)回收利用，剩余的含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器進(jìn)行二次除塵，收集粒徑為0.3μm～40μm的塵粒，這些塵?？勺鳛榈V粉回收利用，由二級(jí)除塵器下方的螺旋輸送機(jī)送入粉料提升機(jī)回收利用，沒有出現(xiàn)粉塵外逸現(xiàn)象，既節(jié)約了原材料，又不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。
(2)采用防油、防水NOMEX耐高溫針刺氈濾布制成濾袋，大大提高了除塵效率及布袋使用壽命，經(jīng)監(jiān)測(cè)，平均粉塵排放濃度是19mg/Nm3，林格曼黑度小于1級(jí)，該系統(tǒng)自從2007年8月開機(jī)以來濾袋使用效果良好。
(3)一次慣性除塵與二次袋式除塵組合一體的結(jié)構(gòu)，縮短了煙道，從而減少了20%設(shè)備運(yùn)行阻力和散熱面積，并且袋式除塵器采用扁袋設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，易清灰，除塵器裝機(jī)功率為160kW，實(shí)際運(yùn)行功率約為120kW。這種組合式除塵器結(jié)構(gòu)特別適用于大中型瀝青攪拌設(shè)備由于配套設(shè)備多、管道多而引起阻力大的場(chǎng)合使用，既節(jié)省空間，又減少能耗。
(4)實(shí)踐證明，瀝青攪拌設(shè)備采用袋式除塵器作為除塵系統(tǒng)，可以濾除0.5μm以上的粉塵，除塵效果好，排放濃度可小于25mg/Nm3，林格曼黑度小于1級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，所以袋式除塵器目前是瀝青混凝土攪拌設(shè)備最理想的除塵系統(tǒng)。
五結(jié)論
袋式除塵器是一種高效除塵器，利用有機(jī)纖維或無機(jī)纖維過濾袋將含塵氣體中的固體粉塵在濾袋的過濾、沖擊、攔截、擴(kuò)散和靜電吸引等作用下而分離出來的一種高效除塵設(shè)備，可捕集0.3μm以上的灰塵，除塵效率可達(dá)95%～99%。瀝青混凝土攪拌設(shè)備的除塵系統(tǒng)將烘干滾筒及整個(gè)攪拌的含塵氣體通過煙道進(jìn)入慣性除塵器進(jìn)行一級(jí)除塵，然后剩余的含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器進(jìn)行二級(jí)除塵，凈化后的氣體通過煙囪排放。此袋式除塵器采用大氣反吹，清灰效果好，排放濃度<25mg/Nm3；林格曼黑度小于1級(jí)，而且可根據(jù)客戶所使用的不同燃料、骨料和礦粉等原料的不同含水量，采取用不同方式處理的NOMEX針刺氈濾料，以保證在不同類型的工況條件下能夠正常使用，除塵器還設(shè)有高、低溫保護(hù)裝置，以延長(zhǎng)濾袋使用壽命，濾袋使用壽命一般可達(dá)兩年以上。
