Установки для рециклирования асфальтобетонных смесей
За последние 15 лет в США произведено и уложено от 3 до 4 миллиардов тонн горячей асфальтобетонной смеси. Укладка многочисленных слоев покрытий на улицах и магистралях привела во многих случаях к чрезмерному уплотнению их поверхностей и создала проблему стока вод. В последние годы разработаны машины для снятия необходимого объема покрытий. Это высокопродуктивные машины, позволяющие снимать покрытия толщиной от нескольких миллиметров до десяти сантиметров и параллельно подготавливать рабочую поверхность для нового покрытия. Снятое покрытие представляет собой превосходный продукт для рециклирования, который позволяет экономить значительные средства без ущерба для качества. Рециклирование дает возможность создавать покрытия со значительным сроком службы и существенно экономить средства по сравнению с применением бетона. Его использование также снижает энергозатраты и материалоемкость.
Основная экономическая выгода для подрядчика заключается прежде всего в получении материала из фактических отходов, расходы на которые он не несет. Как материал регенерированный асфальтовый продукт в целом обладает такими же свойствами, как и новая асфальтобетонная смесь. Но для этого его необходимо подготовить к применению. Регенерированный материал пригоден к использованию лишь после того, как его снимут с поверхности дороги, доставят на асфальтовый завод и раздробят.
Регенерированный асфальт в стоимостном выражении равен новому асфальту. Допустим, что новые совокупные затраты составляют $5,00 за тонну, а стоимость нового асфальта составляет $10,80 за тонну. Сумма затрат на материал, идущий в новую смесь, составляет, таким образом, $15,80 за тонну. Стоимость старого асфальта, который собираются снимать, составляет столько же - $15,80 за тонну. Однако его фактическая стоимость включает в себя издержки на восстановление материала и подготовку для переработки на заводе. Если затраты на измельчение материала составляют $4,00, а на транспортировку на завод - $1,00 за тонну, то фактическая стоимость равна $5,00 при экономии $10,80 за тонну. Если материал представляет собой отходы, то его стоимость будет складываться из затрат на доставку ($1,00 за тонну) плюс затраты на измельчение ($2,00 за тонну), что соответствует в итоге $3,00 за тонну и экономии в $12,80 за тонну по мере потребления материала.
Помимо чисто экономических выгод, потребитель получает и другие, которые становятся очевидны при покрытии поверхности дороги измельченным материалом. Это позволяет устранить выбоины, колеи, обеспечивая ровную поверхность полотна, которая позволяет достигать равномерного уплотнения при укладке нового слоя на измельченный материал.
Рециклирование также дает положительные результаты при изготовлении смеси. Асфальтобетон, пролежавший на поверхности дороги по крайней мере 12 месяцев, теряет большую часть легкой фракции и стабилизируется. При его рециклировании такой материал более стабилен, чем свежий асфальтобетон. В случае использования рециклирования достигаются большие выгоды, чем при внедрении каких-либо других изменений в организации работ, совершенствовании оборудования или технологии. Кроме того, оно позволяет создавать дороги с более качественным и долговечным покрытием. Это выгодно и конечному потребителю, и управлению по эксплуатации дорог, и подрядчику, и изготовителю оборудования для укладки асфальтобетонной смеси, поскольку снижение затрат на рециклирование продукта позволит заказчикам асфальтобетонной смеси осуществлять ее закупки в больших объемах.
Огромное количество срезанного старого асфальта выбрасывалось. Основная прибыль от рециклирования и заключается в том, чтобы использовать эти отходы. Обычно этот материал удалялся пластами, поэтому его необходимо дробить и измельчать. В США производство асфальтобетонной смеси на душу населения составляет 2 тонны в год. Объем сырья для использования в качестве рециклируемого материала составляет от 10 до 20% от объема новой смеси, используемой в конкретном районе.
Материал для рециклирования можно получать как методом фрезерования (снятия) поверхностного слоя дорожного покрытия, так и методом рыхления и дробления с помощью риппера. Во втором случае рециклируемый материал следует рассматривать как свежую массу. Эта масса должна измельчаться, и ее частицы должны приобретать размеры, при которых рециклируемый материал имел бы такую же фракцию, как и свежая смесь в случае приготовления смеси для укладки верхнего слоя покрытия. При приготовлении материала для основы рециклируемый материал должен иметь максимальную фракцию, не превышающую соответствующий показатель материала для основы. Асфальтодробилки выпускают два вида рециклированного продукта: для слоев дорожного покрытия и использования в качестве связки, а также для использования в качестве материала для дорожных оснований. При применении механизмов (рипперов) для снятия материала с поверхности дорог получается большой объем мелкофракционного материала (-200). При выполнении отдельных работ, как, например, в рециклированном производстве в штате Флорида, удаляется асфальт 3" (7,62 см) и заменяется слоем асфальтобетона 4" (10,16 см), что обеспечивает наличие необходимого сырья для 70-75% рециклирования. Однако на практике для удовлетворения требований строительных норм может быть использовано лишь 50% отходов асфальта из-за высокого содержания фракции (-200) в рециклируемой смеси. В ряде случаев может использоваться грохот с ситом для разделения материала на фракции (-1/8) и (+1/8). Тогда посредством их соединения будет достигаться желательная градация и можно будет контролировать необходимую (-200) фракцию.
