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新型沥青防水卷材生产废气治理技术

文档作者：黄刚1 朱晔2 赵永宾3 周冬华1 文档来源： 1．四川蜀羊防水材料有限公司 2冲国建材检验认证集团苏州有限公司3．河北洁天环保设备科技有限公司		点击数：	更新时间： 2021年05月11日
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中国建筑防水
34 China Building Waterproofing
2016年第8期
4月下
DOhl0．15901／j．cnki．1007—497x．2016．08．010
新型沥青防水卷材生产废气治理技术
黄刚1，朱晔2，赵永宾3，周冬华1
(1．四川蜀羊防水材料有限公司，四川成都611200；2冲国建材检验认证集团苏州有限公司，江苏苏州215000；
3．河北洁天环保设备科技有限公司，河北保定071000)
摘要：在改性沥青防水卷材的生产过程中，会产生大量沥青烟气及苯并芘等有毒有害物质，传统的治理方法存在净化效
率低下、二次污染等问题。本文介绍了一种新型沥青防水卷材生产废气治理技术，即采用高压静电捕集与光氧催化相结
合的6级分体式处理工艺，．-j-以实现沥青烟气的高效净化，且无二次污染。
关键词：沥青防水卷材；烟气净化；静电捕集；光氧催化
文章编号：1007-497x(2016)一08—0034—04 中图分类号：TU528．06；TU57+3 文献标志码：A
New Type Fume Treatment Technology for Production of
Bitumen Waterproofing Membrane
Huang Gan91,Zhu Ye2,Zhao Yongbin3,Zhou Donghual
(1．Sichuan Shuyang Waterproof Material Co．，Ltd．，Chengdu，Sichuan 6 1 1 200，China；2．China Building Material Test
&amp;amp;Certification Group Suzhou Company，Suzhou，Jiangsu 215000，China；3．Hebei Jietian Environment
Protection Equipment Technology Co．，Ltd．，Baoding，Hebei 071000，China)
Abstract：A lot of bitumen fume，benzopyrene and other toxic and harmful substances will be generated in the productive
process of modified bitumen waterproofing membrane．Traditional treatment method has the problems of low purification
efficiency and secondary pollution etc．This article introduces a new type
fume disposal technology for the production of
bitumen waterproofing membrane，which is a 6-stage split type treatment technology combining high voltage static gathering
with light—oxidative catalysis．By this treatment，high purification efficiency of bitumen fume is realized，and there is no
secondary pollution．
Key words：bitumen waterproofing membrane；fume purification；static gathering；light—oxidative catalysis
