CN108301286B - 一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备，属于沥青混凝土制备技术领域。本发明的方法包括下述步骤：将块体料进行微波加热，加热过程中产生的热气用于对沥青进行加热，沥青吸收热量后变为流态，将粉体料与沥青进行搅拌形成两者混料，将两者混料覆盖在块体料上形成三者物料，将三者物料进行微波加热然后拌和形成沥青混凝土；对三者物料进行微波加热过程中产生的热气用于对沥青进行加热；对三者物料进行拌和过程中产生的热烟气以及粉尘用于对沥青进行加热，沥青将粉尘吸附。本发明形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用，极大的降低了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备沥青混凝土的方法及其设备，特别是一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备，属于沥青混凝土制备技术领域。
背景技术
现有沥青混凝土的制备过程可以分为热拌和冷拌两种。沥青拌和厂的主要设备包括:沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等，有些还有热集料的重新分筛和贮存设备。
在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和；后来又发展一种先用热沥青拌好湿集料，然后再加热拌匀的方法，以消除因集料在加热和烘干时飞灰。采用后一种工艺时，要防止残留在混合料中的水分影响沥青混凝土使用寿命，最好能同时采用沥青抗剥落剂，以增强抗水能力。
不管用何种工艺，其加热源主要为柴油、汽油、天然气等燃料燃烧产生蒸汽加热集料和沥青，（不必要的）拌和过程耗时较长，耗费能源且容易产生粉尘，粉尘还需要特殊除尘装置处理后才能排放。通过对能源利用的分析，较多能源用在了蒸发去除集料中所含水分这一步骤上。
微波在2000-2005年被引入沥青混凝土领域，由于沥青对微波的吸收较弱，而集料中必须含有高浓度吸波金属氧化物才能快速升温，所以一般没有直接用微波进行沥青混凝土的制备和生产，现有微波主要应用在沥青路面的修复和再生、微波道路除冰、化雪、可再生沥青路面材料加热、特殊集料的快速加热等领域。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备，能够实现通过微波制备沥青混凝土。
本发明采用的技术方案如下：
一种微波制备沥青混凝土的方法，包括下述步骤：将沥青投入搅拌罐中，将块体料投入隧道式微波炉内的传送带上并对块体料进行微波加热，将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青吸收热气的热量后变为流态；将粉体料投入搅拌罐内，搅拌罐对粉体料与沥青进行搅拌，粉体料粘附于沥青上形成两者混料，将两者混料导向隧道式微波炉内；隧道式微波炉内的传送带将块体料朝向拌和罐运动，同时两者混料被导入隧道式微波炉内后持续的覆盖在块体料上形成三者物料，三者物料被隧道式微波炉内的传送带输送至拌和罐内进行拌和；其中，在隧道式微波炉中，对三者物料进行微波加热，并将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热；其中，在拌和罐中，对三者物料进行拌和形成沥青混凝土，并将拌和过程中产生的热烟气以及粉尘导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青将粉尘吸附。
采用本发明的方法时，本发明采用了微波作为加热能源，由于块体料中通常含有1%-6%或者更多的水分，得以实现对块体料进行微波加热，虽然沥青吸收微波时升温效果较差，但是在沥青混凝土中，沥青的比例较少（5%-10%），同时得益于导入搅拌罐内的热气（当然也包括热烟气以及粉尘），使沥青能够吸收其热量变为流态，使得沥青能够有效的与粉体料搅拌混合（粉体料粘附于沥青上）；而在拌和罐中产生的热烟气以及粉尘被导入搅拌罐内后，首先热量被利用于加热沥青，其次流态的沥青能够有效的吸附粉尘（由粉体料、块体料被搅和时产生）。本发明的方法，块体料指的是砂石，粉体料指的是矿物粉，产生的热气主要包括水蒸气与热空气，产生的热烟气主要包括水蒸气、热空气与沥青烟气。本发明的方法形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用。