Успех процесса рециклирования во многом зависит от применения дозатора или барабанного смесителя. Существуют два разных метода рециклирования на дозаторных установках. Дозатор работает с использованием длинноленточного конвейера с тормозным двигателем, загрузочным бункером, оснащенным широким подающим транспортером, и тормозным двигателем, присоединенным к загрузочному устройству, последнее должно быть оснащено грохотом с целью устранения возможного попадания негабаритного материала в бункер и предотвращения остановки механизма. К башне прикреплен желоб для передачи материала с наклонного конвейера в дозаторный хоппер. Желоб должен быть оснащен гибким затвором для герметизации башни. Система управления установкой включает в себя дополнительный блок предварительного контроля, а загрузочный бункер и наклонный конвейер рассматриваются как пятый агрегат. При подаче рециклируемого материала агрегат автоматически приводит в действие наклонный конвейер и бункер рециклирования и подает его в хоппер до тех пор, пока не отгружается необходимый вес. При достижении необходимого параметра конвейеры останавливаются тормозными устройствами и материал находится на конвейере, готовый к следующей загрузке. Двухвалковая комодробилка может также устанавливаться между бункером и конвейером для отделения негабаритного материала от измельченного старого асфальта.
Также применяется дозаторная установка с загрузочным устройством, которое непрерывно подает материал в ковш элеватора, соединенный с дополнительным хоппером всей установки .Специальный хоппер оснащен зажимным затвором, который регулирует допуск материала в дозирующий хоппер. С этой системой подъемник и загрузочный бункер работают в постоянном режиме, постоянно наполняя рециклирующий хоппер, а отходы асфальта поступают в дозировочный хоппер по мере необходимости. Обе системы функционируют вполне успешно, и уже удавалось достигать 40%-ного уровня при рециклировании. Главным фактором, влияющим на процент рециклирования, является имеющийся в распоряжении объем рециклируемого материала.
Барабанные смесительные установки идеально подходят для рециклирования. Несмотря на то что для подачи отходов асфальта в барабан применяются самые разнообразные технологии, в CШA наиболее часто используется подача через центровой ввод. При использовании центрового ввода проделываются отверстия в корпусе барабана и желобы направляют поток отходов асфальта в барабан. Сверкни материал (новая смесь) поступает со стороны форсунки барабана, а рециклируемый материал вводится по направлению вниз приблизительно по центру барабана. К этому моменту свежий материал в достаточной степени успевает охладить выхлопные газы, снизив их температуру до уровня, при котором возгорание рециклируемого материала невозможно. При использовании свежего материала повышенной влажности могут применяться более высокие процентные показатели рециклирования. Соотношения до 70% удавалось добиваться на подобных установках без существенного выделения дыма.
В случаях, когда используется материал (старый асфальт) 2" (5,08 см), его можно подвергать переплавке, особенно в барабанных смесителях, которые имеют значительную длину и в которых материал проходит достаточно длительную обработку. Для увеличения времени задержания в барабане можно снизить уклон барабана. Например, барабан 7'х42' (213,4х1249,7 см) при 1" на фут уклона дает дополнительно три минуты задержания. Снижение уклона до половины дюйма на фут уклона приводит к увеличению времени до 6 минут. Это дополнительное время позволяет старому асфальту пройти дополнительное нагревание и размягчиться до такой степени, при которой он может равномерно смешиваться со свежим материалом. Устройства для удаления поверхностного слоя (скальперы) и комодробилки доводят материал до нужного калибра и значительно облегчают процесс переплавки.
Рециклируемый материал автоматически увязывается с параметрами свежего материала посредством системы контроля. По мере увеличения поступления свежего материала автоматически увеличивается подача рециклируемого материала, позволяя тем самым достигать заданного процентного соотношения. Конвейерные весы рециклирующего конвейера контролируют необходимый объем и автоматически регулируют подачу из бункера необходимого количества тонн в час. Некоторые установки оснащаются двумя загрузочными бункерами для смешивания двух разных размеров рециклируемого материала. В этом случае основной контрольный режим системы управления автоматически переводится на двухбункерную систему холодной подачи. При двухбункерной системе все параметры рециклируемого материала увязываются с параметрами свежей смеси после того, как произведено по отдельности перемешивание рециклируемого материала и перемешивание нового материала (асфальтобетонной смеси).
