CN105092316A - 烟气发生装置及沥青砼烟气杂质采集模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟气发生装置及沥青砼烟气杂质采集模拟系统。烟气发生装置包括：沥青砼拌和锅、设在沥青砼拌和锅上方的圆筒以及设置在圆筒顶部的顶盖；圆筒的直径和沥青砼拌和锅的直径相匹配；且圆筒内、垂直于顶盖的方向上设置有搅拌桨，圆筒侧壁上设置有进气口和出气口，进气口一端与外部的高压空气瓶连接；进气口在圆筒内侧的另一端与导气管的一端连接，导气管的另一端伸入至沥青砼拌和锅的底部；该装置还包括控制面板，控制面板上设置有温度调节按钮，沥青砼拌和锅的锅体内部设置有加热电炉丝，采用本发明的方案，可以实现沥青砼烟气的制备，同时模拟实际路面浇筑各个阶段烟气释放情况，可用来分析烟气污染特性。
Description
技术领域
本发明涉及沥青砼技术领域，尤其涉及一种烟气发生装置及沥青砼烟气杂质采集模拟系统。
背景技术
随着现代交通的高速发展，沥青砼越来越多的应用在道路建设中。
沥青砼俗称沥青混凝土，经人工选配具有一定配比组成的矿料(碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等)与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。沥青路面是由以沥青材料作为结合料粘结矿料而修筑的面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。由于沥青路面使用沥青砼，因而增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量的耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、噪音低、耐磨性好、振动小、施工期短、养护维修方便、适宜于分期修建等优点。因而获得越来越广泛的应用。
现有沥青混凝土拌和装置目的仅在于将沥青混凝土加热搅拌，加热过程中产生的烟气无组织排放，烟气中含有多环芳烃、二噁英和重金属等污染物，污染环境，但进行职业暴露风险评估所需的实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定，不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况。
发明内容
本发明提供一种烟气发生装置及沥青砼烟气杂质采集模拟系统，以克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了沥青砼烟气的制备，同时模拟实际路面浇筑各个阶段烟气释放情况，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
本发明提供一种烟气发生装置，包括：沥青砼拌和锅、设在所述沥青砼拌和锅上方的圆筒以及设置在所述圆筒顶部的顶盖；所述圆筒的直径和所述沥青砼拌和锅的直径相匹配；且所述圆筒内、垂直于所述顶盖的方向上设置有搅拌桨，所述圆筒侧壁上设置有进气口和出气口，所述进气口一端与外部的高压空气瓶连接；所述进气口在所述圆筒内侧的另一端与导气管的一端连接，所述导气管的另一端伸入至所述沥青砼拌和锅的底部；
所述装置还包括控制面板，所述控制面板上设置有温度调节按钮，所述沥青砼拌和锅的锅体内部设置有加热电炉丝，所述温度调节按钮与所述加热电炉丝连接，用于控制所述加热电炉丝加热至不同的温度，以使得所述沥青砼拌和锅在不同的温度段内工作。
进一步地，如上所述的烟气发生装置中，所述进气口与所述出气口与所述圆筒状钢板的中轴线的圆心角不小于120°。
进一步地，如上所述的烟气发生装置中，所述圆筒与所述顶盖、所述圆筒与所述沥青砼拌和锅上沿的连接处分别设置有耐高温项圈。
进一步地，如上所述的烟气发生装置中，所述进气口与所述高压空气瓶间设有第一流量计。
本发明还提供一种沥青砼烟气杂质采集模拟系统，包括如上所述的烟气发生装置、杂质采集部件以及缓冲瓶；所述沥青砼烟气制备装置的出气口与杂质采集部件连接，所述烟气发生装置的所述出气口排出的烟气被导入所述杂质采集部件；所述杂质采集部件用于采集所述烟气中的有机物或者重金属；所述杂质采集部件与所述缓冲瓶连接，经过所述杂质采集部件的烟气被导入至所述缓冲瓶中进行污染物处理之后，排出。
