CN105057337B - 间接热脱附装置 - Google Patents
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Abstract
一种间接热脱附装置，属于一种污染土壤修复装置，包括橇体，橇体内设有进料斗、进料锁气器、外筒、出料锁气器、电机、燃烧器、烟囱、喷淋塔、活性炭吸附罐、引风机、油水分离器、空冷器以及水处理，外筒的外面套有保温外壳，外筒内设有无轴绞龙，无轴绞龙内插有燃烧管，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外筒右端上面的进料口连接相通，外筒左端下面的出料口与出料锁气器的入口连接相通。本发明在处理有机污染土壤、汞污染土壤或石油污染的土壤时，具有处理能力大、污染物去除率高、热效率高、密封性好、体积较小、便于运输和安装。
Description
技术领域：
本发明涉及一种污染土壤的修复装置，具体讲是一种能处置沸点在600℃以下的有机污染土壤、汞污染土壤或石油污染的土壤的间接热脱附装置。
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。
石油污染的土壤也是世界性的环境问题之一，石油在开发、存储、运输、加工和应用过程中的泄露和排放均对环境造成污染，且呈逐渐严重的趋势。石油污染土壤不仅会影响土壤质量，抑制植物生长，还可以通过食物链影响人体健康。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CN104226681A的发明公开了一种持久性有机物污染土壤间接热脱附处理装置及方法。该装置包括污染土壤预处理系统、进料系统、热脱附系统、出料系统、尾气净化系统、自动控制系统；污染土壤预处理系统通过进料系统与热脱附系统的进料口相连，热脱附系统的固体出料口与出料系统相连，热脱附系统的气体出料口与尾气净化系统的进口相连。方法是污染土壤经预处理后，输送至热脱附系统400～600℃下脱附10～40min后，脱附废气采用旋风除尘-二级喷淋塔-干燥-活性炭吸附/滑动弧降解工艺。该发明采用间接加热，有效降低脱附过程产生二噁英等毒害物质的风险；采用双层圆管回转窑式炉体，炉体轴线与地面呈0度角，降低运行维护费用和维护成本。
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CN104226681A和公开号为CN104096709A的专利均采用回转窑作为主要热脱附设备，但是回转窑密封无法实现彻底密闭存在泄漏，并且设备复杂、体积庞大，运输和安装不方便、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、汞污染土壤或石油污染的土壤时，具有处理能力大、污染物去除率高、热效率高、密封性好、体积较小、便于运输和安装的间接热脱附装置。
本发明的技术解决方案是，提供一种间接热脱附装置，包括橇体，橇体内设有进料斗、进料锁气器、外筒、出料锁气器、电机、燃烧器、烟囱、喷淋塔、活性炭吸附罐、引风机、油水分离器、空冷器以及水处理，外筒的外面套有保温外壳，外筒内设有无轴绞龙，无轴绞龙内插有燃烧管，电机的电机轴通过驱动系统与无轴绞龙连接，燃烧器与燃烧管的右端连接相通，燃烧管的左端与保温外壳和外筒之间的夹层相通，夹层的右端与烟囱连接相通，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外筒右端上面的进料口连接相通，外筒左端下面的出料口与出料锁气器的入口连接相通，外筒中部上面的蒸汽出口通过蒸汽管与喷淋塔的进口连接相通，喷淋塔的蒸汽出口与活性炭吸附罐的进口连接相通，活性炭吸附罐的出口与引风机的进口连接相通，引风机的出口通过管道与燃烧管的右端连接相通，喷淋塔的冷凝水出口通过管道与油水分离器的入口连接相通，油水分离器的冷凝水出口与水处理的入口连接相通，水处理的出口与出料锁气器的出口连接相通，油水分离器的循环水出口与空冷器的入口连接相通，空冷器的出口与喷淋塔的喷淋水入口连接相通。
本发明所述的间接热脱附装置，其中，无轴绞龙为变螺距绞龙且螺距从进料端到出料端方向由大变小。
本发明所述的间接热脱附装置，其中，无轴绞龙的绞龙叶片上串联安装有增加污染土壤搅动的扬料片。
