CN106012763B - 一种沥青废旧料的加热与再生设备及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青废旧料的加热与再生设备及其加工方法。目前的路面现场再生工艺，其利用远红外线加热容易加速沥青路面的老化，且加热的深度不足。本发明包括沥青废旧料的干燥滚筒以及安装在干燥滚筒外围的沥青烟气焚烧炉，所述的干燥滚筒包括筒体、安装在筒体上的燃烧器、位于筒体一端的加料口和位于筒体另一端的成品料出口，燃烧器安装在干燥滚筒的一端，干燥滚筒的另一端设有高温沥青烟气的排气口；所述的沥青烟气焚烧炉包括炉墙和安装在炉墙上的二组蓄热烧嘴组成，炉墙环绕包裹干燥滚筒，二者之间所形成的空间为沥青烟气焚烧及其流通的通道。本发明可实现沥青废旧料100%再生，沥青废旧料加热过程的沥青烟雾可以自行处理干净。
Description
技术领域
本发明涉及沥青废旧料的加热与再生领域，具体地说是一种沥青废旧料的加热与再生设备及其加工方法。
背景技术
相对于水泥路面，沥青路面具备养护快捷方便、行车条件好、与周边的景观比较协调等优点，越来越多的公路与市政道路使用了沥青路面，沥青路面已经占据国内道路里程的95%以上。
沥青路面随着使用时间的增加，会出现不同的病害，导致沥青路面开始破损。破损后的沥青路面需要铣刨后重新铺筑新的路面。每年产生的沥青混凝土铣刨料（沥青废旧料）大约在一千万吨以上，而且随着沥青路面数量的增加，这个数量还在不断地增加。
沥青废旧料含有3～5%的沥青，抛弃这些废旧料需要场地，自然降解需要数百年以上的时间，对环境造成危害。另外沥青废旧料含有的3～5%的沥青，尽管有一定的老化，但是这部分的沥青是可以实现再生利用的，而且沥青废旧料所含的碎石也是非常有价值的建筑材料。因此如何实现高效、高质量地对沥青废旧料进行再生，是当前迫切需要解决的一个问题。
现有的沥青再生工艺有厂拌再生与路面现场再生二种工艺。
厂拌再生是指将沥青废旧料加热后，添加一部分的新骨料以及新的沥青/再生剂，搅拌成新的再生沥青混合料。这是当前市场上使用最多的方法，工艺简单，由于沥青废旧料的加热系统的尾气需要到新骨料干燥系统去燃烧，以去除沥青烟雾，因此这种工艺最多只能实现50%的沥青废旧料的利用，而且设备体积过大，流程相对较长，不能实现100%全再生，因此需要改进提升。
路面现场再生工艺，是指利用远红外线就地加热沥青路面，然后把加热后的沥青路面耙出，添加新的骨料、新的沥青/再生剂后进行搅拌，然后重新铺筑到路面上。这种工艺最大的问题是利用远红外线加热容易加速沥青路面的老化，而且加热的深度不足，只能加热40mm左右，再生只能解决沥青面层问题，中下面层产生的病害却无法解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种沥青废旧料的加热与再生设备，以实现沥青废旧料100%的再生，沥青废旧料加热过程的沥青烟雾可以自行处理干净；对沥青再生料加热温和，以避免沥青废旧料加速老化。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种沥青废旧料的加热与再生设备，包括沥青废旧料的干燥滚筒以及安装在干燥滚筒外围的沥青烟气焚烧炉，
所述的干燥滚筒包括筒体、安装在筒体上的燃烧器、位于筒体一端的加料口和位于筒体另一端的成品料出口，燃烧器安装在干燥滚筒的一端，干燥滚筒的另一端设有高温沥青烟气的排气口；
所述的沥青烟气焚烧炉包括炉墙和安装在炉墙上的二组蓄热烧嘴组成，炉墙环绕包裹干燥滚筒，二者之间所形成的空间为沥青烟气焚烧及其流通的通道；
