CN110586635A - 一种节能高效型土壤修复用热脱附系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，包括圆柱状的热脱箱，所述热脱箱周向外壁的下侧对称固定有多组用于支撑热脱箱的支架，所述热脱箱的侧壁贯穿开设有一组出料孔，所述热脱箱远离出料孔一端的周向侧壁贯穿插设有进料管，所述热脱箱的靠近出料孔一端的内壁焊接有固定筒，所述热脱箱的周向侧壁贯穿插设有与固定筒内部连通的进气管。优点在于：通入的高速高温气流将带动驱动转叶转动，进而使得驱动转叶带动绞龙转杆转动，通过绞龙转杆表面绞龙叶片的推动作用能够土壤进行推进，形成持续性的热脱附过程，不需要人为更换土壤，不需要提供额外的驱动力，使得整个过程更加便捷高效和节能。

Description

一种节能高效型土壤修复用热脱附系统

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种节能高效型土壤修复用热脱附系统。

背景技术

随着土壤有机污染的日益加剧，有机污染固废的修复是土壤有机污染恢复的关键手段之一；现有的有机污染固废的修复采用的技术包括：生物学修复工艺、化学淋洗工艺、气相抽提技术和热脱附法；

其中热脱附技术是通过直接或间接加热使挥发性物质从不挥发性物质中脱附的技术，它是修复污染土壤的有效技术之一；与焚烧不同，热脱附技术并不是使有机污染组分分解，而是通过直接或间接加热将土壤中的有机污染组分加热至挥发，从而使有机污染组分与土壤分离，达到修复土壤的目的；

现有的热脱附技术在实际的操作过程中热量得不到充分的利用，很大部分的热量将在脱附过程中与外部进行快速的热量交换进而散失，使得热量的利用率低，处理少量的土壤就需要大量的热量，处理所需能耗较大，不适合大量的土壤修复处理。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中土壤热脱附热量利用率低，热量散失快的问题，而提出的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，包括圆柱状的热脱箱，所述热脱箱周向外壁的下侧对称固定有多组用于支撑热脱箱的支架，所述热脱箱的侧壁贯穿开设有一组出料孔，所述热脱箱远离出料孔一端的周向侧壁贯穿插设有进料管，所述热脱箱的靠近出料孔一端的内壁焊接有固定筒，所述热脱箱的周向侧壁贯穿插设有与固定筒内部连通的进气管，所述固定筒的周向侧壁贯穿开设于多个通气孔，所述固定筒远离出料孔的一端转动连接有转轴，所述转轴的周向侧壁焊接有一组驱动转叶，所述转轴通过减速机构连接有与固定筒转动连接的空心的绞龙转杆，所述绞龙转杆的周向内壁设有用于污染气体收集的回流装置，所述绞龙转杆的周向外壁设有绞龙叶片，所述热脱箱远离出料孔的一端外壁设有用于气体冷凝收集的冷却装置。

在上述的节能高效型土壤修复用热脱附系统中，所述回流装置包括开设于绞龙转杆内壁上的多个回流孔，所述冷却装置包括固定在热脱箱远离出料孔一端外壁上的冷却箱，所述热脱箱远离出料孔的一端外壁开设有与冷却箱连通的冷却槽，所述冷却槽的内壁固定有隔膜。

在上述的节能高效型土壤修复用热脱附系统中，所述隔膜为防水透气膜，所述出料孔的内壁固定有用于打散土壤的细化板。

在上述的节能高效型土壤修复用热脱附系统中，所述回流装置包括多个与绞龙转杆侧壁贯穿滑动连接的通气管，每个所述通气管位于绞龙转杆内部的一端焊接有翼板，每个所述通气管位于绞龙转杆外部的一端焊接有刮板，每个所述通气管的侧壁均贯穿开设有多个进气孔和出气孔，所述出气孔较对应进气孔靠近绞龙转杆的内部。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，通入的高速高温气流将带动驱动转叶转动，进而使得驱动转叶带动绞龙转杆转动，通过绞龙转杆表面绞龙叶片的推动作用能够土壤进行推进，形成持续性的热脱附过程，不需要人为更换土壤，不需要提供额外的驱动力，使得整个过程更加便捷高效和节能；

