CN110216138A - 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 - Google Patents
一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110216138A CN110216138A CN201910249679.0A CN201910249679A CN110216138A CN 110216138 A CN110216138 A CN 110216138A CN 201910249679 A CN201910249679 A CN 201910249679A CN 110216138 A CN110216138 A CN 110216138A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- thermal desorption
- biomass
- soil
- auger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 230000010354 integration Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 5
- 239000013589 supplement Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 5
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003993 organochlorine pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
- B09C1/065—Reclamation of contaminated soil thermally by pyrolysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,包括土壤热脱附系统、生物质热解系统、燃烧室、尾气冷却系统和尾气处理系统,生物质热解系统包括生物质进料仓、进料绞龙、生物质热解炉和旋涡除尘,生物质热解炉供应可燃气体能源和与土壤混合的生物炭,尾气冷却系统降低排出高温气体温度和土壤和生物炭混合温度,其技术方案要点为,其将生物质热解系统和土壤热脱附系统组合起来的小型化、可移动、采用生物质能源的土壤热脱附设备,通过生物质能源代替不可再生能源以提供一种可持续的修复方式,同时采用生物质能源能对加工后的土壤补充生物炭以加快土壤机理的修复和改良。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复领域内的热脱附技术,特别涉及一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备。
背景技术
据统计,我国16.1%的国土面临着不同程度的污染。随着国家城市化的扩张和淘汰落后产能的进程不断加快,越来越多的污染场地被暴露出来,对人民的生活健康产生了严重的威胁。据调查,这些污染场地原先多为农药厂、化工厂、电镀厂和纺织印染厂,所排放入土地的污染物主要为农药(有机磷、有机氯农药)、挥发性重金属(Hg) 和挥发性有机污染物等,其较强的挥发性不仅会对土壤生态造成破坏,同时会对空气和地下水环境造成严重污染。
当前热脱附技术所采用的设备多为大型集中化的设备,主要消耗不可再生能源来为设备供给所需要的热量,这两点缺陷造成了以下负面影响:
问题1、污染土壤需要被长距离来回运输。污染土壤从挖掘,到运输至工厂,再到处理后运回至场地填埋,整个过程会造成大量的能耗与物耗,给治理企业带来沉重的运输成本。据统计,采用这类方式治理土壤的成本一吨在1500~2000元左右。通常一个项目需要处理的土壤当量在8000~10000吨左右,以此推算,治理成本需要上千万元。
问题2、热脱附设备需大面积建设和仓储用地。当今热脱附设备通常以大型集中化设备为主,设备所需的建设用地面积大,并且运输至工厂的有毒土壤需要为其建设封闭式的仓库堆放。单个设备和周边仓库占地总和超过50亩用地面积。
问题3、热脱附技术目前主要消耗煤炭、天然气和石油等不可再生资源,来为处理土壤提供所需要的温度(200~500摄氏度不等)提供能源。这种热能供应方式对能源消耗过大,并且使用不可再生能源不符合可持续发展道路,不是一种可持续的修复方式。
