CN102426146B - 沥青烟尘含量的测定方法及其沥青烟尘的采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青烟尘的采样装置，本发明由密闭容器、加热炉、温控器、冷冻箱、吸附装置、盛水容器和干燥空气提供装置组成；干燥空气提供装置的出气口与密闭容器的进气口连接，密闭容器的出气口与吸附装置的进气口连接，吸附装置的出气口置于盛水容器的液面之下；加热炉与温控器连接，温控器的温度传感部件与密闭容器连接，加热炉为密闭容器加热，单位质量的沥青置于密闭容器内；吸附装置置于冷冻箱内，在吸附装置内设置有吸附物质，在冷冻箱内设置有冷却物质。本发明还公开了一种沥青烟尘含量的测定方法。本发明的有益技术效果为：采样设备结构简单，操作方便。测定方法简化、快速，测定结论的精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟尘的测定方法及其采样装置，尤其涉及一种沥青烟尘含量的测定方法及其沥青烟尘的采样装置。
背景技术
沥青在施工中，加热温度高达160℃~180℃，其中的轻质组份将大量挥发。这些轻质组份不但成分非常复杂，而且也是有毒有害的。这些挥发的轻质组份严重危害了人体健康，造成环境污染。由于这些轻质组份是以沥青烟尘的形式溢出，因此，人们为了减少沥青对人体和环境造成的影响，就必须治理沥青在施工和生产中产生的沥青烟尘，这就需要通过对单位质量的沥青在施工和生产中产生的沥青烟尘含量进行实验测定，掌握沥青溢出烟尘的变化规律，对选择的治理方法进行系统评价。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种沥青烟尘含量的测定方法，其步骤为：1）将吸附装置置于真空冷冻干燥机内进行干燥处理；真空冷冻干燥处理完成后对吸附装置进行称量，得到吸附前质量，称量完成后将吸附装置置于冷冻箱内，吸附装置内设置有纯净的聚丙烯棉；
2）对单位质量的沥青进行加热，通过加热恒温装置使沥青温度恒定在160℃~185℃；
3）将沥青受热挥发的烟尘导入吸附装置中，进行吸附处理；
4）吸附处理完成后，对吸附装置进行冷冻干燥处理，冷冻干燥处理后对吸附装置进行称量，得到吸附后质量；
5）根据吸附前质量和吸附后质量的差值，计算恒定温度下单位质量的沥青的挥发烟尘含量。
进一步地，步骤2）中，在加热沥青的同时，在沥青中导入干燥空气，加速沥青烟尘的导出。
本发明还提出了一种沥青烟尘的采样装置，其结构为：它由密闭容器、加热炉、温控器、冷冻箱、吸附装置、盛水容器和干燥空气提供装置组成；
干燥空气提供装置的出气口与密闭容器的进气口连接，密闭容器的出气口与吸附装置的进气口连接，吸附装置的出气口置于盛水容器的液面之下；
加热炉与温控器连接，温控器的温度传感部件与密闭容器连接，加热炉为密闭容器加热，单位重量的沥青置于密闭容器内；
吸附装置置于冷冻箱内，在吸附装置内设置有吸附物质，在冷冻箱内设置有冷却物质。
进一步地，在吸附装置内设置有纯净的聚丙烯棉，在冷冻箱内设置有科技冰。
本发明的有益技术效果是：测定方法简化、快速，测定结论的精确度高。采样设备结构简单，操作方便。
附图说明
图1、可实现本发明工艺的一套装置结构示意图；
图中：密闭容器1，加热炉2，温控器3，温度传感部件4，冷冻箱5，吸附装置6，纯净的聚丙烯棉7，科技冰8，盛水容器9，沥青10，干燥空气提供装置11。
具体实施方式