进一步地，如上所述的沥青砼烟气杂质采集模拟系统中，当所述杂质采集部件采集有机物时，所述杂质采集部件包括装有活性炭或者XAD-2的吸附部件。
进一步地，如上所述的沥青砼烟气杂质采集模拟系统中，当所述杂质采集部件采集重金属时，所述杂质采集部件包括收集瓶，所述收集瓶中装有双氧水和硝酸水的混合液，所述收集瓶的数量为一个或者多个。
进一步地，如上所述的沥青砼烟气杂质采集模拟系统中，所述出气口到所述杂质采集部件之间设置有滤膜，所述滤膜用于吸附大颗粒物质；所述滤膜采用石英纤维滤膜。
进一步地，如上所述的沥青砼烟气杂质采集模拟系统中，所述出气口之后，所述烟气被排出之前的任意位置的管道上还设有第二流量计；所述系统还包括真空抽气泵，所述真空抽气泵用于抽取所述缓冲瓶处理后的烟气。
进一步地，如上所述的沥青砼烟气杂质采集模拟系统中，所述缓冲瓶的数量是一个或多个，且所述缓冲瓶中放置有缓冲液，所述缓冲液为正己烷。
本发明的烟气发生装置及沥青烟气中杂质采集模拟系统，通过沥青砼拌和锅、设在沥青砼拌和锅上方的圆筒以及设置在圆筒顶部的顶盖，并在圆筒内、垂直于顶盖的方向上设置有搅拌桨，圆筒侧壁上设置有进气口和出气口，进气口一端与外部的高压空气瓶连接；进气口在圆筒内侧的另一端与导气管的一端连接，导气管的另一端伸入至沥青砼拌和锅的底部。克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了沥青砼烟气的制备，同时模拟实际路面浇筑各个阶段烟气释放情况，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明烟气发生装置实施例的结构示意图；
图2为本发明的沥青砼烟气杂质采集模拟系统一实施例的结构示意图，
图3为本发明的沥青砼烟气杂质采集模拟系统另一实施例的结构示意图；
图4为本发明的沥青砼烟气杂质采集模拟系统再一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明烟气发生装置实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：沥青砼拌和锅1、设在沥青砼拌和锅1上方的圆筒2以及设置在圆筒2顶部的顶盖7；圆筒2的直径和沥青砼拌和锅1的直径相匹配；且圆筒2内、垂直于顶盖7的方向上设置有搅拌桨3，圆筒2侧壁上设置有进气口5和出气口6，进气口5一端与外部的高压空气瓶连接；进气口5在圆筒2内侧的另一端与导气管4的一端连接，导气管4的另一端伸入至沥青砼拌和锅1的底部。
本实施例的烟气发生装置还包括控制面板(图中未显示)，控制面板上设置有温度调节按钮，沥青砼拌和锅的锅体内部设置有加热电炉丝，温度调节按钮与加热电炉丝连接，用于控制加热电炉丝加热至不同的温度，以使得沥青砼拌和锅在不同的温度段内工作。通过控制不同的温度段可以用来更加真实的模拟沥青砼路面的不同的实际场景。
本实施例的方案使得沥青拌和锅在加热搅拌过程中密封性良好，产生的烟气可以有组织排放，有利于后续的烟气收集。
本实施例的烟气发生装置，通过沥青砼拌和锅1、设在沥青砼拌和锅1上方的圆筒2以及设置在圆筒2顶部的顶盖7，并在圆筒2内、垂直于顶盖7的方向上设置有搅拌桨3，圆筒2侧壁上设置有进气口5和出气口6，进气口5一端与外部的高压空气瓶连接；进气口5在圆筒2内侧的另一端与导气管4的一端连接，导气管4的另一端伸入至沥青砼拌和锅1的底部。本实施例的方案使得沥青砼拌和锅1在加热搅拌过程中密封性良好，产生的烟气可以有组织排放，有利于后续的烟气收集，可以准确的测定污染物成分和含量；进而克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了沥青砼烟气的制备，同时模拟实际路面浇筑各个阶段烟气释放情况，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
进一步地，在本实施例的烟气发生装置中，进气口5与出气口6与圆筒2的中轴线的圆心角不小于120°。可选地，圆筒2与顶盖7、圆筒2与沥青砼拌和锅1上沿的连接处分别设置有耐高温项圈。
进一步地，在本实施例的烟气发生装置中，进气口5与外部的高压空气瓶间设有第一流量计。该第一流量计可以用来检测进入沥青砼拌和锅1的空气的流量，以便后续结合流出沥青砼拌和锅1流出的烟气的流量来判断沥青砼拌和锅1的密封性。