问题4、热脱附后土壤中的有机质会被破坏,土壤中的植被与微生物群落在3至5年内难以恢复,易出现水土流失等情况,对后续恢复工作造成极大的困扰。
现有的技术中,有一些技术改进设备针对上述单个问题或多个问题进行解决或缩小影响,主要体现在土壤热脱附设备的灵活性上,即通过设计成移动式土壤热脱附设备减少了运输成本和设备占地支出,但在使用不可再生能源提供热能和土质结构破坏等环境问题上没有得到解决。
如:专利号为CN107537851A所述的《一种车载集成式土壤污染的联合修复系统》中,所述的热脱附修复线可以搭载于平板车上运输至污染场地;以及针对解决的是上述问题1和问题二,通过车载集成式的方式增加灵活性,能够减少成本投入,但在使用不可再生能源提供热能和土质结构破坏等环境问题上没有得到解决;专利号 CN107225147A所述的《一种移动式有机污染土壤微波快速热脱附装置》中,所述的微波快速热脱附装置可以放置在集装箱内运输至场地;专利号为CN206997342U所述的《一种车载式电加热土壤热脱附装置》中,所述的热脱附装置可以负载于卡车拖板之上运输至场地。这类专利研发的移动式土壤热脱附设备减少了运输成本和设备占地支出。然而,专利号CN107537851A文中所述的能源为“大功率的能源供应模块”,并未详述何种能源。能源供应模块的制备无论是采用蓄电池还是柴油机的形式都会污染环境;专利号CN107225147A和专利号 CN206997342U所述的移动式热脱附设备都需要采用传统电力能源。我国电力供给主要依赖于煤炭资源,依赖传统电力能源并非可持续的修复方式,不适用于我国的国情。并且,上述三种专利技术的热脱附装置并未解决土壤热脱附后有机质被破坏难以恢复的困难。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其将生物质热解系统和土壤热脱附系统组合起来的小型化、可移动、采用生物质能源的土壤热脱附设备,通过生物质能源代替不可再生能源以提供一种可持续的修复方式,同时采用生物质能源能对加工后的土壤补充生物炭以加快土壤机理的修复和改良。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,包括土壤热脱附系统、生物质热解系统、燃烧室、尾气冷却系统和尾气处理系统,并且土壤热脱附系统和生物质热解系统,所述土壤热脱附系统包括通过管道依次首尾相连的土壤进料仓A1、与地平线呈现13度至25度夹角的进料绞龙A3、位于土壤热脱附炉A5内的双螺旋绞龙A6、以及分别连接在进料绞龙A3和双螺旋绞龙A6进料端头部的传动装置A4和传动装置A7,所述土壤进料仓A1和进料绞龙A3连接的管道上安装有密闭旋转门A2,所述土壤热脱附炉A5及其内部的双螺旋绞龙A6与地平线均呈现13度至25度夹角保证物料上下翻滚;
所述土壤热脱附炉A5的出料端顶部开设接收来着燃烧室高温气体的进气孔A11、进料端顶部开设输出高温气体的出气孔A12,所述土壤热脱附炉A5出料端尾部通过管道A9连接漩涡除尘A10、且漩涡除尘A10出气端连接尾气冷却系统,所述双螺旋绞龙A6底部出料端通过管道连接有混合出料绞龙C1、并在管道上安装有密闭旋转门A8;所述生物质热解系统接收燃烧室高温气体进行生物质热解产生可燃气体和生物炭、并输出高温气体至尾气冷却系统,可燃气体通过漩涡除尘B10输送至燃烧室C5、生物炭输送至混合出料绞龙C1内进行混合,所述旋涡除尘B10的顶部连接点火枪C4前端,点火枪C4末端嵌入燃烧室C5前端的中心位置。
在现有的技术基础上,改变现有不可再生能源的热能供应方式,通过采用生物质热解的方式,因为生物质为可再生能源,其热解产生的可燃气体为清洁气体(甲烷和氢气等),燃烧后排放对环境无污染。本发明所用的生物质主要来源为农业秸秆和城市园林绿化废弃物,原料充足并且无论在偏远地区还是城区内都容易获得,在此发明中,通过生物质热解产生为可燃气体和生物炭,可燃气体供应燃烧室以保证燃烧室持续供热给生物质热解炉热解生物质、供热给土壤热脱附炉进行土壤热脱附,土壤热脱附炉处理过的土壤会进入到混合出料绞龙内、同时产生的生物炭也会进入到混合出料绞龙内与土壤混合,并且在整个过程中产生的气体粉尘会经过尾气冷却系统和尾气处理系统的处理,不会对环境产生污染。在上述本发明的设备处理过程中,将生物质热解系统和土壤热脱附系统组合起来,形成小型化、可移动、采用生物质能源的土壤热脱附设备,通过生物质能源代替不可再生能源以提供一种可持续的修复方式,同时采用生物质能源能对加工后的土壤补充生物炭以加快土壤机理的修复和改良。