随着我国对环境保护力度的加大，各地陆续出台
了更加严格的环境保护法律、法规和标准。传统粗放
式、高污染的防水材料生产方式面临越来越大的环保
压力。沥青类防水卷材生产过程中沥青的加热、搅拌、
涂布过程会产生大量的工业粉尘和有害气体，对沥青
烟气的收集和治理已成为长期困扰企业的两大难题，
最为常见的现象是：企业花费了大量的资金与人力，
也添置了环保处理设备，但是处理效果始终达不到环
保要求的排放标准。为此，四川蜀羊防水材料有限公
收稿日期：2015—12—15
作者简介：黄刚，男，1972年生，四川蜀羊防水材料有限公司生
产厂长、研发中心主任。主要从事改性沥青防水卷材配方设计
和工艺改进方面的研究。联系地址：611200四川省崇州市元
通工业区。
司联合河北洁天环保科技有限公司共同立项课题《沥
青防水卷材生产废气治理系统技术》，针对沥青烟气
中的污染物，采用高压静电捕集与光氧催化相结合的
6级分体式处理工艺，实现了同时去除油、烟、味，该
技术获得了2015年中国建筑防水行业“技术进步奖”
三等奖。
1污染源分析
改性沥青防水卷材生产过程中产生的沥青烟气
主要由液态焦油和气态焦油组成(熔点多为50℃左
右、凝固点在0℃左右)，主要成分为芳烃及杂环化合
物，如苯并芘、苯并蒽、咔唑等，不仅有难闻的气味，而
且对人体健康也有危害，尤其是以苯并芘为代表的多
环芳烃大多有致癌风险。此外，粉料添加过程也会产
生部分粉尘及各种附着于其上的小分子挥发物。沥
万方数据
2016 No．8 黄刚，等：新型沥青防水卷材生产废气治理技术35
青烟气处理的环保改进，必须从原材料、生产工艺、生
产设备、收集方式和处理设备，全方位、多角度考虑。
2生产原材料
改性沥青防水卷材的主要原材料包括：沥青、溶
剂油、改性剂、填充料等。目前，国内防水卷材生产企
业多采用废机油作溶剂油、使用大量的废胶粉代替部
分SBS改性剂、采用滑石粉作填充料，这些原材料正
是污染产生的主要来源。因此，优选各种原材料是降
低沥青类防水卷材烟气污染的关键。具体做法介绍
如下：1)优先选用低烟、低温沥青，同时严格控制其加
热损失指标(200℃的蒸发损失≤0．3％)，从源头上降
低排放浓度，为后续治理降荷。2)溶剂油应优先选用
高沸点、低挥发分的基础油，同时严格要求加热损失、
倾点、低温凝点等性能指标；杜绝使用废机油(使用废
机油作溶剂油，不仅会造成严重的环境污染，还会导
致改性沥青防水卷材质量下降)。3)改性剂尽量选用
粉状热塑性丁苯橡胶SBS，少用或不用废胶粉(废胶
粉中含有苯、硫化物等有害物)；如确需添加部分胶
粉，则应该采用细度60目以上的脱硫胶粉。4)填充料
以滑石粉为主，但应适当控制其添加量。
3工艺条件
沥青混合料温度应控制在200℃以内。生产工艺
控制以低温搅拌、多次研磨分散为主(高温降黏、强制
搅拌分散的工艺方式会导致沥青、油类、橡胶类低分
子物质大量逸出)。根据笔者多年的生产实践经验，
采用粒径较小的改性剂(如粉状SBS、60目以上脱硫
胶粉)，温度控制在180℃左右，粉料分散后经胶体磨
研磨两遍时，沥青改性效果最佳。
4环保集气系统
在沥青防水卷材的生产过程中，沥青烟气的主要
产生点为浸油池、涂油池、搅拌罐等处。
在生产车间浸油池、涂油池等易产生烟气的部
位，设置负压式吸烟罩、下沉式吸烟口对烟气进行集
中收集(图1)，每个吸烟罩顶部安装一台变频调速风
机，风机转速可根据烟气产生的大小进行调节。同时，
吸烟罩收集后仍有少量散逸部分形成无组织烟气，通
过设置铝合金房进行全密封，将无组织烟气转化成有
组织烟气进行充分收集。
1一风机(功军：3 kW)；2一F沉式吸烟口；3—铝合
金房吸烟罩；4一浸油池；5一涂油池
图1浸油池、涂油池部位的烟气收集
搅拌罐自身密封性较好，只需在观察口加密闭烟
气收集罩即可。烟气罩上部同样设置变频调速风机，
风机风速根据烟气大小进行调节。烟气管道上安装
止回阀门，阻止正压推送的烟气通过其他搅拌罐的烟
道产生回流。需要注意的是，改性沥青防水卷材生产
时，搅拌罐粉料添加多采用加料口直接添加的方式，
这种添加方式会产生大量扬尘，这些扬尘会随环保管
道内气流送人烟气处理装置，增大后续废气净化系统
的处理负荷、降低处理能力。新型废气处理系统的粉
