CN103008337A

CN103008337A - 一种有机物污染土壤修复系统及方法

Info

Publication number: CN103008337A
Application number: CN2012105462440A
Authority: CN
Inventors: 谭中欣; 王秋敏
Original assignee: Huazhong Agricultural University
Current assignee: Huazhong Agricultural University
Priority date: 2012-12-16
Filing date: 2012-12-16
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-16
Also published as: CN103008337B

Abstract

本发明公开了一种有机物污染土壤修复系统，包括烟囱和回转窑反应器，回转窑反应器的排烟口与炉腔连接，炉腔与旋风分离器连接，旋风分离器一端与预热通道连接，另一端与返料器连接，返料器与炉腔连接，预热通道依次通过烟气脱硫脱硝净化器和布袋除尘器与烟囱连接，预热通道内设置有空气预热器，空气预热器一端与第一风机相连，另一端分别与回转窑反应器和炉腔连接，回转窑反应器上设置有回转窑修复土壤出口，本发明还公开了一种有机物污染土壤修复方法。本发明充分发挥热脱附技术在修复有机物污染土壤过程中的优势，结合新型的回转窑热脱附结合循环流化床焚烧工艺，使难以修复有机物污染土壤得到迅速修复。

Description

一种有机物污染土壤修复系统及方法

技术领域

本发明涉及土壤有机物污染处理技术领域，更具体涉及一种有机物污染土壤修复系统，还涉及一种有机污染物污染土壤修复方法，适用于有机物污染土壤修复。

背景技术

土壤是人类生态环境的重要组成部分，它对环境具有比较强的敏感性。土壤环境日益恶化结果是由多方面原因造成的,比如农业上大量使用化肥,化学农药的广泛使用,工业废水肆意排放，有毒有害污染物的排放,以及固体废弃物特别是有毒有害固体废物的随意填埋而引起的有毒物质的泄露等。被污染的土壤会通过对地表水、地下水形成二次污染，然后经过土壤-植物系统食物链进入人体，直接危及到人体健康。

按污染物的种类,可将污染土壤分为有机物污染的土壤和无机物污染的土壤。土壤有机污染物指进入土壤环境并造成污染的有机化合物，主要包括石油类、苯系物、农药、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等。涉及有机污染物排放的行业主要有石油化工、炼焦、油漆和涂料制造、农药生产、橡胶制品制造、皮鞋制造、人造板及木质家具制造、汽车及配件喷涂、电子产品制造、炼钢、水泥生产等。此外，我国曾经大量生产和广泛使用过POPs类杀虫剂滴滴涕、六氯苯、氯丹及灭蚁灵等，这些农药尽管已经禁用多年，但土壤中仍有残留。

有机化合物具有较高的土壤-水分配系数，一旦进入土壤以后，其绝大多数会积聚在土壤中。因其不仅难降解，而且毒性大，所以关于有机化合物污染土壤的修复技术成为污染土壤修复技术领域的一大研究热点。

我国受有机污染土壤大多数是因石油开采、化工厂、农药厂等排放处理不当造成的。由于石油开采污染，化工厂和农药厂的厂址迁移等因素，需要对其之前的受污染的场地土壤进行修复处理。考虑到污染土地的另外用途大多是作为居民住宅或其它建设，一方面，与土壤生物修复比较热脱附效率高，修复土壤效果可靠稳定而且部分有机物可回收利用并易产业化；另一方面，对污染土壤的再利用需求比较迫切，其修复周期不宜太长，因此选用热脱附工艺，可以满足有机物污染土壤修复市场的客观要求。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种有机物污染土壤修复系统，还提供了一种有机物污染土壤修复方法，比较有机物污染土壤生物修复技术，本发明充分发挥热脱附技术在修复有机物污染土壤过程中的优势，结合新型的回转窑热脱附结合循环流化床焚烧工艺，使难以修复有机物污染土壤得到迅速修复。为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种有机物污染土壤修复系统，包括烟囱，还包括回转窑反应器，回转窑反应器的排烟口与炉腔连接，炉腔与旋风分离器连接，旋风分离器一端与预热通道连接，另一端与返料器连接，返料器与炉腔连接，预热通道依次通过烟气脱硫脱硝净化器和布袋除尘器与烟囱连接，预热通道内设置有空气预热器，空气预热器一端与第一风机相连，另一端分别与回转窑反应器和炉腔连接，回转窑反应器上设置有回转窑修复土壤出口。

