CN104785515A - 两段式绞龙间接热脱附装置 - Google Patents

两段式绞龙间接热脱附装置 Download PDF

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Abstract

一种两段式绞龙间接热脱附装置，属于一种污染土壤修复装置，包括上下布置的上橇和下橇，上橇内设有上层热解吸室、进料斗、进料锁气器、空预器、鼓风机、第一急冷喷淋塔、第二急冷喷淋塔、除雾塔以及引风机，下橇内设有下层热解吸室、活性炭过滤罐、燃烧室、出料斗以及出料锁气器，上层热解吸室内设有第一绞龙，上层热解吸室外面套有上层烟气夹套，下层热解吸室内设有第二绞龙，下层热解吸室外面套有下层烟气夹套。本发明在处理有机污染土壤或汞污染土壤时，不但处理能力大、污染物去除率高、运行成本低，而且体积较小、便于运输和安装。

Description

两段式绞龙间接热脱附装置
技术领域：
本发明涉及一种污染土壤修复装置，具体讲是一种两段式绞龙间接热脱附装置。
背景技术：
土壤是人类赖以生存的重要自然资源，也是人类生态环境的重要组成部分。随着社会技术经济的发展，人们生活水平、健康水平的不断提高，对实现绿色环境提出了更高的要求，治理环境污染也成为城市建设的重要课题。随着产业结构的调整，许多城市中原来处在主城区的工业企业倒闭或搬迁，遗留下大量高污染土壤，包括大量有机污染土壤，会污染到周边大气和水，给人们生活、健康产生不良影响，这些受到污染的场地必须经过土壤修复才能投入新的用途，因此对有污染的土壤进行修复治理成为环境保护的重要内容。
土壤修复一直是国际上的难点和热点研究课题，我国国内一些高校和科研部门已经意识到国家未来的需求、政策导向，预见到未来产业发展的巨大空间，所以在技术和管理等领域上做了相关工作。
对于有机污染土壤或汞污染土壤的修复，热脱附技术是主要的污染土壤修复技术之一，该技术是用直接或间接的热交换加热，使土壤中污染组分达到足够的温度，使其蒸发并与土壤媒介相分离的过程。分离后的污染组分再通过焚烧、吸附或化学反应等方式进行进一步处理。热脱附装置中的热量传递媒介通常为空气、燃烧烟气、惰性气体、高温蒸汽、导热油或熔盐等，热脱附过程是土壤中污染组分从固相或液相热传递进入气相的物理过程。
公开号为CN103203355A的发明公开了一种涉及污染土壤的异位热脱附处理方法。将污染土壤进行筛分、破碎、打堆，污染土壤土堆厚度均匀，污染土壤下置静压室，污染土壤用密闭保温层覆盖，并在密闭保温层覆盖面上方设有抽提主管，并联管道处设有切换阀门。其目的是为了解决污染土壤修复再生过程中热处理技术能源消耗高及浪费的问题而设计的发明。
公开号为CN103341486A的发明公开了一种污染土壤电磁热脱附系统。该系统包括滚筒式电磁热脱附器、电磁加热控制系统、滚筒转速控制系统、换热器和尾气净化系统。其目的是保证从污染土壤中挥发出的有机污染物被及时带出滚筒式电磁热脱附器，经过与冷空气进行热交换的尾气温度将下降，通过尾气出口经管路进入尾气净化系统中的湿式除尘器，之后进入活性炭吸附器。
公开号为CN104096709A的发明公开了一种用于修复汞污染土壤的热脱附装置。该装置包括进料系统、回转窑加热系统、除尘系统、降温冷凝系统、尾气过滤系统、气体排放系统、冷凝液收集系统、沉淀过滤系统、土壤冷却系统和出料系统。此发明专为汞污染土壤而设计，从而修复被汞所污染的土壤。
以上三项专利均为现有热脱附技术上进行的部分改进，公开号为CN103203355A的专利虽然能部分降低能耗但是由于物料不搅动，修复周期长、部分修复不到位的缺点。公开号为CN103341486A的专利采用二次能源电作为能源进行加热，具有处置成本高且滚筒密封困难的缺点。公开号为CN104096709A的专利采用回转窑作为主要热脱附设备，但是采用直接加热需要尾气二次处理，设备复杂、体积庞大，运输和安装不方便、并具有运行成本高、存在二次污染隐患的缺点。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，提供一种在处理有机污染土壤或汞污染土壤时，不但处理能力大、污染物去除率高、运行成本低，而且体积较小、便于运输和安装的两段式绞龙间接热脱附装置。
