1 瀝青煙氣成分及危害
道路用石油瀝青在高溫條件下(100-190℃)會釋放危害人體和環(huán)境的瀝青煙氣,它是一種特殊的污染物,主要由液態(tài)烴類顆粒物和氣態(tài)烴類物組成,其中大部分是0.1-1μm的焦油細(xì)微粒。瀝青煙氣成分中含有近200種有機污染物,主要是多環(huán)芳烴類物及少量氧、氮、硫的雜環(huán)混合物,主要有害成分為酚類、蒽萘類及苯并芘。苯并芘對皮膚及呼吸道系統(tǒng)有較強的致癌作用,是引起皮膚癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一。
2瀝青煙氣處理方式
瀝青煙氣主要為氣液2項組成,濃度不高,但是成分及其復(fù)雜分散,一般的處理方法很難徹底凈化,常見的方法主要有以下幾種:
2.1 燃燒法
因為瀝青煙氣主要成分是碳?xì)浠衔?,采用可燃性物質(zhì)通過極高溫度進行直接燃燒,將大分子污染物斷裂成低分子無害物質(zhì),達(dá)到凈化目的。實踐表明,當(dāng)燃燒狀況穩(wěn)定,溫度達(dá)到510℃時,有機廢氣排放已大大降低,當(dāng)溫度穩(wěn)定在800℃-1000℃時,烴類物質(zhì)燃燒更加快速、完全,凈化效果理想,同時增加催化劑可以降低燃燒溫度。燃燒法的影響因素主要有2點,一是瀝青煙濃度越高越利于焚燒的進行,二是燃燒的溫度與時間控制。
2.2 活性炭吸附法
該方法原理是利用活性炭內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),有巨大的比表面積來吸附通過活性炭的煙氣顆粒及分子,一般的處理過程是,含塵煙氣首先進入到洗滌塔,在洗滌塔內(nèi)煙塵中包含的焦油轉(zhuǎn)移到液相,從而達(dá)到凈化煙氣的目的。煙氣中的焦油細(xì)霧粒被水吸附后,基本不溶于水,也不會發(fā)生反應(yīng)形成新的化合物,只是形成浮油漂浮在水面,通過洗滌塔的補水閥補充薪水,漂浮的焦油就會順著洗滌塔的溢流口流出,對其收集再做處理。經(jīng)過洗滌塔處理后,廢氣進入活性炭過濾棉進行吸附,較大粒徑的污染物被吸附,然后進入到活性炭顆粒吸附層。由于活性炭固體表面上存在未平衡和未飽和的分子引力和化學(xué)鍵力,因此當(dāng)此固體表面與氣體接觸時,就能吸引氣體分子,使其濃聚并保持在固體表面,污染物質(zhì)及氣味從而被吸附,廢氣經(jīng)活性炭吸附后,凈化氣體排出。
活性炭吸附法安全性高,通過凈化效率可到70-80%,但隨著活性炭逐漸飽和而迅速下降,需定期更換活性炭,產(chǎn)生二次固廢,進行維護成本較高。
2.3 低溫等離子凈化法
低溫等離子是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的第四態(tài),當(dāng)外加電壓達(dá)到氣體的放電電壓時,氣體被擊穿,產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個體系呈現(xiàn)低溫狀態(tài),所以也稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用,使污染物分子在極端的時間內(nèi)發(fā)生分解,并發(fā)生后續(xù)的各種反應(yīng)以達(dá)到降解污染物的目的。
低溫等離子凈化適合低濃度的瀝青煙氣凈化,正常情況下效率可達(dá)80%左右,能處理多種成分混合氣體,尤其對苯并芘這類大分子鍵裂解能力較強,對一些臭氣成分的小分子裂解能力較差。
2.4 UV光氧催化凈化法
UV光氧催化凈化法是通過發(fā)射UV紫外線,迅速分解空氣中的氧分子產(chǎn)生游離氧,即活性氧,進而產(chǎn)生臭氧。眾所周知臭氧對有機物具有極強的氧化作用,使有害氣體氧化至最終產(chǎn)物二氧化碳和水,甚至一些無機物也可以徹底分解,不存在吸附和二次污染問題。
光觸媒是一種納米級的金屬氧化物,在光觸媒的作用下,可以對整個氧化還原反應(yīng)進行有效催化,加速整個進程,整個過程類似于葉綠素光合作用的一系列能量轉(zhuǎn)化,反應(yīng)過程中,光觸媒本身不會發(fā)生變化和損耗,效果持久,成本低。
UV光氧催化凈化法對瀝青煙氣分子分解能力較強,特別是對一些臭氣成分小分子鍵養(yǎng)護分解效果好。
3 適用于就地?zé)嵩偕鷻C組的煙氣治理技術(shù)
就地?zé)嵩偕鷻C組包括若干臺熱風(fēng)加熱機、若干臺熱銑刨機、若干套自卸車+多功能供料機添料組合和一臺復(fù)拌再生機,在整個施工過程中會產(chǎn)生有害氣體的分別為熱風(fēng)加熱機、熱銑刨機、復(fù)拌再生機,下面分別對各個車型煙氣處理方案進行細(xì)化分解:
3.1熱風(fēng)加熱機
熱風(fēng)加熱機是通過燃燒器燃燒燃料并且與冷風(fēng)混合形成需要的溫度的組合氣體對地面進行加熱,由于加熱溫度高,切為輻射對流加熱,加熱過程中會產(chǎn)生大量的含塵煙氣,而且含有瀝青煙較多。因熱風(fēng)加熱車本身包含一整套燃燒系統(tǒng),針對這種工況,可以將含塵煙氣經(jīng)初過濾后引回到燃燒器進行二次燃燒,即采用燃燒法解決煙氣問題;
含塵煙氣本身具有較高的溫度,且瀝青含量高,引回到燃燒器進行二次燃燒,既能將煙氣中攜帶的熱量進行回收,又可以將瀝青煙氣燃燒凈化,還無需額外增加燃燒裝置,處理效果好。
3.2熱銑刨機
熱銑刨機在銑刨過程中會產(chǎn)生大量粉塵,對人體有一定損害,UV光氧催化氧化法對粉塵沒有處理效果,所以需要采用組合處理方式;
首先煙塵煙氣進入小旋風(fēng)除塵器或者靜電吸附裝置內(nèi)(條件允許也可以進入洗滌塔),將大顆粒粉塵進行吸附,然后進入到UV光氧催化氧化裝置內(nèi),進行最終的氧化還原處理,經(jīng)處理后的煙氣達(dá)標(biāo)排放。
3.3 復(fù)拌再生機
復(fù)拌再生機在工作過程中,因為需要攪拌再生,會產(chǎn)生大量的瀝青煙氣,且濃度較高,使用單純的一種方案,無法將煙氣處理潔凈,不僅需要除塵,還需要采用組合式凈化方式;
首先煙氣進入到小旋風(fēng)除塵器或者靜電吸附裝置內(nèi)(條件允許也可以進入洗滌塔),將大顆粒粉塵進行吸附,然后進入到低溫等離子機內(nèi)部,將大分子鍵類物質(zhì)進行凈化裂解,然后進入到UV光氧催化氧化裝置對為分解小分子和惡臭氣體進行最終凈化,經(jīng)處理后的煙氣達(dá)標(biāo)排放。