CN116377798B - 一种旧沥青混合料再生烘干加热方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种旧沥青混合料再生烘干加热方法及系统,所述方法包括如下步骤:获取第一旧沥青混合料;沿第一输送通道输送所述第一旧沥青混合料,同时自所述第一输送通道的进料端向其内部输送热气,在所述第一输送通道的出料端得到再生中间料,所述再生中间料具有第一预设温度;沿第二输送通道输送再生中间料,同时自所述第二输送通道的出料端向其内部输送热气,在所述第二输送通道的出料端得到再生成品料,所述再生成品料具有第二预设温度;所述第二预设温度大于所述第一预设温度。本申请对旧沥青混合料的烧损较轻,有利于减少有害气体的排放,大幅提高了成品沥青混合料中旧沥青混合料的添加比例,有利于节约新骨料,降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及旧沥青混合料再生技术领域,尤其涉及一种旧沥青混合料再生烘干加热方法及系统。
背景技术
沥青混凝土被广泛应用在各种公路、道路的建设中,沥青混凝土路面由于承重、气候以及沥青性能等多种因素的影响,会造成沥青路面的损坏。在公路建设及养护工程中,沥青混凝土路面翻修、维护回收的旧沥青混合料中的各种材料如:石子、沥青是可以循环利用的,这也是国家绿色环保、资源保护的任务之一。
对于旧沥青混合料的回收利用,可通过加热的方式去除石料中的水分,并使沥青软化具有一定的流动性,再通过补充一些新石料、新沥青、添加剂等材料,使其能够再次作为修筑沥青路面的沥青混合料;路面施工的摊铺、碾压需要沥青混合料具有一定的温度(一般不低于140℃),以保证其延展性,考虑到运输时沥青混合料温度损失等原因,一般要求出厂的成品沥青混合料温度在160℃左右。
现有技术中,一般采用烘干加热滚筒来对旧沥青混合料加热回收,为达到成品沥青混合料的温度要求,烘干加热滚筒的热源热气的温度大约在500-700℃左右,根据加热后的沥青混合料的温度和产量的不同,热源气体温度会有所不同,产量越高,热气的温度也要求相应升高;500-700℃左右的热烟气作用在沥青混合料表面上,尤其是作用在小粒径石料表面上时,由于相对表面积较大,吸热和向内部传递热量较快,升温也较快,将会使石料表面上的沥青挥发、燃烧(有焰燃烧和无焰燃烧)、碳化,也就是沥青的烧损,经过实际使用分析、实验可知:当烘干加热滚筒出口的出料温度超过120℃时,随着出料温度的升高,沥青烧损的程度呈快速上升的趋势,沥青烧损量大约是沥青总量的30-60%,从成本角度,由于沥青的烧损,旧沥青混合料在使用过程中需要再补充一定的新沥青来达到4%油石比的要求,按照上述烧损量占沥青总量的30-60%来计算,就需要新添加30-60%的新沥青,而在沥青混合料中,沥青的成本占比相对较高,现阶段,沥青的成本在沥青混合料总体成本中占约75%,可见,沥青的损烧会导致成品沥青混合料的原料成本大幅提高,此外,沥青烧损对于设备的影响显现,如排烟风机粘接大量的油污,布袋除尘器布袋粘结大量油污、黑粉等,这都会大大缩短设备的使用寿命,同时加重了维护人员的清理工作量;从环保角度,沥青烧损会产生沥青烟、炭黑等烟气,这会对环境造成污染。
综上,现有的回收沥青混合料的方法,存在旧沥青混合料中的沥青回收利用率低的问题,这会直接带来生产成品沥青混合料的原料成本较高以及环境污染较为严重的问题,为解决上述问题,本申请提出一种旧沥青混合料再生烘干加热方法及系统。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题,提供一种旧沥青混合料再生烘干加热方法及系统。
第一方面,本申请提供一种旧沥青混合料再生烘干加热方法,所述方法包括如下步骤:
获取第一旧沥青混合料;
沿第一输送通道输送所述第一旧沥青混合料,同时自所述第一输送通道的进料端向其内部输送热气,在所述第一输送通道的出料端得到再生中间料,所述再生中间料具有第一预设温度;
沿第二输送通道输送再生中间料,同时自所述第二输送通道的出料端向其内部输送热气,在所述第二输送通道的出料端得到再生成品料,所述再生成品料具有第二预设温度;所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,获取第一旧沥青混合料的方法包括:
将旧沥青混合料在冷态下进行柔性破碎和筛分,得到大于预设粒径的所述第一旧沥青混合料、以及小于或等于所述预设粒径的第二旧沥青混合料。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述旧沥青混合料再生烘干加热方法还包括:沿所述第二输送通道输送所述再生中间料的同时,沿所述第二输送通道输送所述第二旧沥青混合料。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述第一输送通道出料端的高度大于所述第二输送通道进料端的高度。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述旧沥青混合料再生烘干加热方法还包括:将所述再生成品料输送至搅拌锅进行连续式生产。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述旧沥青混合料再生烘干加热方法还包括:将所述再生成品料输送至称重装置称量后进行间歇式生产。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述第二预设温度与所述第一预设温度的温度差为40~50℃。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,采用螺旋输送的方式输送所述第一旧沥青混合料和所述再生中间料。
根据本申请某些实施例提供的技术方案,所述第一输送通道和所述第二输送通道呈一字形布置或垂直布置。
第二方面,本申请提供一种旧沥青混合料再生烘干加热系统,包括:
顺流式加热烘干滚筒,所述顺流式加热烘干滚筒具有第一输送通道;所述顺流式加热烘干滚筒用于沿所述第一输送通道输送第一旧沥青混合料,并在所述第一输送通道的出料端得到具有第一预设温度的再生中间料;
逆流式加热烘干滚筒,所述逆流式加热烘干滚筒具有第二输送通道;所述逆流式加热烘干滚筒用于沿所述第二输送通道输送再生中间料,并在所述第二输送通道的出料端得到具有第二预设温度的再生成品料。
与现有技术相比,本申请的有益效果:本申请打破现有技术中单一烘干加热的方式,将顺流式加热烘干方式与逆流式加热烘干方式串联接力使用,能够使得旧沥青混合得到充分的烘干和升温,具体将冷态的旧沥青混合料通过顺流式加热烘干方式烘干加热,以蒸发出沥青料中含有的大部分水分,再将烘干后的再生中间料继续升温加热以达到成品沥青混合料所需的工艺温度,两个加热滚筒分别起到烘干和加热升温的作用;采用本申请的再生烘干加热方法,可以较大限度地利用旧沥青混合料中的沥青,较大限度地减少沥青的烧损,节省添加新沥青的费用,降低成本,并且在再生烘干加热过程中,沥青混合料的烧损较轻,提高了旧沥青混合料中的沥青利用率,有利于减少有害气体的排放,减少设备的维修保养费用,从而到达一个新的产量、质量、环保、经济效益的良好平衡,这对今后的旧沥青混合料的循环利用,保护环境、保护绿水青山有着积极的作用。
附图说明
图1为顺流式加热烘干滚筒内的热气温度分布以及旧沥青混合料温度分布趋势曲线图;
