[发明专利]一种沥青混合料成型过程VOC释放量收集分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青混合料成型过程沥青挥发性有机物（VOC）释放量收集分析装置。

背景技术

全球性能源紧张以及气候变化已成为国际社会普遍关注的重大问题，节能减排已经成为国际社会的共同责任。我国作为世界上最大的发展中国家，正日益成为全球关注的对象。截止2012年底，我国高速公路总里程已达9.7万公里，由不同分子量有机烃类组成复杂混合物的沥青基材料，在常温常压的服役过程中会产生挥发性的有机化合物（即沥青VOC）。沥青路面高温加热或光照（红外线、紫外线等）作用会促进沥青VOC的释放，其VOC排放量占全国VOC总量的25%左右。

VOC（Volatile Organic Compounds）是挥发性有机化合物的简称，主要包括芳香烃、烷烃、卤代烃、硫代烃等，具有挥发性高、活性强、浓度低、危害大等特点，会衍生光化学污染，危害人体健康与农作物生长，已成为世界性公害。目前国内外学者均专注于对沥青材料因受高温加热或燃烧所产生的烟气（即沥青烟和VOC）的组成、危害以及烟气抑制技术的研究。而在收集和分析现场沥青混合料生产过程中产生的VOC方面，室内模拟装置短缺，不利于明确实际沥青混合料拌合施工过程中产生VOC的成分确定和抑制技术研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种沥青混合料成型过程VOC释放量收集分析装置，该装置可以使沥青混合料成型过程发生在一个密闭空间，通过制造负压收集拌合过程中产生的VOC，收集的VOC经过纤维滤膜吸附和有机物溶剂萃取，进行成分、浓度分析。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种沥青混合料成型过程VOC释放量收集分析装置，其特征在于它包括密封箱1、电动机2、搅拌器5、玻璃纤维滤膜9、采样泵10、拌锅12、有机溶剂容器13、第一管14、第二管15；密封箱1内放置有拌锅12，搅拌器5的下部位于拌锅12内，搅拌器5的上端与电动机2的输出轴相连；第一管14的一端与密封箱1内的密闭空间相通，第一管14的另一端与密闭的有机溶剂容器13相通，第一管14上设有空气压力阀8和纤维滤膜9，密闭的有机溶剂容器13内装有有机溶剂11；第二管15的一端与密闭的有机溶剂容器13相通，第二管15上设有采样泵10。

所述的密封箱1的材料为聚四氟乙烯塑料，可在200℃-250℃高温下正常工作，密封箱1的密闭空间尺寸为30cm*30cm*50cm，密封箱1的前面设有可开关的透明的密封门，密封箱1上带透视窗。

所述的第一管（或称预留VOC收集系统管道）14的连接口，材质为不锈钢钢管，位置位于密封箱1的密闭空间右侧面、拌锅口上方5cm处，第一管的直径为0.7cm。

所述的密封箱1上设有PM值检测孔3（预留PM值测定孔），根据采样杆确定PM值测定孔3的孔径为19mm，位于密闭空间右侧拌锅上方5cm处。

所述的密封箱1上设有温度检测孔（预留温度监测孔）7，温度检测孔的直径为0.8cm，位于密闭空间顶端。

所述的搅拌器5为小型搅拌机；电动机2的功率为200W。

所述的拌锅带有油浴加热和保温系统，温度可达200℃，拌锅的尺寸内径为15cm，深为17cm。

所述的纤维滤膜采用玻璃纤维滤膜，用于吸附沥青烟中的粒径比较大的颗粒（固体颗粒和固溶胶）。

所述的有机物溶剂采用环己烷，用于吸收沥青挥发性产物中的气体和气溶胶，收集后进行成分和浓度分析。

本发明使沥青混合料成型过程发生在一个密闭空间，通过制造负压收集拌合过程中产生的VOC，收集的VOC经过纤维滤膜吸附和有机物溶剂萃取，进行成分、浓度等分析。

本装置可以模拟实际生产中沥青混合料从搅拌到摊铺冷却后整个过程，并可以比较不同沥青混合料成型方法对VOC释放的影响，以及分析抑制剂在混合料宏观维度下对VOC释放的抑制作用。所述的模拟实际生产中沥青混合料从搅拌到摊铺冷却后的整个过程，在拌合起始点，收集装置即开始工作，一直持续到沥青混合料自然冷却，收集整个过程的沥青挥发物，进行后续分析；不同沥青混合料成型方法，包括热拌沥青、温拌沥青、冷拌沥青和再生沥青混合料的搅拌成型方法。

分析抑制剂在混合料宏观维度下对VOC释放的抑制作用通过吸附物的质量变化、成分变化和浓度变化来衡量。

通过吸附物的质量变化、成分变化和浓度变化来衡量抑制剂对沥青混合料成型过程中沥青挥发物的抑制作用。