进一步的，加热后，两者混料的温度为100℃-110℃。
进一步的，加热后，块体料的温度为160℃-170℃。
进一步的，在拌和罐中，对三者物料的拌合时间为40s-60s。
一种微波制备沥青混凝土的设备，包括内部具有搅拌机构的搅拌罐、内部具有传送带的隧道式微波炉、以及内部具有拌和机构的拌和罐；所述隧道式微波炉上设置有块料通道和物料通道，该块料通道位于传送带起始端的上方，物料通道位于传送带终止端下方，且物料通道连通于拌和罐；所述搅拌罐上设置有粉体通道和沥青通道，且搅拌罐通过混料通道与隧道式微波炉相连通，所述混料通道位于传送带上方并靠近块料通道；所述隧道式微波炉还设置有连通搅拌罐的热气通道；所述拌和罐还设置有连通搅拌罐的热烟气通道。
采用本发明的设备时，将沥青通过沥青通道投入搅拌罐中，将块体料通过块料通道投入隧道式微波炉内的传送带上，使隧道式微波炉对块体料进行微波加热，此时加热过程中产生的热气通过热气通道导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青吸收热气的热量后变为流态；将粉体料通过粉体通道投入搅拌罐内，使搅拌罐内的搅拌机构对粉体料与沥青进行搅拌，此时粉体料粘附于沥青上形成两者混料（粉体与沥青的混合物简称两者混料），两者混料通过混料通道被导向隧道式微波炉内；同时，隧道式微波炉内的传送带将块体料朝向物料通道（或者说拌和罐）运动，此时，两者混料被混料通道导入隧道式微波炉内后持续的覆盖在块体料上形成三者物料（粉体与沥青的混合物淋在块体料上后简称三者物料），三者物料被隧道式微波炉内的传送带输送至物料通道后被导入拌和罐内，拌和罐内的拌和机构对三者物料进行拌和形成沥青混凝土；其中，在隧道式微波炉中，三者物料被微波加热，而在加热过程中产生的热气通过热气通道被导入搅拌罐内对沥青进行加热；其中，在拌和罐中，拌和机构对三者物料进行拌和形成沥青混凝土，而在拌和过程中产生的热烟气以及粉尘通过热烟气通道导入搅拌罐内对沥青进行加热，同时，流态的沥青将粉尘吸附。本发明的设备，块体料指的是砂石，粉体料指的是矿物粉，产生的热气主要包括水蒸气与热空气，产生的热烟气主要包括水蒸气、热空气与沥青烟气。本发明的设备形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用。
进一步的，还包括块体储罐、粉体储罐和沥青储罐；所述块体储罐下部通过所述块体通道与隧道式微波炉相连通，块体储罐上部还设置有块体进料口；所述粉体储罐下部通过所述粉体通道与搅拌罐相连通，粉体储罐上部还设置有粉体进料口；所述沥青储罐下部通过所述沥青通道与搅拌罐相连通，沥青储罐上部还设置有沥青进料口。
进一步的，所述块体通道、粉体通道、沥青通道以及混料通道上分别设置有关断阀。能够按照需求关断或导通上述各个通道，使得搅拌罐、隧道式微波炉与拌和罐都能够形成各自封闭的空间，使得本发明能够在多种工艺下制备沥青混凝土。
进一步的，所述块体通道、粉体通道、沥青通道以及混料通道内分别设置有计量装置。能够分别实现对块体料、粉体料、沥青，以及两者混料进行计量，能够准确的按照所需比例制备沥青混凝土。
进一步的，所述热气通道以及热烟气通道上分别设置有气体压力阀。在隧道式微波炉中，当隧道式微波炉内的压力达到界限值时（比如0.75MPa）气体压力阀开启，隧道式微波炉泄压,热气通过热气通道进入搅拌罐内。同理，在拌和罐中，在当拌和罐内的压力达到界限值时（比如0.75MPa）气体压力阀开启，拌和罐泄压, 热烟气与粉尘通过热烟气通道进入搅拌罐内。
进一步的，所述搅拌罐上部还设置有排气口，排气口上设置有排气阀。能够防止搅拌罐内的气体拥堵，多余的热气（水蒸气）能够从排气阀排出搅拌罐。