图2为逆流式加热烘干滚筒内的热气温度分布以及旧沥青混合料温度分布趋势曲线图;
图3为本申请实施例提供的旧沥青混合料再生烘干加热系统的结构示意图。
图中所述文字标注表示为:
1、顺流式加热烘干滚筒;2、逆流式加热烘干滚筒;3、溜槽;4、搅拌锅;5、热风炉。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1
本实施例提供一种旧沥青混合料再生烘干加热方法,所述方法包括如下步骤:
S1、获取第一旧沥青混合料。
将凝固的旧沥青混合料在冷态下进行柔性破碎和筛分,得到大于预设粒径的所述第一旧沥青混合料、以及小于或等于所述预设粒径的第二旧沥青混合料。
具体地,可采用齿辊式柔性破碎机对冷态下的旧沥青混合料进行破碎,再采用振动筛对破碎后的旧沥青混合料进行筛分,例如可以采用一级振动筛和二级振动筛,将粉碎后的旧沥青混合料筛分成粗料、中料和细料,其中粗料和中料统称为第一旧沥青混合料,细料为第二旧沥青混合料,所述预设粒径为5mm,即细料为0~5mm规格的旧沥青混合料。
S2、沿第一输送通道输送所述第一旧沥青混合料,同时自所述第一输送通道的进料端向其内部输送热气,在所述第一输送通道的出料端得到再生中间料,所述再生中间料具有第一预设温度。
具体地,所述第一输送通道具有进料端和出料端,一般地,为方便输送第一旧沥青混合料,将其进料端设置为高于其出料端;可采用提升机将步骤S1中获取的第一旧沥青混合料输送至所述第一输送通道的进料端,第一旧沥青混合料在所述第一输送通道内沿螺旋输送轨迹进行输送,在输送所述第一旧沥青混合料的同时,还从所述第一输送通道的进料端向其内部输送热气,热气的传输路径沿所述第一输送通道的延伸方向,即加热介质热气与旧沥青混合料的流动方向一致,热气与螺旋输送的第一旧沥青混合料充分接触,以对第一旧沥青混合料进行充分加热,从而烘干第一旧沥青混合料内部的水分;在所述第一输送通道的输出端得到具有第一预设温度的再生中间料;所述第一预设温度的取值取决于最终的目标温度值,一般比目标温度值低40~50℃,本申请中,目标温度值取值为160℃,因此,第一预设温度一般设置为110℃~120℃。
S3、沿第二输送通道输送再生中间料,同时自所述第二输送通道的出料端向其内部输送热气,在所述第二输送通道的出料端得到再生成品料,所述再生成品料具有第二预设温度;所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
具体地,所述第二输送通道具有进料端和出料端,一般地,为方便输送再生中间料,将其进料端设置为略高于其出料端;为方便将再生中间料从第一输送通道的出料端输送至第二输送通道的进料端,通常采用如下设置:所述第一输送通道出料端的高度大于所述第二输送通道进料端的高度;所述第一输送通道和所述第二输送通道呈一字形布置或垂直布置,即所述第二输送通道的延伸方向可以是平行于所述第一输送通道的延伸方向,还可以是垂直于所述第一输送通道的延伸方向,此处不做具体地限定。在输送所述再生中间料的同时,还从所述第二输送通道的出料端向其内部输送热气,热气的传输路径沿所述第二输送通道的延伸方向,即加热介质热气与旧沥青混合料的流动方向相反,热气与螺旋输送的再生中间料充分接触,以对再生中间料进行充分加热。
进一步地,沿所述第二输送通道输送所述再生中间料的同时,沿所述第二输送通道输送所述第二旧沥青混合料,可采用提升机将提前筛选得到的第二旧沥青混合料输送至所述第二输送通道的进料端,第二旧沥青混合料与再生中间料一起经第二输送通道输送;在所述第二输送通道的输出端得到具有第二预设温度的再生成品料;所述第二预设温度即目标温度值,所述第二预设温度与所述第一预设温度的温度差为40~50℃,在本实施例中,所述第二预设温度为160℃,所述第一预设温度为110℃~120℃。
