沥青混凝土搅拌机TSP的产生机理与排放控制方案研究

尹 乾

（西安外事学院工学院，陕西 西安 710077）

1 概述

环境污染是当今人类面临的最重要的问题之一，得到了世界各国的高度重视。习近平总书记讲“像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境”[1]。随着我国公路建设事业的快速发展，沥青混凝土搅拌站的排放超标问题一直备受社会关注。我市某沥青搅拌厂地处城乡结合部，该厂两台沥青混凝土搅拌机在工作过程中产生大量的粉尘（总悬浮微粒TSP，Total Suspended Particulate），严重影响了周边的大气质量。

2 国内外沥青混凝土搅拌机TSP的控制措施

2.1 TSP的产生过程及其危害

沥青混凝土搅拌机在热拌沥青混合料的生产过程中，基料在烘干、加热、筛分、计量等环节中，会产生大量TSP粉尘。

TSP的危害：越细小的颗粒物对人体危害越大，粒径超过10 µm的颗粒物可被鼻毛吸留，也可通过咳嗽排出人体，也会随气流附着皮肤或进入眼睛，会阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎或造成角膜损伤[2]。

2.2 国外和国内的沥青混凝土搅拌机厂家设计中采用的降尘措施

美国ASTEC系列沥青混凝土搅拌机除尘系统均采用两级除尘系统，排烟浓度控制均达到格林曼一级。德国LINTEC CSD系列、CSM系列沥青混凝土搅拌机，均采用二级除尘机构，一级除尘是惯性除尘，二级除尘是布袋除尘。中交西安筑路机械有限公司中交西筑JD1000型、JD1500型、JD2000型、JD3000型系列沥青混合料搅拌设备除尘系统，采用扁袋式布袋除尘器。

上述除尘装置，对捕集粒径小于5μm、尘粒密度小的粉尘效果欠佳，对于捕集基料在运输中、中转时因摩擦二次产生的粉尘，拌锅排放废料时产生的扬尘等未设置相应的清除装置，即这些设备只设置了机内除尘装置，对于机外的扬尘没有设置处理装置。

3 沥青混凝土搅拌机TSP排放超标现象的监测

我市某沥青搅拌厂ASTEC LB-4000型沥青混凝土搅拌机和LINTEC CSD-2500型沥青混凝土搅拌机工作现场的排放情况，见图1、图2、图3所示。

针对设备的排放问题，特邀请省环保部门对排放污染源较为严重的A、B、C、D四个点进行了三次TSP实时监测，其中，A点--冷料仓附近（转载机上料时监测）、 B点--平斜皮带转接处附近、C点--拌锅附近、D点--烟囱出口，三次检测数据见表1。

图1 集料皮带输送机与上料皮带输送机转接处

图2 拌锅排泄废料处

表1 TSP排放监测情况统计表

颗粒物排放标准值：A、B、C点评价依据无组织排放监控浓度限值5.0(mg/m3)[3]。

由监测结果可以看出：设备的无组织排放颗粒物浓度远远超出了排放标准、有组织排放颗粒物浓度接近排放极限值在规定极限值上下徘徊。

4 拟采取的研究方案及可行性分析

4.1 沥青混凝土搅拌机TSP的产生部位及成因分析

基料原生石风化层在破碎时形成的粉尘，破碎后的基料在运输、送料中转抛射时摩擦产生的粉尘，在集料皮带输送机与上料皮带输送机转接处形成大量扬尘；基料在机内筛分拌和前摩擦产生的粉尘，形成机内扬尘；拌锅排放废料时，废料中夹杂的大量粉尘形成扬尘等。

4.2 TSP的控制方案或措施

扬尘的清除，按照除尘工艺分为干式和湿式两种；按其工作原理和结构形式分为旋风式、布袋式和水浴式三种[4，5]。

（1）集料皮带输送机与上料皮带输送机转接处TSP控制预案或措施。在集料皮带输送机与上料皮带输送机转接处加装集尘罩，并依据骨料特点调整调整传输速度和抛射角，从源头减少扬尘的产生，同时加强已生成扬尘的回收。

（2）针对拌锅排泄废料处TSP控制预案或措施。针对拌锅排泄废料处在排泄废料时，需要有专用车辆接收、转运出去，既要考虑车辆进出的方便性，还要考虑架设装置的防尘效果及方便可靠的操控性能。针对拌锅排泄废料处TSP处置方案或措施见表2所示。

表2 拌锅排泄废料处TSP处置方案/措施

4.3 沥青混凝土搅拌机TSP的控制方案的选择

针对ASTEC LB-4000型、LINTEC CSD-2500型沥青混凝土搅拌机排放污染物的类型、产生部位及清除机理，结合上述TSP的控制方案或措施，拟采用以下方案予以控制或降低其排放污染。

方案一：针对扬尘，设计一套雾化水喷淋装置减少或消除扬尘。该方案的优点是简单易行，实施方便，对扬尘清理效果明显，费用少；缺点是对沥青蓝烟（有机排放）污染不能处理，容易损坏设备元器件，增大了骨料含水量，增加了加热除湿成本。

方案二：针对扬尘设计一套收集器，收集扬尘后再进行处理。该方案的优点是对扬尘的回收效果都比较好；缺点是由于扬尘点分散、面积大，若要一一兼顾，设备设置多，或单套设备体积大、结构复查、费用高。

方案三：针对扬尘的产生机理和设备排放点，优化生产工艺、并设计一套多功能防尘减排装置。该方案具有针对性强，对扬尘的控制效果好，后期维护成本低等优点，缺点是结构复杂、费用高。

通过对三种方案的优缺点比较，方案三具有一次性投入技术成本较高的缺点，但该方案能够长期有效的解决排放污染问题，预期的企业经济效益、社会效益较好。

5 结语

经过前期调研，结合沥青混凝土搅拌机扬尘的产生机理与产生部位，参考常用的排放控制措施，拟定了一套多功能防尘减排装置设计方案，为后期的研发设计与应用提供依据。