CN105817472B - 流化床热脱附设备 - Google Patents

Abstract

一种流化床热脱附设备，用于处理污染土壤，包括热脱附装置、尾气处理器、筛分机、急冷塔、油水分离器、旋风除尘器、出渣机、流化床、第一燃烧器及第二燃烧器，热解吸室进料口与流化床出砂口和污染土壤进料斗相通，热解吸室出料口和出气口分别与筛分机进料口和急冷塔进气口相通，筛分机出砂口与流化床进砂口相通，急冷塔出气口与第二燃烧器进口相通，急冷塔出水口与油水分离器进水口相通，油水分离器出水口与急冷塔进水口相通，流化床出烟气口与旋风除尘器进气口相通，旋风除尘器出烟气口与热解吸室和烟气夹套所围内腔相通，尾气处理器与该内腔相通，出渣机进料口与旋风除尘器出尘口相通。本发明不但处理能力大、污染物去除率高，而且经济实用。

Description

流化床热脱附设备

技术领域：

本发明涉及一种污染土壤修复设备，具体讲是一种流化床热脱附设备。

背景技术：

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。

现有技术也公开了一些污染土壤的处理方法以及相关装置，但这些都是在现有热脱附技术上做的部分改进，如常规所使用的回转窑式热脱附设备，这种脱附设备的热损失非常大，热利用率很低，相应污染土壤处理能力不高，污染物去除不彻底。

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石油污染土壤时，不但处理能力大、污染物去除率高，而且经济实用的流化床热脱附设备。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的流化床热脱附设备：包括热脱附装置、尾气处理器、筛分机、急冷塔、油水分离器、旋风除尘器、出渣机、用于盛装砂子的流化床以及用于对流化床内的砂子进行加热的第一燃烧器和第二燃烧器，热脱附装置包括热解吸室和烟气夹套，热解吸室的进料口与流化床的出砂口连接相通，热解吸室的进料口同时还与污染土壤的进料斗连接相通，热解吸室的出料口与筛分机的进料口连接相通，热解吸室的出气口与急冷塔的进气口连接相通，筛分机的出砂口与流化床的进砂口连接相通，急冷塔的出气口与第二燃烧器的燃气进口连接相通，急冷塔的出水口与油水分离器的进水口连接相通，油水分离器的出水口与急冷塔的进水口连接相通，流化床的出烟气口与旋风除尘器的进气口连接相通，旋风除尘器的出烟气口与热解吸室和烟气夹套所围内腔连接相通，尾气处理器的进气口也与该内腔连接相通，出渣机的进料口与旋风除尘器的出尘口连接相通。

本发明所述的流化床热脱附设备，其中，还包括一个喂料机，喂料机的进料口与流化床的出砂口连接相通，污染土壤的进料斗装在喂料机的进料口处并与喂料机的进料口连接相通，喂料机的出料口与热脱附装置的进料口连接相通。

