眾所周知,大力推廣廢膠粉改性瀝青對于促進資源循環綜合利用、加強環境保護有著非常積極的意義。但我們必須清醒的看到廢膠粉改性瀝青在生產、加工、攤鋪過程中同時存在著能耗較高、二次污染比較嚴重等諸多方面的問題,必須通過采取相應的技術措施盡可能節約能源,消除或減少廢膠粉改性瀝青在生產、加工、攤鋪過程中的環境污染。
一、選擇合理的加工工藝
目前,廢膠粉改性瀝青生產工藝主要分為干法和濕法兩種加工工藝,其中濕法加工工藝就是先將廢舊膠粉(CRM)在特定溫度的熱瀝青中拌合45min使膠粉充分融脹后,或再經過高速剪切研磨后所得的混合物即生產出膠粉改性瀝青。但必須指出:如果橡膠粉劑量太大,改性瀝青的粘度太大,泵送就有困難,所以從技術、經濟的角度出發,橡膠粉的用量不能超過瀝青質量的20%;當改性瀝青用于應力吸收膜時,膠粉的用量可高達25%—35%;濕法制備改性瀝青的工藝比較簡單,不過改性效果與膠粉的細度關系很大,粒度越細,越易拌和均勻,且不發生離析、沉淀現象,有利于管道輸送或泵送;如果將橡膠粉先經少許重油浸泡融漲,再與瀝青混融,將有利于膠粉在瀝青中的分散,提高改性瀝青的效果。
濕法制改性瀝青主要分為高溫溶解反應法和先溶脹后剪切亞高溫拌和反應法二種。考慮節能、環保和安全三大因素,目前國內正有包括韓國公路、天津海泰、西安長大等著名企業正全力推廣先溶脹后剪切亞高溫拌和反應法這種工藝流程(見附圖一),但前提必須確保20~40目廢膠粉與瀝青在亞高溫狀態下(小于170℃)拌和后須剪切研磨至2um~5um,以消除由于溫度相對較低造成廢膠粉對瀝青改性作用的負面影響;而采用高溫溶解反應法雖然工藝比較簡單,設備投入較少,但由于其加工溫度大于190℃以上,瀝青非常容易老化、結焦,廢膠粉在高溫狀態下迅速油化,不但失去了其對瀝青的改性作用,而且對空氣環境造成嚴重的二次污染;加上長期的高溫運行,不但能耗較高,而且設備安全隱患讓人擔憂。
二、選擇合適的改性膠粉
廢膠粉改性瀝青生產過程中造成二次污染的最主要原因是在加工過程中產生大量的H2S等有毒有害氣體,因此普通廢膠粉不能作為對高溫瀝青的改性劑使用,應該對膠粉進行再生脫硫改性,膠粉的再生脫硫是通過在膠粉中加入再生活化劑或者通過熱或其它作用來打斷硫化膠中的硫交聯鍵,從而破壞其三維網狀結構的改性方法,主要分為以下三種方法:
(一)如用高溫處理膠粉,膠粉中的硫交聯鍵在再生活化劑、熱、氧的作用下被破壞,表面產生較多的活性基團,有利于同膠料的化學鍵合,使膠粉在膠料中的分散性和硫化性改善。
(二)低溫脫硫再生法能耗小且節約勞動力,對環境污染?。黄涓男苑椒ㄊ窃谀z粉中混入少量軟化增塑劑和脫硫劑,主要化學成分為2、4、7、9四甲基-5葵訣-4、7-二醇,然后在室溫或稍高的溫度下,借助機械作用進行短時間脫硫再生得脫硫膠粉。
(三)生物表面脫硫技術為膠粉改性提供了一種新的途徑。該方法不需高溫、高壓、催化劑,為常溫常壓下操作,操作費用低,設備要求簡單,無二次污染,即利用微生物脫硫。
由于第二,第三種脫硫改性的方法技術比較先進,環境污染較小,目前已被國內北京、上海、深圳的相關企業采用,適用效果較好,建議大力推廣。
三、對廢膠粉改性瀝青設備進行必要的技術改造
