基于立式加热和尾气回收助燃的沥青路面材料再生方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于立式加热和尾气回收助燃的沥青路面材料再生方法和再生装置，并排设置用于加热回收路面材料的旧料烘干炉和用于加热新矿料的矿料烘干炉，设置连接风门将两个烘干炉连通，并通过油气引流管将旧料烘干炉与矿料烘干炉上的燃烧器连通，燃烧器产生的热气进入矿料烘干炉加热新矿料的同时，通过连接风门导入旧料烘干炉中加热回收路面材料，排放的油气再经油气引流管送入燃烧器，与外界供应的燃油一起燃烧，产生热气进入矿料烘干炉中，如此反复循环。本发明方法避免了回收料加热过程中与燃烧器火焰的直接接触，明显降低了回收料的品质老化，提高了回收料的再生质量；回收料加热过程中产生的可燃尾气回收利用又降低了燃料的供应量，降低了作业成本，也减少了有害气体排放，收到了节能和环保的双重效果。
【专利说明】
基于立式加热和尾气回收助燃的沥青路面材料再生方法和装置
技术领域
[0001]本发明属于沥青路面材料再生技术领域，具体涉及一种回收再生利用沥青路面材料的方法和装置。
【背景技术】
[0002]国内外高等级道路的路面结构中，沥青路面占绝大多数。每年道路维护和升级改造工程中形成的旧路面材料逐年增加，而限于再生工艺及其专用设备的滞后，目前这些旧料用于再生利用的数量很少。这不仅造成了有用材料的大量浪费，同时其丢弃和储存又造成了严重的环境污染。
[0003]沥青路面材料的再生是将旧路面挖切(铣刨)后回收的集料以合理工艺进行材料再生的过程。通常是将旧材料与新集料一起拌合，形成新的符合相关技术规范要求的新的沥青混凝土材料用于路面铺筑，从而完成沥青路面材料再生的全过程。
[0004]路面材料的再生过程涉及因素很多，但长期以来，由于没有合适的加热手段，路面材料一直是以常温状态直接参与新材料的拌合过程，其温度的提升完全依赖与新材料进行热交换获得，但这个热交换过程又需要在新材料已完成烘干加热后的拌合工序中进行(即在热交换过程中没有新的热量补充)。为了达到新、旧料混合后的出料温度(改性沥青混合料的出料温度范围为165?175°C)，旧材料的加入比例很低，通常被严格限制在15%以下。
[0005]显然，这种常温材料的加入方式存在下述明显缺陷:旧材料的加入比例较低，明显限制了材料的再生效率；由于混合料的拌合周期较短(一般<60s)，使得新配材料与其它材料难以实现较为充分的混合，而使再生新材料的品质受到影响。
[0006]但上述问题也不是通过简单的提升烘干炉温度能够解决的。如果随意提高烘干炉的温度，又会使再生料上的沥青完全熔化，对烘干炉的炉壁造成粘连而使其不能正常生产；同时，较高的温度极易造成旧料的老化而影响再生材料的路用质量。
[0007]另外，纵观目前国内外相关技术领域，人们在沥青路面材料的再生过程中只是将路面材料作为一种“再生原材料”使用，并没有意识到在一定条件下，废旧沥青路面材料在再生过程中产生的废气亦可作为“燃料”参与材料的烘干和加热。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种基于立式加热和尾气回收助燃的沥青路面材料再生方法，以实现沥青路面材料的高效高质量再生利用。
[0009]提供一种适合于上述沥青路面材料再生方法的再生装置，是本发明的另一发明目的。
