一、任务来源
绵阳至苍溪高速公路位于四川省东北部，绵阳市和广元市境内，是《四川省高速公路网规划（2014-2030年）》8条东西横向路线之一，是川东北地区的高速公路网的重要组成部分，路线总体走向为由西南向东北方向，路面长度共151km，路面总造价为8.3亿元。沥青在温度较高时会产生沥青烟雾，其主要成分是沥青质、树脂、矿物油和一定量的氧、硫、氮、苯的化合物，传统沥青废气处理分为回收类和消除类两大技术，回收类主要为分离法、吸收法、冷凝法等；消除类主要为燃烧法、低温等离子法、生物净化法等，两类传统回收技术大都是单一净化法，废气的成分、浓度等常无法处理到位，由于沥青废气中的成分粒径较小，悬浮在空气中通过人体呼吸进入呼吸系统和血液循环系统，并刺激人体视觉和嗅觉器官，会对从业者及周围居民的身体健康造成极大威胁。沥青烟气的释放不仅对大气环境和人体产生危害，而且会导致沥青性能发生变化，其烟气的释放与性能劣化存在一定关联。沥青烟气释放后，沥青的软化点增大，沥青的粘度指数增大。沥青性能的劣化将会降低沥青材料结构的耐久性、缩减其服役寿命，增加资源与能源的消耗，对环境影响极大。因此项目从实际情况出发，通过实践创新形成了等离子光氧综合处理系统，有效的提高了沥青废气的处理效率，体现出智能化、绿色化、高效化的特点。
二、应用领域和技术原理
1.应用领域
该项目的研究成果主要适用于高速公路、一级公路、市政道路沥青拌合站的施工
2.技术原理
成果1：研发了一种沥青废气综合收集技术
技术原理：沥青拌合站内沥青储存罐、拌合楼、放料仓内所产生的的沥青废气，通过废气管道被统一收集，在放料仓处收集风机和排气口处外排风机的双重负压作用下，废气通过输送管道进入处理系统内。存罐内沥青处于加温的状态下，会一直会发沥青气体，通过沥青罐外废气收集管同意排放至主管道内；沥青拌合楼在拌合沥青料工程中产生的废气以及放料仓内放料产生的废气通过离心风机统一收集、输送至处理系统主管道内。 在沥青拌合站开始拌合工作并开启等离子光氧综合处理设备后，废气收集系统自动进行工作，将废气输送至设备内。在沥青拌合站施工中通过综合管道管道和离心式风机对沥青废气进行收集，保证了沥青拌合站内沥青废气的无死角、覆盖式收集。
成果2：研发了一种沥青废气预处理系统。
技术原理：在沥青废气通过输送管道进入处理系统前，首先通过喷吹机将石灰粉与沥青废气进行混合，利用石灰粉对大颗粒有机质的吸附作用对废气初步降解。首先在喷吹机内加入生石灰粉，通过控制系统控制空压机工作，空压机储存罐与喷吹机相连接，通过电磁脉冲器控制气流喷射时间间隔，将石灰粉状气流吹入废气主管道内与沥青废气混合，形成混合气体；通过石灰喷吹机系统与布袋除尘系统对沥青废气预处理，实现了部分大颗粒有机质的初步收集与过滤。
成果3：创新了低温等离子电离系统。
技术原理：通过低温等离子机产生的高能离子对有机气体进行物理、化学作用，通过电离、离解来激发气体原子与分子间的相互结合，实现了有机气体中的化学键发生断裂，从而达到使其降解的效果。初级电子在电场中获得加速，撞击空气中的氧分子。当能量超过氧分子的电离电位时氧分子迅速离子化。失去电子的氧分子变成正极性氧离子（O2+），而释放的电子又与另一中性氧分子结合变成负极性氧离子（O2－），结果是氧离子的两级分化并吸附中性氧分子形成O2+、O2－、O2等氧聚集的离子群，具有极强的氧化性，可在很短的时间内将污染空气中的有害成分氧化分解为无害的产物和水。
