一种沥青废料粒状固化系统及方法与流程

本发明涉及环保设备技术领域，特别是一种沥青废料粒状固化系统及方法。

背景技术：

工业生产时会产生很多废粉，比如沥青搅拌设备生产时产生的回收粉、机制砂设备生产时产生的石粉，破碎设备生产时产生的石粉等。这些废粉有些被回收利用，有些则被加湿后填埋，更有甚者直接排放，严重破坏生态环境。

沥青废料由于其含有重金属和一些高含量毒物，被《国家危险废物名录》明确列为危险废物，在对其进行最终处置之前必须先经过固化/稳定化处理。采用沥青废料粒状固化，不仅可以将沥青废料内的重金属浸出远远控制在填埋控制标准以下，同时还可以形成具有良好填埋性能的固化体，减轻了渗滤液处理的负担，大大降低了填埋风险及环境风险。

目前，对沥青废料的处理方法一般都是采用水泥固化。水泥固化法具体的操作流程为：将沥青废料装入储存罐中，加入水泥和水，通过双螺旋对沥青废料、水泥和水进行搅拌，使其凝固结块，然后进行填埋。现有技术存在以下缺陷：搅拌不充分，配比可调性差，没有经过成型干燥和养生导致固化后的废料品质极差，重金属容易浸出，导致无法回收利用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种沥青废料粒状固化系统及方法，提高沥青废料粒状固化后的品质和稳定性，从而增加废料的再利用率，减少环境污染。

本发明通过以下技术方案实现：

一种沥青废料粒状固化系统，包括废料储存装置、废料计量装置、固化材存储装置、固化材计量装置、水存储装置、水计量装置、助剂存储装置、助剂计量装置、控制装置和造粒装置，各存储装置经对应的计量装置后与造粒装置连接，以向造粒装置供给计量后的废料、固化材、水和助剂，控制装置分别与各计量装置连接以控制配比，造粒装置包括行星飞刀、搅拌臂和设置在搅拌臂上的刮料弧板、以及分别驱动行星飞刀和搅拌臂转动的第一驱动装置和第二驱动装置，控制装置分别与第一、第二驱动装置连接，以在造粒过程中分别控制行星飞刀和搅拌臂的旋转速度。

进一步的，还包括与所述造粒装置双向连接的除尘装置。

进一步的，还包括连接在废料储存装置与废料计量装置之间的废料输送装置、连接在固化材存储装置与固化材计量装置之间的固化材输送装置和连接在助剂存储装置与助剂计量装置之间的助剂输送装置。

进一步的，所述废料计量装置、固化材计量装置、助剂计量装置和水计量装置与造粒装置之间均间隔设置有两阀门，两阀门之间软连接，两阀门分别与控制装置连接，计量时，控制装置控制两阀门同时关闭。

进一步的，所述助剂存储装置包括固态外加剂存储装置和液态外加剂存储装置，所述助剂计量装置包括分别与固态外加剂储存装置和液态外加剂存储装置连接的固态外加剂计量装置和液态外加剂计量装置。

进一步的，还包括与造粒装置输出端连接的造粒物输送装置。

进一步的，所述造粒装置还包括搅拌桶，所述行星飞刀和搅拌臂设置在搅拌桶内，搅拌桶内还设置有分别与行星飞刀和搅拌臂上端连接的第一转动轴和第二转动轴，所述第一驱动装置包括驱动第一转动轴转动的第一电机，所述第二驱动装置包括驱动第二转动轴转动的第二电机。

进一步的，所述控制装置包括plc。

本发明还通过以下技术方案实现：

一种沥青废料粒状固化方法，包括如下步骤：

计量输送并顺序投料：控制装置根据预设的配比控制废料计量装置、固化材计量装置、水计量装置和助剂计量装置进行计量，并按照预设顺序向造粒装置投料；

混练造粒：造粒装置依次按照分散、混合、造粒和整粒四个步骤进行造粒，控制装置控制行星飞刀和搅拌臂在各步骤内的旋转速度；

出料：造粒物输送装置向外输送造粒装置输出的造粒物；

除尘：除尘装置对造粒装置进行除尘，并将除尘清灰后的回收粉作为废料再次投入造粒装置，继续进行造粒。

进一步的，所述混练造粒具体包括如下步骤：

a、分散：控制装置控制行星飞刀高速旋转，将固态的废料扩散到造粒装置内，消除不同组分的抱团，使废料均匀分布；

b、混合：捏合废料、固化材、水和助剂，挤出其内部空气，以使各材料混合均匀，形成粒状固化的基底核；

c、造粒：控制装置控制行星飞刀高速旋转，以使步骤b形成的基地核被破碎以形成颗粒，并控制搅拌臂降低旋转速度；

d、整粒：控制装置控制行星飞刀和搅拌臂降低旋转速度，将步骤c形成的颗粒进一步滚动轧制以调节粒化物质的粒度、表面粗糙度，以形成粒径均匀的造粒物。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明计量精度高、捏合性能好、混合均匀，可提高沥青废料粒状固化后的品质和稳定性，生产出高品质的固化造粒物从而增加废料的再利用率，减少环境污染。

2.本发明配比调节性能好，可根据不同的造粒配比，生产强度等级不同的高品质造粒产品，用于路基填料、土方回填、安全填埋等不同场合。

3.除尘装置清灰后的回收粉作为原材料直接排入造粒装置，避免产生二次污染。

4.废料计量装置、固化材计量装置、助剂计量装置和水计量装置与造粒装置之间均间隔设置有两阀门，两阀门之间软连接，两阀门分别与控制装置连接，计量时，控制装置控制两阀门同时关闭，从而避免造粒装置内部气压与大气压不平衡，保证计量精度。