进一步优选为:所述生物质热解系统包括通过管道依次首尾相连的生物质进料仓B1、与地平线呈现13度至25度夹角的进料绞龙B3、位于生物质热解炉B5内的双螺旋绞龙B6、以及分别连接在进料绞龙 B3和双螺旋绞龙B6进料端头部的传动装置B4和传动装置B7,所述生物质进料仓B1和进料绞龙B3连接的管道上安装有密闭旋转门B2,所述生物质热解炉A5及其内部的双螺旋绞龙B6与地平线均呈现13 度至25度夹角保证物料上下翻滚;所述生物质热解炉B5的出料端顶部开设接收来着燃烧室高温气体的进气孔B11、进料端顶部开设输出高温气体的出气孔B12,所述双螺旋绞龙B6底部出料端通过管道连接混合出料绞龙C1、并在管道上安装有密闭旋转门B8。
进一步优选为:所述燃烧室C5的末端底部嵌有沉灰室C6,燃烧室C5的前端上部开有气孔并安装管道G1;管道G1一分为二:一端为管道GA1经过温控阀A13连接在土壤热脱附炉A5出料端顶部气孔 A11上,另一端为管道GB1经过温控阀B13连接在生物质热解炉B5 出料端顶部气孔B11上。
进一步优选为:所述生物质热解炉B5同时包括包裹双螺旋绞龙 B6的双筒型钢管B6.1、位于双筒型钢管B6.1外部的高温气仓B6.2、以及包裹高温气仓B6.2的圆形钢筒B6.3,包裹双螺旋绞龙B6的结构为5mm厚双筒型钢管B6.1,所述双筒型钢管B6.1沿进料端到出料端的开口依次为:进料端顶部部开口B6.1a用于连接进料绞龙B3、出料端底部开口B6.1b连接密闭旋转门B8、出料端尾部开口B6.1c 用管道B9连接旋风除尘B10,所述圆形钢筒B6.3进料端顶部开口B12 用于输出高温气体、且出料端顶部开口B11用于接收高温气体;圆形钢筒B6.3外部由隔热材料B6.4包裹,并且隔热材料B6.4外覆盖铝合金外皮B6.5。
同时,对于双筒型钢管B6.1、圆形钢筒B6.3和铝合金外皮B6.5,在实际的设计过程中,双筒型钢管B6.1为5mm厚,圆形钢筒B6.3为 5mm厚,铝合金外皮B6.5为3mm厚。
进一步优选为:所述土壤热脱附炉A5的内部结构与部件设置与生物质热解炉B5的内部结构和部件设置完全相同。
进一步优选为:所述冷却系统包括冷却室D1、与冷却室D1上端主体连接的冷水进口D2、与冷却室D1下端主体连接的热水出口D3,冷却室D1上端主体通过洒水管道D4连接出料绞龙C1上的洒水口D5,洒水口D5在出料口C3的正上方。
进一步优选为:所述的尾气处理系统包括生物质热解炉中气孔B12 所连接的管道GB2和土壤热脱附炉中气孔A12所连接的管道GA2汇合成为的管道G2、与旋风除尘A10出风口相连的管道GA3、以及管道G2与管道GA3汇合成为管道G3,管道G3折叠4至6次经过冷却室D1、并与活性炭处理装置E1连接,所述活性炭处理装置E1通过管道与水处理装置E2底部链接,所述水处理装置E2上部连接引风机E3 进风口,引风机E3出风口与烟囱E4连接。
综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:
1、设备采用生物质新能源为土壤热脱附提供所需的能量:生物质为可再生能源,其热解产生的可燃气体为清洁气体(甲烷和氢气等),燃烧后排放对环境无污染;同时本发明所用的生物质主要来源为农业秸秆和城市园林绿化废弃物,原料充足并且无论在偏远地区还是城区内都容易获得,由此通过持续可获得的生物质能源代替不可再生能源以提供一种可持续的修复方式和修复理念。
2、设备为城市和农村的绿色垃圾减量:当下农业秸秆和城市园林绿化废弃物的无害化处理和资源化利用是一个迫切需要解决的问题。农业方面据统计,我国每年会产生6亿吨的农业秸秆。城市方面据统计,我国单个城市平均每年会产生40万吨的绿化废弃物。在焚烧和填埋都不可取的当下,做为生物质能源供给土壤修复事业将会有很大的发展前景,实现绿化废弃物处理和土壤净化双赢。
3、设备可以在生物质热解过程中会产生生物炭,在土壤净化之后会同时混合生物炭,加快土壤机理的恢复,生物质在无氧环境下热解产生的生物炭具有保水固肥的功效,其内部丰富的空隙能有效地锁住雨水,为微生物群落提供良好的繁衍空间。并且,生物炭表面的氢氧离子官能团能有效地和重金属络合,达到修复和改良土壤的功效。
附图说明
图1为实施例的设备流程图;
图2为实施例的土壤热脱附炉与生物质热解炉的内部结构;