料添加采用螺杆强制喂料的方式，基本杜绝了扬尘的
产生，大幅降低了环保处理装置的负荷(图2)。
I一划、官迫；2一风机；3一粉尘；4--}Iic回；5--粉
料输送管道；6一自然下料；7一烟气；8—强制喂料
图2老式加粉料系统(左)与新型强制喂料系统(右)对比
通过上述分析可以发现，老式环保集气设备单独
依靠大功率风机负压吸气，烟气和新鲜空气进入量无
法控制，无重点收集。而且，由于风量大、流速快，导
致烟气处理不彻底等诸多缺陷。新型环保集气系统
在每个收集点采用独立的变频调速风机，有针对性地
万方数据
中国建筑防水2016 No．8
对各个烟气产生点产生的烟气进行收集。同时，对烟
气进行正压推送，减小风量、风速，以利于后端废气净
化系统充分、完善、彻底地对污染物进行处理。
5废气净化系统
经烟气收集系统收集到的沥青废气还需采用适
当的方法进行净化处理与回收，业内常用的方式是水
喷淋吸收+活性炭吸附法。该工艺对颗粒物和沥青烟
的处理效果基本达到国标排放限值40 m∥m3,但远高
于北京地标规定的10 mg／m3排放限值；而对苯并芘
和非甲烷总烃的处理效果严重超标。
新型沥青防水卷材生产线将沥青搅拌罐粉料添
加方式改进为强制喂料后，大大减少了进入废气净化
系统的粉尘等颗粒物总量。在前工序、设备等系统大
幅减少污染物的同时，配合采用高压静电捕集与光氧
催化相结合的6级分体式处理工艺，实现了沥青烟气
的达标排放(图3)。
二3 4 5 6
烟气喷淋冷凝塔；2一水f7tj，高塔；3濉』帅l
jiL『苛『E静f也II、m峻ii；爷fE器：4～一n J袋过i虑j持：
5一光氧催化净化塔；6一臭氧中和罐
图3新型废气净化系统工艺流程图
1)烟气喷淋冷凝塔。沥青烟气中含有的粉尘、油，
采用喷水雾的方式以增大烟气颗粒直径，并将烟气中
部分污染物转移到喷淋液中。烟气管道也安装喷淋
装置，主要作用是冷却烟气，并把部分油污和颗粒物
冲洗下来，防止管道堵塞，同时起到防火作用。
2)水汽分离塔。利用多孔介质，对沥青废气进行
预处理，如拦截过滤颗粒物和油，使沥青烟气中的焦
油细雾液滴相互碰撞、吸附、沉淀，为高压静电废气净
化器提供一个高效的运行环境。
3)湿式恒流高压静电废气净化器。高压静电废
气净化器主要是利用静电作用产生高能电子自由基
活性粒子，激活、电离、裂解沥青废气中的烟及残留的
油等组分，使其分子链断裂，分解成小分子，从而达到
净化目的。
4)布袋过滤塔。布袋过滤塔内置200条采用纤维
编制的布袋，并利用这些布袋捕集沥青废气中的固体
颗粒物，布袋长度为6 m，单次过滤面积可达450 mz
以上。作用原理是：粉尘颗粒在经过滤布纤维时，在惯
性作用下与纤维碰撞而被拦截，粉尘被阻留的同时气
体得到净化，为后续光氧催化装置提供一个高效的运
行环境，也保证了最终排放气体内的颗粒物指标满足
标准要求。
布袋过滤塔带有自动反吹系统，自动反吹时采用
瞬间高压气流，不会对管道内废气造成回流。
5)光氧催化净化塔。光解催化净化塔利用高能高
臭氧uV—C光束与空气中的氧反应产生臭氧，再通过
臭氧与恶臭化合物进行氧化反应，生成水和氧等低分
子化合物，烟道中的异味也随之消除。整个分解氧化
过程可在l一3 S内完成。
光解催化净化设备能高效去除各种挥发性有机
物(voc)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类主要污染物
以及各种恶臭气体，除味效率最高可达95％以上。光
氧催化净化塔内采用120根150 W的高臭氧紫外直
灯管，灯管长度为1 m，使用寿命可达16 000 h。灯管
材质为石英玻璃，耐高温可达1 200℃。灯头材质为
陶瓷，耐高温可达200℃。
6)臭氧中和罐。利用高浓度臭氧对沥青废气中的
恶臭气体进行分解后，气体中会有部分过量臭氧需在
排放前完全消除。因此，在环保废气处理设备的最后
工序设置臭氧中和罐，通过双层处理工艺中和过量的
臭氧：一是往中和罐中通人新鲜空气，通过空气流动，
冲淡臭氧浓度，最终实现消除；二是在中和罐内通导
热油，加温到100℃左右后恒温，在此温度条件下臭
氧会迅速还原成氧气。
6环保效益分析
老式水喷淋+活性炭吸附法与新型电捕+光氧法
对沥青废气的处理效果对比见表1。可以发现，新型