本发明的技术解决方案是，提供一种两段式绞龙间接热脱附装置，包括上下布置的上橇和下橇，上橇内设有上层热解吸室、进料斗、进料锁气器、空预器、鼓风机、第一急冷喷淋塔、第二急冷喷淋塔、除雾塔以及引风机，下橇内设有下层热解吸室、活性炭过滤罐、燃烧室、出料斗以及出料锁气器，上层热解吸室内设有第一绞龙，上层热解吸室外面套有上层烟气夹套，下层热解吸室内设有第二绞龙，下层热解吸室外面套有下层烟气夹套，进料斗的出口与进料锁气器的入口连接相通，进料锁气器的出口与上层热解吸室左端上面的进料口连接相通，上层热解吸室右端下面的出料口通过管道与下层热解吸室右端上面的进料口连接相通，下层热解吸室左端的出料口与出料斗的入口连接相通，出料斗的出口与出料锁气器的入口连接相通，燃烧室上面的烟气出口与下层烟气夹套左端下面的入口连接相通，下层烟气夹套右端上面的出口通过管道与上层烟气夹套右端下面的入口连接相通，上层烟气夹套左端上面的出口与空预器连接相通，鼓风机与空预器连接相通，空预器通过管道与燃烧室连接相通，上层热解吸室中部上面的蒸汽出口与第一急冷喷淋塔的入口连接相通，第一急冷喷淋塔的出口通过管道与除雾塔的入口连接相通，下层热解吸室左部上面的蒸汽出口与第二急冷喷淋塔的入口连接相通，第二急冷喷淋塔的出口通过管道与除雾塔的入口连接相通，除雾塔的出口与引风机的入口连接相通，引风机的出口通过管道与活性炭过滤罐的入口连接相通，活性炭过滤罐的出口与燃烧室连接相通。
本发明所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其中，第一绞龙和第二绞龙为有轴绞龙或无轴绞龙。
本发明所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其中，第一绞龙和第二绞龙的绞龙叶片上均安装有增加污染土壤搅动的扬料片。
本发明所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其中，第一绞龙上安装有防止污染土壤粘结的铁链。
本发明所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其中，活性炭过滤罐为两个且串联设置。
本发明所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其中，燃烧室使用的能源为能产生800～1200℃高温烟气的天然气、柴油或生物质燃料。
采用以上结构后，与现有技术相比，本发明两段式绞龙间接热脱附装置具有以下优点：在工作时，天然气、柴油或生物质燃料等能源在燃烧室内燃烧所产生的800～1200℃的高温烟气，首先会进入到下层烟气夹套内，然后再进入上层烟气夹套内，污染的土壤首先经过破碎筛分到粒径小于5cm，然后再以固定速率连续稳定的经进料斗、进料锁气器进入到上层热解吸室内，在第一绞龙的转动下向右端移动，污染的土壤在上层热解吸室内被预热、干燥，水分蒸发成蒸汽进入到第一急冷喷淋塔快速降温冷凝，冷凝的污水可被送到水处理作进一步处理，不凝气经过除雾塔，在引风机的驱动下进入到活性炭过滤罐内，经过活性炭过滤罐的过滤后，再进入到燃烧室内进行高温焚烧，污染的土壤在上层热解吸室内被预热、干燥后会进入到下层热解吸室内，并在第二绞龙的转动下向左端移动，污染的土壤在下层热解吸室内被进一步加热到200～650℃，污染的土壤内所含的有机物或汞会被加热到沸点以蒸汽形式分离出来，然后有机物或汞蒸汽会进入到第二急冷喷淋塔快速降温冷凝，冷凝的污水可被送到水处理作进一步处理，不凝气经过除雾塔，在引风机的驱动下进入到活性炭过滤罐内，经过活性炭过滤罐的过滤后，再进入到燃烧室内进行高温焚烧，污染的土壤经过上层热解吸室和下层热解吸室热解吸处理后，99.9％以上的有机物或汞被解吸分离出来，然后清洁的土壤经过出料斗和出料锁气器后排出，并经降温增湿后排放，上层烟气夹套内的烟气会进入到空预器内，对鼓风机鼓入的空气进行预热，预热后的空气进入燃烧室助燃，空预器内降温后的烟气可以直接达标排放。