一种用于评价沥青烟气中颗粒物及有机挥发物含量的装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于评价沥青拌合过程中产生的烟气中的颗粒物及有机挥发物含量的装置，属于实验装置领域。

背景技术：

沥青作为一种复杂的石油衍生物，在高温拌合制备沥青混合料的过程中，容易产生大量可见的沥青烟及不可见的有害气体，其中，沥青烟主要以微小的颗粒物为主，有害气体以有机挥发物为主，这些烟气释放到空气中将会给周边环境造成不可挽回的影响。为了消除对环境造成的影响，采取合理的方式对这些烟气进行定量评价显得至关重要。

现有技术中，用来评价沥青烟气释放情况的方法主要有两种，方法一为：以沥青为评价对象，将沥青在一个密闭的容器内进行高温搅拌，在容器上方通入高压空气(或者借助真空泵)使沥青上方的空气流动，再通过各种方法对沥青产生的烟气进行富集，有些使用滤筒富集沥青上方的气体，根据差量法计算烟气中颗粒物含量；有些使用环己烷等溶剂吸收沥青烟气中的有害气体，并通过紫外分光光度计进行评价(参考文献为才洪美，李朝霞，李静，etal.拌和条件对沥青烟释放量的影响[j].新型建筑材料，2014，41(1):93-97.)。该方法所需要的设备较为简单，但存在一个致命缺陷：沥青在实际拌合生产沥青混合料时，沥青会以沥青膜的形式粘附在石料上，膜厚度仅为10微米左右，使得沥青在实际拌合过程中与空气接触的表面积要远远大于采用本方法进行搅拌时沥青与空气的接触面积，沥青烟气的产生情况也存在较大差异，因此，本方法并不能模拟真实的拌合情况。方法二为：将现有的实验室使用的拌合锅进行改造，增加顶盖，并在顶盖设置进气、出气口，通过高压空气(或者真空泵)使拌合锅中的气体发生流动并通过各种方法进行富集，后续方法步骤与方法一相同，例如专利cn105092316a公开的烟气发生装置及沥青砼烟气杂质采集模拟系统。与方法一相比，方法二能够较好的对实际生产的真实工况进行模拟，但仍存在不足：首先，拌合锅为竖立放置，因重力作用，使得沥青的烟气释放量与实际存在差异；其次在拌合桨的强力搅拌下，将会致使石料边缘处受损，势必产生微小颗粒物，当拌合锅内空气流动时，这些颗粒物会被后续设施吸附并被计算为沥青的烟气成分，在很大程度上影响测量的精确程度。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于评价沥青烟气中颗粒物及有机挥发物含量的装置，该装置能够真实模拟实际拌合工况，提高检测精确度。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于评价沥青烟气中颗粒物及有机挥发物含量的装置，包括底座、拌合锅、模拟石料、加热器、搅拌器、冷凝器、颗粒吸附器、voc传感器和真空泵；所述拌合锅横向设置在所述底座上，所述拌合锅的顶部设有带盖开口，所述拌合锅的底部一侧开设有进气结构，所述拌合锅的顶部的一侧开设有出气结构；所述模拟石料放置在拌合锅内；所述加热器设置在所述拌合锅的侧面外部；所述搅拌器水平转动地设置在所述拌合锅内；所述出气结构上引出一管线，所述冷凝器、颗粒吸附器、voc传感器和真空泵依次设置在所述管线上。

优选地，所述进气结构包括开设在所述拌合锅的底部一侧的所述第一开口，设置在所述第一开口的外部的第一滤网，用于过滤外界环境中存在的杂质，设置在所述第一开口的内部的第二滤网，用于隔离所述拌合锅内的所述模拟石料；所述出气结构为开设在所述拌合锅上的管线接口。