图3为实施例的设备集成图。
附图标记:A1、土壤进料仓;A2、密闭旋转门;A3、进料绞龙; A4、传动装置;A5、土壤热脱附炉;A6、双螺旋绞龙;A6.1、双筒型钢管;A6.2、高温气仓;A6.3、圆形钢筒;A6.4、保温层;A6.5、铝合金外皮;A7、传动装置;A8、密闭旋转门;A9、管道;A10、旋涡除尘;A11、气孔;A12、气孔;B1、生物质进料仓;B2、密闭旋转门; B3、进料绞龙;B4、转动装置;B5、生物质热解炉;B6、双螺旋绞龙; B6.1、双筒型钢管;B6.2、高温气仓;B6.3、圆形钢筒;B6.4、保温层;B6.5、铝合金外皮;B7、传动装置;B8、密闭旋转门;B9、管道; B10、旋涡除尘;B11、气孔;B12、气孔;C1、混合出料绞龙;C2、传动装置;C3、出料口;C4、点火枪;C5、燃烧室;C6、沉灰室;G1、管道;GB1、管道;GB2、管道;GA1、管道;GA2、管道;GA3、管道; G2、管道;G3、管道;D1、冷却室;D2、冷水进口;D3、热水出口; D4、洒水管道;D5、洒水口;E1、活性炭装置;E2、水处理装置;E4、烟囱。
具体实施方案
以下结合附图对发明作进一步详细说明。
一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,如图1所示,其包括两个结构类似的系统:土壤热脱附系统和生物质热解系统,同时配备燃烧室、尾气冷却系统和尾气处理系统。
燃烧室会输送高温气体到土壤热脱附系统和生物质热解系统内,土壤热脱附系统对待处理的土壤进行热脱附净化,热脱附使用过后的高温气体和从土壤热脱附出来的有害气体或易挥发物质会抽送到尾气冷却系统内进行热量处理,并最终在尾气处理系统内完成净化,使得排出的气体不会污染环境。
而生物质热解系统在接收到燃烧室高温气体之后进行生物质热解步骤,生物质热解产生的可燃混合气体在经过除尘处理之后供应燃烧室,经过生物质热解系统的高温气体回馈到尾气冷却系统内,并且生物质热解会产生生物炭,此时生物质热解产生的生物炭会与净化完成的土壤混合,在土壤混合出料的过程中,尾气冷却系统会进行洒水。
在净化完成的土壤中混合生物炭,能够加快土壤机理的恢复,生物质在无氧环境下热解产生的生物炭具有保水固肥的功效,其内部丰富的空隙能有效地锁住雨水,为微生物群落提供良好的繁衍空间,并且生物炭表面的氢氧离子官能团能有效地和重金属络合,达到修复和改良土壤的功效。
参照图1所示,土壤热脱附系统实现所需要的设备为:通过管道依次首尾相连的土壤进料仓A1、与地平线呈现13度至25度夹角的进料绞龙A3、位于土壤热脱附炉A5内的双螺旋绞龙A6、以及分别连接在进料绞龙A3和双螺旋绞龙A6进料端头部的传动装置A4和传动装置A7,具体结构设置如下:
土壤进料仓A1下方与进料绞龙A3相连的管道上需要放置密闭旋转门A2,以保证隔绝空气的同时能够完成进料的功能;进料绞龙A3 头部由传动装置A4带动,把物料传送到末端与双螺旋绞龙A6连接的位置上;进料绞龙A3需要和地平线产生(13~25度)的夹角,以保证进料绞龙A3头部位置向下倾斜为土壤进料仓A1腾出空间装置,并且在此同时进料绞龙A3尾部能抬高,为土壤热脱附炉A5炉体安置腾出空间装置;土壤热脱附炉A5负责完成土壤中有毒物质分离的主要过程,其核心传送部件采用双螺旋绞龙A6;双螺旋绞龙A6把污染土壤从进料端运送至出料端需要3min时间,并且在这段时间中完成污染物分离的过程。
参照图2所示,采用双螺旋绞龙是为了保证物料以更大表面积与外部包裹的5mm厚双筒型钢管A6.1接触(如图2所示);5mm厚双筒型钢管A6.1的加热由外部的高温气仓A6.2完成;高温气仓A6.2是由5mm厚圆形钢筒A6.3制成的;圆形钢筒A6.3上要在头尾各开气孔 A12和气孔A11,气孔A11用于接收高温气体,气孔A12用于输出高温气体,高温气体的温度控制在(200~500摄氏度之间);土壤热脱附炉A5及其内部的所有部件都要与地面产生13~25度的角度,一方面是为头部的进料绞龙和尾部的出料绞龙腾出安装空间,另一方面可以保证物料在双筒型钢管A6.1内部能上下翻滚达到均匀受热的目的。