细料是旧沥青混合料中的0-5mm的材料,其沥青含量最高,粒径小,表面积大,吸热快,不宜在烘干加热筒中待太长时间;现有技术中,多直接将其投入搅拌锅中,与250℃左右的高温新骨料进行搅拌升温,此种方式增大了新骨料的加入比例;本申请将细料从第二输送通道的进料端加入,通过较低热气的加热,实现其温和升温并达到成品沥青料的温度要求,该方法一方面可以避免长时间升温加热所带来的沥青的烧损和老化,另一方面节约高温新骨料,有利于降低新骨料的加入比例。
自所述第二输送通道的出料端输出的再生成品料可以直接输送至搅拌锅进行连续式生产,具体地,需要在搅拌锅中加入其他材料,例如新骨料、粉料、沥青、各种添加剂等;可选择地,将所述再生成品料输送至称重装置称量后进行间歇式生产,所谓间歇式生产是指不将再生成品料直接输送至搅拌锅,而是先通过称重装置进行称重,每次称重配比各种材料之后再放入搅拌锅进行搅拌。
目前,国内、国际基本上都采用单一的方式来对旧沥青混合料进行烘干加热,即采用顺流加热滚筒或逆流加热滚筒的方式来对旧沥青混合料进行烘干加热。请参考图1和图2,图1为顺流式加热烘干滚筒内的热气温度分布以及旧沥青混合料温度分布趋势曲线图,图2为逆流式加热烘干滚筒内的热气温度分布以及旧沥青混合料温度分布趋势曲线图,图1中的纵坐标为温度,单位为华氏度,图2中的纵坐标为温度,单位为华氏度;图1和图2是在实践中得到验证的,只是温度轴所示的温度曲线平行下移、降低。通过图1和图2可以看出,对于顺流加热来说,热气温度在入料端快速增加到最高,然后沿物料的输送方向,热气温度越来越低,而对于逆流加热来说,沿物料的输送方向,热气温度越来越高,在接近出料端处热气温度达到最大值。接下来,对两种加热烘干方式展开详细描述。
顺流加热的特点是高温热气与旧沥青混合料在同一个入口进入烘干滚筒,通过图1的热气温度分布趋势曲线图可以看到,在靠近进料端处,热气温度很高,会对旧沥青混合料中的沥青造成烧损,但是,由于这时的旧沥青混合料的温度比较低(20℃左右),并且含有3-5%的水分,同时,旧沥青混合料在烘干滚筒中是翻滚、向出料端流动的,高温热气不是长时间加热旧沥青混合料的某一个部位,旧沥青混合料中的低温和水分起到了吸热和减少沥青烧损的作用,这时主要是对旧沥青混合料进行烘干;随着旧沥青混合料向出料端输送,旧沥青混合料中的水分也相对的减少,旧沥青混合料的温度逐渐升高,而烟气的温度逐渐降低;而旧沥青混合料烘干后还要根据再生料使用的要求升温加热,当加热到一定的温度时,沥青烧损的现象就会发生。经过大量的生产实践总结得出:如果出料端温度在120℃或以下时,对沥青的烧损最小。当出料温度升高,如相同产量下出料温度为160℃时,必然要求进料端的热气温度提高,而进料端热气温度提高后,通过热烟气和材料的温度分布曲线可以看出,曲线必然要向上平移。经过大量的实践观察,这时的沥青已经严重烧损,其烧损过程发生在烘干滚筒的中部。
沥青在400℃左右时会发生碳化(有球状颗粒),也会发生燃烧。这与我们实际生产中的现象吻合。所以,为了避免或减少上述现象的发生,只能降低热源热气温度,使其不产生烧损、碳化以及沥青着火现象,一般顺流加热方式的出料温度控制在120℃左右时上述现象明显减少或不出现。
可见,顺流加热方式将旧沥青混合料加热到120℃时,沥青的烧损最小,安全、环保性最高;如果要求出料温度达到160℃,实际生产中出料口热烟气温度要达到175℃(料温约160℃)左右,烘干滚筒内部的沥青烧损、碳化是非常严重的,安全事故时有发生。