进一步的，所述搅拌机构为磁力搅拌器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备，本发明形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用；本发明对能源进行充分合理的利用，能够降低沥青混凝土的生产成本，极大的降低了对环境的污染，具有较强的推广应用价值和市场前景。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的设备示意图。
图中标记：1-块体储罐、11-块体进料口、12-块体通道、2-粉体储罐、21-粉体进料口、22-粉体通道、3-沥青储罐、31-沥青进料口、32-沥青通道、4-搅拌罐、41-搅拌机构、42-混料通道、43-排气口、44-排气阀、5-隧道式微波炉、51-传送带、52-物料通道、53-热气通道、6-拌和罐、61-拌和机构、62-产品出料口、71-关断阀、72-计量装置、73-气体压力阀、74-料口盖。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
本实施例的一种微波制备沥青混凝土的方法，包括下述步骤：将沥青投入搅拌罐中，将块体料投入隧道式微波炉内的传送带上并对块体料进行微波加热，将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青吸收热气的热量后变为流态；将粉体料投入搅拌罐内，搅拌罐对粉体料与沥青进行搅拌，粉体料粘附于沥青上形成两者混料，将两者混料导向隧道式微波炉内；隧道式微波炉内的传送带将块体料朝向拌和罐运动，同时两者混料被导入隧道式微波炉内后持续的覆盖在块体料上形成三者物料，三者物料被隧道式微波炉内的传送带输送至拌和罐内进行拌和；其中，在隧道式微波炉中，对三者物料进行微波加热，并将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热；其中，在拌和罐中，对三者物料进行拌和形成沥青混凝土，并将拌和过程中产生的热烟气以及粉尘导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青将粉尘吸附。
采用本发明的方法时，本发明采用了微波作为加热能源，由于块体料中通常含有1%-6%或者更多的水分，得以实现对块体料进行微波加热，虽然沥青吸收微波时升温效果较差，但是在沥青混凝土中，沥青的比例较少（5%-10%），同时得益于导入搅拌罐内的热气（当然也包括热烟气以及粉尘），使沥青能够吸收其热量变为流态，使得沥青能够有效的与粉体料搅拌混合（粉体料粘附于沥青上）；而在拌和罐中产生的热烟气以及粉尘被导入搅拌罐内后，首先热量被利用于加热沥青，其次流态的沥青能够有效的吸附粉尘（由粉体料、块体料被搅和时产生）。本实施例中，块体料指的是砂石，粉体料指的是矿物粉，产生的热气主要包括水蒸气与热空气，产生的热烟气主要包括水蒸气、热空气与沥青烟气。本发明的方法形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用。
进一步的，加热后，两者混料的温度为100℃-110℃。
进一步的，加热后，块体料的温度为160℃-170℃。
进一步的，在拌和罐中，对三者物料的拌合时间为40s-60s。
实施例二
如图1和图2所示，本实施例的一种微波制备沥青混凝土的设备，包括内部具有搅拌机构41的搅拌罐4、内部具有传送带51的隧道式微波炉5、以及内部具有拌和机构61的拌和罐6；所述隧道式微波炉5上设置有块料通道12和物料通道52，该块料通道12位于传送带51起始端的上方，物料通道52位于传送带51终止端下方，且物料通道52连通于拌和罐7；所述搅拌罐4上设置有粉体通道22和沥青通道32，且搅拌罐4通过混料通道42与隧道式微波炉5相连通，所述混料通道42位于传送带51上方并靠近块料通道12；所述隧道式微波炉5还设置有连通搅拌罐4的热气通道53；所述拌和罐6还设置有连通搅拌罐4的热烟气通道63。