成果4：研发了一种光氧氧化除臭系统。
技术原理：由紫外线灯管发出紫外线光束照射沥青气体，裂解经过电离后废气中残留的有机分子，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物、水、二氧化碳等。利用紫外线高能光束产生臭氧，通过光氧机产生的高能紫外线与臭氧实现了对沥青废气的氧化分解，体现了无化学物质参与的绿色分解方式，保证了分解作用的高效与彻底。
成果5：创新了一种活性炭吸附处理系统
技术原理：活性炭箱由活性炭吸附层、穿孔板等部件组成。经过电离、氧化处理后，沥青废气中的污染物质基本上被降解清除掉，最后气体在外排风机负压的作用下进入活性炭处理，经过利用活性炭吸附作用除去异味机可能残留的杂质，从而使气体达到完全净化的效果。
成果6：研发了一种沥青废气处理碳排放测算评价方法、系统及装置
技术原理：通过构建碳排放计算模型，梳理出指标体系权重，结合碳排放计算模型进行分析和论证，有效地解决了各阶段沥青废气成分及含量的不确定性，有效提高了沥青废气的处理效率。实现了对沥青拌合过程中的废气处理过程的碳排放的全面量化分析和评价。
三、性能指标
低温等离子体协同光氧催化系统在沥青拌合站废气处理施工中具有自动化程度高、废气净化效率高、运行成本低、适应性强的特点，通过模块化处理结构体现出耗电功率小、使用维护便捷、安全可靠的优点。本项目研究的技术成果主要有以下性能指标：
1.等离子光氧系统是通过石灰喷吹机、布袋除尘箱对沥青废气与粉尘进行初步处理，通过低温等离子机对油雾、废气进行降解处理，通过光氧催化机对恶臭气体进行氧化分解处理，通过活性碳吸附箱对气体进行最终的吸附净化，最终使沥青废气达到排放标准。
2.石灰喷吹系统由石灰存储箱、空压风机组、数控系统组成，沥青废气、粉尘通过离心引风引入管道内，在废气、粉尘进入布袋除尘箱之前，石灰喷吹机将石灰粉通过空压机气流喷入管道内与废气混合，通过石灰对沥青废气中油状物质混合进行初步处理，通过数控系统的时间设定保证了压缩器气体的喷入量、喷射间隔从而控制石灰粉的喷涂量。
3.布袋除尘箱由除尘布袋与除尘箱组成，初步处理的废气、粉尘进入布袋除尘箱后通过布袋除尘将石灰粉去掉，对废气进行除尘净化。
4.低温等离子系统是通过脉冲放电产生低温高能等离子，通过高能等离子对沥青废气进行降解，提高了降解速度、保证了降解效果
5.光氧催化系统是利用紫外线与臭氧的双重氧化作用进行废气处理，通过高能紫外线对废气分子进行裂解，通过在外线分解氧分子产生臭氧、利用臭氧对废气进行氧化降解，使废气最终分解成低分子化合物、水和二氧化碳，达到了高效除恶臭的目的，实现了无化学物质的绿色处理过程。
6.研发了一种拌合站沥青废气处理碳排放测算评价方法、系统及装置，通过构建碳排放计算模型，实现了对沥青拌合过程中的废气处理过程的碳排放的全面量化分析和评价。
四、与国内外同类成果比较
针对沥青烟的末端治理，目前主要有回收类技术和消除类技术两类。回收类技术主要有分离法、吸收法、吸附法和冷凝法；消除类技术主要包括燃烧法、低温等离子法、光催化氧化法和生物净化法。从搅拌站烟气的组分、回收价值、二次污染、净化技术的可行性、安全性和经济性等方面考虑，不推荐使用吸收法和膜分离法。