本發(fā)明涉及瀝青加工領(lǐng)域，特別是涉及一種再生改性乳化瀝青生產(chǎn)裝置及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1984年我國第一條高速公路始建以來，2015年底高速公路總里程數(shù)達(dá)12.5萬公里。4車道的高速公路瀝青用量在650噸/公里左右，6車道的高速公路用量在950噸/公里左右，因此瀝青的需求量巨大。瀝青路面的設(shè)計(jì)年限一般在15~20年，由于超載等因素影響，一般在10年左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國每年約有12%的路面需要維修，廢舊瀝青路面產(chǎn)生量將達(dá)1000萬噸/年，數(shù)量驚人，急需進(jìn)行資源化再生利用。

高速公路路面從下到上依次是路基層、水泥混凝土層、瀝青層。瀝青層使用改性乳化瀝青（中、上層）、普通瀝青（下）鋪筑3層，因此對(duì)高速公路路面瀝青的再生工藝及裝置提出了更多更高的要求。

國外在20世紀(jì)30年代便開始對(duì)瀝青路面進(jìn)行再生利用研究，到80年代末美國再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半，在再生劑使用、再生混合料設(shè)計(jì)、施工設(shè)備等方面的研究也日趨深入。日本目前路面廢料再生利用率已超過70%。我國瀝青路面再生技術(shù)的相關(guān)研究起步比較晚，進(jìn)入21世紀(jì)后才逐漸得到廣泛關(guān)注，引進(jìn)國外瀝青路面再生設(shè)備進(jìn)行瀝青再生，價(jià)格昂貴，也存在一些弊端。現(xiàn)有的廢舊瀝青再生裝置再生能力小且分散，單臺(tái)占地面積大，生產(chǎn)效率低，自動(dòng)化控制水平低；再生時(shí)間長；熱量利用率低；再生的瀝青基本上只能用于高速公路普通瀝青層的鋪筑，不能應(yīng)用于改性乳化瀝青層（即瀝青中上層）的鋪筑。

鑒于我國高速公路于2000年初陸續(xù)進(jìn)入大、中維修期，目前國內(nèi)廢舊瀝青混合料的再生利用技術(shù)在我國尚未被廣泛和大規(guī)模應(yīng)用，需要大量的再生設(shè)備和相應(yīng)生產(chǎn)方法，利用廢舊路面瀝青進(jìn)行瀝青的再生改性，提高再生利用裝置的自動(dòng)控制水平，對(duì)節(jié)約資源、降低能耗、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種再生改性乳化瀝青生產(chǎn)方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種再生改性乳化瀝青生產(chǎn)方法及裝置，所述裝置包括：包括廢舊瀝青罐、基質(zhì)瀝青罐、成品罐、皂液罐、改性瀝青罐，其中：所述廢舊瀝青罐和所述基質(zhì)瀝青罐通過管道與改性瀝青罐相連；所述改性瀝青罐和皂液罐通過管道與膠體磨相連；所述膠體磨通過管道與換熱器相連；所述換熱器通過管道與所述成品罐相連，所述廢舊瀝青罐、所述基質(zhì)瀝青罐、所述成品罐、所述改性瀝青罐和所述皂液罐通過導(dǎo)熱油加熱。

所述生產(chǎn)方法包括如下步驟：

（1）所述第一稱量罐稱取40~50重量份的廢舊瀝青，通過所述第一螺旋輸料機(jī)輸送到所述廢舊瀝青罐，開啟攪拌并加熱到120~130℃；

（2）所述第一稱量罐稱取2~4重量份的再生劑，通過所述第一螺旋輸料機(jī)輸送到所述廢舊瀝青罐，120~130℃下混合均勻；

（3）所述流量計(jì)計(jì)量5~10重量份的基質(zhì)瀝青泵送到所述基質(zhì)瀝青罐，開啟攪拌并加熱到120~130℃；

（4）將步驟（2）和（3）加熱的廢舊瀝青和基質(zhì)瀝青分別泵送到所述改性瀝青罐，所述流量計(jì)計(jì)量流量，攪拌并加熱到140~150℃；

（5）所述第二稱量罐稱取5~7重量份的改性劑，通過所述第二螺旋輸料機(jī)輸送到所述改性瀝青罐，攪拌并加熱到140~150℃，得到再生改性瀝青；

（6）向所述皂液罐中泵入40~50重量份的乳化液，乳化液中乳化劑占水的重量比為0.5~1%，攪拌加熱到50~60℃，泵入0.5~3重量份鹽酸，調(diào)節(jié)pH到2~3，進(jìn)行皂化；