如上所述的回转窑反应器包括筒体和设置在筒体下方的基础，筒体倾斜放置，筒体上端设置有窖尾密封件，下端设置有窖头密封件，筒体上固定套设有大齿圈，基础上设置有用于驱动大齿圈旋转的转动机构，筒体上还套设有轮带，基础上设置有托轮，筒体通过轮带放置在托轮上。

如上所述的轮带为三个，分别固定套设在筒体的两端及中部，大齿圈固定套设在筒体的中部。

一种有机物污染土壤修复系统，还包括设置在轮带两侧的挡轮。

一种有机物污染土壤修复方法，

步骤1、有机物污染土壤从回转窑反应器的窑头给入，使污染的土壤沿着回转窑反应器的筒体连续搅拌滚动进行热脱附，回转窑反应器内的温度为180-300℃，设定回转窑反应器内的压力为负压-5000到-20000Pa。

步骤2、经热脱附之后的有机物污染土壤经由回转窑修复土壤出口排出；

步骤3、回转窑反应器中产生的有机废气通过回转窑反应器的排烟口输送到炉腔进行二次燃烧；

步骤4、经二次燃烧的有机废气温度为850-900℃，并通过预热通道中的空气预热器与第一风机产生的空气进行换热，由第一风机产生的空气经过换热后的一部分输入到回转窑反应器对有机污染土壤进行预热，另一部分依次通过烟气脱硫脱硝净化器、布袋除尘器和烟囱排至大气中。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、利用回转窑来对有机物污染的土壤进行处理，净化后的土壤直接从回转窑出口排出，产生的有机污染气体经由循环流化床焚烧处理，分工明确，充分发挥各自的工艺优势；

2、经循环流化床焚烧处理后的气体，有机污染物消减在90%以上；

3、大大提高了有机物污染土壤的修复效率，修复效率90%以上；

4、适宜大面积受污染土壤的处理修复，时间短，效率高；

5，利用烟气中热量来预热空气并加热污染土壤，工艺优化，节能效率高，如果是修复石油污染等高热值的有机物污染土壤，完全可以达到自热，能量自给，不需要添加任何辅助燃料。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的挡轮结构示意图。

图中：1-窑尾密封件；2-轮带；3-筒体；4-大齿圈；5-托轮；6-转动机构；7-挡轮；8-基础；9-窑头密封件；10-回转窑修复土壤出口；11-炉膛；12-旋风分离器；13-空气预热器；14-返料器；15-预热通道；16-烟气脱硫脱硝净化器；17-布袋除尘器；18-烟囱；19-第一风机；20-第二风机；21-回转窑反应器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种有机物污染土壤修复系统，包括烟囱18，还包括回转窑反应器21，回转窑反应器21的排烟口与炉腔11连接，炉腔11与旋风分离器12连接，旋风分离器12一端与预热通道15连接，另一端与返料器14连接，返料器14与炉腔11连接，预热通道15依次通过烟气脱硫脱硝净化器16和布袋除尘器17与烟囱18连接，预热通道15内设置有空气预热器13，空气预热器13一端与第一风机19相连，另一端分别与回转窑反应器21和炉腔11连接，回转窑反应器21上设置有回转窑修复土壤出口10。

回转窑反应器21包括筒体3和设置在筒体3下方的基础8，筒体3倾斜放置，筒体3上端设置有窖尾密封件1，下端设置有窖头密封件9，筒体3上固定套设有大齿圈4，基础8上设置有用于驱动大齿圈4旋转的转动机构6，筒体3上还套设有轮带2，基础8上设置有托轮5，筒体3通过轮带2放置在托轮5上。

轮带2为三个，分别固定套设在筒体3的两端及中部，大齿圈4固定套设在筒体3的中部。

一种有机物污染土壤修复系统，还包括设置在轮带2两侧的挡轮7。

一种有机物污染土壤修复方法，

步骤1、有机物污染土壤从回转窑反应器21的窑头给入，使污染的土壤沿着回转窑反应器21的筒体3连续搅拌滚动进行热脱附，回转窑反应器21内的温度为180-300℃，设定回转窑反应器21内的压力为负压-5000到-20000Pa。