对于冷凝法，储罐区可继续沿用该技术；对于吸附法，目前常用的吸附剂是活性炭但由于目前吸附剂的脱附技术不成熟，活性炭需要定期跟换等需要很高的维护费用，如采用其他的吸附剂也需要考虑二次污染的处理问题；生物法处理废气是在污水治理的基础上发展起来的，在国外有一定的应用规模，生物法能耗低，没有二次污染，但生物法占地面积大、净化周期长、对净化环境要求高以及微生物菌群的培养需要耗费较多时间，对整个系统的温度、压强、酸碱环境和碳源等要求严格，其净化周期、运行精细度等不适合生产相对粗放的沥青搅拌站，暂不推荐在搅拌站沥青烟气的净化应用；燃烧法是处理沥青烟气的高效手段，但直接引入烘干滚筒燃烧烟气量大，破坏原有的燃烧——烘干——除尘系统，影响整机的生产效率；低温等离子、UV光催化是目前各搅拌站厂家主推的净化技术，但单一的治理技术难以达到治理要求，需要采用多技术组合对沥青烟气进行净化。
研发了一种沥青废气综合收集技术，通过综合管道管道和离心式风机对沥青废气进行收集，保证了沥青拌合站内沥青废气的无死角、覆盖式收集。
研发了一种沥青废气预处理系统，通过石灰喷吹机系统与布袋除尘系统对沥青废气预处理，实现了部分大颗粒有机质的初步收集与过滤。
创新了低温等离子电离系统，通过电离、离解来激发气体原子与分子间的相互结合，实现了有机气体中的化学键发生断裂，从而达到使其降解的效果。
研发了一种光氧氧化除臭系统，通过光氧机产生的高能紫外线与臭氧实现了对沥青废气的氧化分解，体现了无化学物质参与的绿色分解方式，保证了分解作用的高效与彻底。
创新了一种活性炭吸附处理系统，经过利用活性炭吸附作用除去异味机可能残留的杂质，从而使气体达到完全净化的效果。
研发了一种沥青废气处理碳排放测算评价方法、系统及装置实现了对沥青拌合过程中的废气处理过程的碳排放的全面量化分析和评价。
五、成果创新性和先进性
等离子光氧综合处理系统是由废气收集系统、石灰喷吹系统、布袋除尘系统、低温等离子处理系统、光氧处理系统、活性炭处理系统、排放系统组成，该设备在沥青拌合站废气处理过程中具有智能化、自动化、高效化的特点。等离子光氧综合处理系统解决了热力焚烧法、化学催化法、光催化氧化法、等离子分解法、活性炭吸附法、布袋处理法等单一处理方法存在的处理效率低、成本高、易二次污染、废气不易完全收集的难题。
1.等离子光氧系统是通过石灰喷吹机、布袋除尘箱对沥青废气与粉尘进行初步处理，通过低温等离子机对油雾、废气进行降解处理，通过光氧催化机对恶臭气体进行氧化分解处理，通过活性碳吸附箱对气体进行最终的吸附净化，最终使沥青废气达到排放标准。
2.石灰喷吹系统由石灰存储箱、空压风机组、数控系统组成，沥青废气、粉尘通过离心引风引入管道内，在废气、粉尘进入布袋除尘箱之前，石灰喷吹机将石灰粉通过空压机气流喷入管道内与废气混合，通过石灰对沥青废气中油状物质混合进行初步处理，通过数控系统的时间设定保证了压缩器气体的喷入量、喷射间隔从而控制石灰粉的喷涂量。
3.布袋除尘箱由除尘布袋与除尘箱组成，初步处理的废气、粉尘进入布袋除尘箱后通过布袋除尘将石灰粉去掉，对废气进行除尘净化。
4.低温等离子系统是通过脉冲放电产生低温高能等离子，通过高能等离子对沥青废气进行降解，提高了降解速度、保证了降解效果。
5.光氧催化系统是利用紫外线与臭氧的双重氧化作用进行废气处理，通过高能紫外线对废气分子进行裂解，通过在外线分解氧分子产生臭氧、利用臭氧对废气进行氧化降解，使废气最终分解成低分子化合物、水和二氧化碳，达到了高效除恶臭的目的，实现了无化学物质的绿色处理过程。
6.活性炭吸附箱通过利用活性炭的吸附作用对气体进行最终的过滤，确保气体达到排放标准不含任何杂质，达到安全排放的标准。