本发明的工艺步骤为：1）将吸附装置置于真空冷冻干燥机内进行干燥处理；真空冷冻干燥处理完成后对吸附装置进行称量，得到吸附前质量，称量完成后将吸附装置置于冷冻箱内，吸附装置内设置有纯净的聚丙烯棉；
2）对单位质量的沥青进行加热，通过加热恒温装置使沥青温度恒定在160℃~185℃；
3）将沥青受热挥发的烟尘导入吸附装置中，进行吸附处理；
4）吸附处理完成后，对吸附装置进行冷冻干燥处理，冷冻干燥处理后对吸附装置进行称量，得到吸附后质量；
5）根据吸附前质量和吸附后质量的差值，计算恒定温度下单位质量的沥青的挥发烟尘含量。
针对本发明的工艺步骤，我们来进行具体分析：步骤1）中，对吸附装置进行真空冷冻干燥处理的优选时间为3小时，采用真空冷冻干燥机对吸附装置进行干燥处理，真空冷冻干燥机内的温度优选值为-50℃。由于分析天平的精确度能达到0.0001g，所以，为提高吸附装置吸附前质量的精确度，称量仪器可采用分析天平。冷冻干燥处理完成后立即对吸附装置进行称量，得到吸附前质量m4，然后将吸附装置置于冷冻箱中。
步骤2）中，首先，将单位质量为m1的沥青置于密闭容器中。然后，开启加热炉对密闭容器中的单位质量的沥青进行加热。160℃~185℃为沥青的路面施工温度，为了便于准确测定沥青在路面施工中挥发烟尘的实际质量，本发明使沥青温度稳定在160℃~185℃中进行实验。利用与密闭容器连接的温控器3的温度传感部件4使沥青温度稳定在160℃~185℃。为增加沥青温度稳定在160℃~185℃的精确度，还可以在密闭容器中增加水银温度计，便于操作人员目测温度值。
步骤3）中，高温的沥青烟尘被设置在吸附装置内的纯净的聚丙烯棉吸附，冷冻箱内的科技冰迅速地对沥青烟尘进行急剧降温处理，使其中气态的沥青烟尘被迅速地固化在纯净的聚丙烯棉上。
步骤4）中，吸附完成后，将吸附装置置于真空冷冻干燥机内进行干燥处理，干燥处理的优选时间为3小时，真空冷冻干燥机内温度的优选值为-50℃。利用分析天平对干燥处理完成后的吸附装置进行称量，得到吸附后质量为m3克。
关于步骤5），沥青烟尘含量的计算公式为
式中：m1—密闭容器中单位重量的沥青总质量（g）；
m2—单位重量的沥青产生的沥青烟尘质量（g），m2=m3-m4，其中：
m3—吸附后质量（g）；
m4—吸附前质量（g）。
进一步，为提高实验效率，步骤2）中，在加热沥青的同时，对沥青中导入干燥空气，加速沥青烟尘的导出。沥青加热到120℃~130℃开始产生烟尘，再开启干燥空气提供装置，将干燥空气导入到密闭容器中的沥青内部，干燥空气不断地搅拌沥青烟尘和液态的沥青，从而加速了密闭容器中沥青烟尘导出到吸附装置中的速度。
将吸附处理完成后的剩余气体导入到盛水容器中进行排空处理，同时可以通过对水质变化的观察，掌握是否在实验中沥青烟尘是否已被完全吸附。
一种可实现本发明方法的装置为：它由密闭容器1、加热炉2、温控器3、冷冻箱5、吸附装置6、盛水容器9和干燥空气提供装置11组成；干燥空气提供装置11的出气口与密闭容器1的进气口连接，密闭容器1的出气口与吸附装置6的进气口连接，吸附装置6的出气口置于盛水容器9的液面之下；加热炉2与温控器3连接，温控器3的温度传感部件4与密闭容器1连接，加热炉2为密闭容器1加热，单位重量的沥青10置于密闭容器1内；吸附装置6置于冷冻箱5内，在吸附装置6内设置有吸附物质，在冷冻箱5内设置有冷却物质。
