沥青混凝土搅拌机除尘设备的改进升级

李晶

（屯留县交通建设工程质量监督站，山西屯留046100）

沥青混凝土搅拌机除尘设备的改进升级

李晶

（屯留县交通建设工程质量监督站，山西屯留046100）

从保护环境的大背景出发，将沥青混凝土搅拌机除尘设备现状加以分析，结合存在的问题提出了改进升级方法。

公路养护；沥青混凝土搅拌机；除尘

引言

近年来，随着交通运输行业又好又快发展和公路项目提质增效工程的逐步推进，公路建设投资规模无论是从数量还是质量上都不断加大和提高，这对公路养护作业也提出了更新更高的要求。在公路铺设和养护中，沥青混凝土搅拌机是重要的公路养护机械，其生产出来的沥青混凝土，由于生产成本低廉、寿命持久和性能稳定等特点，被广泛地应用于公路建设，但在生产沥青混凝土的过程中产生的粉尘会对环境造成污染，目前的除尘设备已经不能满足绿色生产和环境保护的新要求，对除尘设备改进升级十分必要。

1 搅拌机类别和工作原理

沥青混凝土搅拌机是沥青混凝土生产装置，作为公路养护机械中重要的作业设备之一，其生产性能直接决定了公路路面铺设的速度和质量，对于延长公路服务寿命、巩固公路建设成果方面起到巨大作用。

沥青混凝土搅拌机的类别按照工艺流程可分为间歇式、连续式和滚筒式；按照安装情况可分为固定式和移动式。固定式多用于工程量集中的地方；移动式多用于公路施工工程和道路养护维修工程。图1为间歇式搅拌机。

图1 间歇式搅拌机图例

沥青混凝土搅拌机的工作原理是将加工好的具有不用粒径的砂石料通过供料机传送到加热装置，加热至160℃左右，筛分、计量，传送至搅拌锅与设定好一定比例的热沥青液并加入适量的填充料（石粉）充分混合均匀搅拌成混凝土，然后再利用摊铺机将混凝土铺设到路面。沥青混凝土搅拌机的快速高效，很大程度上满足了公路建设的规模发展。

2 搅拌机设备组成

目前，主流的沥青混凝土搅拌机主要由以下几个部件组成：一是供料部分。该部分主要由冷料仓和给料机组成，可以通过调速电机控制石料流量。二是滚筒。该部分由支撑滚轮、支撑环和翻料板组成，用材主要是碳钢，滚筒的转速直接影响石料的受热。三是加热设备。主要有煤料加热和柴油加热两种，煤加热方式由于煤的发热量有限，搅拌机产量也会因此受限，污染严重，而且与除尘设备不易连接；柴油加热温度可控，也很容易和除尘设备连接。四是振动筛。它的主要功能是通过振动筛分石料。五是热称量斗。主要是称量一定比例的石料、沥青和填充料并放到搅拌锅。六是搅拌锅。通过搅拌锅可以把石料、沥青和填充料充分搅拌均匀。七是除尘设备。搅拌机在出产混凝土过程中产生的粉尘可以通过它得以去除。

3 沥青混凝土搅拌机除尘设备种类及存在的问题

3.1 除尘设备种类

随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入，运用在沥青混凝土搅拌机上的除尘设备越来越受到人们的重视。搅拌机上的除尘设备主要有以下几种：

1）旋风除尘设备。该设备是利用离心力来除尘，离心力越大，除尘效果越好。旋风除尘设备一般由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成，它结构简单，易于安装和维护，设备投资和操作费用都较低，已广泛用于从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。该除尘设备作用于粒子上的离心力是重力的5～2 500倍，大多用来去除5μm以上的粒子，具有80%～85%的过滤效率。

2）湿式除尘设备。该设备俗称“除雾器”，它是使含尘气体与水密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。过滤直径0.1～20μm，用来去除小于5μm的粒子，具有85%以上的除尘效率。

3）袋式除尘设备。该设备是一种干式滤尘装置，适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入袋式除尘器后，颗粒大、比重大的粉尘由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。袋式除尘设备除尘效率高，一般在99%以上，除尘器出口气体含尘质量浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。

3.2 除尘设备存在的问题

在机械式除尘器中，旋风式除尘器是效率较高的一种，被广泛应用于沥青混凝土搅拌机，但是这种设备在广泛应用的过程中也存在很多问题：

1）设备除尘效率不高。对捕集粒径小于5μm的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘，效率较低，单独使用有时满足不了含尘气体排放浓度的要求；卸灰阀如果漏损也会严重影响除尘效率。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大颗粒向器壁移动过程中也会将小颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率最高只有85%。