本发明所述的流化床热脱附设备，其中，流化床内的砂子采用石英砂，石英砂在流化床内的加热温度为750℃～850℃。

本发明所述的流化床热脱附设备，其中，石英砂在流化床内的加热温度为800℃。

采用以上结构后，与现有技术相比，本发明流化床热脱附设备具有以下优点：在工作时，第一燃烧器和第二燃烧器对流化床内的砂子进行持续加热，待砂子达到所需温度后随污染土壤一起进入到热解吸室内，开始直接混合换热，与此同时，流化床内加热砂子时所产生的热烟气经旋风除尘器除尘后进入到热解吸室与烟气夹套所围内腔中，依靠自身热量对混合后的砂、土混合物进行间接加热，这种直接与间接加热的双重方式使得整个热脱附过程换热强烈，单位体积热脱附装置的处理能力非常大，从而快速实现水油混合物、蒸汽与砂土混合物的快速分离，热解吸室与烟气夹套所围内腔中的热烟气加热过砂子后，经尾气处理器处理合格后直接排放到外界，热解吸室内的砂、土混合物不断地从热解吸室的出料口流向筛分机，经筛分机分离出砂子和合格土壤，合格土壤直接排向外界，砂子经筛分机的出砂口流向流化床的进砂口，再次循环使用，砂、土混合物经加热后所产生的油烟蒸汽从热解吸室的出气口流向急冷塔进行喷淋降温，降温后有一部分不凝气体从急冷塔出气口流向第二燃烧器内作为燃料进行燃烧，急冷塔内的油水混合物从其出水口流向油水分离器进行油水分离，分离出的洁净清水从油水分离器的出水口流入急冷塔内再次循环使用，而分离出来的油从油水分离器的出油口流出，回收后再利用。从上述工作过程不难看出，本发明除了采用热砂直接对污染土壤进行加热外，还采用砂子在加热时所产生的热烟气间接对砂、土混合物进行加热，这种直接与间接加热的双重方式使得整个热脱附过程换热强烈，加之在砂、土充分混合后加热，所以污染物去除率非常高，并且热源利用率也高，单位体积热脱附装置的处理能力非常大，从而快速实现水分、油分与干净土壤的快速脱附分离。此外，急冷塔出气口流出的不凝气体回用，换言之，第二燃烧器以从急冷塔出气口流出的不凝气体为燃料，从而大大减少了燃烧器辅助燃料的消耗，节约了成本，非常经济实用。本发明采用惰性材料-砂子作为热媒，可用于含油污泥和有机污染土壤热脱附处置。

喂料机的设置可使热砂与污染土壤事先在喂料机内混合，然后再将其输送到热脱附装置内再次进行混合，这种双重混合方式使得热砂与污染土壤充分混合接触，进一步提高热源的利用率。

附图说明：

图1是本发明流化床热脱附设备的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明流化床热脱附设备具作进一步详细说明：

如图1所示，在本具体实施方式中，本发明流化床热脱附设备包括热脱附装置、尾气处理器4、筛分机7、急冷塔5、油水分离器6、旋风除尘器1、出渣机13、用于盛装砂子的流化床2以及用于对流化床2内的砂子进行加热的第一燃烧器12和第二燃烧器3，第一燃烧器12采用天然气、柴油或生物质燃料，热脱附装置包括热解吸室8和烟气夹套9，热解吸室8的进料口采用管道与流化床2的出砂口连接相通，热解吸室8的进料口同时还与污染土壤的进料斗10连接相通，热解吸室8的出料口采用管道与筛分机7的进料口连接相通，热解吸室8的出气口采用管道与急冷塔5的进气口连接相通，筛分机7的出砂口采用管道与流化床的进砂口连接相通，急冷塔5的出气口采用管道与第二燃烧器3的燃气进口连接相通，急冷塔5的出水口采用管道与油水分离器6的进水口连接相通，油水分离器6的出水口采用管道与急冷塔5的进水口连接相通，流化床2的出烟气口采用管道与旋风除尘器1的进气口连接相通，热解吸室8与烟气夹套9围有内腔，旋风除尘器1的出烟气口采用管道与该内腔连接相通，尾气处理器4的进气口采用管道也与该内腔连接相通，出渣机13的进料口采用管道与旋风除尘器1的出尘口连接相通。作为优选，本发明流化床热脱附设备还包括一个喂料机11，喂料机11的进料口采用管道与流化床2的出砂口连接相通，污染土壤的进料斗10装在喂料机11的进料口处并与喂料机11的进料口连接相通，喂料机11的出料口采用管道与热解吸室8的进料口连接相通。在本具体实施方式中，所述的热脱附装置为现有技术，其详细结构不在此赘述。