逆流加热的特点是高温热气与旧沥青混合料分别从烘干滚筒的进料端和出料端进入,通过图2的热气温度及筒内材料温度分布曲线图可以看到,出料端的热气温度很高,会对旧沥青混合料的沥青造成烧损,随着热烟气向进料端流动,与进料端冷的旧沥青混合料接触,同时,旧沥青混合料在烘干滚筒中是翻滚、向出料端输送的,通过热烟气与旧沥青混合料的接触、热交换等,实现烘干和升温加热,出料端进入的热烟气温度逐渐降低,而从进料端进入的旧沥青混合料是冷料,其与低温烟气接触,随着流动,接触的烟气温度反而是越来越高(反向流动),随着旧沥青混合料中的水分逐渐被烘干,温度逐渐升高。逐渐升高的热烟气作用在逐渐升高温度的旧沥青混合料表面上,而失去了低温和含水的吸热蒸发保护的旧沥青混合料表面上的沥青快速升温、汽化、致部分碳化(烧损),导致沥青烧损、黑粉的产生。经过大量生产实践,其烧损过程发生在滚筒出料端至干燥筒的1/3处,随热气温度的提高而加剧,沥青在400℃左右时会发生碳化(有球状颗粒),当氧气充足时还会发生燃烧的现象(热风中的氧气含量较高),这与我们实际生产中的现象吻合。
由于逆流加热是已经烘干和升温后的旧沥青混合料在出料端与高温热气(热气温度高于出料口料温温度350℃以上)相接触,所以,逆流加热可以较容易的达到出料温度160℃及以上成品沥青混合料温度。
可见,逆流加热对沥青的烧损、碳化依然存在,实际生产中采取降低出料口热气温度(减小燃烧器功率)可以减少沥青烧损,同时可以达到160℃的出料要求。但是,由于需要将20℃的材料升高至160℃(温升140℃),为减少烧损就必须大幅降低产量。
通过对顺流、逆流加热旧沥青混合料过程、原理、实践等分析可知,两者都有各自的优缺点,如何利用各自的优点来达到旧沥青混合料再生过程中产量高、沥青烧损小、成品料质量达标及环保等要求,是今后沥青混凝土路面长期循环利用的研究课题。
本实施例还提供一种上述旧沥青混合料再生烘干加热方法所用到的再生烘干加热系统,如图3所示,该系统包括:顺流式加热烘干滚筒和逆流式加热烘干滚筒,所述顺流式加热烘干滚筒具有第一输送通道;所述顺流式加热烘干滚筒用于沿所述第一输送通道输送第一旧沥青混合料,并在所述第一输送通道的出料端得到具有第一预设温度的再生中间料;所述逆流式加热烘干滚筒具有第二输送通道;所述逆流式加热烘干滚筒用于沿所述第二输送通道输送再生中间料,并在所述第二输送通道的出料端得到具有第二预设温度的再生成品料。
具体地,所述烘干加热系统包括:顺流式加热烘干滚筒1、逆流式加热烘干滚筒2、溜槽3和搅拌锅4,上述各装置均为现有技术,此处对其详细结构不再赘述,所述顺流式加热烘干筒1高于所述逆流式加热烘干滚筒2,顺流式加热烘干筒1的燃烧器设置在其进料端,可选择地,在所述顺流式加热烘干筒1的进料端设置提升机,该提升机用于将中料、粗料从地面提升至顺流式加热烘干滚筒1的进料端,所述顺流式加热烘干滚筒1的左端为其进料端,右端为其出料端,其出料端设有溜槽3,经所述顺流式加热烘干滚筒1加热烘干得到的再生中间料经溜槽3进入到逆流式加热烘干滚筒2的进料端,此外,自所述顺流式加热烘干滚筒1的出料端还会输出低温烟气,低温烟气流向布袋除尘器;在所述逆流式加热烘干滚筒2的进料端设置提升机,该提升机用于将细料从地面提升至逆流式加热烘干滚筒2的进料端,所述逆流式加热烘干滚筒2采用热风热源,在其右端设有热风炉5,热风炉5的右端为燃烧器,热风温度控制在350℃以下,在所述逆流式加热烘干滚筒2出料端的下方设有搅拌锅4。
该再生烘干加热系统的使用流程为:通过旧沥青混合料提升机将旧沥青混合料加入到顺流式加热烘干滚筒1中,旧沥青混合料在顺流式加热烘干滚筒1中输送的过程中其内部水分逐渐被烘干,自身温度逐渐升高,在顺流式加热烘干滚筒1的出料端通过溜槽3将已经烘干加热的旧沥青混合料加入到逆流式加热烘干滚筒2中,此外,还可以将特别细小颗粒的旧沥青混合料通过提升机加入到逆流式加热烘干滚筒2中,在350℃以下热风加热下,可以减少细料因吸热快,容易造成的沥青烧损,再次经过烘干加热升温后的旧沥青混合料在出料端通过溜槽进入搅拌锅4中,或者,通过溜槽先进入到储仓后再进入搅拌锅,实现后续工序的连接,最终制成成品沥青混合料。