优选地，所述第一滤网和第二滤网均采用不锈钢滤网，所述第一滤网采用100目滤网，所述第二滤网采用4目滤网。

优选地，所述加热器包括设置在所述拌合锅的侧面外部的框架式电加热板，以及设置在所述底座上并与所述框架式电加热板连接的控制面板，所述控制面板上设置有功率旋钮。

优选地，所述搅拌器包括设置在所述拌合锅内的布鲁马金式搅拌桨，设置在所述拌合锅的外部并与所述布鲁马金式搅拌桨连接的驱动电机。

优选地，所述颗粒吸附器包括放置有玻璃纤维滤筒的壳体，所述壳体上设置有可开合的盖门，在所述盖门的四周安装橡胶圈。

优选地，所述模拟石料包括多种不同规格的正方体颗粒，采用不锈钢材质制成。

优选地，所述voc传感器与单片机连接，所述单片机连接显示器。

优选地，所述单片机的型号为at89s51。

优选地，所述真空泵采用旋片式真空泵；所述拌合锅由圆筒形壳体以及两半球形壳体拼接而成；所述管线采用不锈钢管线。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型包括横向设置在底座上的拌合锅，拌合锅的底部的一侧设置进气结构，顶部的一侧开设出气结构，拌合锅内放置模拟石料，在拌合锅的侧面外部设置加热器，拌合锅内水平转动设置搅拌器，出气结构上引出一管线，在管线上依次设置有冷凝器、颗粒吸附器、voc传感器和真空泵，通过真空泵使得拌合锅内的空气充分流动，拌合锅内产生的沥青烟气能够顺畅地进入管线内，颗粒吸附器过滤沥青烟气中的颗粒物，voc传感器采集沥青烟气中的有机挥发物的浓度，进而实现沥青烟气中的颗粒物以及有机挥发物含量的评价，整个装置能够真实的模拟实际拌合工况，显著提高检测精确度，改善检测数据的复现性。2、本实用新型的进气结构包括开设在拌合锅的底部一侧的开口，设置在开口的内外部的第一、第二滤网，能够阻隔异物进入，同时避免石料堵塞。3、本实用新型的模拟石料采用多种不同规格的不锈钢材质正方体颗粒，能够模拟实际拌合工况，同时避免因石料破损对检测效果造成的影响，提高检测准确性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

如图1所示，本实用新型提供的一种用于评价沥青烟气中颗粒物及有机挥发物含量的装置，其包括底座1、拌合锅2、模拟石料3、加热器(图中未示出)、搅拌器5、冷凝器6、颗粒吸附器7、voc传感器8和真空泵9；拌合锅2横向设置在底座1上，拌合锅2的顶部设有带盖开口21，用于放置和取出样品，拌合锅2的底部的一侧开设有进气结构22，拌合锅2的顶部的一侧开设有出气结构23；模拟石料3放置在拌合锅2内；加热器设置在拌合锅2的侧面外部；搅拌器5水平转动地设置在拌合锅2内；出气结构23上引出一管线10，冷凝器6、颗粒吸附器7、voc(全称volatileorganiccompounds)传感器8和真空泵9依次设置在管线10上。

在上述实施例中，进气结构22包括开设在拌合锅2的底部一侧的开口221，设置在开口的外部的第一滤网222，用于过滤外界环境中存在的杂质，设置在开口221的内部的第二滤网223，用于隔离拌合锅2内的模拟石料3。

在一个优选实施例中，第一滤网222和第二滤网223均可采用不锈钢滤网，第一滤网222可采用100目滤网，第二滤网223可采用4目滤网。

在上述实施例中，出气结构23为开设在拌合锅2上的管线接口。

在上述实施例中，加热器包括设置在拌合锅2的侧面外部的框架式电加热板(如图未示出)，以及设置在底座1上并与框架式电加热板连接的控制面板42，控制面板42上设置有功率旋钮，能够方便调节框架式电加热板的加热功率。

在上述实施例中，搅拌器5包括设置在拌合锅2内的布鲁马金式搅拌桨51，设置在拌合锅2的外部并与布鲁马金式搅拌桨51连接的驱动电机52，布鲁马金式搅拌桨51的搅拌效率高，能够加快烟气的释放。

在一个优选实施例中，驱动电机52采用变频电机。

在上述实施例中，颗粒吸附器7包括放置有玻璃纤维滤筒的壳体71，壳体71上设置有可开合的盖门，以方便更换玻璃纤维滤筒；玻璃纤维滤筒可采用3#玻璃纤维滤筒；经冷凝器6降温后的流动沥青烟气穿过颗粒吸附器，其中的颗粒物被玻璃纤维滤筒拦截，为保证壳体71的密封性，在盖门的四周安装橡胶圈。

在上述实施例中，模拟石料3包括多种不同规格的正方体颗粒，采用不锈钢材质制成；具体地，由三种不同规格的正方体颗粒组成，正方体颗粒边长为20mm的2个，边长为10mm的16个，边长为5mm的32个。

在上述实施例中，管线10采用管径为8mm的不锈钢管线。

在上述实施例中，voc传感器8与单片机11连接，单片机11连接显示器12，显示器12采用液晶显示器，voc传感器8用于采集管线10中沥青烟气中的有机挥发物的浓度信息，将信号传输给单片机11，单片机11对信号进行处理，并在显示器12上显示有机挥发物的浓度信息。

在一个优选实施例中，单片机11的型号为at89s51。

在一个实施例中，真空泵9采用旋片式真空泵。

在上述实施例中，拌合锅2由圆筒形壳体以及两半球形壳体拼接而成。

本实用新型的使用过程如下：

使用时，将预先称重的玻璃纤维滤筒放入壳体71内，旋转功率旋钮，将框架式电加热板加热至既定温度，然后，将预先加热至一定温度后的沥青以及预热至相同温度的模拟石料3加入拌合锅2中，启动驱动电机52，在冷凝器6通入循环水，启动真空泵9；拌合锅2内的沥青在加热搅拌作用下产生沥青烟气，在真空泵9的作用下，沥青烟气经出气结构23进入管线10，经冷凝器6降温后通过颗粒吸附器7，颗粒吸附器7过滤沥青烟气中的颗粒物，voc传感器8采集沥青烟气中的有机挥发物的浓度信息，并传至单片机11，经单片机11处理后，显示器12上显示出有机挥发物浓度，实验人员通过显示器可直观读取沥青烟气中voc排放情况，拌合结束后对玻璃纤维滤筒重新称重，得到烟气中颗粒物排放情况。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。