2、本发明中，受热蒸发后的污染物将透过回流孔进入到绞龙转杆内部，进而实现土壤与污染物的完全分离，并且通过高速气流将污染物带出，不需要人为的导出和收集污染蒸发气体，减少了人工劳动。

3、本发明中，高温气流携带的污染物气体将在冷却箱内冷却液降温作用下冷凝，实现污染物与高温气流的分离，便于对污染物收集，避免造成二次污染。

4、本发明中，冷却箱中的冷却液在受热后将蒸发并进入到冷却槽中，使得冷却液的蒸发气体在冷却槽内部形成一道热量保护层，使得热脱箱内部与外部的热量交换效率大幅降低，进而能够保持热脱箱内部持续的高温状态，进而使得高温气体热量得到充分的利用，避免热量损失，实现节能的目的，同时热脱箱内部的温度始终保持稳定状态能够保持高效的热脱处理状态，能够提高整体的热脱效率。

5、本发明中，冷却液的蒸发液在冷却槽中逐步的将自身热量向外部散发后将冷凝呈液态，在隔膜的作用下冷却液不会再次接触到冷却槽靠内的侧壁，进而不会吸收热脱箱内部的热量，降低热脱箱内部热量的散失速度，冷凝后的冷却液将重新回流至冷却箱中，实现循环的冷凝效果。

6、本发明中，在高温气流流经翼板位置时将使得翼板两侧出现气压差，进而使得下侧的翼板推动下侧的刮板插入到土壤中，随着绞龙转杆的转动刮板将推动土壤移动，使得下侧的土壤移动至上侧，并且在刮板移动至上侧时，其将在重力作用下向下移动使得其上的土壤将散落在绞龙转杆的上侧，实现对土壤的分化与均布，增大土壤与绞龙转杆的接触面积，提高整体的热脱效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统的结构示意图；

图2为图1中A方向的剖视图；

图3为本发明提出的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统另一种实施例的结构示意图；

图4为图3中B方向的剖视图。

图中：1热脱箱、2支架、3出料孔、4进料管、5固定筒、6通气孔、7转轴、8驱动转叶、9绞龙转杆、10回流孔、11冷却箱、12冷却槽、13隔膜、14进气管、15细化板、16绞龙叶片、17通气管、18刮板、19翼板、20进气孔、21出气孔。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例1

参照图1-2，一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，包括圆柱状的热脱箱1，热脱箱1周向外壁的下侧对称固定有多组用于支撑热脱箱1的支架2，热脱箱1的侧壁贯穿开设有一组出料孔3，热脱箱1远离出料孔3一端的周向侧壁贯穿插设有进料管4，热脱箱1的靠近出料孔3一端的内壁焊接有固定筒5，热脱箱1的周向侧壁贯穿插设有与固定筒5内部连通的进气管14，固定筒5的周向侧壁贯穿开设于多个通气孔6，固定筒5远离出料孔3的一端转动连接有转轴7，转轴7的周向侧壁焊接有一组驱动转叶8，在高速气流带动下驱动转叶8将受力转动，转轴7通过减速机构连接有与固定筒5转动连接的空心的绞龙转杆9，减速机构为普通行星齿轮减速机构，通气孔6位于绞龙转杆9的内部且绞龙转杆9与固定筒5是密封转动连接，避免高温气流外泄，固定筒5与绞龙转杆9通过通气孔6连通，绞龙转杆9的周向内壁设有用于污染气体收集的回流装置，绞龙转杆9的周向外壁设有绞龙叶片16，热脱箱1远离出料孔3的一端外壁设有用于气体冷凝收集的冷却装置。

回流装置包括开设于绞龙转杆9内壁上的多个回流孔10，冷却装置包括固定在热脱箱1远离出料孔3一端外壁上的冷却箱11，热脱箱1远离出料孔3的一端外壁开设有与冷却箱11连通的冷却槽12；冷却箱11内填充有用于吸收热量的冷却液，而冷却槽12为六分之五的圆弧状，环绕热脱箱1的同时避开进料管4的位置，避免蒸发后的冷却液气体将热量传递给未处理的土壤，导致热量散热过快无法形成保护层，同时避免对未完全进入热脱箱1的土壤进行加热导致污染物挥发到外部空气造成二次污染；绞龙转杆9由位于热脱箱1内部的推进部分和与冷却箱11侧壁贴合的冷却部分转动连接组成，且绞龙转杆9的推进部分与热脱箱1的侧壁贯穿转动连接。

