砂石分离机及浆水回收设备在混凝土搅拌站的应用.pdf

砂石分离机及浆水回收设备在混凝土搅拌站的应用 戴会生 ( 中交一航局四公司航保公司， 天津3 0 0 4 5 6 ) 摘 要：本文介绍了砂石分离机及浆水回收设备在混凝土搅拌站的相关应用技术，阐述 了 砂石分离机及浆水回收设备 在混凝土搅拌站的应用技术的节能原理以及技术内容，并分析了其客观的经济效益，验证 了其在节约电力、柴油以及 水资源上的优 势。 关键 词 ：混凝土 ；搅拌 站；砂石 分离；节能；效益 中图分类号：t u 7 5 5 文献标识码：b do i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 6 7 3 - 6 4 7 8 2 0 1 2 0 2 0 2 3 我 国混凝土生产和水泥工业对石灰石的大量消 耗 ，据统计还能维持3 0年 ，天然砂的开采资源 日趋 枯竭 ，品质下降 ，危害增加 。近年来混凝土行业生 产浪费和控制不准确造成的浪 费惊人 ，行业发展现 状反馈 出的数据令人痛惜。 天津滨海新区作为新的经济增长极的定位 ，势必 对节能减排和环境保护工作要 求上升到一个新 的高 度 。中交一航局 四公司航保公司所在地区的周边设 施 日趋完善 ，对企 业的要求也越来越高 。作为国有 企业 ，肩负社会责任 ，引领行业发展既是节能减排 绿 色工艺途径 ，也是 引领整个行业朝着低碳节能环 保发展的社会责任体现 。 1 项 目概况 砂石分 离机及浆水 回收设备在混凝土搅拌站的 应 用 ，这是 中交一航局四公司航保公司公司继防风 抑尘 网安装应用于混凝土搅拌站 、铁尾矿在预拌混 凝土 中的应用项 目之后 的又一项较大的节能减排举 措。这个项 目的实施主要考虑如下几方面的因素。 首先是行业发达地 区的成功做法借鉴 ，包括北 京 、上海和江苏 ，不管各地基于何种背景而采取的 措施 ，但结果都是较好的 ，都是对 企业 员工有利 ， 对社会有利 ，对企业也 有利的 。从短期和 中长期考 虑 ，对废弃混凝土的 自我消化也是势在 必行 。该项 目的实施是 基于对行业发达地 区的经验借 鉴并结合 企业发展的现状 ，在区域内领先的节能减排做法 ， 在行业内走在 了前列。 该项 目的实施主要包括设备的选型 、采购和部分 参数的调整、基础建设、安装调试等。 项 目占地小 ，资金投入不高 ，使用方便 。该项 目 自2 0 1 1 年4 月份开始启动，经过两个月的基建及安装调 试 ，该设备于6 月1 3 日正式投入使用至今，效果 良好。 2 节能原理 通过对未硬化的废弃混凝土的回收( 主要包括客 户使用剩余的混凝土和搅拌运输车清洗罐体产生的 废弃混凝土) ， 将混凝土 的原材料 中的砂石骨料从混 凝土 中分离出来 ，重新和废弃的浆体作为新混凝土 的拌合用水及掺合料进行应用 ，达到对材料的二次 利用 ，减少对天然资源的需求 ，从而实现节省能源 作者简介：戴会生 ( 1 9 7 b - ) ，男，河北承德人，高级工程师，研究方向为水利工程。 8 0 交通节能与环保i e n e r g y c o n s e r v a t i o n e n v ir o n m e n ta l p r o t e c t io n in t r a n s p o r t a t io n 建筑工程 和资源的 目的。 3 技术方案 该项节能技术的主要内容是通过对不可再生资源 的回收利用 ，节省开采、运输以及清理处置排放物 而投入的能源消耗 。另外 ，该设备的节能设计也可 实现对 电能的节省 ，对污染物的全部 回收和生产应 用实现 了对污染物 的零排放 ，达到减排的效果 。具 体实施方案如下。 建立混凝土砂石分离机和浆水 回收设备 ，对生产 过程中形成的废弃混凝土进行水洗和筛分 ，分离出砂 和石，重新作为混凝土生产过程中的骨料二次应用。 而对分离过程 中形成的浆水 ，也就是水、水泥 、粉煤 灰 、磨细矿渣粉和外加剂等的混合物则作为生产用水 和非活性掺合料应用于新混凝土的生产。 技术创新点在于实现了对生产过程中形成的废弃 混凝土的物理分离，并且全部 回收应用于新混凝土的 生产 ，实现零排放 ，通过减少资源的利用进而实现对 能源需求的降低 。较以往仅对砂石分离 回收利用的效 果明显提高 ，经济效益和社会效益也更显著。 技术关键点在于对浆体部分重新应用于混凝土的 可行性技 术研究和实际效果的保障 。