该再生烘干加热系统的生产工艺:对于顺流式烘干加热过程的控制,根据产能,通过料仓的调速皮带机调整旧沥青混合料的输出量;经顺流式加热烘干滚筒加热后的旧沥青混合料在出料端经过溜槽上安装的测温传感器测出实际料温,反馈至加热热风炉进行功率的调节,使出料端旧沥青混合料的温度达到并保持在110-120℃之间,顺流式加热烘干滚筒1主要起到烘干作用;对于逆流式烘干加热过程的控制,经过顺流式烘干加热后的旧沥青混合料进入逆流式加热烘干滚筒中,出口端的热风通过热风炉出口温度传感器调节热风炉燃烧器的功率,使热风温度控制在350℃以下,保证出料端的旧沥青混合料通过温度传感器检测出的料温温度在140-160℃(根据添加比例、成品料温要求等进行调节)。
该再生烘干加热系统的生产工艺实时后的特点:
(1)、顺流式加热的主要目的是进行旧沥青混合料水分的烘干,出料温度控制在110-120℃之间,温升约100℃左右,对旧沥青混合料的沥青烧损最小,同时,保证产量不降低。
(2)、逆流式烘干加热的目的是将110-120℃的旧沥青混合料通过较低的热风进行温和加热,温升在40-50℃左右,可以将原单一逆流加热方式同等产量下对旧沥青混合料温升140℃时要求的热风温度大幅降低,并使旧沥青混合料的烧损降到最低。
(3)、两种烘干加热烘干滚筒的串联使用,也解决了旧沥青混合料烘干过程需要比较长的时间来均热和析出水分的要求,相当于将烘干滚筒的长度增加了一倍,旧沥青混合料在烘干滚筒中停留的时间增加一倍,这种长时间的温和加热,可以最大限度的减少或消除烘干加热后的成品料滴水现象,提高产品质量。
(4)、同等产量和烘干滚筒相同规格下,可以大大降低和减少因出料温度高(140-160℃)、单一顺流式加热或逆流式加热时因热气温度高产生的大量沥青烧损烟气(黑色粉尘、碳化物等),减少对设备的损害、对除尘器布袋的损害和对环境的影响。
(5)、减少沥青的烧损相当于提高了沥青的再用量,经过综合分析:减少沥青烧损,可节省大量沥青费用。粗略估算如下:按照现有的相同产量下的单一旧沥青混合料加热工艺到160℃的要求,沥青的烧损量大约是原来沥青总量的50%,如果再生后的成品沥青混合料的油石比为4%,就是40公斤沥青,按沥青价格6000元/吨*4%=240元;烧损旧沥青混合料沥青为总量的50%即20公斤,要补回烧损量20公斤的新沥青,即120元。而新的两种烘干滚筒串联的加热工艺方案,沥青烧损按照总量的25%来计算,新沥青只需添加10公斤,可节省60元/吨(沥青混合料);如果按照每年利用10万吨旧沥青混合料,每年可节省沥青费用600万元,石料、矿粉的利用、设备维修、布袋损坏更换、人工等可节省的费用未计算在内;设备投资比原单一方式旧沥青混合料烘干加热工艺大约增加成本约200万元,最终的综合效益为600-200=400万元,综合效益是非常明显的。
本实施例提出的再生烘干加热系统,充分利用了顺流式烘干加热和逆流式烘干加热这两种旧沥青混合料烘干加热方式各自的优点,通过降低加热介质(热风)的温度,在相同产能的前提下,通过双倍长度的烘干滚筒,延长旧沥青混合料在温和的热环境下的停留时间,烘干效率大大提高,最大限度的减少沥青的烧损,节省添加新沥青费用;通过降低加热介质的温度,可以减少排放烟气中的污染物,减少设备的维修保养费用,从而到达一个新的产量、质量、环保、经济效益的良好平衡,这对今后的旧沥青混合料的循环利用,保护环境、保护绿水青山有着积极的作用。