Наиболее сложная проблема при использовании установок барабанного перемешивания для рециклирования асфальта связана с оборудованием для очистки воздуха от загрязнения. Если дым накапливается, то его сложно уловить с помощью расходомерной трубки или камеры газоочистки. Когда это происходит, в камере газоочистки может накапливаться нефть или же она может конденсироваться в атмосфере после выхода из камеры. Конденсация становится заметной на высоте около двадцати футов над выхлопной трубой. Для улавливания частиц эффективны скрабберы расходомерной трубки размером не менее 20 дюймов перепада давления. При использовании форсунок без камер сгорания необходимо прибегать к помощи лучевых скребков или так называемых скребков типа "Т", которые препятствуют попаданию материала в пламя. Асфальтовую линию следует переводить в более низкотемпературный резким для уменьшения содержания легких фракций в асфальте.
Поскольку возможность выбора марок асфальта без легко улетучивающихся гидрокарбонатов значительно ограничена, разработаны новые виды оборудования, в которых асфальт не подвергается воздействию пара в барабане. Такие установки называются установками барабанного типа для микширования и нанесения покрытия на материал. Эти установки оборудованы единым валом, который монтируется в выпускном контейнере барабана. Свежая масса и рециклируемый материал предварительно перемешиваются в барабане и разгружаются самотеком в секцию покрытия материала, куда поступает свежий асфальт. Процесс покрытия происходит таким образом, что асфальт не подвергается воздействию газов и пара, что позволяет избежать десорбции легких фракций. Над секцией покрытия оборудуется большой выталкиватель, позволяющий частицам пыли самотеком попадать в секцию. С помощью этих установок удается осуществлять выпуск свежего материала и рециклированных смесей без эмиссий, не сталкиваясь при этом с некачественным функционированием газоочистной камеры.
В США практических результатов по регенерации старого асфальтобетона достигла фирма "Iowa manyfactyring Comp.", применив для этой цели метод, позволяющий производить качественный материал из смеси старого асфальтобетона с новыми материалами. Этот метод заключается в измельчении старого асфальтобетона в дробилке первичного дробления, дополнительном измельчении, разгрохотке на отдельные фракции и последующей термообработке с новыми каменными материалами во вращающемся барабане фирмы "Cedarapids". Отличительной особенностью системы регенерации Cedarapids является принцип "барабан в барабане". На этой установке барабан меньшего диаметра вставлен внутрь основного сушильного барабана Cedarapids, что дает возможность фракции старого асфальтобетона находиться отдельно от нового материала и не подвергаться прямому воздействию теплоносителя. Новый материал подается внутрь малого барабана, фракции старого асфальтобетона поступают в пространство между внутренним и наружным барабанами. Оба материала загружаются в пропорции примерно 75% старого и 25% нового. В процессе продвижения по основному барабану они тщательно перемешиваются. Смесь обрабатывают минимальным количеством битума.
Производительность этих установок 135 т/ч и более в зависимости от влажности и пропорции материала, По подсчетам специалистов-дорожников, применение регенерированного асфальтобетона в смеси с новыми материалами может значительно сократить расходы на устройство дорожных покрытий.
Другой фирмой в США, осуществляющей регенерацию асфальтобетона, является "Boing Airspace Comp.". В ее асфальтосмесителе модели "400" барабан оборудован системой регулирования сжигания под торговой маркой Pirocon. Он представляет собой цилиндр из высоколегированного жаропрочного металла, установленный на том конце барабана, где находится горелка: между загрузочным концом (торцом) барабана и горелкой. Цилиндр предназначен для регулирования интенсивности и количества тепла, поступающего в барабан. При регенерации старого асфальтобетона это дополнительное устройство позволяет перерабатывать старый дробленый материал без вспомогательного транспортного оборудования или системы для удаления загрязнений в отходящих дымовых газах.
Система Pirocon действует как экран для защиты от излучения между факелом горелки и материалом, загруженным в барабан. При регенерации система регулирует пропорцию горячих газов и вторичного воздуха таким образом, что снижается температура газов, поступающих в барабан, а это предотвращает сгорание частиц битума.
На одном из дорожных объектов фирмой переработано 6000 т старого асфальтобетона со средней производительностью 240 т/ч. Пропорция смеси задана как 70% старого асфальтобетона и 30% новых материалов.
Корпорация "G.M.I." (США) разработала и выпустила нестандартное устройство Rotocycler на базе унифицированных асфальтобетоносмесителей. Rotocycler позволяет получать асфальтобетонную массу из новых материалов или из смеси старого асфальтобетона и новых материалов в соотношении 70% и 30%. Производительность асфальтобетоносмесителей с устройством Rotocycler составляет 100-750 т/ч.