（7）所述皂液罐中的乳化液和所述改性瀝青罐中的再生改性瀝青按4:5~5:5的比例泵入所述膠體磨；

（8）經(jīng)所述膠體磨剪切、研磨的瀝青通過所述換熱器冷卻至70~80℃后泵入所述成品罐，即得再生改性乳化瀝青。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述廢舊瀝青罐、所述基質(zhì)瀝青罐、所述成品罐、所述改性瀝青罐和所述皂液罐均設(shè)置攪拌器、高低液位報(bào)警裝置和熱電偶；所述攪拌器通過攪拌器電機(jī)傳動(dòng)。

所述廢舊瀝青罐、所述基質(zhì)瀝青罐、所述改性瀝青罐和所述皂液罐底部出口均設(shè)置有泵、流量計(jì)、溫度傳感器和壓力傳感器。

通過第一稱量罐和第一螺旋輸料機(jī)向所述廢舊瀝青罐中投入廢舊瀝青和再生劑；通過第二稱量罐和第二螺旋輸料機(jī)向所述改性瀝青罐中投入改性劑。

所述換熱器優(yōu)選為板式換熱器，選用的冷卻介質(zhì)優(yōu)選為冷凝水。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述廢舊瀝青罐、所述基質(zhì)瀝青罐和所述改性瀝青罐底部出口的流量計(jì)優(yōu)選為橢圓齒輪流量計(jì)。

所述膠體磨通過膠體磨電機(jī)傳動(dòng)，所述膠體磨出口處設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，裝置設(shè)置PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)裝置的溫度、壓力、流量與液位進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，具體地，所述廢舊瀝青罐、所述基質(zhì)瀝青罐、所述皂液罐、所述改性瀝青罐、所述成品罐的溫度自動(dòng)控制，自動(dòng)控制罐內(nèi)物料溫度；所述改性瀝青罐底部的泵、所述皂液罐底部的泵的流量遠(yuǎn)傳自動(dòng)控制，自動(dòng)控制泵入膠體磨物料的流量比；所述膠體磨出口所述換熱器出口瀝青溫度控制，使瀝青的溫度自動(dòng)控制在70~80℃；流量、溫度、壓力設(shè)置聯(lián)鎖，超出設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)；電器設(shè)備均設(shè)置有過載保護(hù)，所有電機(jī)設(shè)置運(yùn)行電流測(cè)量表，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行異常時(shí)自動(dòng)停電機(jī)。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述再生劑為RA25熱伴瀝青再生劑、RA75熱伴瀝青再生劑中的一種。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述改性劑為苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）、丁苯橡膠（SBR）中的一種。

本發(fā)明的有益效果：

（1）裝置再生的改性乳化瀝青可用于高速公路瀝青層中上層的鋪筑；

（2）裝置自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)了路面瀝青再生過程的自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率及安全性能，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；

（3）廢料循環(huán)使用，充分利用廢舊瀝青，有助于解決廢料對(duì)環(huán)境的污染問題；再生利用節(jié)約了資源，節(jié)省了投資，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；

（4）基于對(duì)該裝置工藝流程、設(shè)備的緊湊設(shè)計(jì)及優(yōu)化，相比現(xiàn)有再生設(shè)備，簡(jiǎn)化了再生工藝流程，設(shè)備投資少，設(shè)備占地面積??；再生時(shí)間短，提高了生產(chǎn)效率；可節(jié)約電能和熱能約30%左右。

附圖說明

圖1為再生改性乳化瀝青生產(chǎn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、第一稱量罐，2、第一螺旋輸料機(jī)，1A、第二稱量罐，2A、第二螺旋輸料機(jī)，3、攪拌器電機(jī)，4、高低液位報(bào)警裝置，5、泵，6、流量計(jì)，7、皂液罐，8、換熱器，9、成品罐，10、膠體磨，11、膠體磨電機(jī)，12、壓力傳感器，13、溫度傳感器，14、改性瀝青罐，15、基質(zhì)瀝青罐,16、攪拌器，17、熱電偶，18、廢舊瀝青罐。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。

實(shí)施例1

如圖1 所示，一種再生改性乳化瀝青生產(chǎn)裝置，包括廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15和成品罐9，廢舊瀝青罐18和基質(zhì)瀝青罐15通過管道與改性瀝青罐14相連；改性瀝青罐14和皂液罐7通過管道與膠體磨10相連；膠體磨10通過管道與換熱器8相連；換熱器8通過管道與成品罐9相連，廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15、成品罐9、改性瀝青罐14和皂液罐7通過導(dǎo)熱油加熱。