7.沥青废气处理碳排放测算评价方法、系统及装置，基于LCA理论，将沥青废气治理系统分为了集料运输、沥青拌合阶段、等离子光氧处理阶段，并对每个阶段进行了边界条件界定。并建立了各阶段的碳排放量化模型及节能减排评估指标体系。
使用该技术成果对沥青废气进行综合处理，保证了废气处理的高效、环保、无二次污染，在使用中具有成本低、适应性强的优点。
六、经济和社会效益
1.经济效益分析
本成果所应用的成绵苍巴高速公路项目路面全长151Km、路面工程总造价为8.3亿元。
通过与常规沥青废气处理方法相对比，等离子氧化综合处理系统选用的设备组合进行了模块化衔接，实现了废气环保处理的最终目的，具有的自动化程度高、环保效率高，废处理效果好、经济效益好的特点。
（1）等离子光氧系统是通过石灰喷吹机、布袋除尘箱对沥青废气与粉尘进行初步处理，通过低温等离子机对油雾、废气进行降解处理，通过光氧催化机对恶臭气体进行氧化分解处理，通过活性碳吸附箱对气体进行最终的吸附净化，最终使沥青废气达到排放标准。
（2）石灰喷吹系统由石灰存储箱、空压风机组、数控系统组成，沥青废气、粉尘通过离心引风引入管道内，在废气、粉尘进入布袋除尘箱之前，石灰喷吹机将石灰粉通过空压机气流喷入管道内与废气混合，通过石灰对沥青废气中油状物质混合进行初步处理，通过数控系统的时间设定保证了压缩器气体的喷入量、喷射间隔从而控制石灰粉的喷涂量。
（3）布袋除尘箱由除尘布袋与除尘箱组成，初步处理的废气、粉尘进入布袋除尘箱后通过布袋除尘将石灰粉去掉，对废气进行除尘净化。
（4）低温等离子系统是通过脉冲放电产生低温高能等离子，通过高能等离子对沥青废气进行降解，提高了降解速度、保证了降解效果。
（5）光氧催化系统是利用紫外线与臭氧的双重氧化作用进行废气处理，通过高能紫外线对废气分子进行裂解，通过在外线分解氧分子产生臭氧、利用臭氧对废气进行氧化降解，使废气最终分解成低分子化合物、水和二氧化碳，达到了高效除恶臭的目的，实现了无化学物质的绿色处理过程。
（6）活性炭吸附箱通过利用活性炭的吸附作用对气体进行最终的过滤，确保气体达到排放标准不含任何杂质.
该系统的应用不仅保证了沥青拌合站废气处理的效果，而且保证了拌合站施工人员及周围居民的人身健康，同时相较于其他单一环保处理工艺，该系统的处理效率要高，在成绵苍巴高速公路产生的综合收益为310万元。本技术项目已成功推广到高东高速公路项目、漳武高速公路南靖段项目、厦门溪东路项目高东高速公路项目、渑淅高速公路项目等工程建设中自行实施转化，取得良好的经济效益，具有很好的推广应用价值。
2.社会效益分析
中铁二十三局集团第一工程有限公司成立了“低温等离子体协同光氧催化系统应用技术”研究小组，经过深入研究形成本专利并投入实际使用，该废气处理系统在沥青拌合站的施工中保证了废气处理环保效果、提高了废气处理效率、降低了处理成本，取得了较好的社会、经济、环保效益。
该技术成果通过排气管道将沥青罐内、放料舱内废气、拌合楼内废气统一集中进行环保处理，做到了施工场地覆盖式的废气处理模式；通过废气初级处理、低温等离子处理、光氧处理以及活性炭处理的综合处理方法，做到了废气处理的系统性、安全性、环保性。
在成绵苍巴高速公路项目沥青施工中，严格按照标准化工地进行现场文明、环保施工，确保施工现场的施工废料、废水、废气能在第一时间得到清理、不乱丢乱弃与排放。在施工过程中注重环保工作，现场环保人员配备齐全，在施工过程中对周边环境进行了有效的保护，环保效益显著，受到了监理单位、业主、地方群众的一直好评。