热处理后的土壤运动到炉体末端时会通过开口A6.1b掉入密闭旋转门A8中;密闭旋转门A8把物料传送到混合出料绞龙C1;混合出料绞龙C1把高温物料(此时在300摄氏度)运送到出料口C3;出料口C3上方需要安置洒水口D5为高温物料降温至80摄氏度,以防止物料温度过高引起火灾。污染的土壤在土壤热脱附炉A5炉体中被热处理后会产生有毒气体。有毒气体会先通过安装在炉体末端的管道A9到达旋风除尘A10设备中把气体中的固体灰渣通过离心力抽离出,而后有毒气体会先后进入管道GA3和管道G3,最后通过冷却室D1冷却后到达活性炭装置E1进行初步过滤。然后,过滤后的有毒气体会经过水处理装置E2进一步过滤以达到清洁排放的目的;完全过滤后的清洁气体通过引风机E3形成的气压差到达烟囱E4底部,最终通过烟囱排放到空气中。
上述土壤热脱附系统一天的处理量为50t污染土壤,一年能达到 1.5万t污染土壤的处理量。
如图1所示,生物质热解系统的一部分部件的外形、结构与运作原理和土壤热脱附系统完全相同,其包括:生物质进料仓B1,密闭旋转门B2、进料绞龙B3、传动装置B4和传动装置B7、生物质热解炉B5及其内部所有部件、密闭旋转门B8和旋涡除尘B10。相同的原因在于,土壤热脱附和生物质热解采用的原理都是在无氧的环境下把物料加热到一定的温度使其发生裂解或挥发反应。相较于土壤热脱附系统,生物质热解系统所不同的是:生物质在生物质热解炉B5炉体中热解后会产生清洁的可燃气体(烷烃和氢气)。可燃气体通过旋涡除尘B10分离出固体灰渣之后会通入燃烧室C5,依靠点火枪C4点燃;燃烧产生的灰渣在沉灰室C6沉淀便于收集;燃烧室C5内气体通过燃烧后温度能达到1000摄氏度,这部分高温蒸汽用于为土壤热脱附炉A5和生物质热解炉B5内物料热处理提供足够的能源;高温蒸汽通过管道G1后一分为二,一端通过温控阀A13把温度调节至200~500摄氏度后进入炉体A5中的高温气仓A6.2,用于污染土壤的热处理;另一端通过温控阀B13把温度调节至600~700摄氏度后进入炉体B5中的高温气仓B6.2,用于生物质的热解;温控阀A13和温控阀B13采用照相机快门光圈的原理设计,可以调节高温蒸汽的通过量来达到温控目的,温控阀A13口径是温控阀B13口径的三分之一;高温蒸汽通过土壤热脱附炉A5和生物质热解炉B5之后会分别通过管道GA2和管道GB2汇聚成管道G2;管道G2携带的高温蒸汽和管道GA3携带的有毒气体汇聚于管道G3;管道G3采用迂回的方式流经冷却室D1,此设备中,管道G3折叠4至6次经过冷却室D1,冷却后分别经过活性炭装置E1和水处理装置E2过滤掉有毒物质,然后通过引风机E3通入烟囱E4,实现清洁排放。
生物质经过生物质热解炉B5处理后会产生生物炭,双螺旋绞龙 B6把生物质从进料端运送至出料端需要10min时间,并且在这段时间内完成炭化过程;生物炭通过开口B6.1b掉入密闭旋转门B8;密闭旋转门B8把生物炭输送至绞龙C1;此时,绞龙C1中同时具有净化后的土壤和生物炭两种物料;两种物料一同通过绞龙C1运动至出料口C3,出料口C3上方的洒水口D5喷洒冷水为两种混合的物料降温至80摄氏度;最终,干净的土壤和生物炭混合排出。生物炭在混合物料中所占的比率在5%~20%之间,这个比率能有效地保水固肥,加快土壤内有机质的再生,促进植被生长。实验证明,添加了20%生物炭的经过热脱附处理后的土壤比未添加生物炭的土壤微生物群落恢复速率加快了30%。
上述生物质热解系统一天的处理量为15t生物质,一年能达到 4500t生物质废弃物的处理量。所要注意的是,土壤热脱附系统的处理量是生物质热解系统处理量的3.3倍。因此,所述的土壤热脱附系统中传动装置A4、A7和C2的马达转速是生物质热解系统中传动装置 B4和B7马达转速的三倍。
参照图3所示,上述土壤热脱附系统与生物质热解系统需被固定在一个长9.6m、宽2.4m、高2.4m的长方体钢架中方便运输(如图3 所示)。考虑到中国部分城镇道路的限高为3.5m,设备2.4m的高度加上底盘为1m的大型平板车高度(总和3.4m),给予了设备很大的可通行性。
上述的一种生物质热解与土壤热脱附一体机在部件安置上通过以下方式实现:如图3所示,土壤热脱附系统与生物质热解系统被合并起来,放置在一个长9.6m、宽2.4m、高2.4m的长方体空间中;土壤进料仓A1与生物质进料仓B1大小相同并且并列放置在长方形空间的最右端;进料绞龙A3与进料绞龙B3并列放置在A1和B1的下方,并且与地平线有一定的夹角(13~25度);土壤热脱附炉A5与生物质热解炉B5并列放置在长方体空间的中央位置:A5与B5外形相同,呈现六边形柱体,并且与地平线有一定的夹角(13~25度);出料绞龙 C1横放在土壤热脱附炉A5与生物质热解炉B5离地面稍高端的下方,与A5和B5放置的方向垂直;圆柱形的燃烧室C5被放置在设备的最左端;旋涡除尘A10和旋涡除尘B10被并列放置在燃烧室C5和两个炉体(A5和A6)之间靠近地面的位置;冷却系统和尾气处理系统分别为两个独立的单元,呈现2.4m x 2.4m x 2.4m的立方体形状;冷却系统内放置冷却室D1,通过管道D3连接土壤热脱附系统与生物质热解系统;尾气处理系统内放置活性炭装置E1、冷却系统E2、引风机E3和烟囱E4。尾气处理系统通过管道G3连接冷却系统。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (7)