图2为本发明的沥青砼烟气杂质采集模拟系统一实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统可以包括：如上图2所示的烟气发生装置10、杂质采集部件20以及缓冲瓶30；本实施例的烟气发生装置10采用上述图1所示实施例的烟气发生装置，详细可以参考上述图所示的烟气发生装置的记载，在此不再赘述。
如图2所示，本实施例中烟气发生装置10和杂质采集部件20连接，因为导入的是烟气，因此，沥青砼烟气制备装置10和杂质采集部件20具体可以通过导气管连接，将沥青砼烟气制备装置10的出气口流出的烟气导入杂质采集部件20；杂质采集部件20用于采集烟气中的有机物或者重金属；杂质采集部件20与缓冲瓶30连接，同理，也可以通过导气管连接，经过杂质采集部件20的烟气被导入至缓冲瓶30中进行污染物处理之后，排出。
例如本实施例中的缓冲瓶30中放置有缓冲液，该缓冲液具体可以为正己烷。由于杂质采集部件20采集完烟气中的某些杂质之后，该烟气中还包含有一些有毒的对人体有害的物质，若直接排放进入大气，会造成一定的环境污染，严重情况，会影响人们的健康。因此，本实施例需要采用缓冲瓶30盛放一定的缓冲液，对烟气中一些有毒的有机物进行吸附之后，再将烟气排出，可以有效地减少烟气的污染以及烟气中有毒污染物对人们的危害。根据实际处理需求，本实施例中的缓冲瓶30的数量可以是一个或多个，具体可以根据产生污染物的多少来决定，初步排出时，可以做简单的检测，如果发现排出的烟气不符合行业标准，会存在污染，那么就需要增加缓冲瓶30的数量进一步吸附污染物。
具体地，本实施例中的杂质采集部件20的数量也不做限制，可以根据产生污染物的多少适量增减个数，针对不同污染物换用不同过滤剂，可以有效的吸附待测污染物。
本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，采用设定温度降温集气，通过控制温度模拟沥青砼制备和浇筑过程烟气产生情况，能够解决筑路现场烟气无法准确收集和计算风险的缺陷。
本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，通过将沥青砼烟气制备装置10的出气口的烟气导入杂质采集部件20；杂质采集部件20中放置有过滤液，用于对烟气进行过滤收集；杂质采集部件20将采集处理后的烟气抽取至缓冲瓶30进行污染物处理之后，排出，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了对沥青砼杂质的采集，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统的工艺过程如下所述：
1、将骨料和沥青分别在烘箱预加热至所要求的温度后投入图1所示的沥青砼拌和锅1，同时常温下投入矿粉及其他填料，操纵沥青砼拌和锅1的锅体上升并密封，设置温度为200℃同时搅拌20min，模拟沥青砼制备阶段；
2、将温度由200℃设定为165℃，使温度由200℃自由降至165℃，模拟出料阶段；
3、将温度设定为145℃，使温度由165降至145℃，模拟路面摊铺阶段；将温度设定为80℃，使温度由145自由降至80℃，模拟碾压终了阶段；将温度设置为50℃，使温度由80自由降至50℃，模拟路面开放前阶段。每一阶段对应一批采集装置，分别收集五个阶段的重金属污染物和有机污染物。
图3为本发明沥青砼烟气杂质采集模拟系统另一实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统在上述图2所示实施例的技术方案的基础上，具体用于来收集烟气中的重金属杂质。
如图3所示，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，图2所示杂质采集部件20可以包括滤膜201和收集瓶202，其中滤膜201位于沥青砼烟气制备装置10的出气口连接的导管上，滤膜201用于吸附烟气中的大颗粒物质，由于重金属也会粘附在烟气中的大颗粒物质上，所以采用滤膜201吸附烟气中的大颗粒物质，从而便于对大颗粒物质上的重金属进行测试。本实施例的滤膜201可以采用石英纤维滤膜，因石英纤维滤膜的孔径和烟气中大颗粒的粒径相仿或是小于粒径，可以将大颗粒的气体污染物节流在滤膜201上，进而测定滤膜201上的大颗粒物质上的重金属物质即可。