经排气口排出的高温沥青烟气通过烟气管道进入其中一组蓄热烧嘴进行燃烧，燃烬烟气所含的沥青烟雾，燃烧后的无沥青烟气绕行干燥滚筒的筒体，期间烟气的热量部分被筒体吸收并用来加热干燥滚筒内的物料，烟气最终从另一组蓄热烧嘴排出，并且利用蓄热烧嘴吸收焚烧后烟气的热量。
本发明中由沥青再生产生的沥青烟雾（即高温沥青烟气），无需到新骨料的系统去燃烧，而是直接在本发明的焚烧炉自行处理干净。
进一步，所述的筒体呈圆柱形，通过驱动机构带动其转动，进而推动筒体内物料的前行、翻滚、搅拌等动作；在加料口处设置不同物料的添加机构，方便在废旧沥青加热的同时，调节沥青配比或改善沥青特性；所述的燃烧器为燃烧燃料的燃烧器或红外线辐射燃烧器。
进一步，在筒体的内壁上装有多块扬料板，筒体内的火焰燃烧区域不设置扬料板。为了得到最合理、经济的换热方式、减小设备尺寸，节约能源，筒体上安装有扬料板，用来将待加热的沥青废旧料翻滚并且形成料帘，与高温烟气充分换热，从而加热沥青废旧料。火焰燃烧区域不设置扬料板，通过火焰的辐射给物料加热。可根据废旧沥青的特性，干燥滚筒中烟气的走向与废旧沥青物料的走向可以为逆流换热，也可以为顺流换热。
进一步，所述的二组蓄热烧嘴呈集中布置或两侧对称布置。采用集中布置：烟气从其中一组蓄热烧嘴进入沥青烟气焚烧炉燃烧并且绕干燥滚筒单向绕行一圈后从另外一组蓄热烧嘴排出。采用两侧对称布置：烟气从一组蓄热烧嘴进入沥青烟气焚烧炉燃烧，分二侧绕行干燥滚筒行走并最终从另外一组蓄热烧嘴排出。
进一步，所述沥青烟气焚烧炉的炉墙敷有耐火隔热材料，增强炉墙的保温效果，减少散热损失。
进一步，所述沥青烟气焚烧炉的炉墙设有冷却装置，通过冷却装置将多余的热量导出，提高热量利用率，节能减排。
进一步，所述的蓄热烧嘴包括蓄热体、烟气/空气通道和燃料枪，所述的燃料枪的出口位于烟气/空气通道中，烟气/空气通道的外围为蓄热体，所述的蓄热体用于从外排的高温烟气中回收热量并在下一个周期中预热进气；所需燃烧净化的沥青烟气以及助燃所需的空气从烟气/空气通道进入，所述的燃料枪用于补充沥青烟气燃烧所需的燃料。当烟气/空气通过烟气/空气通道进入蓄热体时，蓄热体给烟气/空气进行加热，燃料枪提供补燃的燃料，沥青烟气、空气、燃料开始燃烧并且彻底燃烬烟气中的沥青烟雾；当燃烧后的高温烟气离开蓄热体时，蓄热体吸收烟气中的热量进行蓄热，并且降低排放烟气的温度。
进一步，所述的二组蓄热烧嘴沿沥青烟气焚烧炉的长度方向一对或多对间隔布置，根据实际需求来选择相应的布置方式。
进一步，经排气口排出的高温沥青烟气先通过除尘器去除飞灰后，再通过烟气管道送入沥青烟气焚烧炉的蓄热烧嘴进行燃烧。通过除尘器减少粗颗粒对设备的磨损，减小系统阻力，提高了设备的使用寿命。
上述沥青废旧料的加热与再生设备的加工方法，其具体步骤如下：
将沥青废旧料、新骨料、矿粉、沥青和再生剂通过加料口进入旋转的筒体内，并与燃烧器产生的高温烟气通过辐射和直接接触进行换热，在旋转筒体的带动下前行、翻滚、搅拌最终形成成品料，并通过成品料出口排出，产生的高温沥青烟气经排气口排出；
高温沥青烟气通过烟气管道进入沥青烟气焚烧炉进行燃烧，燃烬烟气所含的沥青烟雾，燃烧后的无沥青烟气绕行干燥滚筒的筒体，期间烟气的热量部分被筒体吸收并用来加热干燥滚筒内的物料，烟气最终从另一组蓄热烧嘴排出，并且利用蓄热体吸收焚烧后烟气的热量；
一段时间后，二组蓄热烧嘴切换运行，如此不断循环；所述的沥青烟气包含干燥滚筒燃烧器燃料燃烧后的烟气、沥青废旧料加热中挥发出来的沥青烟和加热物料烘干后的水蒸气。
本发明的沥青烟气焚烧炉，采用两组蓄热烧嘴，通过二组蓄热烧嘴切换运行方式实现燃烧能量的充分利用，排烟温度在160℃左右，其余能量均被干燥滚筒利用，或者通过蓄热体加热空气的方式间接利用，能源利用率高，节能环保。