Новый материал поступает во вращающийся барабан Rotocycler вблизи горелки с пламенем, а предварительно измельченный старый асфальтобетон погружается посередине корпуса барабана через специальные гравитационно включаемые затворы, при этом частицы старого асфальтобетона оказываются защищенными от факела пламени завесой нового материала. По мере движения разогреваемой смеси к выходному концу барабана производится добавка жидкого битума. Тепловые потери через клапанные затворы сведен к минимуму за счет обвязки барабана изоляционным поясом. Перемешанная асфальтобетонная смесь при температуре 140° С из барабана конвейером выдается в расходный бункер.
Большим преимуществом этой установки является возможность переключения ее с производства обычной асфальтобетонной смеси на работу с регенерацией асфальтобетона и обратно без потерь времени и уменьшения мощности.
Система термической обработки старого дробленого асфальтобетона без прямого контакта с топочными газами осуществлена в США фирмой "R.M.T." ("Recycling Mashinery"). Нагревательный барабан на этой установке оснащен полностью обособленными путями движения регенерируемого материала и теплоносителя. Продукты сгорания проходят в барабане через большое количество стальных жаровых труб, которые служат для передачи тепла асфальтобетону. В процессе термообработки асфальтобетонный материал пересыпается между трубами, не вступая в прямой контакт с горячими газами. Раздельное движение материала и теплоносителя предохраняет топочные газы от загрязнения, поэтов необходимости в специальном очистном оборудовании не возникает.
Приготовление асфальтобетонных смесей в барабанных смесителях является простым, дешевым методом. Асфальтосмесительный завод фирмы "Barber-Greene" (США) с барабанными смесителями очень экономичен как в управлении, так и в эксплуатации, обслуживании его. Конструкторами фирмы "Barber-Greene" разработаны "дорожные серии" заводов, которые особенно легко демонтировать, перебазировать и устанавливать на новой стройплощадке.
Барабанные асфальтосмесители фирмы "Barber-Greene" "коммерческой серии" дают возможность легкого и гибкого перехода с одного типа асфальтобетонной смеси на другие в течение рабочего дня (см. рис. 2). В установках такого типа, как барабанные смесители, нет башни, сортировочных агрегатов, загрузочного бункера, складского оборудования. В результате стоимость барабанных смесителей меньше стационарных, порционных установок.
В барабанном смесителе форсунка размещена у места загрузки смеси. Зона поступления смеси и прогрева ее форсункой называется радиационной. По мере поступления компонентов смеси в смеситель из них удаляется избыток влаги. Нагретый и высушенный материал перемещается в эту зону. Асфальтобетонная смесь поступает в зону конвекции смесителя. Радиационный щит между зонами защищает асфальтобетонную смесь от пламени форсунки, это предотвращает выделение синего дыма.
В этой зоне компоненты смеси покрываются пленкой вяжущего, материал мелких фракций улавливается и остается в смесителе. В результате этого состав смеси получается тщательно подобранным, стоимость материала смеси уменьшается. Сушка и обволакивание материала вяжущим продолжаются весь период прохождения его через барабанный смеситель. Затем смесь поступает к системе выхода (в расходный бункер).
Барабанное перемешивание для приготовления асфальтобетонных смесей установками фирмы "ARА" (Финляндия) является эффективным и экономичным. Рециркуляция старого асфальтобетона входит в стандартную поставку. Достоинствами финских барабанных смесителей являются точное соотношение фракций каменных пород, регулирование объема битума, возможность применения старого асфальтобетона, предотвращение расслоения массы, хорошая ее перемещаемость.
В Хельсинки и в Санкт-Петербурге применяются барабанные смесители фирмы "АRА" производительностью 200 т/ч. В обеих установках пылеулавливание основывается на уменьшении скорости вытяжного воздуха в расширяющихся участках каналов.
Установки фирмы "АRА" производительностью 50 т/ч обычно приготавливают около 70 тонн смеси в час.
Барабанный смеситель АR 200RS состоит из устройства, холодного питания, ленточного транспортера, бункера для заполнителя, устройства для вяжущего, смесительного барабана, устройства для отходящих газов, бункера для хранения, пульта управления, цистерны для вяжущего, цистерны для топлива.