采用本发明的设备时，将沥青通过沥青通道32投入搅拌罐4中，将块体料通过块料通道12投入隧道式微波炉5内的传送带51上，使隧道式微波炉5对块体料进行微波加热，此时加热过程中产生的热气通过热气通道53导入搅拌罐4内对沥青进行加热，沥青吸收热气的热量后变为流态；将粉体料通过粉体通道22投入搅拌罐4内，使搅拌罐4内的搅拌机构41对粉体料与沥青进行搅拌，此时粉体料粘附于沥青上形成两者混料（粉体与沥青的混合物简称两者混料），两者混料通过混料通道42被导向隧道式微波炉5内；同时，隧道式微波炉5内的传送带51将块体料朝向物料通道52（或者说拌和罐6）运动，此时，两者混料被混料通道42导入隧道式微波炉5内后持续的覆盖在块体料上形成三者物料（粉体与沥青的混合物淋在块体料上后简称三者物料），三者物料被隧道式微波炉5内的传送带51输送至物料通道52后被导入拌和罐6内，拌和罐6内的拌和机构61对三者物料进行拌和形成沥青混凝土；其中，在隧道式微波炉5中，三者物料被微波加热，而在加热过程中产生的热气通过热气通道53被导入搅拌罐4内对沥青进行加热；其中，在拌和罐6中，拌和机构61对三者物料进行拌和形成沥青混凝土，而在拌和过程中产生的热烟气以及粉尘通过热烟气通道63导入搅拌罐内对沥青进行加热，同时，流态的沥青将粉尘吸附。本发明的设备形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用。本实施例中，块体料指的是砂石，粉体料指的是矿物粉，产生的热气主要包括水蒸气与热空气，产生的热烟气主要包括水蒸气、热空气与沥青烟气。明显的，隧道式微波炉5内具有微波发生器。可供选择的，隧道式微波炉5的长度为3m-15m，传动带51的宽度为0.5m-2m。可供选择的，隧道式微波炉5的顶壁成拱形，微波从隧道式微波炉5的上侧对块体料进行辐射，拱形的辐射面与三者物料的表面形状更为契合，有利于微波穿透加热。可供选择的，拌和罐6的拌和机构61 为电力搅拌器；可供选择的，该电力搅拌器包括设置于拌和罐6内的搅拌叶片，搅拌叶片上连接有转轴，转轴上连接有电机，电机驱动转轴沿自身轴线转动实现带动搅拌叶片对拌和罐6内的三者物料进行拌合。可供选择的，拌和罐6下部设置有产品出料口62，产品出料口62上设置有关断阀71。优选的，混料通道42连通于搅拌罐4下部。优选的，物料通道52连通于拌和罐7上部。在其中一实施例中，采用本发明的设备制备沥青混凝土，在三者物料被加热到160℃-170℃的情况下，对三者物料的加热效率为20kg/kw·h，1个500kw的隧道式微波炉5，制备沥青混凝土的生产效率为10t/h。
进一步的，在另一实施例中，如图2所示，还包括块体储罐1、粉体储罐2和沥青储罐3；所述块体储罐1下部通过所述块体通道12与隧道式微波炉5相连通，块体储罐1上部还设置有块体进料口11；所述粉体储罐2下部通过所述粉体通道22与搅拌罐4相连通，粉体储罐2上部还设置有粉体进料口21；所述沥青储罐3下部通过所述沥青通道32与搅拌罐4相连通，沥青储罐3上部还设置有沥青进料口31。可供选择的，所述块体进料口11、粉体进料口21与沥青进料口31上分别设置有可打开/关闭的料口盖74；优选的，料口盖74与对应的进料口铰接相连。
进一步的，在另一实施例中，如图2所示，所述块体通道12、粉体通道22、沥青通道32以及混料通道42上分别设置有关断阀71。能够按照需求关断或导通上述各个通道，使得搅拌罐4、隧道式微波炉5与拌和罐6都能够形成各自封闭的空间，使得本发明能够在多种工艺下制备沥青混凝土。
进一步的，在另一实施例中，如图2所示，所述块体通道12、粉体通道22、沥青通道32以及混料通道42内分别设置有计量装置72。能够分别实现对块体料、粉体料、沥青，以及两者混料进行计量，能够准确的按照所需比例制备沥青混凝土。可供选择的，所述计量装置72为转子秤。与上述关断阀71的设计相结合时，计量装置72位于关断阀71的下游，即各种物料先通过关断阀71再通过计量装置72。
进一步的，在另一实施例中，如图2所示，所述热气通道53以及热烟气通道63上分别设置有气体压力阀73。在隧道式微波炉5中，当隧道式微波炉5内的压力达到界限值时（比如0.75MPa）气体压力阀73开启，隧道式微波炉5泄压,热气通过热气通道53进入搅拌罐4内。同理，在拌和罐6中，在当拌和罐6内的压力达到界限值时（比如0.75MPa）气体压力阀73开启，拌和罐6泄压, 热烟气与粉尘通过热烟气通道63进入搅拌罐4内。
进一步的，在另一实施例中，如图2所示，所述搅拌罐4上部还设置有排气口43，排气口43上设置有排气阀44。能够防止搅拌罐4内的气体拥堵，多余的热气（水蒸气）能够从排气阀44排出搅拌罐4。