从以上工作过程可知，污染土壤以固定速率连续稳定的进料，处理能力大，燃烧室内燃烧产生的高温烟气在下层烟气夹套和上层烟气夹套内的运动方向与污染土壤在上层热解吸室和下层热解吸室内的运动方向相反，污染物去除率高，且采用了空预器回收烟气余热，热源利用率高，采用高温烟气间接加热上层热解吸室和下层热解吸室，减少了需要处理的烟气量，对于有机污染土壤或汞污染土壤，可以实现99.9％以上的去除效率，且运行成本较低，本发明的所有元件分别设置在上橇和下橇内，并充分利用了上橇和下橇内的空间，整体体积较小，上橇和下橇之间的管道拆掉后可以使上橇和下橇分开，便于运输。
第一绞龙和第二绞龙的绞龙叶片上的扬料片可以增加污染土壤的搅动，可使污染土壤加热均匀充分。
第一绞龙上的铁链可防止污染土壤的粘结，增加了土壤的输送能力，并适合各种不同性质的污染土壤。
活性炭过滤罐为两个且串联设置与一个活性炭过滤罐相比，增加了过滤气体的能力。
附图说明：
图1是本发明两段式绞龙间接热脱附装置的工艺流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明两段式绞龙间接热脱附装置作进一步说明：
如图1所示，本发明两段式绞龙间接热脱附装置包括上下布置的上橇2和下橇1，上橇2内设有上层热解吸室3、进料斗11、进料锁气器13、空预器10、鼓风机9、第一急冷喷淋塔8、第二急冷喷淋塔12、除雾塔7以及引风机5，下橇1内设有下层热解吸室20、活性炭过滤罐18、燃烧室16、出料斗14以及出料锁气器15，上层热解吸室3内设有第一绞龙6，上层热解吸室3外面套有上层烟气夹套4，下层热解吸室20内设有第二绞龙17，下层热解吸室20外面套有下层烟气夹套19，进料斗11的出口与进料锁气器13的入口连接相通，进料锁气器13的出口与上层热解吸室3左端上面的进料口连接相通，上层热解吸室3右端下面的出料口通过管道与下层热解吸室20右端上面的进料口连接相通，下层热解吸室20左端的出料口与出料斗14的入口连接相通，出料斗14的出口与出料锁气器15的入口连接相通，燃烧室16上面的烟气出口与下层烟气夹套19左端下面的入口连接相通，下层烟气夹套19右端上面的出口通过管道与上层烟气夹套4右端下面的入口连接相通，上层烟气夹套4左端上面的出口与空预器10连接相通，鼓风机9与空预器10连接相通，空预器10通过管道与燃烧室16连接相通，上层热解吸室3中部上面的蒸汽出口与第一急冷喷淋塔8的入口连接相通，第一急冷喷淋塔8的出口通过管道与除雾塔7的入口连接相通，下层热解吸室20左部上面的蒸汽出口与第二急冷喷淋塔12的入口连接相通，第二急冷喷淋塔12的出口通过管道与除雾塔7的入口连接相通，除雾塔7的出口与引风机5的入口连接相通，引风机5的出口通过管道与活性炭过滤罐18的入口连接相通，活性炭过滤罐18的出口与燃烧室16连接相通，第一绞龙6和第二绞龙17可以采用有轴绞龙也可以采用无轴绞龙，第一绞龙和第二绞龙17的绞龙叶片上均安装有增加污染土壤搅动的扬料片，第一绞龙6上还安装有防止污染土壤粘结的铁链，活性炭过滤罐18为两个且串联设置，燃烧室16使用的能源为能产生800～1200℃高温烟气的天然气、柴油或生物质燃料。
本发明两段式绞龙间接热脱附装置的工作原理是：天然气、柴油或生物质燃料等能源在燃烧室16内燃烧所产生的800～1200℃的高温烟气，首先会进入到下层烟气夹套19内，然后再进入上层烟气夹套4内，污染的土壤首先经过破碎筛分到粒径小于5cm，然后再以固定速率连续稳定的经进料斗11、进料锁气器13进入到上层热解吸室3内，在第一绞龙6的转动下向右端移动，污染的土壤在上层热解吸室3内被预热、干燥，水分蒸发成蒸汽进入到第一急冷喷淋塔8快速降温冷凝，冷凝的污水可被送到水处理作进一步处理，不凝气经过除雾塔7，在引风机5的驱动下进入到活性炭过滤罐18内，经过活性炭过滤罐18的过滤后，再进入到燃烧室16内进行高温焚烧，污染的土壤在上层热解吸室3内被预热、干燥后会进入到下层热解吸室20内，并在第二绞龙17的转动下向左端移动，污染的土壤在下层热解吸室