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(huì)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(jī)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(duì)皮膚及呼吸道系統(tǒng)有較強(qiáng)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(xiàng)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(jiàn)的方法主要有以下幾種:
2.1 燃燒法
因?yàn)闉r青煙氣主要成分是碳?xì)浠衔?,采用可燃性物質(zhì)通過(guò)極高溫度進(jìn)行直接燃燒,將大分子污染物斷裂成低分子無(wú)害物質(zhì),達(dá)到凈化目的。實(shí)踐表明,當(dāng)燃燒狀況穩(wěn)定,溫度達(dá)到510℃時(shí),有機(jī)廢氣排放已大大降低,當(dāng)溫度穩(wěn)定在800℃-1000℃時(shí),烴類物質(zhì)燃燒更加快速、完全,凈化效果理想,同時(shí)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(diǎn),一是瀝青煙濃度越高越利于焚燒的進(jìn)行,二是燃燒的溫度與時(shí)間控制。
2.2 活性炭吸附法
該方法原理是利用活性炭?jī)?nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),有巨大的比表面積來(lái)吸附通過(guò)活性炭的煙氣顆粒及分子,一般的處理過(guò)程是,含塵煙氣首先進(jìn)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(huì)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(guò)洗滌塔的補(bǔ)水閥補(bǔ)充薪水,漂浮的焦油就會(huì)順著洗滌塔的溢流口流出,對(duì)其收集再做處理。經(jīng)過(guò)洗滌塔處理后,廢氣進(jìn)入活性炭過(guò)濾棉進(jìn)行吸附,較大粒徑的污染物被吸附,然后進(jìn)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(shí),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(guò)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(jìn)行維護(hù)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(shí),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(guò)程中雖然電子溫度很高,但重粒子溫度很低,整個(gè)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(shí)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(duì)苯并芘這類大分子鍵裂解能力較強(qiáng),對(duì)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(guò)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(jìn)而產(chǎn)生臭氧。眾所周知臭氧對(duì)有機(jī)物具有極強(qiáng)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(wú)機(jī)物也可以徹底分解,不存在吸附和二次污染問(wèn)題。
光觸媒是一種納米級(jí)的金屬氧化物,在光觸媒的作用下,可以對(duì)整個(gè)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行有效催化,加速整個(gè)進(jìn)程,整個(gè)過(guò)程類似于葉綠素光合作用的一系列能量轉(zhuǎn)化,反應(yīng)過(guò)程中,光觸媒本身不會(huì)發(fā)生變化和損耗,效果持久,成本低。
UV光氧催化凈化法對(duì)瀝青煙氣分子分解能力較強(qiáng),特別是對(duì)一些臭氣成分小分子鍵養(yǎng)護(hù)分解效果好。
3 適用于就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組的煙氣治理技術(shù)
就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組包括若干臺(tái)熱風(fēng)加熱機(jī)、若干臺(tái)熱銑刨機(jī)、若干套自卸車+多功能供料機(jī)添料組合和一臺(tái)復(fù)拌再生機(jī),在整個(gè)施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體的分別為熱風(fēng)加熱機(jī)、熱銑刨機(jī)、復(fù)拌再生機(jī),下面分別對(duì)各個(gè)車型煙氣處理方案進(jìn)行細(xì)化分解:
3.1熱風(fēng)加熱機(jī)
熱風(fēng)加熱機(jī)是通過(guò)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(duì)地面進(jìn)行加熱,由于加熱溫度高,切為輻射對(duì)流加熱,加熱過(guò)程中會(huì)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(duì)這種工況,可以將含塵煙氣經(jīng)初過(guò)濾后引回到燃燒器進(jìn)行二次燃燒,即采用燃燒法解決煙氣問(wèn)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(jìn)行二次燃燒,既能將煙氣中攜帶的熱量進(jìn)行回收,又可以將瀝青煙氣燃燒凈化,還無(wú)需額外增加燃燒裝置,處理效果好。
3.2熱銑刨機(jī)
熱銑刨機(jī)在銑刨過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵,對(duì)人體有一定損害,UV光氧催化氧化法對(duì)粉塵沒(méi)有處理效果,所以需要采用組合處理方式;
首先煙塵煙氣進(jìn)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(jìn)入洗滌塔),將大顆粒粉塵進(jìn)行吸附,然后進(jìn)入到UV光氧催化氧化裝置內(nèi),進(jìn)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(jī)
復(fù)拌再生機(jī)在工作過(guò)程中,因?yàn)樾枰獢嚢柙偕瑫?huì)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(wú)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(jìn)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(jìn)入洗滌塔),將大顆粒粉塵進(jìn)行吸附,然后進(jìn)入到低溫等離子機(jī)內(nèi)部,將大分子鍵類物質(zhì)進(jìn)行凈化裂解,然后進(jìn)入到UV光氧催化氧化裝置對(duì)為分解小分子和惡臭氣體進(jìn)行最終凈化,經(jīng)處理后的煙氣達(dá)標(biāo)排放。