通過廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15、成品罐9、改性瀝青罐14和皂液罐7、膠體磨10、換熱器8的緊湊設(shè)計(jì)及物料流程的優(yōu)化，一方面降低了設(shè)備的占地面積，另一方面能量利用率提高，相比現(xiàn)有設(shè)備可節(jié)約約30%的熱能和電能。改性瀝青罐14的設(shè)計(jì)，使廢舊瀝青與再生劑混合后增加油相的廢舊瀝青和加熱的基質(zhì)瀝青更容易充分混合，加入改性劑后，可以很好的使增加油相的廢舊瀝青和基質(zhì)瀝青在較短的時(shí)間內(nèi)完成改性。皂液罐7的設(shè)計(jì)，使水和乳化劑充分乳化形成乳化液即表面活性組分，為進(jìn)入下一流程反應(yīng)準(zhǔn)備好乳化液，促使反應(yīng)連續(xù)化，縮短反應(yīng)時(shí)間。

廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15、成品罐9、改性瀝青罐14和皂液罐7均設(shè)置攪拌器16、高低液位報(bào)警裝置4和熱電偶17；攪拌器16通過攪拌器電機(jī)3傳動(dòng)，用于對(duì)罐內(nèi)物料進(jìn)行攪拌，受熱均勻；高低液位報(bào)警裝置4對(duì)罐體內(nèi)的液位進(jìn)行高液位/低液位報(bào)警，防止液位過高溢罐及液位過低過度加熱；熱電偶17檢測(cè)罐體溫度并將溫度傳輸給控制器。

通過第一稱量罐1和第一螺旋輸料機(jī)2向廢舊瀝青罐18中投入廢舊瀝青和再生劑；通過第二稱量罐1A和第二螺旋輸料機(jī)2A向改性瀝青罐14中投入改性劑。

第一稱量罐1和第二稱量罐1A分別用于準(zhǔn)確稱量廢舊瀝青、再生劑和改性劑；第一螺旋輸料機(jī)2、第二螺旋輸料機(jī)2A用于連續(xù)輸送固體物料，提高物料輸送的速度，縮短輸送時(shí)間，使流程連續(xù)化。

廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15、改性瀝青罐14和皂液罐7底部出口均設(shè)置有泵5、流量計(jì)6、溫度傳感器13和壓力傳感器12；廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15和改性瀝青罐14底部出口的流量計(jì)為橢圓齒輪流量計(jì)。

選用的換熱器8為板式換熱器，冷卻介質(zhì)選為冷凝水。

換熱器8優(yōu)選為板式換熱器其目的是提高再生改性乳化瀝青的換熱速率，相比其他換熱器而言，板式換熱器在瀝青冷卻中效率高，成本低。采用冷凝水進(jìn)行冷卻的原因在于冷凝水完全可以達(dá)到所需的冷卻溫度，而且容易控制換熱溫度、成本低，在實(shí)際再生中易操作。

膠體磨10通過膠體磨電機(jī)11傳動(dòng)，其作用是對(duì)進(jìn)入膠體磨10的瀝青進(jìn)行剪切、研磨和均化，膠體磨10出口處設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器。

膠體磨10一方面將進(jìn)入膠體磨10的瀝青進(jìn)行剪切和研磨，另一方面將進(jìn)入膠體磨10的瀝青和乳化液進(jìn)行研磨、均化，混合均勻，使瀝青與乳化液形成穩(wěn)定的混合液。

整套裝置設(shè)置PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)裝置的溫度、壓力、流量與液位進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，具體地，廢舊瀝青罐18、基質(zhì)瀝青罐15、皂液罐7、改性瀝青罐14、成品罐9的溫度自動(dòng)控制，自動(dòng)控制罐內(nèi)物料溫度；改性瀝青罐14底部的泵、皂液罐7底部的泵的流量遠(yuǎn)傳自動(dòng)控制，自動(dòng)控制泵入膠體磨10物料的流量比；膠體磨10出口換熱器8出口瀝青溫度控制，使瀝青的溫度自動(dòng)控制在70~80℃；流量、溫度、壓力設(shè)置聯(lián)鎖，超出設(shè)定范圍時(shí)，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)；電器設(shè)備均設(shè)置有過載保護(hù)，所有電機(jī)設(shè)置運(yùn)行電流測(cè)量表，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行異常時(shí)自動(dòng)停電機(jī)。

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置，使整套裝置可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，流量、溫度、壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、集中顯示，根據(jù)設(shè)定值與檢測(cè)值的偏差自行調(diào)整裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

實(shí)施例2

一種再生改性乳化瀝青的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

（1）第一稱量罐1稱取40重量份的廢舊瀝青，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，開啟攪拌并加熱到120℃；

（2）第一稱量罐1稱取2重量份的RA25熱伴瀝青再生劑，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，120℃下混合均勻；