Управление процессом приготовления, дозирования необходимых для приготовления смеси компонентов, их соотношения выполняется при помощи электронных устройств управления. Взвешивающие устройства оборудованы экраном с цифровым изображением (светоиспускающие цифры), показания которого показываются поступенчато: для минеральных материалов через 1 кг, для минерального порошка и вяжущего через 0,1 кг. Предусмотрен аналоговый экран параллельного указательного устройства, предназначенный для наблюдения за взвешиванием и облегчения ручного управления. Экраны дисплеев с цифровым изображением для весов каменных пород, минерального порошка и вяжущего, а также комплекты контурных карт аналогичны друг другу и как запасные устройства являются взаимозаменяемыми.
Е. Г. МАРГАЙЛИК
Основная экономическая выгода для подрядчика заключается прежде всего в получении материала из фактических отходов, расходы на которые он не несет. Как материал регенерированный асфальтовый продукт в целом обладает такими же свойствами, как и новая асфальтобетонная смесь. Но для этого его необходимо подготовить к применению. Регенерированный материал пригоден к использованию лишь после того, как его снимут с поверхности дороги, доставят на асфальтовый завод и раздробят.
Регенерированный асфальт в стоимостном выражении равен новому асфальту. Допустим, что новые совокупные затраты составляют $5,00 за тонну, а стоимость нового асфальта составляет $10,80 за тонну. Сумма затрат на материал, идущий в новую смесь, составляет, таким образом, $15,80 за тонну. Стоимость старого асфальта, который собираются снимать, составляет столько же - $15,80 за тонну. Однако его фактическая стоимость включает в себя издержки на восстановление материала и подготовку для переработки на заводе. Если затраты на измельчение материала составляют $4,00, а на транспортировку на завод - $1,00 за тонну, то фактическая стоимость равна $5,00 при экономии $10,80 за тонну. Если материал представляет собой отходы, то его стоимость будет складываться из затрат на доставку ($1,00 за тонну) плюс затраты на измельчение ($2,00 за тонну), что соответствует в итоге $3,00 за тонну и экономии в $12,80 за тонну по мере потребления материала.
Помимо чисто экономических выгод, потребитель получает и другие, которые становятся очевидны при покрытии поверхности дороги измельченным материалом. Это позволяет устранить выбоины, колеи, обеспечивая ровную поверхность полотна, которая позволяет достигать равномерного уплотнения при укладке нового слоя на измельченный материал.
Рециклирование также дает положительные результаты при изготовлении смеси. Асфальтобетон, пролежавший на поверхности дороги по крайней мере 12 месяцев, теряет большую часть легкой фракции и стабилизируется. При его рециклировании такой материал более стабилен, чем свежий асфальтобетон. В случае использования рециклирования достигаются большие выгоды, чем при внедрении каких-либо других изменений в организации работ, совершенствовании оборудования или технологии. Кроме того, оно позволяет создавать дороги с более качественным и долговечным покрытием. Это выгодно и конечному потребителю, и управлению по эксплуатации дорог, и подрядчику, и изготовителю оборудования для укладки асфальтобетонной смеси, поскольку снижение затрат на рециклирование продукта позволит заказчикам асфальтобетонной смеси осуществлять ее закупки в больших объемах.
Огромное количество срезанного старого асфальта выбрасывалось. Основная прибыль от рециклирования и заключается в том, чтобы использовать эти отходы. Обычно этот материал удалялся пластами, поэтому его необходимо дробить и измельчать. В США производство асфальтобетонной смеси на душу населения составляет 2 тонны в год. Объем сырья для использования в качестве рециклируемого материала составляет от 10 до 20% от объема новой смеси, используемой в конкретном районе.
Материал для рециклирования можно получать как методом фрезерования (снятия) поверхностного слоя дорожного покрытия, так и методом рыхления и дробления с помощью риппера. Во втором случае рециклируемый материал следует рассматривать как свежую массу. Эта масса должна измельчаться, и ее частицы должны приобретать размеры, при которых рециклируемый материал имел бы такую же фракцию, как и свежая смесь в случае приготовления смеси для укладки верхнего слоя покрытия. При приготовлении материала для основы рециклируемый материал должен иметь максимальную фракцию, не превышающую соответствующий показатель материала для основы. Асфальтодробилки выпускают два вида рециклированного продукта: для слоев дорожного покрытия и использования в качестве связки, а также для использования в качестве материала для дорожных оснований. При применении механизмов (рипперов) для снятия материала с поверхности дорог получается большой объем мелкофракционного материала (-200). При выполнении отдельных работ, как, например, в рециклированном производстве в штате Флорида, удаляется асфальт 3" (7,62 см) и заменяется слоем асфальтобетона 4" (10,16 см), что обеспечивает наличие необходимого сырья для 70-75% рециклирования. Однако на практике для удовлетворения требований строительных норм может быть использовано лишь 50% отходов асфальта из-за высокого содержания фракции (-200) в рециклируемой смеси. В ряде случаев может использоваться грохот с ситом для разделения материала на фракции (-1/8) и (+1/8). Тогда посредством их соединения будет достигаться желательная градация и можно будет контролировать необходимую (-200) фракцию.