本发明具有以下有益效果：可实现各种场合下的沥青废旧料100%再生，沥青废旧料加热过程的沥青烟雾可以自行处理干净，符合环保要求；对沥青再生料加热温和，避免了沥青废旧料加速老化，具有安全环保、体积小、流程简单的特点，既可以实现厂拌再生，也可以实现现场再生，适合于各种场合的沥青废旧料的再生；能源利用率高，节能环保。
附图说明
图1-2为本发明的结构示意图（图1为顺流换热，图2为逆流换热）。
图3为本发明蓄热烧嘴采用集中布置的结构示意图。
图4为本发明蓄热烧嘴采用两侧布置的结构示意图。
图5为本发明蓄热烧嘴的结构示意图。
图6为本发明蓄热烧嘴纵向布置示意图。
图中，1-干燥滚筒，2-沥青烟气焚烧炉，3-筒体，4-燃烧器，5-加料口，6-成品料出口，7-炉墙，8A、8B-蓄热烧嘴，9-烟气管道，10-扬料板，11-蓄热体，12-烟气/空气通道，13-燃料枪，14-除尘器，A-待加热物料的流动方向，B-沥青烟气、空气、燃料，C-不含沥青烟的烟气。
具体实施方式
下面结合说明书附图给出本发明的实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1-2所示的沥青废旧料的加热与再生设备，将沥青废旧料、新骨料、矿粉、沥青和再生剂通过连续输送的方式从加料口5进入旋转的筒体3内，并与燃烧器产生的高温烟气通过辐射、直接接触进行换热，在旋转筒体3和筒体上的扬料板10的带动下前行、翻滚、搅拌最终形成成品料，并通过设置在干燥滚筒1上加料口5相对应的另外一端的成品料出口6排出，高温沥青烟气经排气口排出。
筒体3内的燃烧器采用合成煤气燃烧器，具有污染小、反应快、热负荷分布均匀等特点。
加料口5可以安装在与燃烧器4的同一端，进入干燥滚筒1内的物料与烟气顺流（见图1）；加料口5也可以设置在燃烧器4的另外一端，此时进入干燥滚筒1内的物料与烟气逆流（见图2）。
沥青烟气焚烧炉2由炉墙7与安装在炉墙7上的二组蓄热烧嘴8A、8B组成，二组蓄热烧嘴8A、8B为集中布置方式（见图3）。来自干燥滚筒1的含沥青烟气（即高温沥青烟气），通过除尘器14去除飞灰后，经烟气管道9进入其中一组蓄热烧嘴8A，同时燃料枪13提供补燃的燃料进行燃烧，燃烬烟气所含的沥青烟雾，然后绕行干燥滚筒1的筒体3，期间烟气的热量部分被干燥滚筒1的筒体3吸收并用来加热干燥滚筒1内的沥青废旧料，烟气最终从另外一个的蓄热烧嘴8B排出，并且利用蓄热体吸收焚烧后烟气的热量。一段时间后，二组蓄热烧嘴8A、8B切换运行，来自干燥滚筒1的含沥青烟气从蓄热烧嘴8B进入，燃烧后的无沥青烟气从蓄热烧嘴8A排出，如此不断循环。
本发明蓄热烧嘴也可以采用两侧布置，如图4所示，烟气从一组蓄热烧嘴进入，分二侧绕行干燥滚筒行走并最终从另外一组蓄热烧嘴排出。
所述的蓄热烧嘴由蓄热体11、烟气/空气通道12和燃料枪13组成，所述的燃料枪13的出口位于烟气/空气通道12中，烟气/空气通道的外围为蓄热体11。当烟气/空气通过烟气/空气通道12进入蓄热体11时，蓄热体11给烟气/空气进行加热，燃料枪13提供补燃的燃料，沥青烟气、空气、燃料开始燃烧并且彻底燃烬烟气中的沥青烟雾；当燃烧后的高温烟气离开蓄热体11时，蓄热体11吸收烟气中的热量进行蓄热，并且降低排放烟气的温度。
蓄热燃烧所需的常温空气从蓄热后的蓄热烧嘴进入，经过蓄热体11后温度预热到600℃左右，保证热量的充分利用，同时也保证了燃烧的稳定；而高温下燃尽沥青烟雾的烟气在160℃的温度下，排入尾部烟气处理装置，经处理合格的烟气经引风机后从烟囱排出。
Claims (9)
1.一种沥青废旧料的加热与再生设备，包括沥青废旧料的干燥滚筒（1）以及安装在干燥滚筒（1）外围的沥青烟气焚烧炉（2），其特征在于，
所述的干燥滚筒（1）包括筒体（3）、安装在筒体上的燃烧器（4）、位于筒体一端的加料口（5）和位于筒体另一端的成品料出口（6），燃烧器（4）安装在干燥滚筒（1）的一端，干燥滚筒（1）的另一端设有高温沥青烟气的排气口；