进一步的，在另一实施例中，所述搅拌机构41为磁力搅拌器。当然，搅拌机构41还可以为电力搅拌器。
综上所述，采用本发明的一种微波制备沥青混凝土的方法及其设备，本发明形成了封闭式的系统，实现微波制备沥青混凝土，并且本发明能够减少拌和罐中的拌合时间从而减少粉尘产生，同时本发明即充分将被加热的热气与热烟气回收用以加热沥青，又通过加热后的沥青将粉尘吸附处理再利用；本发明对能源进行充分合理的利用，能够降低沥青混凝土的生产成本，极大的降低了对环境的污染，具有较强的推广应用价值和市场前景。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种微波制备沥青混凝土的方法，其特征在于，包括下述步骤：
将沥青投入搅拌罐中，将块体料投入隧道式微波炉内的传送带上并对块体料进行微波加热，将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青吸收热气的热量后变为流态；
将粉体料投入搅拌罐内，搅拌罐对粉体料与沥青进行搅拌，粉体料粘附于沥青上形成两者混料，将两者混料导向隧道式微波炉内；
隧道式微波炉内的传送带将块体料朝向拌和罐运动，同时两者混料被导入隧道式微波炉内后持续的覆盖在块体料上形成三者物料，三者物料被隧道式微波炉内的传送带输送至拌和罐内进行拌和；
其中，在隧道式微波炉中，对三者物料进行微波加热，并将加热过程中产生的热气导入搅拌罐内对沥青进行加热；
其中，在拌和罐中，对三者物料进行拌和形成沥青混凝土，并将拌和过程中产生的热烟气以及粉尘导入搅拌罐内对沥青进行加热，沥青将粉尘吸附。
2.如权利要求1所述的一种微波制备沥青混凝土的方法，其特征在于：加热后，两者混料的温度为100℃-110℃。
3.如权利要求1所述的一种微波制备沥青混凝土的方法，其特征在于：加热后，块体料的温度为160℃-170℃。
4.一种微波制备沥青混凝土的设备，应用于权利要求1-3任意一项所述的一种微波制备沥青混凝土的方法，其特征在于：包括内部具有搅拌机构（41）的搅拌罐（4）、内部具有传送带（51）的隧道式微波炉（5）、以及内部具有拌和机构（61）的拌和罐（6）；
所述隧道式微波炉（5）上设置有块料通道（12）和物料通道（52），该块料通道（12）位于传送带（51）起始端的上方，物料通道（52）位于传送带（51）终止端下方，且物料通道（52）连通于拌和罐（7）；
所述搅拌罐（4）上设置有粉体通道（22）和沥青通道（32），且搅拌罐（4）通过混料通道（42）与隧道式微波炉（5）相连通，所述混料通道（42）位于传送带（51）上方并靠近块料通道（12）；
所述隧道式微波炉（5）还设置有连通搅拌罐（4）的热气通道（53）；
所述拌和罐（6）还设置有连通搅拌罐（4）的热烟气通道（63）；
所述块体通道（12）、粉体通道（22）、沥青通道（32）以及混料通道（42）上分别设置有关断阀（71）；
所述块体通道（12）、粉体通道（22）、沥青通道（32）以及混料通道（42）内分别设置有计量装置（72）。
5.如权利要求4所述的一种微波制备沥青混凝土的设备，其特征在于：还包括块体储罐（1）、粉体储罐（2）和沥青储罐（3）；
所述块体储罐（1）下部通过所述块体通道（12）与隧道式微波炉（5）相连通，块体储罐（1）上部还设置有块体进料口（11）；
所述粉体储罐（2）下部通过所述粉体通道（22）与搅拌罐（4）相连通，粉体储罐（2）上部还设置有粉体进料口（21）；
所述沥青储罐（3）下部通过所述沥青通道（32）与搅拌罐（4）相连通，沥青储罐（3）上部还设置有沥青进料口（31）。
6.如权利要求4或5所述的一种微波制备沥青混凝土的设备，其特征在于：所述热气通道（53）以及热烟气通道（63）上分别设置有气体压力阀（73）。
7.如权利要求4或5所述的一种微波制备沥青混凝土的设备，其特征在于：所述搅拌罐（4）上部还设置有排气口（43），排气口（43）上设置有排气阀（44）。
8.如权利要求4或5所述的一种微波制备沥青混凝土的设备，其特征在于：所述搅拌机构（41）为磁力搅拌器。
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