Успех процесса рециклирования во многом зависит от применения дозатора или барабанного смесителя. Существуют два разных метода рециклирования на дозаторных установках. Дозатор работает с использованием длинноленточного конвейера с тормозным двигателем, загрузочным бункером, оснащенным широким подающим транспортером, и тормозным двигателем, присоединенным к загрузочному устройству, последнее должно быть оснащено грохотом с целью устранения возможного попадания негабаритного материала в бункер и предотвращения остановки механизма. К башне прикреплен желоб для передачи материала с наклонного конвейера в дозаторный хоппер. Желоб должен быть оснащен гибким затвором для герметизации башни. Система управления установкой включает в себя дополнительный блок предварительного контроля, а загрузочный бункер и наклонный конвейер рассматриваются как пятый агрегат. При подаче рециклируемого материала агрегат автоматически приводит в действие наклонный конвейер и бункер рециклирования и подает его в хоппер до тех пор, пока не отгружается необходимый вес. При достижении необходимого параметра конвейеры останавливаются тормозными устройствами и материал находится на конвейере, готовый к следующей загрузке. Двухвалковая комодробилка может также устанавливаться между бункером и конвейером для отделения негабаритного материала от измельченного старого асфальта.
Также применяется дозаторная установка с загрузочным устройством, которое непрерывно подает материал в ковш элеватора, соединенный с дополнительным хоппером всей установки .Специальный хоппер оснащен зажимным затвором, который регулирует допуск материала в дозирующий хоппер. С этой системой подъемник и загрузочный бункер работают в постоянном режиме, постоянно наполняя рециклирующий хоппер, а отходы асфальта поступают в дозировочный хоппер по мере необходимости. Обе системы функционируют вполне успешно, и уже удавалось достигать 40%-ного уровня при рециклировании. Главным фактором, влияющим на процент рециклирования, является имеющийся в распоряжении объем рециклируемого материала.
Барабанные смесительные установки идеально подходят для рециклирования. Несмотря на то что для подачи отходов асфальта в барабан применяются самые разнообразные технологии, в CШA наиболее часто используется подача через центровой ввод. При использовании центрового ввода проделываются отверстия в корпусе барабана и желобы направляют поток отходов асфальта в барабан. Сверкни материал (новая смесь) поступает со стороны форсунки барабана, а рециклируемый материал вводится по направлению вниз приблизительно по центру барабана. К этому моменту свежий материал в достаточной степени успевает охладить выхлопные газы, снизив их температуру до уровня, при котором возгорание рециклируемого материала невозможно. При использовании свежего материала повышенной влажности могут применяться более высокие процентные показатели рециклирования. Соотношения до 70% удавалось добиваться на подобных установках без существенного выделения дыма.
В случаях, когда используется материал (старый асфальт) 2" (5,08 см), его можно подвергать переплавке, особенно в барабанных смесителях, которые имеют значительную длину и в которых материал проходит достаточно длительную обработку. Для увеличения времени задержания в барабане можно снизить уклон барабана. Например, барабан 7'х42' (213,4х1249,7 см) при 1" на фут уклона дает дополнительно три минуты задержания. Снижение уклона до половины дюйма на фут уклона приводит к увеличению времени до 6 минут. Это дополнительное время позволяет старому асфальту пройти дополнительное нагревание и размягчиться до такой степени, при которой он может равномерно смешиваться со свежим материалом. Устройства для удаления поверхностного слоя (скальперы) и комодробилки доводят материал до нужного калибра и значительно облегчают процесс переплавки.
Рециклируемый материал автоматически увязывается с параметрами свежего материала посредством системы контроля. По мере увеличения поступления свежего материала автоматически увеличивается подача рециклируемого материала, позволяя тем самым достигать заданного процентного соотношения. Конвейерные весы рециклирующего конвейера контролируют необходимый объем и автоматически регулируют подачу из бункера необходимого количества тонн в час. Некоторые установки оснащаются двумя загрузочными бункерами для смешивания двух разных размеров рециклируемого материала. В этом случае основной контрольный режим системы управления автоматически переводится на двухбункерную систему холодной подачи. При двухбункерной системе все параметры рециклируемого материала увязываются с параметрами свежей смеси после того, как произведено по отдельности перемешивание рециклируемого материала и перемешивание нового материала (асфальтобетонной смеси).