本申请巧妙地利用顺流式烘干加热和逆流式烘干加热这两种加热方式热气的分布特点,提出了将两种加热方式串联使用,将冷态的旧沥青混合料输送至顺流式加热烘干滚筒进行水分烘干,虽然顺流式加热烘干滚筒的进料端温度较高,但是此时冷态的旧沥青混合料中水分含量较高,通过热交换以及材料的流动,混合料很快进入到沥青燃点以下的区域,对沥青的烧损较轻,经过顺流烘干加热后得到的再生中间料具有了相对较高的温度,当其进入到逆流式加热烘干滚筒中继续加热升温时,即使进料端附近的热气温度相对不高,但由于再生中间料的温度与目标温度值的温差不大(为40~50℃),从而使得其相对容易达到目标温度值。
本申请打破现有技术中单一烘干加热的方式,将顺流式加热烘干滚筒与逆流式加热烘干滚筒串联一体接力配置,能够使得旧沥青混合得到充分的烘干和升温,具体地,回收的旧沥青混合料首先通过顺流式加热烘干滚筒的烘干,蒸发出沥青料中含有的大部分水分后进入逆流式加热烘干滚筒对旧沥青混合料继续进行加热升温,达到成品沥青混合料所需的工艺温度,两个加热滚筒分别起到烘干和加热升温的作用。
本申请利用顺流和逆流加热方式的各自特点,对旧沥青混合料进行加工,使其最大限度的减少沥青在加热过程中的烧损,提高旧沥青混合料中的沥青利用率。采用顺流、逆流加热串联式双滚筒对旧沥青混合料加热,通过工艺控制可以减少沥青烧损,满足成品沥青混合料的工艺要求,可以使旧沥青混合料的添加比例大幅提高到80-100%,减少有害气体的排放,从而实现绿色环保。
为了更为直观地突显本申请的优点,还设计了对比例,本申请实施例和对比例的基本条件一致,环境温度均为20℃,旧沥青混合料含水量均为5%,升温要求140℃,即出料目标温度为160℃,所采用的顺流式加热烘干滚筒和逆流式加热烘干滚筒的滚筒直径均为2500mm。
对比例1
本对比例只采用顺流加热的方式来对旧沥青混合料进行再生。
对比例2
本对比例只采用逆流加热的方式来对旧沥青混合料进行再生。
实施例1、对比例1和对比例2的实验数据如表1所示。
表1
通过表1可以看出,本申请实施例提供的旧沥青混合料再生烘干加热方法,可以使得成品沥青混合料中旧沥青混合料的添加比例大幅提高,有利于节约新骨料,降低成本,并且在再生烘干加热过程中,沥青混合料的烧损较轻,提高了旧沥青混合料中的沥青利用率,有利于减少有害气体的排放,从而实现绿色环保。
本申请采用先温和烘干、后加热升温的方式,可以最大限度地避免沥青的烧损和老化,减少有害气体的排放,减少成品料中的沥青使用量,达到绿色节能、环保的目标。
需要说明的是,上文中的旧沥青混合料是指回收沥青混合料、回收沥青料;还需要说明的是,本文中提到的顺流式加热烘干滚筒与逆流式加热烘干滚筒均为十分成熟的现有技术,其通过自身的闭环控制来控制输出物料的温度。
本申请中出现的各个名词解释如下:
(1)沥青混合料(又名沥青混凝土):由沥青、粗骨料、细骨料(简称石料、石子)、矿粉组成的一种复合材料。
(2)旧沥青混合料:由于沥青的老化、性能下降,降低了沥青与骨料之间的粘结力,致使路面破损,在路面修复时清除的沥青混合料。
(3)石油比:混合料中沥青重量与石料和矿粉重量之和的比,例如:石料900kg、矿粉100kg、沥青为40kg,则油石比为4%。
(4)干燥筒:行业内对顺流烘干加热、逆流烘干加热回转滚筒的总称,其包含热源(燃烧器、热风炉等),其使用目的是烘干石料中的水分,并使材料具有一定的温度,在与沥青混合后,便于后续施工。
(5)添加比例:旧沥青混合料再利用时,由于其所含沥青、骨料、矿粉等可能存在的损失、变化等,为了达到再次利用时的性能要求,需要添加新的沥青混合料,添加比例是指成品沥青混合料中,旧沥青混合料的占比。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的,均应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