廢膠粉改性瀝青設備與SBS改性瀝青設備比較,除都要求采用先溶脹后剪切研磨的先進工藝,生產過程由PLC全程自動控制等以外,考慮節能環保的要求,建議采用如下相關技術:
(一)廢膠粉改性瀝青出料降溫與基質瀝青進料加溫采用三管制桶式換熱器,使廢膠粉改性瀝青(170℃)左右成品降溫與基質瀝青(135℃左右)升溫熱量互換,既確保了廢膠粉改性瀝青的穩定性,又節省了能源。
(二)由于添加劑對人體非常有害,建議添加劑等輸送采用負壓輸送系統,符合衛生環保要求。
(三)原料罐、溶脹罐采用全封閉設計,并設計安裝連續式排風系統,選配具有國家專利技術的脫硫、除硝、去味專用設備(如附流程圖二、原理示意圖三),其中噴霧塔循環水必須加入橡膠粉專用除味劑,活性炭過濾塔采用專用的纖維活性炭過濾器,真正做到環保、節能、安全運行。
脫硫脫硝除塵除味系統是在借鑒國內外先進技術的基礎上針對廢橡膠改性瀝青行業廢氣治理量體制作的一項最新技術,該設備最大的特點是循環利用,無廢水、無廢渣、無臭氣、投資少、費用低、效果好;該技術采用高壓噴淋、化學降解、活性炭吸附,能有效的去除二氧化硫、硫化氫、苯并芘、氮氧化物等惡臭的有害氣體,處理后各項指標均達到國家環保廢氣排放的標準,凈化率達到98%以上,除塵率達到99%以上(詳見生產現場檢測參數表)。
四.選擇合理的廢膠粉改性瀝青拌和、攤鋪方案
在路面進行廢膠粉改性瀝青拌和、攤鋪過程中,既要確保路面的質量,還要盡量減少對環境的污染,需注意以下幾個問題:
(一)橡膠瀝青混凝土的施工溫度較傳統瀝青高,將出廠溫度定在>160℃,工地初壓溫度定在135℃左右,并以單鋼輪振動壓路機進行初壓。
(二)緊接初壓之后以雙鋼輪振動壓力機以震動方式再進行中壓,滾壓四次后,關閉震動,開始進行終壓攤平,直至路面平整并無輪痕為止。
(三)再以不震動的雙鋼輪壓力機進行終壓,終壓時瀝青混合料溫度在110℃與120℃之間,即可達到壓密度的要求,不要使用膠輪壓路機滾壓。
(四)瀝青混合料經終壓完成后,為加速將路面冷卻,可選擇于完成面上噴灑石灰水,灑水車倆行走于堅固的路面上進行灑水,使用水質為潔凈之水,內添加1%石灰水溶液。
(五)瀝青混合料經過終壓并灑水完成后,至少養治三小時或路面溫度降至60℃以下才開放通行。
綜上所述,廢膠粉改性瀝青生產、攤鋪過程中建議選用先融脹后剪切研磨這種濕法加工工藝;配料過程中瀝青溫度不能過高(<190℃);膠粉盡量采用脫硫活化膠粉;成套生產設備應配備脫硫、脫硝、除塵、除味專用設備;攤鋪溫度控制在135℃以下,橡膠粉改性瀝青混合料經終壓后用石灰水進行噴灑,以減少對環境的污染。
參考文獻
1 吳明燦等.廢舊橡膠粉在瀝青混合料中應用的技術研究[J].公路交通科技,2005(5)
2 康愛紅.活化廢膠粉改性瀝青機理研究[J].公路交通科技,2008(7)
作者簡介:
姓名:俞鶴鳴
出生時間:1962年6月28日
出生地點:江蘇南通
學歷:大學???/p>
職務:總經理
職稱:高級工程師
研究方向:改性瀝青設備瀝青再生設備





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