Наиболее сложная проблема при использовании установок барабанного перемешивания для рециклирования асфальта связана с оборудованием для очистки воздуха от загрязнения. Если дым накапливается, то его сложно уловить с помощью расходомерной трубки или камеры газоочистки. Когда это происходит, в камере газоочистки может накапливаться нефть или же она может конденсироваться в атмосфере после выхода из камеры. Конденсация становится заметной на высоте около двадцати футов над выхлопной трубой. Для улавливания частиц эффективны скрабберы расходомерной трубки размером не менее 20 дюймов перепада давления. При использовании форсунок без камер сгорания необходимо прибегать к помощи лучевых скребков или так называемых скребков типа "Т", которые препятствуют попаданию материала в пламя. Асфальтовую линию следует переводить в более низкотемпературный резким для уменьшения содержания легких фракций в асфальте.
Поскольку возможность выбора марок асфальта без легко улетучивающихся гидрокарбонатов значительно ограничена, разработаны новые виды оборудования, в которых асфальт не подвергается воздействию пара в барабане. Такие установки называются установками барабанного типа для микширования и нанесения покрытия на материал. Эти установки оборудованы единым валом, который монтируется в выпускном контейнере барабана. Свежая масса и рециклируемый материал предварительно перемешиваются в барабане и разгружаются самотеком в секцию покрытия материала, куда поступает свежий асфальт. Процесс покрытия происходит таким образом, что асфальт не подвергается воздействию газов и пара, что позволяет избежать десорбции легких фракций. Над секцией покрытия оборудуется большой выталкиватель, позволяющий частицам пыли самотеком попадать в секцию. С помощью этих установок удается осуществлять выпуск свежего материала и рециклированных смесей без эмиссий, не сталкиваясь при этом с некачественным функционированием газоочистной камеры.
В США практических результатов по регенерации старого асфальтобетона достигла фирма "Iowa manyfactyring Comp.", применив для этой цели метод, позволяющий производить качественный материал из смеси старого асфальтобетона с новыми материалами. Этот метод заключается в измельчении старого асфальтобетона в дробилке первичного дробления, дополнительном измельчении, разгрохотке на отдельные фракции и последующей термообработке с новыми каменными материалами во вращающемся барабане фирмы "Cedarapids". Отличительной особенностью системы регенерации Cedarapids является принцип "барабан в барабане". На этой установке барабан меньшего диаметра вставлен внутрь основного сушильного барабана Cedarapids, что дает возможность фракции старого асфальтобетона находиться отдельно от нового материала и не подвергаться прямому воздействию теплоносителя. Новый материал подается внутрь малого барабана, фракции старого асфальтобетона поступают в пространство между внутренним и наружным барабанами. Оба материала загружаются в пропорции примерно 75% старого и 25% нового. В процессе продвижения по основному барабану они тщательно перемешиваются. Смесь обрабатывают минимальным количеством битума.
Производительность этих установок 135 т/ч и более в зависимости от влажности и пропорции материала, По подсчетам специалистов-дорожников, применение регенерированного асфальтобетона в смеси с новыми материалами может значительно сократить расходы на устройство дорожных покрытий.
Другой фирмой в США, осуществляющей регенерацию асфальтобетона, является "Boing Airspace Comp.". В ее асфальтосмесителе модели "400" барабан оборудован системой регулирования сжигания под торговой маркой Pirocon. Он представляет собой цилиндр из высоколегированного жаропрочного металла, установленный на том конце барабана, где находится горелка: между загрузочным концом (торцом) барабана и горелкой. Цилиндр предназначен для регулирования интенсивности и количества тепла, поступающего в барабан. При регенерации старого асфальтобетона это дополнительное устройство позволяет перерабатывать старый дробленый материал без вспомогательного транспортного оборудования или системы для удаления загрязнений в отходящих дымовых газах.
Система Pirocon действует как экран для защиты от излучения между факелом горелки и материалом, загруженным в барабан. При регенерации система регулирует пропорцию горячих газов и вторичного воздуха таким образом, что снижается температура газов, поступающих в барабан, а это предотвращает сгорание частиц битума.
На одном из дорожных объектов фирмой переработано 6000 т старого асфальтобетона со средней производительностью 240 т/ч. Пропорция смеси задана как 70% старого асфальтобетона и 30% новых материалов.
Корпорация "G.M.I." (США) разработала и выпустила нестандартное устройство Rotocycler на базе унифицированных асфальтобетоносмесителей. Rotocycler позволяет получать асфальтобетонную массу из новых материалов или из смеси старого асфальтобетона и новых материалов в соотношении 70% и 30%. Производительность асфальтобетоносмесителей с устройством Rotocycler составляет 100-750 т/ч.
