改性沥青二次加热装置及加热方法与流程

本发明属于沥青加工技术领域，具体涉及一种改性沥青二次加热装置及加热方法。

背景技术：

在改性沥青路面广泛推广施工的今天，改性沥青设备的生产效率及成品改性沥青的质量成了一个不可小觑的问题。要想得到性能优良的改性沥青路面，确保施工过程的顺利进行，则对于改性沥青的加工环节中温度的控制极其重要。

sbs改性剂的熔点在180℃左右，然而基质沥青(70号)的加热温度一般控制在145℃～155℃。当基质沥青加热至195℃时必须废弃，主要原因是高温会加快基质沥青内轻质油成分挥发，导致沥青老化、氧化、焦化等情况出现，沥青的各项指标都会降低。

现有技术中，沥青储存在卧罐里，卧罐不仅具备储存的功能，还具备加热的功能，卧罐的加热介质是导热油。生产前沥青加热温度应控制在150℃左右。sbs改性剂掺配互溶前再将基质沥青迅速提温至185℃达到掺配要求。

传统工艺中采用50吨卧罐进行沥青储存与加热，具体为：将导热油温度升至240℃，因卧罐是一整体内腔，加热过程中为了使基质与导热油均匀、充分换热，卧罐身身进行旋转或者是启动内部的搅拌装置使内部物料不断翻转、倒换。卧罐加热约需要5个小时才能将沥青从150℃加到185℃。导热油要保持处于240℃的温度5小时以上，热能消耗大。沥青加热时间长，不仅工作效率慢，沥青在长时间的高温下(超过150℃长达5个多小时)还会导致沥青老化，影响质量控制。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是现有技术中基质沥青高温加热时间长，热能消耗大，设备输出沥青易出现老化现象的缺陷。本发明提出一种快速加热基质沥青并快速投入使用的二次加热装置以及加热方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种改性沥青二次加热装置，包括外壳，外壳底部设有沥青供入口，沥青供入口内设有温度检测器一，沥青供入口通过管道与沥青储罐相连，该管道上设有沥青变频泵；外壳顶部设有沥青排出口，沥青排出口内设有温度检测器二，沥青排出口通过管道与混合罐相连；加热装置外壳内设有螺旋盘绕在内腔中的导热油管，导热油管入油孔开设在外壳壁下部，入油管道上设有油压变频泵；导热油管的出油孔开设在外壳壁上部；所述导热油管为圆形管芯，管腔内为导热油腔，圆形管芯外部两侧固接有散热板，圆形管芯直径为20mm、散热板宽度为40mm。

此方案中加热体充分布置在加热装置内部，与基质沥青接触面积大，此方案中热源温度要求较低，热交换充分且能在较短时间内将沥青加热，被加热的沥青随即输出，避免沥青长期处于高温中老化。

所述导热油管盘绕时均匀分布在整个内腔中。

所述散热板为各单独的设置在同一直线上的小板片组成。

上述改性沥青二次加热方法：

第一步，导热油加热至210℃并供入二次加热装置中，预计导热油管及散热板温度都达到预计温度时进行下一步；

第二步，将基质沥青在储罐中加热到150℃；

第三步，基质沥青送入二次加热装置，通过沥青变频泵控制沥青的输送压力，使沥青以匹配改性沥青生产需求的用量适应的速率流过加热装置，基质沥青在二次加热装置内部流动过程中与导热油换热，再次升温；

第四步，根据加热装置进入和排出的沥青温度调整导热油的流速，最终控制沥青排出时的温度为185℃；

第五步，被加热的基质沥青输出加热装置后，输送到混合罐中与改性剂混合。

此方法采用的加热介质温度低于现有技术中设定的温度，节约能源。此方法在沥青流动过程中将沥青加热，换热面积大，加热时间短，且随时加热随时输送去混合罐掺配，沥青处于高温时间短，避免了沥青在长期高温环境下老化。