3.环保效益分析
沥青拌合站施工中通过与传统沥青废气处理方法相对比，一种沥青废气等离子氧化综合处理系统选用的设备组合进行了模块化衔接，实现了废气环保处理的最终目的。
沥青拌合站废气的处理采用了等离子光氧综合处理系统进行施工，通过与其他的传统废气处理法进行对比分析：
（1）等离子光氧综合处理系统具有自动化程度高、废气净化效率高、运行成本低、适应性强的特点，对于各种浓度的废气、各种物质的有机气体均能很好的完成净化处理，在废气处理施工中节省了运行成本、提高了处理效率；
（2）等离子光氧综合处理系统所采用的的废气处理设备进行流水化处理作业，　在废气处理过程中无二次污染、净化效率高，采用的处理方法均为物理原理不消耗能源，真正达到了废气的环保处理。
（3）该系统对周围环境的影响极小，不仅保持了周围原生态的自然环境，同时保证了周边居民生活不受影响，体现了节能环保、以人为本的施工理念。
等离子光氧综合处理系统所采用的的废气处理设备进行流水化处理作业，在废气处理过程中无二次污染、净化效率高，采用的处理方法均为物理原理不消耗能源，真正达到了废气的环保处理。

一、推广应用前景
通过与常规沥青废气处理方法相对比，低温等离子体协同光氧催化系统选用的设备组合进行了模块化衔接，实现了废气环保处理的最终目的，具有的自动化程度高、环保效率高，废处理效果好、经济效益好的特点，在废气处理施工中节省了运行成本、提高了处理效率。
该技术成果通过排气管道将沥青罐内、放料舱内废气、拌合楼内废气统一集中进行环保处理，做到了施工场地覆盖式的废气处理模式；通过废气初级处理、低温等离子处理、光氧处理以及活性炭处理的综合处理方法，做到了废气处理的系统性、安全性、环保性。
该成果是通过石灰喷吹机、布袋除尘箱对沥青废气与粉尘进行初步处理，通过低温等离子机对油雾、废气进行降解处理，通过光氧催化机对恶臭气体进行氧化分解处理，通过活性碳吸附箱对气体进行最终的吸附净化，最终使沥青废气达到排放标准。
该技术成果的应用可以有效避免因沥青废气污染造成的阻工现象，同时可以有效加强沥青的耐久性，减少后期沥青返修费用。该系统的应用不仅保证了沥青拌合站废气处理的效果，而且保证了拌合站施工人员及周围居民的人身健康，同时相较于其他单一环保处理工艺，该系统的处理效率要高。
该废气处理系统在沥青拌合站的施工中保证了废气处理环保效果、提高了废气处理效率、降低了处理成本，取得了较好的社会、经济、环保效益。
二、推广应用措施
1.沥青废气等离子光氧综合处理系统施工技术已推广应用到中铁二十三局施工的其它公路项目建设项目中，进行了推广应用。
2.已在公司内部制定了相应的沥青废气等离子光氧综合处理系统施工技术的相应宣传材料，发表到了网络上，供相关单位进行参考学习。
3.以沥青废气等离子光氧综合处理系统施工技术为依托，授权了发明专利2项，实用新型专利1项，获得了省部级QC成果1项，中国公路建设行业协会优秀工法1项，中铁建2024年优秀工法一等奖中铁建2021年度合理化建议1项。
4.以沥青废气等离子光氧综合处理系统施工技术为依托施工的枣菏高速公路项目获得2022年四川省天府杯银奖。
5.做好宣传报道，通过报刊杂志和媒体向行业领域进行大力宣传。
6.向省各交通建筑领域建设单位推荐，在正在进行的和计划新开工的工程项目上,强力推广应用。