Новый материал поступает во вращающийся барабан Rotocycler вблизи горелки с пламенем, а предварительно измельченный старый асфальтобетон погружается посередине корпуса барабана через специальные гравитационно включаемые затворы, при этом частицы старого асфальтобетона оказываются защищенными от факела пламени завесой нового материала. По мере движения разогреваемой смеси к выходному концу барабана производится добавка жидкого битума. Тепловые потери через клапанные затворы сведен к минимуму за счет обвязки барабана изоляционным поясом. Перемешанная асфальтобетонная смесь при температуре 140° С из барабана конвейером выдается в расходный бункер.
Большим преимуществом этой установки является возможность переключения ее с производства обычной асфальтобетонной смеси на работу с регенерацией асфальтобетона и обратно без потерь времени и уменьшения мощности.
Система термической обработки старого дробленого асфальтобетона без прямого контакта с топочными газами осуществлена в США фирмой "R.M.T." ("Recycling Mashinery"). Нагревательный барабан на этой установке оснащен полностью обособленными путями движения регенерируемого материала и теплоносителя. Продукты сгорания проходят в барабане через большое количество стальных жаровых труб, которые служат для передачи тепла асфальтобетону. В процессе термообработки асфальтобетонный материал пересыпается между трубами, не вступая в прямой контакт с горячими газами. Раздельное движение материала и теплоносителя предохраняет топочные газы от загрязнения, поэтов необходимости в специальном очистном оборудовании не возникает.
Приготовление асфальтобетонных смесей в барабанных смесителях является простым, дешевым методом. Асфальтосмесительный завод фирмы "Barber-Greene" (США) с барабанными смесителями очень экономичен как в управлении, так и в эксплуатации, обслуживании его. Конструкторами фирмы "Barber-Greene" разработаны "дорожные серии" заводов, которые особенно легко демонтировать, перебазировать и устанавливать на новой стройплощадке.
Барабанные асфальтосмесители фирмы "Barber-Greene" "коммерческой серии" дают возможность легкого и гибкого перехода с одного типа асфальтобетонной смеси на другие в течение рабочего дня (см. рис. 2). В установках такого типа, как барабанные смесители, нет башни, сортировочных агрегатов, загрузочного бункера, складского оборудования. В результате стоимость барабанных смесителей меньше стационарных, порционных установок.
В барабанном смесителе форсунка размещена у места загрузки смеси. Зона поступления смеси и прогрева ее форсункой называется радиационной. По мере поступления компонентов смеси в смеситель из них удаляется избыток влаги. Нагретый и высушенный материал перемещается в эту зону. Асфальтобетонная смесь поступает в зону конвекции смесителя. Радиационный щит между зонами защищает асфальтобетонную смесь от пламени форсунки, это предотвращает выделение синего дыма.
В этой зоне компоненты смеси покрываются пленкой вяжущего, материал мелких фракций улавливается и остается в смесителе. В результате этого состав смеси получается тщательно подобранным, стоимость материала смеси уменьшается. Сушка и обволакивание материала вяжущим продолжаются весь период прохождения его через барабанный смеситель. Затем смесь поступает к системе выхода (в расходный бункер).
Барабанное перемешивание для приготовления асфальтобетонных смесей установками фирмы "ARА" (Финляндия) является эффективным и экономичным. Рециркуляция старого асфальтобетона входит в стандартную поставку. Достоинствами финских барабанных смесителей являются точное соотношение фракций каменных пород, регулирование объема битума, возможность применения старого асфальтобетона, предотвращение расслоения массы, хорошая ее перемещаемость.
В Хельсинки и в Санкт-Петербурге применяются барабанные смесители фирмы "АRА" производительностью 200 т/ч. В обеих установках пылеулавливание основывается на уменьшении скорости вытяжного воздуха в расширяющихся участках каналов.
Установки фирмы "АRА" производительностью 50 т/ч обычно приготавливают около 70 тонн смеси в час.
Барабанный смеситель АR 200RS состоит из устройства, холодного питания, ленточного транспортера, бункера для заполнителя, устройства для вяжущего, смесительного барабана, устройства для отходящих газов, бункера для хранения, пульта управления, цистерны для вяжущего, цистерны для топлива.
Управление процессом приготовления, дозирования необходимых для приготовления смеси компонентов, их соотношения выполняется при помощи электронных устройств управления. Взвешивающие устройства оборудованы экраном с цифровым изображением (светоиспускающие цифры), показания которого показываются поступенчато: для минеральных материалов через 1 кг, для минерального порошка и вяжущего через 0,1 кг. Предусмотрен аналоговый экран параллельного указательного устройства, предназначенный для наблюдения за взвешиванием и облегчения ручного управления. Экраны дисплеев с цифровым изображением для весов каменных пород, минерального порошка и вяжущего, а также комплекты контурных карт аналогичны друг другу и как запасные устройства являются взаимозаменяемыми.
Е. Г. МАРГАЙЛИК
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 12 за 1998 год в рубрике техника