经过滤膜201吸附完烟气中的大颗粒物质之后，导气管将烟气导入收集瓶202，该收集瓶202中装有双氧水和硝酸水按照一定比例组成的混合液，用于收集烟气中的中小颗粒物，本实施例中主要是收集中小颗粒的重金属物质。收集瓶的数量为一个或者多个，具体根据需要收集的重金属含量来确定。图3所示的本实施例中以设置两个收集瓶202为例。如图3所示，收集瓶202采集完重金属颗粒之后，缓冲瓶30对烟气中的有害有机物进行吸附。
如图3所示，进一步地，本实施例中在烟气发生装置10中进气口与外部高压空气瓶之间设置有第一流量计11，该第一流量计11可以用来检测进入沥青砼拌和锅1的空气的流量；如图3所示，本实施例还在缓冲瓶30之后的导气管上设置第二流量计12，第二流量计12可以用来检测最后排出沥青砼烟气杂质采集模拟系统的烟气的流量，这样根据第一流量计11检测的流量和第二流量计12检测的流量可以来判断沥青砼拌和锅1的密封性。实际应用中，第二流量计12也可以设置在沥青砼烟气制备装置10的出气口之后，烟气被排出之前的其他任意位置的管道上。
进一步地，由于滤膜201的存在，烟气的排出可能会很慢，为了加强烟气的排出，可以在缓冲瓶30对烟气处理之后，排出烟气所连接的导气管末端连接一个真空抽气泵(图中未示出)，用于抽取烟气，加快烟气的排出。
本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，通过采用设置在烟气发生装置10的出气口的导气管上的滤膜201吸附烟气中的大颗粒重金属，然后采用收集瓶202收集烟气中的小颗粒的重金属，以便于对烟气中的重金属进行检测，最后再对烟气进行污染物处理之后，排出，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了对沥青砼杂质的采集，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
图4为本发明沥青砼烟气杂质采集模拟系统再一实施例的结构示意图，如图4所示，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统在上述图2所示实施例的技术方案的基础上，具体用于来收集烟气中的有机质杂质。
如图4所示，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，图2所示杂质采集部件20可以包括滤膜201和第一吸附组件204和第二吸附组件205。
其中滤膜201位于沥青砼烟气制备装置10的出气口连接的导管上，滤膜201用于吸附烟气中的大颗粒物质，由于重金属也会粘附在烟气中的大颗粒物质上，所以采用滤膜201吸附烟气中的大颗粒物质，从而便于对大颗粒物质上的有机物进行测试。本实施例的滤膜201可以采用石英纤维滤膜，因石英纤维滤膜的孔径和烟气中大颗粒的粒径相仿或是小于粒径，可以将大颗粒的气体污染物节流在滤膜201上，进而测定滤膜201上的大颗粒物质上的要检测的有机物即可。本实施例的滤膜201与上述图3所示实施例的滤膜201功能相同，详细亦可以参考上述图3所示实施例的记载，在此不再赘述。
经过滤膜201吸附完烟气中的大颗粒物质之后，导气管分为平行的两支，一支导气管上设置第一吸附部件204中可以设置有活性炭，可以用于吸附苯烯物；另一支导气管上设置第二吸附部件205，第二吸附部件205中可以设置有XAD-2，用于吸附多环芳烃。实际应用中，第一吸附部件204和第二吸附部件205可以互换位置。且本实施例中是以设置两个吸附部件为例，实际应用中，也可以根据需求仅设置一个吸附部件，或者也可以根据需求设置多个吸附部件。第一吸附部件204和第二吸附部件205采集完有机物颗粒之后，分别将烟气导入两个缓冲瓶30中，缓冲瓶30所装的缓冲液与上述图2或者图3所示实施例的缓冲液相同，用于对烟气中的其他有害的有机物进行吸附。
如图4所示，进一步地，本实施例中在烟气发生装置10中进气口与外部高压空气瓶之间设置有第一流量计11，该第一流量计11可以用来检测进入沥青砼拌和锅1的空气的流量；如图4所示，本实施例还分别在第一吸附部件204和第二吸附部件205与各自对应的缓冲器30之间的导气管上设置第二流量计12，由于本实施例中有两个吸附部件，所以需要设置两个第二流量计12。第二流量计12可以用来检测最后排出沥青砼烟气杂质采集模拟系统的烟气的流量，这样根据第一流量计11检测的流量和两个第二流量计12检测的流量之和可以来判断沥青砼拌和锅1的密封性。同理，实际应用中，第二流量计12也可以设置在沥青砼烟气制备装置10的出气口之后，烟气被排出之前的其他任意位置的管道上。