（3）流量計(jì)計(jì)量7.5重量份的基質(zhì)瀝青泵送到基質(zhì)瀝青罐15，開啟攪拌并加熱到120℃；

（4）將步驟（2）和（3）加熱的廢舊瀝青和基質(zhì)瀝青分別泵送到改性瀝青罐14，流量計(jì)計(jì)量流量，攪拌并加熱到145℃；

（5）第二稱量罐1A稱取7重量份的SBS改性劑，通過第二螺旋輸料機(jī)2A輸送到改性瀝青罐14，攪拌并加熱到145℃，得到再生改性瀝青；

（6）向皂液罐7中泵入40重量份的乳化液，乳化液中乳化劑占水的重量比為0.5%，攪拌加熱到55℃，泵入0.5重量份鹽酸，調(diào)節(jié)pH到2，進(jìn)行皂化；

（7）皂液罐7中的乳化液和改性瀝青罐14中的再生改性瀝青按4:5的比例泵入膠體磨10；

（8）經(jīng)膠體磨10剪切、研磨的瀝青通過換熱器8冷卻至75℃后泵入成品罐9，即得再生改性乳化瀝青。

實(shí)施例3

一種再生改性乳化瀝青的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

（1）第一稱量罐1稱取45重量份的廢舊瀝青，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，開啟攪拌并加熱到130℃；

（2）第一稱量罐1稱取3重量份的RA25熱伴瀝青再生劑，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，130℃下混合均勻；

（3）流量計(jì)計(jì)量5重量份的基質(zhì)瀝青泵送到基質(zhì)瀝青罐15，開啟攪拌并加熱到130℃；

（4）將步驟（2）和（3）加熱的廢舊瀝青和基質(zhì)瀝青分別泵送到改性瀝青罐14，流量計(jì)計(jì)量流量，攪拌并加熱到150℃；

（5）第二稱量罐1A稱取5重量份的SBS改性劑，通過第二螺旋輸料機(jī)2A輸送到改性瀝青罐14，攪拌并加熱到150℃，得到再生改性瀝青；

（6）向皂液罐7中泵入50重量份的乳化液，乳化液中乳化劑占水的重量比為1%，攪拌加熱到50℃，泵入1.5重量份鹽酸，調(diào)節(jié)pH到3，進(jìn)行皂化；

（7）皂液罐7中的乳化液和改性瀝青罐14中的再生改性瀝青按4.5:5的比例泵入膠體磨10；

（8）經(jīng)膠體磨10剪切、研磨的瀝青通過換熱器8冷卻至80℃后泵入成品罐9，即得再生改性乳化瀝青。

實(shí)施例4

一種再生改性乳化瀝青的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

（1）第一稱量罐1稱取50重量份的廢舊瀝青，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，開啟攪拌并加熱到125℃；

（2）第一稱量罐1稱取4重量份的RA75熱伴瀝青再生劑，通過第一螺旋輸料機(jī)2輸送到廢舊瀝青罐18，125℃下混合均勻；

（3）流量計(jì)計(jì)量10重量份的基質(zhì)瀝青泵送到基質(zhì)瀝青罐15，開啟攪拌并加熱到125℃；

（4）將步驟（2）和（3）加熱的廢舊瀝青和基質(zhì)瀝青分別泵送到改性瀝青罐14，流量計(jì)計(jì)量流量，攪拌并加熱到140℃；

（5）第二稱量罐1A稱取6重量份的SBR改性劑，通過第二螺旋輸料機(jī)2A輸送到改性瀝青罐14，攪拌并加熱到125℃，得到再生改性瀝青；

（6）向皂液罐7中泵入45重量份的乳化液，乳化液中乳化劑占水的重量比為0.75%，攪拌加熱到60℃，泵入3重量份鹽酸，調(diào)節(jié)pH到2.5，進(jìn)行皂化；

（7）皂液罐7中的乳化液和改性瀝青罐14中的再生改性瀝青按5:5的比例泵入膠體磨10；

（8）經(jīng)膠體磨10剪切、研磨的瀝青通過換熱器8冷卻至70℃后泵入成品罐9，即得再生改性乳化瀝青。

利用實(shí)施例2-4再生改性乳化瀝青的生產(chǎn)方法再生的改性乳化瀝青試驗(yàn)結(jié)果見表1-3：

表1 利用實(shí)施例2的生產(chǎn)方法再生的改性乳化瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表2 利用實(shí)施例3的生產(chǎn)方法再生的改性乳化瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表3 利用實(shí)施例4的生產(chǎn)方法再生的改性乳化瀝青試驗(yàn)結(jié)果

從表1-3可以看出，利用實(shí)施例2-4的方法生產(chǎn)的再生改性乳化瀝青各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)的要求。