针对搅拌站的 实际情 况 ，包括原材料的种类、用量、混凝土 配合 比 、不同的强度等级 、混凝土拌 合物的性能指标要 求、浆水 的浓度 ( 含 固量 )等因素 ，分 离产生 的浆 体中的粉剂物料不作为胶凝材料 ，仅作为填充料使 用 ，只起 到改善混凝土拌合物性 能作用 ，浆体 中的 水在生产 中按含 固量 的比例扣除 ，不改变原 配比 ， 能确保 混凝土 质量为主要原则 。主要的技术研发部 门应 进行 不 同影 响 因素 的试验 研 究 ，积 累试 验数 据 ，形成企业 的生产 质量控制标 准 ( 细则) ，相应 混凝土 的配合比设计依据 普通混凝土配合 比设计 规程j g j 5 5 进行设计计算，应用后的混凝土各项技 术指标符合国家标准 预拌混凝土 g b t1 4 9 0 2 的 2 0 1 2年第 2 期 要求 。另外 ，分离出来的 骨料分为砂和石 ，经过水 洗之后会有一定的含水率 ，在生产应用之前应做好 含水率的准确检测，根据含水量的计算，调整生产 用配合比的实际用水量。 4 节能减排效益分析 以下混凝土浆水回收设备收益分析计算假定搅拌 站使用两台搅拌机 ，年生产混凝土3 o万m ，普通混 凝土 的配合 比，以笔者所在拌和站在为例 ，平均使 用配合比每立方米混凝土材料用量分别为 ：水泥2 4 0 l 【 g ，粉煤灰7 0 l ( g ，磨细矿渣粉 1 2 0 1 【 g ，减水剂8 k g ， 砂8 0 0 k g ，石1 0 0 0 k g ，水1 8 0 1 ( g 。 ( 1 )罐车清洗砂石回收：每站4 0 部罐车，每部罐 车每天清洗2次 ，按罐车装载量7 m ， 残余量2 ，每 年3 0 0 个工作 日计算。 全 年 可 清 洗 搅 拌 运 输 车 回 收 混 凝 土 ： 4 0272 3 0 0 =3 3 6 0 m 。 ( 2 )回收工地残余混凝土：因工地或其他原因， 在混凝土供应 中按每天3 m 混凝土退 回搅拌站 ，无法 转供或再次 使用 ，需要进行 回收处理 。全年可 回收 工地退回混凝土3 3 0 0 = 9 0 0 m 。 以上两项 回收混凝土总量为4 2 6 0 m 。 4 1 节能效益分析 ( 1 )回收混凝土中材料 回收测算 。 a )砂 回收量 ：按回收混凝土 中每立方米中回收砂 0 8吨计算 ，全年可 回收砂0 8 4 2 6 0 = 3 4 0 8 吨。 b )石 回收量 ：按回收混凝土 中每立方米中回收石 1 吨计算 ，全年可 回收石1 x 4 2 6 0 = 4 2 6 0 吨 。 自2 0 0 6 年9 月以来 ，国家一直在不断调整 出口退 税率和加工贸易禁止类商品目录，特别是对 “ 资源 型、高能耗、高污染”的所谓 “ 两高一资”产品的政 策更严。由于石材归属为 “ 两高一资”产品，因而受 到政策的不断调控。我国石材业是一个把天然石材原 料用机械工具来加 工成制品的产业 ，目前阶段我国石 81 建筑工程 材业既充分利用本国资源 ，同时还大量进 口国外石 材原料进行加 工 ，据统计 ，每开采一吨砂石的耗电 量为2 7 5千瓦时 ，使用该 设备后一年 回收 的砂 石 总量为7 6 6 8吨 ，则节约用 电量为2 1 0 8 7千瓦时。 砂石在运输过程 中，若使用全新 的 自卸柴油运输车 满载时( 满载按3 0 吨计 ) ，车辆百公里油耗大约 为4 8 升。砂石运输的平均距离为1 7 0公里，则一年 节约柴油2 0 8 5 6 9 6升 ( 7 6 6 8 3 0 4 81 7 =2 0 8 5 6 9 6 )。 ( 2 )水资源节约用量测算。 使用循环刷车池后，全部 回收水经系统 自动供给 搅拌站进行混凝土生产再次使用 ，清洗水可完全回 收利用 ，水资源得到1 0 0 回收利用。每分钟放水量 为1 m， ，按每次清洗用水量 1 m 计算 ，每站4 0 部罐 车，每部罐车每天清洗2次 ，全年3 0 0个工作 日，全 年可节省用水4 0 x 1 x 2 x 3 0 0 = 2 4 0 0 0 i n 。 。 另外 ，回收水经系统 自动供给搅拌站进行混凝土 生产再次使用的泥浆池 中，做 为生产用水 量。生产 一 立方米混凝土可添 h 3 0 至1 o 0 ，若设计配合 比 的一方用水量为1 8 0公斤 ，按照每生产一方混凝土中 6 0 的用水量计算 ，假定搅拌站使用两台搅拌机 ，年 生产混凝土3 0 万 m ，年节约用水3 2 4 0 0 m 。 以上两项共节约用水5 6 4 0 0 m 。 ( 3 )回收利用的粉剂物料为水泥、磨细矿渣粉和 粉煤灰 ，其 中水泥能耗最高 ，粉煤灰能耗最低 ，中 间材料 为磨细矿渣粉 ，每生产一吨磨细矿渣粉消耗 标煤0 o 1 5吨 ，耗电5 5千瓦时 ( 数据 由磨细矿渣粉 厂家提供)。磨细矿渣粉的运输距离为5 0 k m左右， 因该部 分的单位能耗数据 不便采集 ，该数据仅供参 考 ，并未列入节能项 目当中。 表 1节能效益汇总表 8 2 表 l 中，数据标准取值来源 ： a ) 每开采一吨砂石的耗电量为2 7 5度。数据来 自 ( 矿 山开采要为水泥 工业节能减 排做贡献 作者 曾 学敏 ，发表于2 0 0 7 年 ( 7 ) 中国水泥 ，原文数据 为1 5 4千瓦时 ，取平均值2 7 5 进行计算 。 b ) 全新的 自卸柴 油运输 车( 满载 重量 按3 0吨 计 )，车辆百公里油耗大约为4 8升由中国重汽集团 官网热线服务电话咨询提供。 4 2 经济效益分析 分离机及浆水 回收设备价值为2 1 万元 ，初期的基 建费用为1 1万元。投资金额为3 2万元，设备整体投 入后，年节约各项费用的总额在7 0 8 l 万元。则年经 济效益分析数额为4 0万元。投资额 、银行利息、节 省的金额相减得出投资回收期为7 个月。 ( 1 )回收的砂 ，按材料中砂价格6 2元 吨计算， 全年 回收砂可节 约材料 成本6 2 x 3 4 0 8 =2 1 1 2 9 6 元。回收的石 ，按材料 中砂价格8 0元 吨计算 ，全 年回收石可节约材料成本 8 0 x 4 2 6 0 = 3 4 0 8 0 0 元。 ( 2 )自来水单价 6 5元 m， ，全年洗车节省水费 1 5 6万元。用于混凝土再生产的水 ，全年节约水费 2 1 0 6万元 。 ( 3 )节省其他开支。环保处罚：因使用混凝土 回 收站 ，实现搅拌站废水、废渣 的零排放 ，不会再产 生环保处罚罚款。 4 3 社会效益分析 项 目实施之后，在混凝土生产过程中产生的废弃 混凝土全部得到 回收应用 ，实现零排放 ，对于环境 保护而言是很好的举措 ，在减少对社会 固体废弃物 的排放的同时 ，又节省了天然的不可再生资源 ，利 国利 民。该环保项 目的实施 ，势必对企业的员工有 所 启发和影 响 ，以点带面 ，提高 员工的环保意识 ， 形成环保氛 围，激发更 多的环保举措创新灵感 ，整 体提高环保素质。 ( 下转第8 8 页) 交通节能与环保i e n e r g y c o n s e r v a ti o n e n v ir o n m e n t a l p r o te c t io n in t r a n s p o r t a t io n 建筑工程 表l 统计调查旧设备耗能情况时，3 个月中维修挖 掘机4次 ，费用0 7 5万元 ，维修推土机3次 ，费用 0 5万元 ，据此推算一年的维修费用 ；卷扬机的维修 费用为2 0 1 0 年实际维修费统计结果 。节能措施后收 益=节省设备使用费用+节省能源消耗 费用+节能前 维修费设备购置利息费用一 节能后维修费用。 本项 目节能减排的核心是减少燃油消耗，更多的 使用电力能源。项 目在采取节能减排措施后，该项 目 节省超有消耗8 1 1 4 7吨 ，减少了4 2 0 ，其污染物排 放亦减少4 2 0 ，同时直接经济效益4 6 4 8 1 万元。 5 实施节能降耗措施的意义 根据该项 目的节能措施 ，具体总结为 ：淘汰陈旧 设备、替代高耗能设备 、优化组合设备。 ( 1 )对于工程土石方量大，工程机械相对陈 旧， 耗油量大 ，维修费用高 ，最好的方式就是直接进行 更换 ，用先 进的土 方施 工设 备取代 落后 的陈 旧机 械 ，这样不但能取得较 好的经济效益和环保效益 ， 同时也大大提高 了施工进度，无形中产生 巨大的经 济效益。 ( 2 )对于具有清洁能源优势的地区，应尽量利用 新技术新设备 ，减少碳及有毒气体的排放，采用电 动机械取代传统的燃油机械 ，这样不但能够取得 良 好的经济效益 ，降低成本 、提高进度 ，i 言 j 时还能取 得 良好的环保效益和社会效益。 ( 3 )对于耗油量较大的施工工序 ，除了加快施工 进度 ，缩短 耗能时 间外 ，还可以考虑对现有低耗能 机械进行组合 ，发挥各 自优势 ，同样能够达到施 工 效果。 ( 上接 第8 2 页) 5 结语 在 国外严格的反污染措施使混凝土搅拌站非常重 视混凝土设备洗刷水的 回收使用 ，骨料及水泥浆都 被回收并用于混凝土生