[0010]本发明所述的沥青路面材料再生方法是在CN104195920A “一种立式矿料烘干机”的理论基础上进行的，该矿料烘干机的主要特点是利用加热火焰(热量)向上传播的自然规律完成热量与被加热物质的热交换，其加热容器呈铅垂直立的固定作业状态(而非传统的卧式旋转作业)，这就为利用矿料烘干过程中的旁路加热再生旧料创造了条件，也为路面材料再生过程中先将旧料加热成具有一定温度的路面材料，即以“热料”参与拌和完成再生过程奠定了技术基础。
[0011]本发明所述的沥青路面材料再生方法通过成并排设置的两个立式矿料烘干炉一一用于加热回收路面材料的旧料烘干炉，用于加热新矿料的矿料烘干炉一一来实现的，本发明在矿料烘干炉的炉体上连接燃烧器，用于向矿料烘干炉内通入热气，并在两个烘干炉之间设置连接风门，用于将两个烘干炉连通，旧料烘干炉上的引风管通过一根油气引流管连接在燃烧器上，燃烧器产生的热气通入矿料烘干炉内加热新矿料，同时通过连接风门导入旧料烘干炉中用于加热炉内的回收路面材料，回收路面材料烘干过程中排放的油气通过引风管引出旧料烘干炉，经由油气引流管送入燃烧器助燃，产生热气进入矿料烘干炉中加热新矿料，如此反复循环。
[0012]旧料烘干炉内的回收路面材料在自上而下的跌落的过程中被热气加热，通过旧料出料口排出旧料烘干炉，输送至搅拌机，与矿料烘干炉排出的新矿料以及加入的新鲜沥青按比例拌和均勾，成为新的沥青混合料。
[0013]其中，本发明还在连接风门的旧料烘干炉一侧下部设置有专门设计的加热风道，所述加热风道向下伸入在旧料烘干炉内，使来自矿料烘干炉的热气先向下到达旧料烘干炉的底部后，再折返向上，自下而上加热旧料烘干炉内的回收路面材料。
[0014]进一步地，本发明还在所述旧料烘干炉和矿料烘干炉内均设置有分流板，所述回收路面材料和新矿料从各自的烘干炉顶部进入炉内，通过分流板逐渐跌落分流落下，被炉内的热气加热烘干。
[0015]进而，本发明还提供了一种适合于上述沥青路面材料再生方法的再生装置，所述装置包括:
一个矿料烘干炉，在所述矿料烘干炉的上方设置有矿料进料口，下方设置有矿料出料口，所述矿料烘干炉的的顶部设置第一风门，通过第一引风管道与第一引风机连接，在所述矿料烘干炉的炉体内设置有分流板；
一个旧料烘干炉，并排设置在所述矿料烘干炉的一侧，在所述旧料烘干炉的上方设置有旧料进料口，下方设置有旧料出料口，所述旧料烘干炉的的顶部设置第二风门，通过第二引风管道与第二引风机连接，在所述旧料烘干炉的炉体内设置有分流板；
一个燃烧器，连接在矿料烘干炉的炉体下部，用于产生并向矿料烘干炉内通入热气；一个连接风门，设置在旧料烘干炉与矿料烘干炉连接处的炉体上，用于连通旧料烘干炉与矿料烘干炉的炉体，在所述连接风门上连接有加热风道，所述加热风道设置在旧料烘干炉的下部，开口向下；
一个油气引流管，其一端连接在第二引风机上，另一端与燃烧器连通。
[0016]进一步地，所述装置还包括安装在第一引风管道上的第一除尘装置和安装在第二引风管道上的第二除尘装置。
[0017]本发明所述的再生装置中，所述连接风门的安装位置高于燃烧器的安装位置。
[0018]更进一步地，本发明所述再生装置在连接风门安装位置与燃烧器安装位置之间至少设置有一块分流板，这样能够保证燃烧器产生的火焰不会进入旧料烘干炉内。
[0019]沥青作为一种高分子有机物质，在高温状态下极易出现材料的老化，因此，沥青的加热基面辐射温度以400?600°C为好。采用本发明的沥青路面材料再生方法和装置，通过连接风门和加热风道进入旧料烘干炉的热气的初始温度(相对于加热基体的辐射温度)在燃烧器连续正常作业时，能够稳定在450?480 °C，基本符合沥青加热的优化温度值，本发明设计的再生装置采用间接加热，能够有效规避目前常用火焰直接加热方法(其加热基体的辐射温度高达1200°C以上)的高温，这对于减少沥青路面材料再生过程中的二次老化，保持沥青的路用指标特别重要。