5.废料、固化材、助剂和水均有独立的储存、运输和计量系统，可保证计量精度，确保成品造粒物的质量。

6.造粒装置通过搅拌和捏合得到的造粒物强度稳定，不会回泥，固化所需添加剂减少，运行成本降低。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明的沥青废料粒状固化系统构示意图；

图2为本发明造粒装置的结构示意图；

图3为本发明原料储存装置、原料输送装置和原料计量装置的结构示意图；

图4为本发明固化材储存装置、固化材输送装置和固化材计量装置的结构示意图；

图5为本发明固态外加剂储存系统、固态外加剂输送系统和固态外加剂计量系统的结构示意图；

图6为本发明水储存装置、水计量装置、液态外加剂储存装置、液态外加剂计量装置的结构示意图；

图7为本发明除尘装置的结构示意图；

图8为本发明沥青废料粒状固化方法的流程图。

图中标注信息为：11废料储存装置、12废料计量装置、13废料输送装置、21固化材储存装置、22固化材计量装置、23固化材输送装置、31水储存装置、32水计量装置、41助剂储存装置、411固态外加剂储存装置、412液态外加剂储存装置、42助剂计量装置、421固态外加剂计量装置、422液态外加剂计量装置、43、助剂输送装置、5除尘装置、6控制装置、7造粒装置、71搅拌桶、72行星飞刀、73搅拌臂、74刮料弧板、75第一驱动装置、76第二驱动装置、77第一转动轴、78第二转动轴、8造粒物输送装置、91阀门。

具体实施方式

结合附图说明，对本发明进行进一步说明：

一种沥青废料粒状固化系统，包括废料储存装置11、废料计量装置12、废料输送装置13、固化材存储装置21、固化材计量装置22、固化材输送装置23、水存储装置31、水计量装置32、助剂存储装置41、助剂计量装置42、助剂输送装置43、除尘装置5、控制装置6、造粒装置7和造粒物输送装置8，各存储装置经对应的计量装置后与造粒装置7连接，以向造粒装置7供给计量后的废料、固化材、水和助剂，控制装置6分别与各计量装置连接以控制配比，废料输送装置13连接在废料储存装置11和废料计量装置12之间，固化材输送装置23连接在固化材储存装置21和固化材计量装置之间22，助剂输送装置43连接在助剂储存装置41和助剂计量装置42之间，以输送对应的废料、固化材、水和助剂。

造粒装置7包括搅拌桶71、行星飞刀72、搅拌臂73和设置在搅拌臂73上的刮料弧板74、以及分别驱动行星飞刀72和搅拌臂73转动的第一驱动装置75、第二驱动装置76和分别与行星飞刀72和搅拌臂73上端连接的第一转动轴77和第二转动轴78，控制装置6分别与第一、第二驱动装置连接，以在造粒过程中分别控制行星飞刀72和搅拌臂73的旋转速度，行星飞刀72和搅拌臂73设置在搅拌桶71内，第一驱动装置75包括驱动第一转动轴77转动的第一电机，所述第二驱动装置76包括驱动第二转动轴78转动的第二电机。

除尘装置5与所述造粒装置7双向连接，除尘装置5清灰后的回收粉作为原材料直接排入造粒装置，避免产生二次污染。

助剂储存装置41包含固态外加剂储存装置411和液态外加剂存储装置412，助剂计量装置42包括分别与固态外加剂储存装置411和液态外加剂存储装置412连接的固态外加剂计量装置421和液态外加剂计量装置422。

在本实施例中，控制装置6为plc。

废料包含沥青废料或者废粉或者飞灰，固化材包含水泥或者其他固化材，助剂包含固态外加剂和液态外加剂，固态外加剂包含高分子絮凝剂，液态外加剂包含早强剂和速凝剂。

废料计量装置12、固化材计量装置22、助剂计量装置42和水计量装置32与造粒装置7之间均间隔设置有两阀门91，两阀门91之间软连接，两阀门91分别与控制装置6连接，计量时，控制装置6控制两阀门91同时关闭，避免造粒装置7内部气压与大气压不平衡，保证计量精度。

一种沥青废料粒状固化方法，包括如下步骤：

计量输送并顺序投料：控制装置6根据预设的配比控制废料计量装置12、固化材计量装置22、水计量装置32和助剂计量装置42进行计量，并按照预设顺序向造粒装置7投料；

混练造粒：造粒装置7依次按照分散、混合、造粒和整粒四个步骤进行造粒，控制装置6控制行星飞刀72和搅拌臂73在各步骤内的旋转速度；

出料：造粒物输送装置8向外输送造粒装置7输出的造粒物；

除尘：除尘装置5对造粒装置7进行除尘，并将除尘清灰后的回收粉作为废料再次投入造粒装置7，继续进行造粒。

混练造粒具体包括如下步骤：

a、分散：控制装置6控制行星飞刀72高速旋转，将固态的废料扩散到造粒装置7内，消除不同组分的抱团，使废料均匀分布；

b、混合：捏合废料、固化材、水和助剂，挤出其内部空气，以使各材料混合均匀，形成粒状固化的基底核；

c、造粒：控制装置6控制行星飞刀72高速旋转，以使步骤b形成的基地核被破碎以形成颗粒，并控制搅拌臂73降低旋转速度；

d、整粒：控制装置6控制行星飞刀72和搅拌臂73降低旋转速度，将步骤c形成的颗粒进一步滚动轧制以调节粒化物质的粒度、表面粗糙度，以形成粒径均匀的造粒物。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。