本发明所述的间接热脱附装置，其中，燃烧器采用能产生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器内燃烧喷出的火焰在燃烧管内产生800～1200℃的高温烟气，高温烟气通过燃烧管的左端进入到保温外壳和外筒之间的夹层内，然后再从夹层的右端进入到烟囱后排出，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、进料锁气器进入到外筒和燃烧管之间的空间内，在无轴绞龙的转动下向左端移动，在此过程中，污染的土壤被不断的加热、干燥，污染土壤中的水分和有机污染物会蒸发成蒸汽，蒸汽再经过蒸汽管进入到喷淋塔内，在喷淋塔内通过循环喷淋水对蒸汽快速降温冷凝，形成的蒸汽冷凝液和循环喷淋水的混合物会进入到油水分离器内进行分离，油水分离器分离出来的冷凝液会流入到水处理内处理成清水，油水分离器分离出的循环喷淋水会进入到空冷器内冷却，冷却后的循环喷淋水再进入到喷淋塔内循环使用，喷淋塔内的不凝气在引风机的驱动下经活性炭吸附罐净化后进入到燃烧管内进行高温焚烧，污染的土壤在外筒和燃烧管之间的空间内移动到左端后，99.9％以上的有机物或汞被解吸分离出来，然后清洁的合格土壤经过出料锁气器后排出，水处理处理后的清水再流入到出料锁气器的出口，并对出料锁气器排出的干的土壤进行喷淋，可使排出的土壤进行降温、加湿，防止排出的土壤扬起粉尘。从以上工作过程可知以下优点：1、由于高温烟气在燃烧管内和保温外壳与外筒之间的夹层内对污染土壤进行内外、双层间接加热，所以本发明热效率高；2、由于热效率高，所以本发明会比同等体积的设备处理能力大，可以实现99.9％以上的去除效率，污染物去除率较高，设备的单位投入较低，运行成本较低；3、由于污染土壤以固定速率连续稳定的进料，所以处理能力大；4、本发明的所有元件均设置在橇体内，并充分利用了橇体内的空间，整体体积较小，便于运输和安装；5、本发明所有部件均为固定的，只有无轴绞龙转动推动土壤移动，设备的密封性较好。
无轴绞龙为变螺距绞龙且螺距从进料端到出料端方向由大变小的作用是：变螺距绞龙在推动土壤移动的过程中速度是不一样的，也就是说螺距大的地方土壤前进的速度快，螺距小的地方土壤前进的速度慢，不同的前进速度意味着土壤在绞龙里的停留时间不一样，无轴绞龙的螺距从进料端到出料端方向由大变小可以实现土壤移动的速度先快后慢，从而实现污染土壤的预热、升温干燥、高温热解吸不同的加热阶段，各加热阶段污染土壤吸收的热量不一样，通过调整不同的停留时间确保各个阶段吸热充分，污染土壤能够更好的实现热解吸，确保污染土壤达到最佳的处置效果。
无轴绞龙的绞龙叶片上串联安装有增加污染土壤搅动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。
附图说明：
图1是本发明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间接热脱附装置作进一步说明：
如图1所示，本发明间接热脱附装置包括橇体1，橇体1内设有进料斗4、进料锁气器3、外筒15、出料锁气器14、电机19、燃烧器2、烟囱5、喷淋塔8、活性炭吸附罐9、引风机10、油水分离器12、空冷器11以及水处理13，外筒15的外面套有保温外壳6，外筒15内设有无轴绞龙16，无轴绞龙16内插有燃烧管17，电机19的电机轴通过驱动系统与无轴绞龙16连接，燃烧器2与燃烧管17的右端连接相通，燃烧管17的左端与保温外壳6和外筒15之间的夹层18相通，夹层18的右端通过管道与烟囱5连接相通，进料斗4的出口通过管道与进料锁气器3的入口连接相通，进料锁气器3的出口通过管道与外筒15右端上面的进料口连接相通，外筒15左端下面的出料口通过管道与出料锁气器14的入口连接相通，外筒15中部上面的蒸汽出口通过蒸汽管7与喷淋塔8的进口连接相通，喷淋塔8的蒸汽出口通过管道与活性炭吸附罐9的进口连接相通，活性炭吸附罐9的出口通过管道与引风机10的进口连接相通，引风机10的出口通过管道与燃烧管17的右端连接相通，喷淋塔8的冷凝水出口通过管道与油水分离器12的入口连接相通，油水分离器12的冷凝水出口通过管道与水处理13的入口连接相通，水处理13的出口通过管道与出料锁气器14的出口连接相通，油水分离器12的循环水出口通过管道与空冷器11的入口连接相通，空冷器11的出口通过管道与喷淋塔8的喷淋水入口连接相通，无轴绞龙16为变螺距绞龙且螺距从进料端到出料端方向由大变小，无轴绞龙16的绞龙叶片上串联安装有增加污染土壤搅动的扬料片，燃烧器2采用能产生800～1200℃高温烟气的天然气、柴油或生物质燃料等能源。
本发明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器2内燃烧喷出的火焰在燃烧管17内产生800～1200℃的高温烟气，高温烟气通过燃烧管17的左端进入到保温外壳6和外筒15之间的夹层18内，然后再从夹层18的右端进入到烟囱5内，再从烟囱5内排出，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4、进料锁气器3进入到外筒15和燃烧管17之间的空间内，在无轴绞龙16的转动下向左端移动，在此过程中，污染的土壤被不断的加热、干燥，污染土壤中的水分和有机污染物会蒸发成蒸汽，蒸汽再经过蒸汽管7进入到喷淋塔8内，在喷淋塔8内通过循环喷淋水对蒸汽快速降温冷凝，形成的蒸汽冷凝液和循环喷淋水的混合物会进入到油水分离器12内进行分离，油水分离器12分离出来的冷凝液会流入到水处理13内处理成清水，油水分离器12分离出的循环喷淋水会进入到空冷器11内冷却，冷却后的循环喷淋水再进入到喷淋塔8内循环使用，喷淋塔8内的不凝气在引风机10的驱动下经活性炭吸附罐9净化后进入到燃烧管17内进行高温焚烧，污染的土壤在外筒15和燃烧管17之间的空间内移动到左端后，99.9％以上的有机物或汞被解吸分离出来，然后清洁的合格土壤经过出料锁气器14后排出，水处理13处理后的清水再流入到出料锁气器14的出口，并对出料锁气器14排出的干的土壤进行喷淋，可使排出的土壤进行降温、加湿，防止排出的土壤扬起粉尘。