所述的沥青烟气焚烧炉（2）包括炉墙（7）和安装在炉墙（7）上的二组蓄热烧嘴（8A、8B）组成，炉墙（7）环绕包裹干燥滚筒（1），二者之间所形成的空间为沥青烟气焚烧及其流通的通道；
经排气口排出的高温沥青烟气通过烟气管道（9）进入其中一组蓄热烧嘴进行燃烧，燃烬烟气所含的沥青烟雾，燃烧后的无沥青烟气绕行干燥滚筒（1）的筒体（3），期间烟气的热量部分被筒体（3）吸收并用来加热干燥滚筒（1）内的物料，烟气最终从另一组蓄热烧嘴排出，并且利用蓄热烧嘴吸收焚烧后烟气的热量；
所述的蓄热烧嘴包括蓄热体（11）、烟气/空气通道（12）和燃料枪（13），所述燃料枪（13）的出口位于烟气/空气通道（12）中，烟气/空气通道（12）的外围为蓄热体（11），所述的蓄热体（11）用于从外排的高温烟气中回收热量并在下一个周期中预热进气；所需燃烧净化的沥青烟气以及助燃所需的空气从烟气/空气通道（12）进入，所述的燃料枪（13）用于补充沥青烟气燃烧所需的燃料。
2.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，所述的筒体（3）呈圆柱形，通过驱动机构带动其转动，在加料口（5）处设置不同物料的添加机构，所述的燃烧器（4）为燃烧燃料的燃烧器或红外线辐射燃烧器。
3.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，在筒体（3）的内壁上装有多块扬料板（10），筒体内的火焰燃烧区域不设置扬料板（10）。
4.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，所述的二组蓄热烧嘴呈集中布置或两侧对称布置。
5.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，所述沥青烟气焚烧炉的炉墙（7）敷有耐火隔热材料。
6.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，所述沥青烟气焚烧炉的炉墙（7）设有冷却装置。
7.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，所述的二组蓄热烧嘴沿沥青烟气焚烧炉（2）的长度方向一对或多对间隔布置。
8.根据权利要求1所述的沥青废旧料的加热与再生设备，其特征在于，经排气口排出的高温沥青烟气先通过除尘器（14）去除飞灰后，再通过烟气管道（9）送入沥青烟气焚烧炉（2）的蓄热烧嘴（8A/8B）进行燃烧。
9.权利要求1-8任一项所述沥青废旧料的加热与再生设备的加工方法，其具体步骤如下：
将沥青废旧料、新骨料、矿粉、沥青和再生剂通过加料口（5）进入旋转的筒体（3）内，并与燃烧器产生的高温烟气通过辐射和直接接触进行换热，在旋转筒体（3）的带动下前行、翻滚、搅拌最终形成成品料，并通过成品料出口（6）排出，产生的高温沥青烟气经排气口排出；
高温沥青烟气通过烟气管道（9）进入其中一组蓄热烧嘴进行燃烧，燃烬烟气所含的沥青烟雾，燃烧后的无沥青烟气绕行干燥滚筒（1）的筒体（3），期间烟气的热量部分被筒体（3）吸收并用来加热干燥滚筒（1）内的物料，烟气最终从另一组蓄热烧嘴排出，并且利用蓄热体（11）吸收焚烧后烟气的热量；
一段时间后，二组蓄热烧嘴（8A、8B）切换运行，如此不断循环；
所述的沥青烟气包含干燥滚筒燃烧器燃料燃烧后的烟气、沥青废旧料加热中挥发出来的沥青烟和加热物料烘干后的水蒸气。
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