1.一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:包括土壤热脱附系统、生物质热解系统、燃烧室、尾气冷却系统和尾气处理系统,并且土壤热脱附系统和生物质热解系统,所述土壤热脱附系统包括通过管道依次首尾相连的土壤进料仓A1、与地平线呈现13度至25度夹角的进料绞龙A3、位于土壤热脱附炉A5内的双螺旋绞龙A6、以及分别连接在进料绞龙A3和双螺旋绞龙A6进料端头部的传动装置A4和传动装置A7,所述土壤进料仓A1和进料绞龙A3连接的管道上安装有密闭旋转门A2,所述土壤热脱附炉A5及其内部的双螺旋绞龙A6与地平线均呈现13度至25度夹角保证物料上下翻滚;
所述土壤热脱附炉A5的出料端顶部开设接收来着燃烧室高温气体的进气孔A11、进料端顶部开设输出高温气体的出气孔A12,所述土壤热脱附炉A5出料端尾部通过管道A9连接漩涡除尘A10、且漩涡除尘A10出气端连接尾气冷却系统,所述双螺旋绞龙A6底部出料端通过管道连接有混合出料绞龙C1、并在管道上安装有密闭旋转门A8;所述生物质热解系统接收燃烧室高温气体进行生物质热解产生可燃气体和生物炭、并输出高温气体至尾气冷却系统,可燃气体通过漩涡除尘B10输送至燃烧室C5、生物炭输送至混合出料绞龙C1内进行混合,所述旋涡除尘B10的顶部连接点火枪C4前端,点火枪C4末端嵌入燃烧室C5前端的中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述生物质热解系统包括通过管道依次首尾相连的生物质进料仓B1、与地平线呈现13度至25度夹角的进料绞龙B3、位于生物质热解炉B5内的双螺旋绞龙B6、以及分别连接在进料绞龙B3和双螺旋绞龙B6进料端头部的传动装置B4和传动装置B7,所述生物质进料仓B1和进料绞龙B3连接的管道上安装有密闭旋转门B2,所述生物质热解炉A5及其内部的双螺旋绞龙B6与地平线均呈现13度至25度夹角保证物料上下翻滚;所述生物质热解炉B5的出料端顶部开设接收来着燃烧室高温气体的进气孔B11、进料端顶部开设输出高温气体的出气孔B12,所述双螺旋绞龙B6底部出料端通过管道连接混合出料绞龙C1、并在管道上安装有密闭旋转门B8。
3.根据权利要求2所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述燃烧室C5的末端底部嵌有沉灰室C6,燃烧室C5的前端上部开有气孔并安装管道G1;管道G1一分为二:一端为管道GA1经过温控阀A13连接在土壤热脱附炉A5出料端顶部气孔A11上,另一端为管道GB1经过温控阀B13连接在生物质热解炉B5出料端顶部气孔B11上。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述生物质热解炉B5同时包括包裹双螺旋绞龙B6的双筒型钢管B6.1、位于双筒型钢管B6.1外部的高温气仓B6.2、以及包裹高温气仓B6.2的圆形钢筒B6.3,包裹双螺旋绞龙B6的结构为5mm厚双筒型钢管B6.1,所述双筒型钢管B6.1沿进料端到出料端的开口依次为:进料端顶部部开口B6.1a用于连接进料绞龙B3、出料端底部开口B6.1b连接密闭旋转门B8、出料端尾部开口B6.1c用管道B9连接旋风除尘B10,所述圆形钢筒B6.3进料端顶部开口B12用于输出高温气体、且出料端顶部开口B11用于接收高温气体;圆形钢筒B6.3外部由隔热材料B6.4包裹,并且隔热材料B6.4外覆盖铝合金外皮B6.5。
5.根据权利要求1所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述土壤热脱附炉A5的内部结构与部件设置与生物质热解炉B5的内部结构和部件设置完全相同。