上述方法中，通过沥青变频泵调整沥青在加热装置中的传送速率，沥青传送速率按施工的需要求量设定。

上述方法中，通过调整导热油变频泵控制导热油的流速，流速越高沥青排出时温度越高。

附图说明

图1为二次加热装置整体结构示意图；

图2为二次加热装置俯视角导热油管布置结构示意图；

图3为导热油管结构图一；

图4为导热油管结构图二。

图中：外壳1、沥青供入口2、温度检测器一3、沥青排出口4、温度检测器二5、导热油管6、圆形管芯61、散热板62、入油孔7、出油孔8、油压变频泵9。

具体实施方式

本发明的设计构思是在加热装置外壳内大量设置加热点，增大基质沥青与导热油的换热接触面积；在沥青输送途径进行换热，使沥青动态移动过程中提升温度；在沥青进、出口处安装温度传感器，实时监测沥青温度，将温度变送成数字信号发送至操作室内的温度控制器，温度控制器根据设定的温度以及收集到实际温度，发送信号至导热油循环系统内的导热油泵变频器，通过改变变频器频率调节导热油泵转速，实现控制导热油流速来精确控制沥青加热温度。

如图1-4所示的一种改性沥青二次加热装置，包括外壳1，外壳1底部设有沥青供入口2，沥青供入口2内设有温度检测器一3，沥青供入口2通过管道与沥青储罐相连，该管道上设有沥青变频泵(图中未示出)；外壳1顶部设有沥青排出口4，沥青排出口4内设有温度检测器二5，沥青排出口4通过管道与混合罐相连；加热装置外壳1内设有螺旋盘绕在内腔中的导热油管6，导热油管6的入油孔7开设在外壳外壁下部，入油管道上设有油压变频泵9；导热油管6的出油孔8开设在外壳外壁上部；所述导热油管6为圆形管芯61，管腔内为导热油腔，圆形管芯61外部两侧固接有散热板62，圆形管芯61直径为20mm、散热板62宽度为40mm。

此装置通过沥青变频泵调整沥青在加热装置中的传送速率，沥青传送速率按施工的需要求量设定。

此装置通过调整导热油变频泵控制导热油的流速，流速越高沥青排出时温度越高。

本发明通过在加热装置内腔内大量盘绕带有散热板的导热油管6，能够快速加热沥青。沥青供入口2、沥青排出口4内安装的温度监控装置结合导热油变频循环装置，采用变频器调节导热油泵转速，控制导热油流速，达到精确控制沥青加热温度的目的。

本装置对沥青的加热过程为：将150℃左右的沥青从沥青储存罐内抽出，以匹配改性沥青生产需求的用量，按照设定流速从沥青进油口进入二次加热装置，在二次加热装置内与带散热片的导热油管接触，在动态中完成导热油和沥青的大面积热交换，最后从顶部排出口输出。

温度控制器根据沥青进出口的温度检测数据来控制导热油循环泵的转速，本发明使用的加热介质为温度为210℃左右导热油，通过控制210℃左右的导热油的流速来控制沥青排出时温度为185℃。

综上所述，总结出上述改性沥青二次加热方法：

1)导热油加热至210℃并供入二次加热装置中，预计罐体内导热油管及散板温度都达到预计温度时进行下一步；

2)将基质沥青储罐中加热到150℃；

3)基质沥青送入二次加热装置，通过沥青变频泵控制沥青的输送压力，使沥青以匹配改性沥青生产需求的用量适应的速率流过加热装置，沥青在二次加热装置内部的输送过程中与导热油换热，再次升温；

4)根据加热装置进入和排出的沥青温度调整导热油的流速，最终控制沥青排出时的温度为185℃；

5)被加热的基质沥青输入排出加热装置后输送到混合罐中与改性剂混合。

在安装导热油管时，是将它螺旋试的盘在加热装置内腔中，因此，导热油管必有很多的弯曲，为便于导热油管的转向、弯曲，散热板设计为由各个单独的设置在同一直线上的小板片组成。导热油管在外壳1内腔中越多、管身分布越均匀，对沥青的加热效果越好。

本发明与现有技术优缺点的对比：1.导热油不必再升温至240℃，而是达到210℃就可投入使用，降低了燃料消耗，杜绝了油温过高存在的安全隐患；2.基质沥青不必整体加温，而是一边加温一边供入混合罐，避免了沥青长时间处于高温状态的老化现象，保证了改性沥青的生产质量；3.新进场基质沥青只需加温至150℃左右即可，缩短了加热时间与高温储存时间，提高了生产效率，并且降低了热能损耗。

本发明适用于改性沥青和橡胶沥青的生产，减少了能源消耗，提高了生产效率，保证了施工过程的顺利进行。