[0020]作为石油炼制的最终产品，沥青的化学成分较为复杂，但主要是由高分子碳氢化合物和非碳氢化合物组成的混合物，而这些物质基本上都是具有较高热值的可燃物质。沥青路面材料再生过程中析出并挥发的气体，是沥青中的轻质油分受热所致，这种可燃气体的热值与重油或柴油气化后的热值基本相似。因此，将路面材料加热时析出的尾气回收作为“燃料”通入燃烧器内用于助燃，能够明显节约加热燃料，有效降低工程成本，并大幅减少有害废气的排放。经对尾气助燃的热效能进行热平衡分析及实体工程实践验证，在路面材料掺配比例为30%且含水量彡1.5%的作业条件下，可使燃烧器的燃料节约5?8%，相应的废气排放污染减少10%以上，而材料再生的综合经济效益提高12?15%。同时，相较于传统工艺，新工艺的采用明显提高了路面材料的再生质量和再生效率。
[0021]本发明通过将沥青路面材料加热时析出的上升尾气回收作为加热助燃的“燃料”，大幅度提高了旧材料的利用效率，使得再生过程中路面旧料的掺配比例由目前的15%以下提高到30%以上，亦将目前路面材料的再生效率(再生量)提高了一倍以上。
[0022]本发明的再生方法和再生装置利用烘干炉热气加热废旧沥青混凝土，使再生旧料不见明火、不易老化，且旧料不沾炉、不堵塞，能够有效提高旧料的再生质量。同时，旧料再生过程中产生的可燃油气的利用，有效降低了再生成本和有害气体的排放污染。
[0023]本发明所述装置还可以广泛运用于各种矿料及其它松散物料的除水、加热和烘干。
【附图说明】
[0024]图1是本发明沥青路面材料再生装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下述实施例仅为本发明的优选技术方案，并不用于对本发明进行任何限制。对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0026]沥青路面材料再生装置的结构如图1所示，由矿料烘干炉4和并排设置在矿料烘干炉一侧的旧料烘干炉14组成，其矿料烘干炉用于加热新矿料，旧料烘干炉用于加热回收路面材料。
[0027]在矿料烘干炉4的上方设置有矿料进料口2，下方设置有矿料出料口 10，矿料烘干炉的顶部设置第一风门I，通过第一引风管道3与第一引风机8连接，并在第一引风管道3上安装第一除尘装置5，在矿料烘干炉的炉体内设置有分流板13，在矿料烘干炉的炉体上还安装有燃烧器7，燃烧器7燃烧重油等燃油后产生热气通入矿料烘干炉内加热新矿料。
[0028]在丨日料烘干炉14的上方设置有I日料进料口17，下方设置有旧料出料口 11，旧料烘干炉的顶部设置第二风门18，通过第二引风管道19与第二引风机12连接，并在第二引风管道19上安装第二除尘装置16，在旧料烘干炉的炉体内同样设置有分流板13。
[0029]在旧料烘干炉14与矿料烘干炉4连接处的炉体上设置有连接风门6用于将两个烘干炉连通，连接风门上连接加热风道15，加热风道设置在旧料烘干炉内，开口向下。旧料烘干炉14上的第二引风管道19与燃烧器7之间通过一根油气引流管9连接。