2）设备故障诱因很多。一是处理高浓度或磨损性大的粉尘时，入口处和锥体部位都容易造成严重磨损；二是石粉在加热的过程中会产生二氧化硫气体，二氧化硫会腐蚀除尘设备；三是在搅拌机运作时，如果加热滚筒又大又长，滚筒内粒径小的石粉就很容易被吸走，增加除尘设备的负担；四是由于操作人员的素质普遍低下，常常会出现误操作或操作不当的情况，从而造成设备故障频发，影响除尘设备的使用寿命。

4 沥青混凝土搅拌机除尘设备改进升级要素

根据第二部分除尘设备的基本现状，并针对其在实际应用中存在的问题，除尘设备的改进升级具有重大意义，有如下几个目标定位[1]：

4.1 除尘设备要操作简单

目前，沥青混凝土搅拌机工作人员的业务素质存在普遍较低的问题，因此，沥青混凝土搅拌机除尘设备的改进升级就需要采取“傻瓜式”处理，利用信息化和工业化的两化融合手段，使得操作科学化、规范化、简单化，能使操作人员通过短时间的培训就能掌握机器的操作流程，从而既能生产出数量大、质量优的沥青混凝土，又不污染环境，还降低了操作人员职业病的发病率，实现人机和谐。

4.2 除尘设备要安全可靠

除尘设备安全可靠的工作是改进升级的基本要求。升级中为了保证机械装备的安全运行，必须在结构设计、材料性能、零部件强度、刚度及摩擦学性能、运动及其动态稳定性等方面按照一定的设计理论和设计标准来完成。最终使除尘设备既安全可靠，除尘效率又高。

4.3 除尘设备要经济实用

除尘设备的技术含量越高，价格成本越低，其经济实用性越好。由于市场竞争激烈，除尘设备改进升级的设计周期、技术指标将直接影响它的成本消耗和经济效益。改进设计对技术经济指标的影响，必须引起设备设计者的充分重视，只有做到经济实用，才能在市场中占有一席之地。

4 沥青混凝土搅拌机除尘设备改进升级探究

基于沥青混凝土搅拌机的操作环境多为建筑工地和野外，以及根据以上对于除尘设备不足的分析和改进升级要素的考虑，只有对除尘设备改进升级为多级除尘，才能使问题得到有效解决。

4.1 多级除尘工艺流程（见图2）

图2 多级除尘工艺流程图例

沥青混凝土搅拌机在实际生产中，产生的粉尘质量浓度一般在15～25 g/m3，由此计算，1 t石粉就会产生25 kg左右粉尘，内径在10μm以上的粉尘大约占到75%，第一级除尘可以考虑把若干个旋风子组合在一个密封的箱体内，形成多管除尘的效果，通过采用多管除尘，除尘效率可以达到93%，而且搅拌机出灰口完全避免了二次粉尘。多管除尘器用材方面，由于石粉在加热的过程中会产生二氧化硫气体，二氧化硫会腐蚀除尘设备，多管除尘器材料可以采用陶瓷，陶瓷具有耐腐蚀、耐高温等特点，可有效延长除尘设备的使用寿命。

第二级除尘可以采用离心式水膜除尘器，麻石防腐，当含尘气体通过引风机的作用在除尘器中自上而下运动形成气流，含尘气体和气态水融合形成颗粒，颗粒通过离心作用被甩向除尘器内壁，水膜将其吸附，并顺势排出。离心式水膜除尘器可以去除内径0.1μm的粉尘，效率可达95%。

4.2 多级除尘和旋风式除尘比对

一是就用材来说，多级除尘中多管除尘管采用了陶瓷材料，离心式水膜除尘器材料了麻石材料，相比传统旋风式除尘设备，有耐腐蚀的优点，使用寿命明显延长；二是就除尘效率来说，传统旋风式除尘设备最高只能达到85%，而改进升级的除尘设备能达到99%，几乎100%。

5 结语

沥青混凝土搅拌机除尘设备的多级除尘改进升级有效解决了搅拌机生产运作过程中出现的污染环境问题，实现了绿色生产，在未来，多级除尘还会更多地应用于其他机械设计中。

[1]葛恒安.中国沥青混凝土搅拌设备行业现状与发展趋势[J].建设机械技术与管理，2004(10)：24-25.

（编辑：王红霖）

Im provement and Upgrading of Dust Removal Equipment of Asphalt Concrete M ixer

Li Jin
(Tunliu Traffic Construction Engineering Quality Supervision Station,Tunliu Shanxi046100)

Based on the background ofenvironment protection,the present situation of dust removal equipmentof asphalt concretemixer is analyzed,and the improved upgradingmethod is put forward combined with the problems.

highwaymaintenance;asphalt concretemixer;dust removal

U415.5

A

2095-0748(2016)23-0027-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.13

2016-11-15

李晶（1983—），男，本科，毕业于北京交通大学机械工程及其自动化专业，现就职于屯留县交通建设工程质量监督站。