CN102615097A - 烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污染土壤处理技术，旨在提供一种烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统。该系统包括自清式桨叶干燥机、导热油泵、热交换器，在自清式桨叶干燥机的壳体上侧设有抽气口，抽气口连接除尘器，除尘器的下出口连接给料机；除尘器的上出口连接喷淋塔，喷淋塔连接引风机，引风机连接排气筒；热交换器置于另一独立的热脱附装置尾部烟气通道内，并以热脱附装置排放的尾气作为换热介质。本发明集土壤干化和尾气处理于一体，采用独立的热脱附装置尾部烟气作为干化机导热油的热源，易于现场施工安装，充分利用了低品位热源，减低了土壤干燥过程中的能源消耗，节约能源；整个系统结构紧凑，占地小，干燥速度快，可连续运行。

Description

烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统

技术领域

本发明涉及一种持久性有机污染物污染土壤处理处置设备。更具体的说，本发明涉及一种烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统。

背景技术

随着经济发展及公众环保意识提高，特别是斯德哥尔摩公约签订后，持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)引起的污染受到了高度重视。由于历史原因，我国当前有大量的土地受到了持久性有机污染物的污染，如多氯联苯及多种杀虫剂等。以电力行业使用的多氯联苯为例，由于处理技术限制，大量的含多氯联苯废物被封存于各类储存点中。许多的储存点已经达到或超过其设计年限，多氯联苯已泄露至环境中，造成严重的土壤污染，成为环境隐患。对于污染的土壤，迫切需要采取治理措施，防止污染进一步扩大和加重。

热脱附技术是当前最广泛应用于持久性有机污染物污染场地修复的技术。国外热脱附技术研究开发较早，当前已发展了多代技术并开发了不同形式的热脱附装置。而我国当前尚无规模化的热脱附工程应用。热脱附过程中，为保证土壤中持久性有机物去除彻底，需将土壤加热到较高温度，排放的烟气温度很高，如直接排放，这一部分热量未得到充分利用。无论是低温热脱附或高温热脱附，都需要对污染土壤进行一定的预处理，将土壤中水分降低至一定程度，同时将土壤破碎为较小颗粒，以降低能源消耗和促进热脱附进行，减轻热脱附后空气污染控制处理设施负荷。

根据持久性有机污染物污染土壤性质以及热脱附装置的结构，本发明提出了一种持久性有机污染物污染土壤处理处置设备，即烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统。文献检索表明，当前无和本专利类似内容报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，针对持久性有机污染物污染土壤性质，提供一种烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统，包括土壤干化部件，其特征在于，还包括尾气处理部件；所述土壤干化部件包括给料机、自清式桨叶干燥机、导热油泵和热交换器，所述尾气处理部件包括除尘器、喷淋塔、引风机和排气筒。

所述自清式桨叶干燥机具有圆柱形壳体，壳体内部设置连接传动机构的空心热轴，空心热轴的两端分别设置连接热交换器的导热油进口和导热油出口；空心热轴上设置若干组桨叶，桨叶呈双叶斜置分布；每两组桨叶之间设一个自清式刮条，自清式刮条的两端固定在干燥机壳体的内壁上，其中部是与空心热轴外径相对应的拱形结构，并与空心热轴互不接触；所述壳体一端的上部设置外接给料机的湿土壤进料口，另一端的下部设置干土壤出料口；壳体的外部设有夹套层，夹套层两端的导热油进口和导热油出口均通过管道连接热交换器，导热油泵设于其中一个管道上；

在所述自清式桨叶干燥机的壳体上侧设有抽气口，抽气口连接除尘器，除尘器的下出口连接至所述给料机；除尘器的上出口连接喷淋塔，喷淋塔连接引风机，引风机连接排气筒；

所述热交换器置于独立的热脱附装置尾部的烟气通道内，并以热脱附装置排放的尾气作为换热介质。

热脱附装置是另外一个独立装置，包括土壤给料机、热脱附器、尾气处理装置和烟气通道等基本组成部件，其连接关系为土壤给料机连接热脱附器，热脱附器连接尾气处理装置，尾气处理装置连接烟气通道。热脱附装置用于将本发明干燥后的土壤加热至350～650℃(加热温度由持久性有机污染物种类决定)，以彻底去除土壤中的持久性有机物，这一过程将产生高温的烟气。本发明利用热脱附装置排出的高温烟气作为热源，提高了能量整体利用效率。本发明可视为热脱附装置的一种预处理装置。

作为一种改进，所述自清式刮条垂直于空心热轴布置。

作为一种改进，所述空心热轴是1根。

作为一种改进，所述每一组桨叶的数量是2片，且每组桨叶之间呈夹角为60度的分散型布置。

作为一种改进，所述桨叶为直板条形，并垂直安装于空心热轴上。

作为一种改进，所述桨叶的横断面与空心热轴中心线的夹角为45度。

作为一种改进，所述除尘器为旋风除尘器。

作为一种改进，所述喷淋塔为填料塔。

本发明中，持久性有机污染物污染土壤从湿土壤进料口进入自清式桨叶干燥机。导热油在干燥机外部夹套层及空心热轴内流动。空心热轴以恒定速度转动，带动土壤在腔体内部前进时为桨叶及腔体壁面加热，并被破碎成较小颗粒。干燥后的土壤经干土壤出料口排出。土壤中的水挥发出来，并通过抽气口进入旋风除尘器及喷淋塔，最终经排气筒排出。导热油进出口均连接热交换器，热交换器置于独立的热脱附装置尾部烟气通道内。本发明的烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统，充分利用烟气余热等低品位热源，结构简单、能耗低，持久性有机污染物无扩散，不产生二次污染，降低土壤热脱附装置能耗20％以上。

本发明的烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统，集土壤干化和尾气处理于一体，其有益效果是：

1)采用独立的热脱附装置尾部烟气作为干化机导热油的热源，易于现场施工安装，充分利用了低品位热源，减低了土壤干燥过程中的能源消耗，节约能源。

2)采用自清式桨叶干燥机，整个系统结构紧凑，占地小，干燥速度快，可连续运行。

3)利用自清式刮条解决污泥粘壁问题，同时实现土壤的干燥和破碎，有利于其后热脱附过程进行。

4)以导热油为传热介质，加热均匀，传热效率高，加热温度容易控制。

5)加热温度较低，防止持久性有机污染物在土壤加热过程中挥发，尾气处理设施可有效控制干燥烟气中的持久性有机污染物。

附图说明

图1是系统工艺流程图；

图2是干燥机剖面结构示意图；

图3是干燥机搅拌桨立体结构图；

图4是干燥机搅拌桨轴向立体图；

图5是干燥机搅拌桨侧面立体图；

图中：1.给料机，2.湿土壤进料口，3.桨叶，4.抽气口，5.自清式刮条，6.导热油出口，7.导热油进口，8.传动装置，9.导热油进口，10.夹套层，11.空心热轴，12.干土壤出料口，13.导热油出口，14.导热油泵，15.热交换器，16.旋风除尘器，17.喷淋塔，18.引风机，19.排气筒。

具体实施方式

参考附图，下面将结合实施例对本发明进行详细描述。

图1给出烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统的工艺流程图，由土壤干化部件及尾气处理部件组成。

土壤干化部件包括给料机1、自清式桨叶干燥机、导热油泵14、热交换器14，尾气处理部件包括除尘器16、喷淋塔17、引风机18、排气筒19；给料机连接自清式桨叶干燥机，自清式桨叶干燥机的圆柱形壳体内部安设空心热轴11，空心热轴11上设置若干组桨叶3，桨叶3呈双叶斜置分布，每两组桨叶3之间设自清式刮条5，实现桨叶3的自清能力；空心热轴11的两端分别连接导热油进口7和导热油出口13；圆柱形壳体外部为夹套层10，其两端设有导热油进口9和导热油出口6。壳体上部设有湿土壤进料口2，下部设有干土壤出料口12；空心热轴11和夹套层10的导热油进出口均通过管道连接热交换器15，导热油泵14设于其中一个管道上。圆柱形壳体外部设有抽气口4，抽气口4连接除尘器16，除尘器16下出口连接给料机1，旋风除尘器16上出口连接喷淋塔17，喷淋塔17连接引风机18，引风机18连接排气筒19。

持久性有机污染物污染土壤从湿土壤进料口2进入自清式桨叶干燥机。导热油在干燥机外部夹套层10及空心热轴11内流动。空心热轴11以恒定速度转动。内部腔体土壤填充率为0.3～0.7，空心热轴11转动，带动桨叶3运动，污染土壤在腔体内部前进时为桨叶3及腔体壁面加热。由于抽气作用，腔体内部气压降低，水沸点降低。污染土壤被加热至110-130℃，并被桨叶3及自清式刮条5破碎成较小颗粒。污染土壤中水蒸发出来，通过抽气口4进入除尘器16并去除气体中的少量尘粒。除尘器16捕集的尘粒被重新送至给料机1。除尘后的气体进入喷淋塔17，通过喷水将水汽冷凝，少量不凝气体经排气筒19排出。污染土壤干燥过程中，因加热温度较低，土壤中持久性有机物基本不蒸发，干化后土壤含水量降低至设定值。

空心热轴上直板条形桨叶3的横断面和热轴中心线夹角为45度(图5)，桨叶3斜置使得污染土壤可以在桨叶3推动下向出料方向移动；桨叶3相互之间成60度角，每隔2片桨叶设置一个自清式刮条5。自清式刮条5可阻止土壤在干化过程中黏结在中轴及桨叶3的叶片上，防止结垢及其引起的机械损坏，同时可以一次性实现污染土壤的干燥和破碎。干燥后的土壤经干土壤出料口12排出。

最后，还需注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想出的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统，包括土壤干化部件，其特征在于，还包括尾气处理部件；所述土壤干化部件包括给料机、自清式桨叶干燥机、导热油泵和热交换器，所述尾气处理部件包括除尘器、喷淋塔、引风机和排气筒；

所述自清式桨叶干燥机具有圆柱形壳体，壳体内部设置连接传动机构的空心热轴，空心热轴的两端分别设置连接热交换器的导热油进口和导热油出口；空心热轴上设置若干组桨叶，桨叶呈双叶斜置分布；每两组桨叶之间设一个自清式刮条，自清式刮条的两端固定在干燥机壳体的内壁上，其中部是与空心热轴外径相对应的拱形结构，并与空心热轴互不接触；所述壳体一端的上部设置外接给料机的湿土壤进料口，另一端的下部设置干土壤出料口；壳体的外部设有夹套层，夹套层两端的导热油进口和导热油出口均通过管道连接热交换器，导热油泵设于其中一个管道上；

在所述自清式桨叶干燥机的壳体上侧设有抽气口，抽气口连接除尘器，除尘器的下出口连接至所述给料机；除尘器的上出口连接喷淋塔，喷淋塔连接引风机，引风机连接排气筒；

所述热交换器置于另一独立的热脱附装置尾部烟气通道内，并以热脱附装置排放的尾气作为换热介质。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自清式刮条垂直于空心热轴布置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空心热轴是1根。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每一组桨叶的数量是2片，且每组桨叶之间呈夹角为60度的分散型布置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述桨叶为直板条形，并垂直安装于空心热轴上。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述桨叶的横断面与空心热轴中心线的夹角为45度。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述除尘器为旋风除尘器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷淋塔为填料塔。

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