[0030]正常生产再生混合料时，打开第二风门18和连接风门6，关闭第一风门I。新矿料从矿料烘干炉4炉体上方的矿料进料口 2送入炉内，靠自重经炉内的分流板13多次分流下落，并被燃烧器燃烧后通入炉内的燃气加热。回收路面材料从旧料烘干炉14炉体上方的旧料进料口 17送入炉内，靠自重经炉内的分流板13多次分流下落。这时，矿料烘干炉4中部的热气依靠第二引风机12从连接风门6、加热风道15进入旧料烘干炉14中，先向下到达旧料烘干炉的底部，再折返向上，自下而上加热旧料烘干炉内的回收路面材料，并经旧料烘干炉14、第二风门18及第二引风管道19引出。回收路面材料在跌落分流的过程中被热气加热，通过旧料出料口 11，被提升机送入储备仓，按比例输送到搅拌机，与从矿料出料口 10输出的烘干新矿料及加入的新鲜沥青在搅拌机内一起拌和，表皮沥青逐渐脱水、软化，达到需求温度，而成为新的沥青混合料。在此过程中，旧料烘干炉14内排放的油气通过油气引流管9送入燃烧器7燃烧后，产生热气进入矿料烘干炉中加热新矿料，达到节省燃油的目的。
[0031]当不生产再生混合料时，只要关闭风门连接6和第二风门18，打开第一风门I，则矿料烘干炉4就可以正常生产新矿料。
【主权项】
1.一种基于立式加热和尾气回收助燃的沥青路面材料再生方法，所述方法通过并排设置的旧料烘干炉和矿料烘干炉实现，一个燃烧器连接在矿料烘干炉的炉体下部，用于向矿料烘干炉内通入热气，在旧料烘干炉与矿料烘干炉之间设置连接风门用于将两个烘干炉连通，旧料烘干炉的引风管通过油气引流管连接在燃烧器上，燃烧器产生的热气通入矿料烘干炉内加热新矿料，同时通过连接风门导入旧料烘干炉中用于加热炉内的回收路面材料，回收路面材料烘干过程中排放的油气通过引风管引出旧料烘干炉，经由油气引流管送入燃烧器，与外界供应的燃油一同参与燃烧，产生热气进入矿料烘干炉中加热新矿料，如此反复循环。2.根据权利要求1所述的沥青路面材料再生方法，其特征是在连接风门的旧料烘干炉一侧设置加热风道，所述加热风道向下伸入在旧料烘干炉内。3.根据权利要求1所述的沥青路面材料再生方法，其特征是在所述旧料烘干炉和矿料烘干炉内均设置有分流板。4.一种适合于权利要求1所述沥青路面材料再生方法的再生装置，所述装置包括: 一个矿料烘干炉，在所述矿料烘干炉的上方设置有矿料进料口，下方设置有矿料出料口，所述矿料烘干炉的的顶部设置第一风门，通过第一引风管道与第一引风机连接，在所述矿料烘干炉的炉体内设置有分流板； 一个旧料烘干炉，并排设置在所述矿料烘干炉的一侧，在所述旧料烘干炉的上方设置有旧料进料口，下方设置有旧料出料口，所述旧料烘干炉的的顶部设置第二风门，通过第二引风管道与第二引风机连接，在所述旧料烘干炉的炉体内设置有分流板； 一个燃烧器，连接在矿料烘干炉的炉体下部，用于产生并向矿料烘干炉内通入热气； 一个连接风门，设置在旧料烘干炉与矿料烘干炉连接处的炉体上，用于连通旧料烘干炉与矿料烘干炉的炉体，在所述连接风门上连接有加热风道，所述加热风道设置在旧料烘干炉的下部，开口向下； 一个油气引流管，其一端连接在第二引风机上，另一端与燃烧器连通。5.根据权利要求4所述的再生装置，其特征是所述装置还包括安装在第一引风管道上的第一除尘装置和安装在第二引风管道上的第二除尘装置。6.根据权利要求4所述的再生装置，其特征是所述连接风门的安装位置高于燃烧器的安装位置。7.根据权利要求6所述的再生装置，其特征是在连接风门安装位置与燃烧器安装位置之间至少设置有一块分流板。
【文档编号】E01C19/10GK106012762SQ201610501744
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】赵云, 赵玉廷, 关安国, 姚建波, 赵雪莉
【申请人】长治县玉通机械设备有限公司