获取第一旧沥青混合料;
沿第一输送通道输送所述第一旧沥青混合料,同时自所述第一输送通道的进料端向其内部输送热气,在所述第一输送通道的出料端得到再生中间料,所述再生中间料具有第一预设温度;本步骤中,热气与所述第一旧沥青混合料的流动方向一致,热气与所述第一旧沥青混合料充分接触,以对所述第一旧沥青混合料进行充分加热,从而烘干所述第一旧沥青混合料内部的水分;其中,所述第一预设温度的取值取决于最终的目标温度值;所述目标温度值为成品沥青混合料所需的工艺温度;
沿第二输送通道输送再生中间料,同时自所述第二输送通道的出料端向其内部输送热气,在所述第二输送通道的出料端得到再生成品料,所述再生成品料具有第二预设温度;所述第二预设温度大于所述第一预设温度;本步骤中,热气与所述再生中间料的流动方向相反,热气与所述再生中间料充分接触,以对所述再生中间料进行充分加热,沿所述再生中间料的输送方向,热气温度越来越高,在接近所述第二输送通道的从出料端处热气温度达到最大值;其中,所述第二预设温度即所述目标温度值;
其中,获取第一旧沥青混合料的方法包括:
将旧沥青混合料在冷态下进行柔性破碎和筛分,得到大于预设粒径的所述第一旧沥青混合料、以及小于或等于所述预设粒径的第二旧沥青混合料;旧沥青混合料筛分成粗料、中料和细料,其中粗料和中料统称为所述第一旧沥青混合料,细料为所述第二旧沥青混合料,所述预设粒径为5mm;
所述方法还包括:沿所述第二输送通道输送所述再生中间料的同时,沿所述第二输送通道输送所述第二旧沥青混合料。
2.根据权利要求1所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,所述第一输送通道出料端的高度大于所述第二输送通道进料端的高度。
3.根据权利要求1所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,还包括:将所述再生成品料输送至搅拌锅进行连续式生产。
4.根据权利要求1所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,还包括:将所述再生成品料输送至称重装置称量后进行间歇式生产。
5.根据权利要求1所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,所述第二预设温度与所述第一预设温度的温度差为40~50℃。
6.根据权利要求1所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,采用螺旋输送的方式输送所述第一旧沥青混合料和所述再生中间料。
7.根据权利要求2所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,所述第一输送通道和所述第二输送通道呈一字形布置或垂直布置。
8.一种旧沥青混合料再生烘干加热系统,用于实现如权利要求1-7任一项所述的旧沥青混合料再生烘干加热方法,其特征在于,包括:
顺流式加热烘干滚筒,所述顺流式加热烘干滚筒具有第一输送通道;所述顺流式加热烘干滚筒用于沿所述第一输送通道输送第一旧沥青混合料,并在所述第一输送通道的出料端得到具有第一预设温度的再生中间料;
逆流式加热烘干滚筒,所述逆流式加热烘干滚筒具有第二输送通道;所述逆流式加热烘干滚筒用于沿所述第二输送通道输送再生中间料和所述第二旧沥青混合料,并在所述第二输送通道的出料端得到具有第二预设温度的再生成品料。
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