20内被进一步加热到200～650℃，污染的土壤内所含的有机物或汞会被加热到沸点以蒸汽形式分离出来，然后有机物或汞蒸汽会进入到第二急冷喷淋塔12快速降温冷凝，冷凝的污水可被送到水处理作进一步处理，不凝气经过除雾塔7，在引风机5的驱动下进入到活性炭过滤罐18内，经过活性炭过滤罐18的过滤后，再进入到燃烧室16内进行高温焚烧，污染的土壤经过上层热解吸室3和下层热解吸室20热解吸处理后，99.9％以上的有机物或汞被解吸分离出来，然后清洁的土壤经过出料斗14和出料锁气器15后排出，并经降温增湿后排放，上层烟气夹套4内的烟气会进入到空预器10内，对鼓风机9鼓入的空气进行预热，预热后的空气进入燃烧室16助燃，空预器10内降温后的烟气可以直接达标排放。
以上所述的具体实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：包括上下布置的上橇(2)和下橇(1)，所述上橇(2)内设有上层热解吸室(3)、进料斗(11)、进料锁气器(13)、空预器(10)、鼓风机(9)、第一急冷喷淋塔(8)、第二急冷喷淋塔(12)、除雾塔(7)以及引风机(5)，所述下橇(1)内设有下层热解吸室(20)、活性炭过滤罐(18)、燃烧室(16)、出料斗(14)以及出料锁气器(15)，所述上层热解吸室(3)内设有第一绞龙(6)，所述上层热解吸室(3)外面套有上层烟气夹套(4)，所述下层热解吸室(20)内设有第二绞龙(17)，所述下层热解吸室(20)外面套有下层烟气夹套(19)，所述进料斗(11)的出口与进料锁气器(13)的入口连接相通，所述进料锁气器(13)的出口与上层热解吸室(3)左端上面的进料口连接相通，所述上层热解吸室(3)右端下面的出料口通过管道与下层热解吸室(20)右端上面的进料口连接相通，所述下层热解吸室(20)左端的出料口与出料斗(14)的入口连接相通，所述出料斗(14)的出口与出料锁气器(15)的入口连接相通，所述燃烧室(16)上面的烟气出口与下层烟气夹套(19)左端下面的入口连接相通，所述下层烟气夹套(19)右端上面的出口通过管道与上层烟气夹套(4)右端下面的入口连接相通，所述上层烟气夹套(4)左端上面的出口与空预器(10)连接相通，所述鼓风机(9)与空预器(10)连接相通，所述空预器(10)通过管道与燃烧室(16)连接相通，所述上层热解吸室(3)中部上面的蒸汽出口与第一急冷喷淋塔(8)的入口连接相通，所述第一急冷喷淋塔(8)的出口通过管道与除雾塔(7)的入口连接相通，所述下层热解吸室(20)左部上面的蒸汽出口与第二急冷喷淋塔(12)的入口连接相通，所述第二急冷喷淋塔(12)的出口通过管道与除雾塔(7)的入口连接相通，所述除雾塔(7)的出口与引风机(5)的入口连接相通，所述引风机(5)的出口通过管道与活性炭过滤罐(18)的入口连接相通，所述活性炭过滤罐(18)的出口与燃烧室(16)连接相通。
2.根据权利要求1所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：所述第一绞龙(6)和第二绞龙(17)为有轴绞龙或无轴绞龙。
3.根据权利要求1或2所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：所述第一绞龙(6)和第二绞龙(17)的绞龙叶片上均安装有增加污染土壤搅动的扬料片。
4.根据权利要求3所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：所述第一绞龙(6)上安装有防止污染土壤粘结的铁链。
5.根据权利要求1所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：所述活性炭过滤罐(18)为两个且串联设置。
6.根据权利要求1所述的两段式绞龙间接热脱附装置，其特征在于：所述燃烧室(16)使用的能源为能产生800～1200℃高温烟气的天然气、柴油或生物质燃料。
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