本发明流化床热脱附设备的工作原理是：在工作时，第一燃烧器12和第二燃烧器3持续对流化床2内的砂子进行加热，在砂子达到800℃时从流化床2的出砂口流出经管道进入喂料机11，污染土壤经进料斗10也一同进入到喂料机11内，喂料机11对热砂和污染土壤初步混合后输送至热解吸室8内，热脱附装置开始对热砂和污染土壤充分混合，热砂和污染土壤开始换热，与此同时，流化床2内加热砂子时所产生的热烟气经旋风除尘器1除尘后经管道进入到热解吸室8与烟气夹套9所围内腔中，旋风除尘器1内的剩余灰尘从旋风除尘器1的出尘口流向出渣机13的进料口内并最终由出渣机13排出，热烟气的热量对混合后的砂、土混合物进行间接加热，这种直接与间接加热的双重方式使得整个热脱附过程换热强烈，加之在砂、土充分混合后加热，所以污染物去除率非常高，并且热源利用率也高，单位体积热脱附装置的处理能力非常大，从而快速实现水分、油分与干净土壤的快速脱附分离，热解吸室8与烟气夹套9所围内腔中的热烟气加热过砂子后，经尾气处理器4处理合格后直接排放到外界，热解吸室8内的砂、土混合物不断地从热脱附装置的出料口流向筛分机7，经筛分机7分离出砂子和合格土壤，合格土壤直接从筛分机7的出土口排向外界，砂子经筛分机7的出砂口流向流化床2的进砂口，再次循环使用，砂、土混合物经加热后所产生的油烟蒸汽从热解吸室8的出气口流向急冷塔5进行喷淋降温，降温后有一部分不凝气体从急冷塔5的出气口流向第二燃烧器3内作为燃料进行燃烧，急冷塔5内的油水混合物从其出水口流向油水分离器6进行油水分离，分离出的洁净清水从油水分离器6的出水口流入急冷塔5的进水口再次循环使用，而分离出来的油从油水分离器6的出油口流出，回收后再利用。本发明采用惰性材料-砂子作为热媒，可用于含油污泥和有机污染土壤热脱附处置。

以上所述的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作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)

1.一种流化床热脱附设备，其特征在于：包括热脱附装置、尾气处理器(4)、筛分机(7)、急冷塔(5)、油水分离器(6)、旋风除尘器(1)、出渣机(13)、用于盛装砂子的流化床(2)以及用于对流化床(2)内的砂子进行加热的第一燃烧器(12)和第二燃烧器(3)，所述热脱附装置包括热解吸室(8)和烟气夹套(9)，所述热解吸室(8)的进料口与流化床(2)的出砂口连接相通，热解吸室(8)的进料口同时还与污染土壤的进料斗(10)连接相通，所述热解吸室(8)的出料口与筛分机(7)的进料口连接相通，热解吸室(8)的出气口与急冷塔(5)的进气口连接相通，所述筛分机(7)的出砂口与流化床的进砂口连接相通，所述急冷塔(5)的出气口与第二燃烧器(3)的燃气进口连接相通，所述急冷塔(5)的出水口与油水分离器(6)的进水口连接相通，所述油水分离器(6)的出水口与急冷塔(5)的进水口连接相通，所述流化床(2)的出烟气口与旋风除尘器(1)的进气口连接相通，所述旋风除尘器(1)的出烟气口与热解吸室(8)和烟气夹套(9)所围内腔连接相通，所述尾气处理器(4)的进气口也与该内腔连接相通，所述出渣机(13)的进料口与旋风除尘器(1)的出尘口连接相通。

2.根据权利要求1所述的流化床热脱附设备，其特征在于：还包括一个喂料机(11)，所述喂料机(11)的进料口与流化床(2)的出砂口连接相通，所述污染土壤的进料斗(10)装在喂料机(11)的进料口处并与喂料机(11)的进料口连接相通，所述喂料机(11)的出料口与热脱附装置的进料口连接相通。

3.根据权利要求1或2所述的流化床热脱附设备，其特征在于：所述流化床(2)内的砂子采用石英砂，石英砂在流化床(2)内的加热温度为750℃～850℃。

4.根据权利要求3所述的流化床热脱附设备，其特征在于：所述石英砂在流化床(2)内的加热温度为800℃。

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