冷却槽12的内壁固定有隔膜13，隔膜13为防水透气膜，只能允许气体穿过，液体将被隔膜13隔离，冷却液在气化后将进入到冷却槽12中形成一道热量保护层，使得热脱箱1内部与外部环境的热量交换效率降低，转而代替热量交换的就是气化后的冷却液所携带的热量，并且靠近外部的冷却液蒸发液率先冷凝，冷凝后的冷却液将依附在冷却槽12靠外的侧壁上，而位于上端的冷却液将在重力作用下滴落在隔膜13上，使得冷却液不会再次接触到冷却槽12靠内的侧壁，进而不会吸收热脱箱1内部的热量，降低热脱箱1内部热量的散失速度，冷凝后的冷却液将沿着隔膜13滑落最终流动至冷却箱11中，再次吸收污染物的热量形成循环的冷却处理效果；

出料孔3的内壁固定有用于打散土壤的细化板15，细化板15呈网格状，能够在土壤向外移出的过程中分散结块的土壤，将土壤细化处理，方便后续的直接使用或在加工，并且由于细化板15细化分隔过程带有一定的阻力，使得土壤在穿过细化板15时基本将出料孔3封闭，能够避免热脱箱1内部蒸发的污染物气体流出，使得污染气体只能经回流孔10进入到绞龙转杆9内部进而被排出，避免形成二次污染。

在对土壤进行热脱附修复时，经进料管4向热脱箱1内部倒入未处理的土壤，然后由进气管14向热脱箱1内部注入高温蒸汽，高温气流通过进气管14进入到固定筒5中并通过通气孔6进入到绞龙转杆9内部，气流将向冷却箱11方向流动，在流动过程中将与驱动转叶8接触，使得驱动转叶8在气流高速冲击下受力转动，进而带动绞龙转杆9转动，而绞龙转杆9的外壁设有绞龙叶片16，使得绞龙转杆9的转动能够将热脱箱1内部的未处理土壤由进料管4一端输送至出料孔3一端，进而形成持续的热脱附处理；

在高温气流流动的过程中经不断的将热量传递给绞龙转杆9并间接传递给未处理的土壤，使得土壤中的有机物等污染物受热蒸发，进而脱离土壤，由于绞龙转杆9内部气流流速快、压强小，而绞龙转杆9外部由于污染气体的积累压强较大，两侧存在气压差，使得呈气态的污染物将在气压作用下透过回流孔10进入到绞龙转杆9内部，并在高温气流的带动下向冷却箱11一端移动，进而完成污染物与土壤的完全分离，土壤在移动的过程中不断的被处理，进而使得土壤最终经出料孔3排出时污染物已经脱附完毕，并且在网格状的细化板15的作用下使得土壤排出时能够被细化处理，不会结成块状，便于后续使用；

随着高温气流流动的污染气体将经过冷却箱11，并在冷却箱11中冷却液的冷凝作用下恢复至液态，进而实现与高温气体的分离，便于对污染物的收集处理，并且冷却箱11中的冷却液在吸收热量后会有一定程度的蒸发气体产生，蒸发后的冷却液将流入冷却槽12中，并逐步将冷却槽12充满，进而形成一道热量保护层，使得热脱箱1内部与外部热量交换的效率大幅降低，进而能够保持热脱箱1内部持续的高温状态，进而使得高温气体热量得到充分的利用，避免热量损失，实现节能的目的，同时热脱箱1内部的温度始终保持稳定状态能够保持高效的热脱处理状态，能够提高整体的热脱效率，蒸发成气态的冷却液气体在冷却槽12中逐步的将自身热量向外部散发后将冷凝呈液态，进而重新回流至冷却箱11中，实现循环的冷凝效果。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于回流装置的不同，本实施例中回流装置包括多个与绞龙转杆9侧壁贯穿滑动连接的通气管17，每个通气管17位于绞龙转杆9内部的一端焊接有翼板19，每个通气管17位于绞龙转杆9外部的一端焊接有刮板18，每个通气管17的侧壁均贯穿开设有多个进气孔20和出气孔21，出气孔21较对应进气孔20靠近绞龙转杆9的内部；翼板19靠内一侧为平面而另一面为曲面，使得气流在流经翼板19时将因流速差使得翼板19两侧出现气压差，进而使得翼板19能够推动下侧的刮板18插入土壤中。