环保处理设备对颗粒物、沥青烟、苯并芘、非甲烷总烃
等污染物的处理效率全部达到95％以上，均超过老
式水洗处理法。同时，新型环保废气处理系统不使用
活性炭，不会造成二次污染。
7结语
万方数据
2016 No．8 黄刚，等：新型沥青防水卷材生产废气治理技术37
表1老式废气处理系统与新型环保废气处理系统处理效果对比
产生浓度排放浓度北京地标／(mV矿m3) 处理效率
项目处理方式
／(mg／m3) (me；，m3) I时段Ⅱ时段，％
水洗+吸附法4．43 99．1
颗粒物529 20 10
电捕+光氧法≤2．5 ≥99．6
水洗+吸附法12．1 98．1
沥青烟634 20 10
电捕+光氧法5-30 99．16
水洗+吸附法3．7x10。4 66．3
苯并芘1．1×10一3 0．10x104
电捕+光氧法≤1．10x10’5 ≥99
非甲烷水洗+吸附法50．86 37．5
81．37 40 10
总烃电捕+光氧法3．12 96_2
新型废气净化系统采用电捕与光氧化相结合的
【3】
6级分体式处理工艺，通过优先选用环保原材料，从
源头上减少粉尘、烟气等污染物的产生，配合集气罩
等收集方式和电捕+光氧法的后续处理，不仅大大降
低了能耗，还提高了环保设备的处理效率。该
处理工艺处理过程无任何机械动作，无需专人
管理，只需定期检查，因而运行成本较低、资源
消耗少，且不会产生二次污染，节约了治理资
金。
参考文献：
[1】巢文革．沥青烟气治理方法探讨[J1．中国建筑防
水。2005(12)：35—37．
[2]徐兆康，俞天旭，尹丞．沥青烟气净化技术的应用
研究[J】．上海应用技术学院学报(自然科学版)，
2010。1(10)：15—17．
田冠飞，冯胜利，郑凤礼，等．改性沥青防水卷材生产废气
处理系统的研制与应用『J1．中国建筑防水，2015(4)：31—38．
(编辑：夏琴)
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(上接第33页)
水泥凝胶抹平封边一图9为搭接示意图
．俩州刚m猢?K ．≥吵—氯—权^壮
似孙⋯；t 捌Ⅲ、州7i⋯州，¨生
图9搭接示意
4．7自检、清理、修整
检查所有卷材表面有无撕裂、刺穿、气泡等情况。
若需维修，先将缺陷部位清理干净，并严格按缺陷部
位尺寸重新再铺贴卷材，边缝用密封胶封边处理。施
工中自检要点如下：
I)施工卷材防水层的基层应坚实，表面应洁净、
平整，不得有空鼓、松动、起砂和脱皮等现象；
2)卷材防水层的搭接缝应粘结牢固，密封严密，
不得有皱折、翘边和鼓泡等缺陷；
3)防水层的收头应与基层粘结并固定牢固，缝口
封严，不得翘边；
4)卷材搭接宽度的允许偏差为±10 mm。
5注意事项
1)相邻两排卷材的短边接头应相互错开300 mm
幅宽以上，以免多层接头重叠而使卷材粘贴不伏贴。
2)若施工中卷材部位受到污染，可用干净的湿布
清洁卷材。
3)严禁雪天施工；5级风及以上时不得施工；施
工中途遇下雨、下雪天气，应及时做好已铺卷材周边
的防护工作。
4)防水层在未做保护层前，不得在防水层上进行
其他施工作业或直接堆放物品。
5)反应型湿铺防水卷材层采用冷作业施工，材料
进入工作面后不得以任何形式动用明火，如有钢筋焊
接产生火星，则焊接处卷材面需设临时保护措施。
6)卷材铺设完成后，要注意后续的保护，以避免
对防水层产生破坏。
6结语
地下工程中渗漏现象非常普遍，严重制约了地下
空间的开发，甚至影响到了城市安全。在地下工程中，
采用自防水混凝土结合反应型湿铺自粘防水卷材，刚
柔结合，合理施工，可解决地下工程的渗漏水隐患，提
高建筑结构的安全性。
参考文献：
【1] 总参工程兵科研三所．GB 50108--2008地下工程防水技
术规范【S】．北京：中国计划出版社，2008．
【2】山西建筑工程(集团)总公司．GB 50208--2011地下防水工
程质量验收规范[s】．北京：中国建筑工业出版社，201 1．
【3】建筑材料工业技术监督研究中心．GB 23441--2009自粘
聚合物改性沥青防水卷材【s】．北京：中国标准出版社，
2009．
(编辑：潘文亮)

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