6.根据权利要求1所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述冷却系统包括冷却室D1、与冷却室D1上端主体连接的冷水进口D2、与冷却室D1下端主体连接的热水出口D3,冷却室D1上端主体通过洒水管道D4连接出料绞龙C1上的洒水口D5,洒水口D5在出料口C3的正上方。
7.根据权利要求1所述的一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备,其特征在于:所述的尾气处理系统包括生物质热解炉中气孔B12所连接的管道GB2和土壤热脱附炉中气孔A12所连接的管道GA2汇合成为的管道G2、与旋风除尘A10出风口相连的管道GA3、以及管道G2与管道GA3汇合成为管道G3,管道G3折叠4至6次经过冷却室D1、并与活性炭处理装置E1连接,所述活性炭处理装置E1通过管道与水处理装置E2底部链接,所述水处理装置E2上部连接引风机E3进风口,引风机E3出风口与烟囱E4连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910249679.0A CN110216138A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910249679.0A CN110216138A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110216138A true CN110216138A (zh) | 2019-09-10 |
Family
ID=67822478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910249679.0A Pending CN110216138A (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110216138A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115176551A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-14 | 昆明理工大学 | 一种利用生物质热解烟气和硅酸盐菌改良红壤质量的装置及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102114491A (zh) * | 2010-01-05 | 2011-07-06 | 传闵工程股份有限公司 | 物料热处理装置 |
CN102615097A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 浙江大学 | 烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统 |
CN103894412A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种土壤修复提质方法 |
CN104785512A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 重庆太湖锅炉股份有限公司 | 污染土壤修复系统 |
CN205061973U (zh) * | 2015-08-12 | 2016-03-02 | 深圳市盘龙环境技术有限公司 | 间接加热式热解炭化生物质的系统 |
CN105598151A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-05-25 | 浙江机电职业技术学院 | 一种土壤热脱附修复装置 |
CN210231003U (zh) * | 2019-03-29 | 2020-04-03 | 杭州碳明科技有限公司 | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 |
-
2019
- 2019-03-29 CN CN201910249679.0A patent/CN110216138A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102114491A (zh) * | 2010-01-05 | 2011-07-06 | 传闵工程股份有限公司 | 物料热处理装置 |