步骤3、回转窑反应器21中产生的有机废气通过回转窑反应器21的排烟口输送到炉腔11进行二次燃烧；

步骤4、经二次燃烧的有机废气温度为850-900℃，并通过预热通道15中的空气预热器13与第一风机19产生的空气进行换热，由第一风机19产生的空气经过换热后的一部分输入到回转窑反应器21对有机污染土壤进行预热，另一部分依次通过烟气脱硫脱硝净化器16、布袋除尘器17和烟囱18排至大气中。

回转窑内热脱附过程是有机物污染土壤从窑的窑头给入，由于窑有一定的倾斜度，且不断回转，因此使污染的土壤沿着筒体连续向下慢慢滚动。预热空气来自空气预热器，用来加热回转窑中有机物污染土壤，使其温度达到200-300^oC。有机污染土壤在回转窑内经热脱附之后净化的土壤经由回转窑出口排出，热脱附产生的有机废气，导入循环流化床中再进行焚烧洁净处理。

空气预热气体作为循环流化床床料流化风由底部进入流化床炉膛，使回转窑热脱附出来的有机污染气体在燃烧室中沸腾悬浮状态下进行燃烧，使有机污染削减完全，流化床中床料和未燃烬燃料经旋风分离器分离出来由返料器返送回炉膛底部，再次进入炉膛循环燃烧；有机污染气体在循环流化床焚烧生成的烟气经过空气预热器发生换热，一部分预热空气用于加热回转窑内有机物污染土壤，另一部分预热空气作为循环流化床的流化风，流化床焚烧后的烟气经过烟气净化器，再经布袋除尘器收集，最后从烟囱排至大气中。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本申请的保护范围内。

Claims

1.一种有机物污染土壤修复系统，包括烟囱（18），其特征在于：还包括回转窑反应器（21），回转窑反应器（21）的排烟口与炉腔（11）连接，炉腔（11）与旋风分离器（12）连接，旋风分离器（12）一端与预热通道（15）连接，另一端与返料器（14）连接，返料器（14）与炉腔（11）连接，预热通道（15）依次通过烟气脱硫脱硝净化器（16）和布袋除尘器（17）与烟囱（18）连接，预热通道（15）内设置有空气预热器（13），空气预热器（13）一端与第一风机（19）相连，另一端分别与回转窑反应器（21）和炉腔（11）连接，回转窑反应器（21）上设置有回转窑修复土壤出口（10）。

2.根据权利要求1所述的一种有机物污染土壤修复系统，其特征在于：所述的回转窑反应器（21）包括筒体（3）和设置在筒体（3）下方的基础（8），筒体（3）倾斜放置，筒体（3）上端设置有窖尾密封件（1），下端设置有窖头密封件（9），筒体（3）上固定套设有大齿圈（4），基础（8）上设置有用于驱动大齿圈（4）旋转的转动机构（6），筒体（3）上还套设有轮带（2），基础（8）上设置有托轮（5），筒体（3）通过轮带（2）放置在托轮（5）上。

3.根据权利要求2所述的一种有机物污染土壤修复系统，其特征在于：所述的轮带（2）为三个，分别固定套设在筒体（3）的两端及中部，大齿圈（4）固定套设在筒体（3）的中部。

4.根据权利要求2所述的一种有机物污染土壤修复系统，其特征在于：还包括设置在轮带（2）两侧的挡轮（7）。

5.一种有机物污染土壤修复方法，其特征在于：

步骤1、有机物污染土壤从回转窑反应器（21）的窑头给入，使污染的土壤沿着回转窑反应器（21）的筒体（3）连续搅拌滚动进行热脱附，回转窑反应器（21）内的温度为180-300℃，设定回转窑反应器（21）内的压力为负压-5000到-20000Pa。

6.步骤2、经热脱附之后的有机物污染土壤经由回转窑修复土壤出口排出；

步骤3、回转窑反应器（21）中产生的有机废气通过回转窑反应器（21）的排烟口输送到炉腔（11）进行二次燃烧；

步骤4、经二次燃烧的有机废气温度为850-900℃，并通过预热通道（15）中的空气预热器（13）与第一风机（19）产生的空气进行换热，由第一风机（19）产生的空气经过换热后的一部分输入到回转窑反应器（21）对有机污染土壤进行预热，另一部分依次通过烟气脱硫脱硝净化器（16）、布袋除尘器（17）和烟囱（18）排至大气中。