由密闭容器1、加热炉2、温控器3组成沥青烟尘的产生装置，完成步骤2）的功能，温控器3的温度传感部件4使沥青温度稳定在160℃~185℃，为增加沥青温度稳定在160℃~185℃的精确度，还可以在密闭容器1中增加水银温度计，便于操作人员目测温度值。如果温控器3与水银温度计的数据出现偏差，实验人员可以及时检查出现偏差的原因，确保密闭容器1中的沥青温度更加精确。由冷冻箱5、吸附装置6组成沥青烟尘的收集装置，完成步骤3）的功能。盛水容器9为排空装置，完成吸附处理完成后的剩余气体进行排空处理的功能。
为完成本发明的工艺步骤，本发明还需要配置以下仪表：分析天平、真空冷冻干燥机。分析天平完成对单位质量的沥青10总质量m1（g）、吸附前质量m4（g）、吸附后质量m3（g）进行称量的功能。真空冷冻干燥机具有对吸附装置6吸附前和吸附完成后进行冷冻干燥处理的功能。
进一步，为提高实验效率，在吸附装置6内设置有纯净的聚丙烯棉7，在冷冻箱5内设置有科技冰8。由于纯净的聚丙烯棉7特殊的超细纤维结构，与其他相同质量的普通吸附物质相比较，纯净的聚丙烯棉7的吸附能力很强。因此，相同质量的吸附物质，比其他吸附介质表面积更大的纯净的聚丙烯棉7吸附沥青烟尘的效果十分显著，即吸附前质量m4（g）和吸附后质量m3（g）的差异表现得更大，采用纯净的聚丙烯棉7能够提高本发明的实验精确度。另外，由于分析天平的测定范围有限，故采用纯净的聚丙烯棉7作为吸附物质，也可以减小吸附装置的质量，满足分析天平称量范围限制的要求，将吸附装置6置于真空冷冻干燥机内对纯净的聚丙烯棉7进行干燥处理所需要时间也只有3小时，科技冰8表面的小孔经过了特殊的处理，采用科技冰8对吸附装置6进行降温处理，实验完成后，科技冰8可以再次被冷冻，多次往复使用，降低了实验成本。由于干冰是一次性使用的耗品，将大大增加实验成本，故不宜采用干冰。
Claims (4)
1.一种沥青烟尘含量的测定方法，其特征在于：其步骤为：
1）将吸附装置置于真空冷冻干燥机内进行干燥处理；真空冷冻干燥处理完成后对吸附装置进行称量，得到吸附前质量，称量完成后将吸附装置置于冷冻箱内，吸附装置内设置有纯净的聚丙烯棉；
2）对单位质量的沥青进行加热，通过加热恒温装置使沥青温度恒定在160℃~185℃；
3）将沥青受热挥发的烟尘导入吸附装置中，进行吸附处理；
4）吸附处理完成后，对吸附装置进行冷冻干燥处理，冷冻干燥处理后对吸附装置进行称量，得到吸附后质量；
5）根据吸附前质量和吸附后质量的差值，计算恒定温度下单位质量的沥青的挥发烟尘含量。
2.根据权利要求1所述的沥青烟尘含量的测定方法，其特征在于：步骤2）中，在加热沥青的同时，在沥青中导入干燥空气，加速沥青烟尘的导出。
3.一种沥青烟尘的采样装置，其特征在于：它由密闭容器（1）、加热炉（2）、温控器（3）、冷冻箱（5）、吸附装置（6）、盛水容器（9）和干燥空气提供装置（11）组成；
干燥空气提供装置（11）的出气口与密闭容器（1）的进气口连接，密闭容器（1）的出气口与吸附装置（6）的进气口连接，吸附装置（6）的出气口置于盛水容器（9）的液面之下；
加热炉（2）与温控器（3）连接，温控器（3）的温度传感部件（4）与密闭容器（1）连接，加热炉（2）为密闭容器（1）加热，单位质量的沥青（10）置于密闭容器（1）内；
吸附装置（6）置于冷冻箱（5）内，在吸附装置（6）内设置有吸附物质，在冷冻箱（5）内设置有冷却物质。
4.根据权利要求3所述的沥青烟尘的采样装置，其特征在于：在吸附装置（6）内设置有纯净的聚丙烯棉（7），在冷冻箱（5）内设置有科技冰（8）。
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