进一步地，由于滤膜201的存在，烟气的排出可能会很慢，为了加强烟气的排出，可以在每个缓冲瓶30对烟气处理之后，排出烟气所连接的导气管末端连接一个真空抽气泵(图中未示出)，用于抽取烟气，加快烟气的排出。
本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，通过采用设置在烟气发生装置10的出气口的导气管上的滤膜201吸附烟气中的大颗粒有机物，然后采用第一吸附部件204和第二吸附部件205收集烟气中的小颗粒的有机物，以便于对烟气中的有机物进行检测，最后再对烟气进行污染物处理之后，排出，本实施例的沥青砼烟气杂质采集模拟系统，克服实际路面烟气采样受各种因素限制无法准确采样测定导致的不能模拟沥青砼在制备和浇筑过程中烟气释放情况的问题,实现了对沥青砼杂质的采集，可用来分析烟气污染特性，弥补实际路面难以有效采集烟气进行测试的空白。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种烟气发生装置，其特征在于，包括：沥青砼拌和锅、设在所述沥青砼拌和锅上方的圆筒以及设置在所述圆筒顶部的顶盖；所述圆筒的直径和所述沥青砼拌和锅的直径相匹配；且所述圆筒内、垂直于所述顶盖的方向上设置有搅拌桨，所述圆筒侧壁上设置有进气口和出气口，所述进气口一端与外部的高压空气瓶连接；所述进气口在所述圆筒内侧的另一端与导气管的一端连接，所述导气管的另一端伸入至所述沥青砼拌和锅的底部；
所述装置还包括控制面板，所述控制面板上设置有温度调节按钮，所述沥青砼拌和锅的锅体内部设置有加热电炉丝，所述温度调节按钮与所述加热电炉丝连接，用于控制所述加热电炉丝加热至不同的温度，以使得所述沥青砼拌和锅在不同的温度段内工作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进气口与所述出气口与所述圆筒状钢板的中轴线的圆心角不小于120°。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆筒与所述顶盖、所述圆筒与所述沥青砼拌和锅上沿的连接处分别设置有耐高温项圈。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进气口与所述高压空气瓶间设有第一流量计。
5.一种沥青砼烟气杂质采集模拟系统，其特征在于，包括如上权利要求1-4任一所述的烟气发生装置、杂质采集部件以及缓冲瓶；所述沥青砼烟气制备装置的出气口与杂质采集部件连接，所述烟气发生装置的所述出气口排出的烟气被导入所述杂质采集部件；所述杂质采集部件用于采集所述烟气中的有机物或者重金属；所述杂质采集部件与所述缓冲瓶连接，经过所述杂质采集部件的烟气被导入至所述缓冲瓶中进行污染物处理之后，排出。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述杂质采集部件采集有机物时，所述杂质采集部件包括装有活性炭或者XAD-2的吸附部件。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述杂质采集部件采集重金属时，所述杂质采集部件包括收集瓶，所述收集瓶中装有双氧水和硝酸水的混合液，所述收集瓶的数量为一个或者多个。
8.根据权利要求5或者6所述的系统，其特征在于，所述出气口到所述杂质采集部件之间设置有滤膜，所述滤膜用于吸附大颗粒物质；所述滤膜采用石英纤维滤膜。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述出气口之后，所述烟气被排出之前的任意位置的管道上还设有第二流量计；所述系统还包括真空抽气泵，所述真空抽气泵用于抽取所述缓冲瓶处理后的烟气。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述缓冲瓶的数量是一个或多个，且所述缓冲瓶中放置有缓冲液，所述缓冲液为正己烷。
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