CN102615097A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 浙江大学 | 烟气余热干燥持久性有机污染物污染土壤的系统 |
CN103894412A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种土壤修复提质方法 |
CN104785512A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 重庆太湖锅炉股份有限公司 | 污染土壤修复系统 |
CN205061973U (zh) * | 2015-08-12 | 2016-03-02 | 深圳市盘龙环境技术有限公司 | 间接加热式热解炭化生物质的系统 |
CN105598151A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-05-25 | 浙江机电职业技术学院 | 一种土壤热脱附修复装置 |
CN210231003U (zh) * | 2019-03-29 | 2020-04-03 | 杭州碳明科技有限公司 | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115176551A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-14 | 昆明理工大学 | 一种利用生物质热解烟气和硅酸盐菌改良红壤质量的装置及方法 |
CN115176551B (zh) * | 2022-07-06 | 2024-09-17 | 昆明理工大学 | 一种利用生物质热解烟气和硅酸盐菌改良红壤质量的装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN210231003U (zh) | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 | |
CN104785515B (zh) | 两段式绞龙间接热脱附装置 | |
CN202283543U (zh) | 一种城市生活垃圾无害化资源化回收处理系统 | |
CN204629501U (zh) | 一种零排放、能量自耗型垃圾完全裂解处理系统 | |
CN201990601U (zh) | 一种水泥熟料生产线协同处置生活垃圾的系统 | |
CN101530858A (zh) | 土壤污染热脱附修复处理系统 | |
CN106391688A (zh) | 利用秸秆修复有机物‑重金属复合污染土壤的系统和方法 | |
CN206207423U (zh) | 一种磁化垃圾热解站 | |
CN107999522A (zh) | 生活垃圾处理系统 | |
CN102679364A (zh) | 生活垃圾处理系统 | |
CN205402733U (zh) | 生活垃圾和/或工业废弃物的处理生产线 | |
CN207146402U (zh) | 具有旋转灰斗的垃圾处理装置 | |
CN211255815U (zh) | 一种小柜式垃圾低温热解系统 | |
CN205782948U (zh) | 一种垃圾焚烧炉 | |
CN100462316C (zh) | 利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统 | |
CN110216138A (zh) | 一种生物质热解与土壤热脱附一体化设备 | |
CN208357441U (zh) | 生活垃圾处理系统 | |
CN102721070A (zh) | 绝热污泥干化焚烧装置及方法 | |
CN203526187U (zh) | 一种利用生活垃圾热分解燃气发电的系统 | |
CN206276718U (zh) | 一种利用秸秆修复有机物‑重金属复合污染土壤的系统 | |
CN113503544B (zh) | 一种针对生活垃圾及禽畜粪便的废弃物减量处理系统 | |
CN2410539Y (zh) | 家庭生活垃圾处理器 | |
CN107655009A (zh) | 生活垃圾处理系统 | |
CN106352344A (zh) | 一种磁化垃圾热解站 | |
CN107497842A (zh) | 微波修复土壤工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |