铺路的沥青烟也属VOCs废气！一起解析下沥青烟气的化学组分与污染防治技术.pdfVIP

铺路的沥青烟也属VOCs废⽓！⼀起解析下沥青烟⽓的化学组分与污染防治技术

VOCs管理与技术交流站公众号编辑整理

经过正在铺沥青的道路,⼤家往往屏住呼吸,快速通过,因为味道实在很⼤。

据统计数据显⽰，截⽌2014年底，我国⾼速公路总⾥程已超过11.195万公⾥，位居世界第⼀，其中90%以上为沥青路

⾯，道路沥青的年消耗量已达1500万吨。作为公路建设的主要原材料，沥青是由分⼦量不同的烃类及其衍⽣物组成的混

合物，其中所含的有机烃类化合物，在储存、加⼯、运输、拌合、摊铺、压实以及使⽤过程中，都会产⽣⼀定的挥发⾏

为，损害⼈体健康和污染⼤⽓环境。尤其是在沥青搅拌站附近，沥青烟⽓的污染⼗分严重，甚⾄出现因污染严重被责令

沥青搅拌站关停的报道。

沥青成分

沥青为固态的棕⿊⾊多组分混合物，断裂处有光泽。沥青具有可燃性，加热时呈流动性，并产⽣可燃性蒸汽。按其来源

可分为⽯油沥青、煤焦沥青和⽊焦沥青以及页岩沥青等。

沥青既不能被蒸馏出来，⼜不能完全溶解在已知的⼀些有机溶剂中。研究⼈员使⽤有机溶剂将沥青分离成不同类的组

分，每类组分的化学成分与物理性质相近，但不同类的组分对沥青的基本性质、感温性、粘性都有不同的影响。对于道

路沥青，可⽤正庚（戊）烷将其分离成饱和分、芳⾹分、胶质和沥青质等四类组分。

饱和分通常由直链烃与⽀链烃组成，是⼀种⾮极性的稠状油分。芳⾹分主要指沥青中最⼩分⼦量的环烷芳⾹化合物，它

作为胶溶沥青质的分散介质。芳⾹分和饱和分都为油分，属于沥青中的轻组分，对沥青具有润滑和柔软作⽤，油分含量

越⾼的沥青，软化点较低，针⼊度则越⼤。胶质主要充当沥青的扩散剂或胶溶剂，它与沥青质的⽐例在⼀定程度上决定

着沥青是溶胶还是凝胶的特性。胶质对沥青的延性、粘性都有影响。沥青质被胶质包裹形成胶团，分散在饱和分与芳⾹

分中，形成稳定的胶体溶液。沥青质的存在能够改善沥青的⾼温性能，⼀定数量的沥青质可以保证胶体溶液的稳定性。

⼀般情况下，饱和分和芳⾹分占沥青总量的60％左右，分⼦量在300-500之间；胶质占沥青20-30％，分⼦量范围为

500-1000；道路⽤沥青中沥青质的含量在10％左右，分⼦量⼀般在1000以上。

沥青烟组分

沥青烟主要由⽓、液两相组成。液相部分是⼗分细微的挥发性冷凝物，粒径多在0.1~1.0微⽶之间，⽓相是不同⽓体的

混合物。表现状态多为浓度不⾼⼜极为分散的烟雾。沥青烟⽓还有⼀个特点就是易粘附，在250℃以上易燃爆，沥青烟

混合物。表现状态多为浓度不⾼⼜极为分散的烟雾。沥青烟⽓还有⼀个特点就是易粘附，在250℃以上易燃爆，沥青烟

⽓中⼤部分是沥青蒸⽓，其凝结点较⾼（200℃），因此，在收集和输送及消烟过程中易粘附于管道壁上形成液态⾄固

态沥青，难以消除，造成管道堵塞。

相关实验表明，路⾯摊铺温度达到180℃时，沥青烟中挥发性有机物（VOCs）的浓度最⾼能够达到10-12mg/m3；⽽

当温度上升到200℃时，沥青烟VOCs的浓度最⾼能达到50mg/m3。⼀般情况下，暴露在沥青烟浓度达到0.75mg/L的环

境下达到10-15分钟，⼈体呼吸道和⽪肤黏膜就会感受到剧烈的刺激，即使将浓度降低到0.005-0.01mg/L，也只是将耐

受时间延长到⼏个⼩时。

沥青挥发性有机物的⼀百余种成分中包含咔唑、吡啶、萘、菲、蒽、酚等物质，其中苯并芘类、蒽萘类、吖啶类、吡啶

类、酚类等物质对⼈体健康有严重危害。以实验室模拟氮⽓作为载⽓、180℃下江阴70#沥青产⽣的烟⽓为例，将收集

得到的⽓相和液相经⽓质联⽤⾊谱仪分析测定所得主要成分见下图。

由上图可知，（1）沥青在氮⽓作为载⽓的情况下，烟⽓中的主要成分中有少量单链烷烃类和醇酯类以及氧、氮、硫化

合物，⼤量含有较长⽀链的环烷烃类、烷基苯系化合物等物质。（2）烟⽓中H2S含量较⾼，这主要是由沥青中硫含量

⾼引起。（3）烟⽓易溶于苯（C6H6）、三氯甲烷(CHCl3）、四氯化碳（CCl4）等有机溶剂，具有亲油性和强烈的憎

⽔性。如与空⽓中的氧⽓反应，容易⽣成复杂的液态烃类颗粒物和⽓态烃类衍⽣物，产物中会有3，4苯并芘致癌性物

质、噻吩、吡咯、多环芳烃等复杂的有机化合物。（4）抑制沥青烟⽓的产⽣，主要就是抑制烷类、环烷烃类等物质的

产⽣。

沥青烟⽓污染防治技术

由于沥青路⾯在铺设过程中VOCs释放不集中，不可能全过程中进⾏收集治理。因此，以下主要针对源头控制（原料及

⼯艺技术改进）与搅拌站沥青烟⽓末端治理进⾏详细分析。

源头控制

沥青混合料温拌技术：通过⼀定的办法，在较低温度下对沥青混合料进⾏拌和及施⼯，使沥青的粘度降低，这样可以有

效减少沥青在⾼温下释放的有害⽓体和