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 (4)
1.一种间接热脱附装置，其特征在于：包括橇体(1)，所述橇体(1)内设有进料斗(4)、进料锁气器(3)、外筒(15)、出料锁气器(14)、电机(19)、燃烧器(2)、烟囱(5)、喷淋塔(8)、活性炭吸附罐(9)、引风机(10)、油水分离器(12)、空冷器(11)以及水处理(13)，所述外筒(15)的外面套有保温外壳(6)，所述外筒(15)内设有无轴绞龙(16)，所述无轴绞龙(16)内插有燃烧管(17)，所述电机(19)的电机轴通过驱动系统与无轴绞龙(16)连接，所述燃烧器(2)与燃烧管(17)的右端连接相通，所述燃烧管(17)的左端与保温外壳(6)和外筒(15)之间的夹层(18)相通，所述夹层(18)的右端与烟囱(5)连接相通，所述进料斗(4)的出口与进料锁气器(3)的入口连接相通，所述进料锁气器(3)的出口与外筒(15)右端上面的进料口连接相通，所述外筒(15)左端下面的出料口与出料锁气器(14)的入口连接相通，所述外筒(15)中部上面的蒸汽出口通过蒸汽管(7)与喷淋塔(8)的进口连接相通，所述喷淋塔(8)的蒸汽出口与活性炭吸附罐(9)的进口连接相通，所述活性炭吸附罐(9)的出口与引风机(10)的进口连接相通，所述引风机(10)的出口通过管道与燃烧管(17)的右端连接相通，所述喷淋塔(8)的冷凝水出口通过管道与油水分离器(12)的入口连接相通，所述油水分离器(12)的冷凝水出口与水处理(13)的入口连接相通，所述水处理(13)的出口与出料锁气器(14)的出口连接相通，所述油水分离器(12)的循环水出口与空冷器(11)的入口连接相通，所述空冷器(11)的出口与喷淋塔(8)的喷淋水入口连接相通。
2.根据权利要求1所述的间接热脱附装置，其特征在于：所述无轴绞龙(16)为变螺距绞龙且螺距从进料端到出料端方向由大变小。
3.根据权利要求1或2所述的间接热脱附装置，其特征在于：所述无轴绞龙(16)的绞龙叶片上串联安装有增加污染土壤搅动的扬料片。
4.根据权利要求1所述的间接热脱附装置，其特征在于：所述燃烧器(2)采用能产生800～1200℃高温烟气的天然气、柴油或生物质燃料。
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Denomination of invention: Two-section type rotary kiln indirect heat desorption device Effective date of registration: 20181116 Granted publication date: 20171208 Pledgee: Pinghu Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd. Cao Qiao Branch Pledgor: ZHEJIANG YIKELI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: 2018330000390 |
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Denomination of invention: Two-section type rotary kiln indirect heat desorption device Effective date of registration: 20200608 Granted publication date: 20171208 Pledgee: Pinghu Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd. Cao Qiao Branch Pledgor: ZHEJIANG YIKELI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020330000312 |
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