当高温蒸汽在绞龙转杆9内部流动时，将经过翼板19的表面，进而使得翼板19在气压差的作用下移动，使得位于下端的刮板18将在重力及气压作用力下向下移动并插入土壤中，而上端的刮板18在重力作用下克服气压作用下移，随着绞龙转杆9的转动使得下端刮板18推动土壤移动至上端，并且在达到最上端时受重力影响下移，使得土壤散落在绞龙转杆9表面，实现对土壤的搅拌同时提高土壤与绞龙转杆9的接触面积，提高整体的加热效率，为了保证土壤被刮板18能够将下侧土壤推动至上侧后土壤能够散落下来，在土壤的放料输送过程中保持热脱箱1内部的土壤输送量，使得土壤不会将热脱箱1内部填满，使得热脱箱1内部位于绞龙转杆9上侧留有足够的散落空间。

当通气管17位于绞龙转杆9的上侧时，在重力作用下通气管17向绞龙转杆9内部移动，使得出气孔21和进气孔20分别位于绞龙转杆9内外两侧，实现绞龙转杆9内部与热脱箱1内部的连通，使得蒸发后的污染气体能够进入到绞龙转杆9内部实现与土壤的分离及后续的收集。

尽管本文较多地使用了热脱箱1、支架2、出料孔3、进料管4、固定筒5、通气孔6、转轴7、驱动转叶8、绞龙转杆9、回流10孔、冷却箱11、冷却槽12、隔膜13、进气管14、细化板15、绞龙叶片16、通气管7、刮板18、翼板19、进气孔20、出气孔21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，包括圆柱状的热脱箱(1)，其特征在于，所述热脱箱(1)周向外壁的下侧对称固定有多组用于支撑热脱箱(1)的支架(2)，所述热脱箱(1)的侧壁贯穿开设有一组出料孔(3)，所述热脱箱(1)远离出料孔(3)一端的周向侧壁贯穿插设有进料管(4)，所述热脱箱(1)的靠近出料孔(3)一端的内壁焊接有固定筒(5)，所述热脱箱(1)的周向侧壁贯穿插设有与固定筒(5)内部连通的进气管(14)，所述固定筒(5)的周向侧壁贯穿开设于多个通气孔(6)，所述固定筒(5)远离出料孔(3)的一端转动连接有转轴(7)，所述转轴(7)的周向侧壁焊接有一组驱动转叶(8)，所述转轴(7)通过减速机构连接有与固定筒(5)转动连接的空心的绞龙转杆(9)，所述绞龙转杆(9)的周向内壁设有用于污染气体收集的回流装置，所述绞龙转杆(9)的周向外壁设有绞龙叶片(16)，所述热脱箱(1)远离出料孔(3)的一端外壁设有用于气体冷凝收集的冷却装置。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，其特征在于，所述回流装置包括开设于绞龙转杆(9)内壁上的多个回流孔(10)，所述冷却装置包括固定在热脱箱(1)远离出料孔(3)一端外壁上的冷却箱(11)，所述热脱箱(1)远离出料孔(3)的一端外壁开设有与冷却箱(11)连通的冷却槽(12)，所述冷却槽(12)的内壁固定有隔膜(13)。

3.根据权利要求2所述的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，其特征在于，所述隔膜(13)为防水透气膜，所述出料孔(3)的内壁固定有用于打散土壤的细化板(15)。

4.根据权利要求1所述的一种节能高效型土壤修复用热脱附系统，其特征在于，所述回流装置包括多个与绞龙转杆(9)侧壁贯穿滑动连接的通气管(17)，每个所述通气管(17)位于绞龙转杆(9)内部的一端焊接有翼板(19)，每个所述通气管(17)位于绞龙转杆(9)外部的一端焊接有刮板(18)，每个所述通气管(17)的侧壁均贯穿开设有多个进气孔(20)和出气孔(21)，所述出气孔(21)较对应进气孔(20)靠近绞龙转杆(9)的内部。