CN111112319A - 一种两相循环分级热脱附系统及其方法 - Google Patents
一种两相循环分级热脱附系统及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111112319A CN111112319A CN201911396560.2A CN201911396560A CN111112319A CN 111112319 A CN111112319 A CN 111112319A CN 201911396560 A CN201911396560 A CN 201911396560A CN 111112319 A CN111112319 A CN 111112319A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- heat treatment
- enters
- treatment unit
- unit
- 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
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 111
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 107
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 21
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 20
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 17
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 13
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 13
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011272 standard treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000012954 risk control Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
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
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
- B01D50/60—Combinations of devices covered by groups B01D46/00 and B01D47/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/122—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using filter presses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/123—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using belt or band filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/127—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
Abstract
本发明提供了一种两相循环分级热脱附系统，包括土壤预处理系统、高温热处理系统、废气处理系统、废水处理系统，污染土壤干化后进入破碎筛分装置，筛下土壤进入磁选装置去除金属杂物；预处理后的土壤依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，有机污染物从土壤中挥发脱附；热处理单元所产生的高温废气经废气处理系统处理，尾气达标排放；废水进行混凝沉淀，上清液进入氧化池处理达标后循环利用，污泥脱水滤液循环利用，泥饼进入热脱附系统循环处理。本发明具有如下优点和有益效果：①热脱附系统分级设置，污染物去除效率高；②多品类热源分级利用，热量利用效率高；③达标尾水循环利用，废水和污泥零排放。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种两相循环分级热脱附系统及其方法。
背景技术
热脱附是污染土壤修复主要技术之一，通过将污染土壤加热至目标污染物沸点以上，使目标有机污染物从土壤中挥发或分离，最终进入废气处理系统进行彻底去除或浓缩收集。热脱附过程中目标污染物发生蒸发、蒸馏、沸腾、氧化和热解等作用，通过控制系统温度和物料停留时间可以选择性的移除不同的污染物。
热脱附技术可以分为原位热脱附和异位热脱附两大类。原位热脱附技术主要用于处理一些难以开展异位修复的区域，例如深层土壤以及建筑物下层土壤。异位热脱附将污染土壤取出并通过专门的热脱附装置处理，具有污染物处理范围广、处理效率高、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，已被广泛应用于处理含有挥发性和半挥发性有机污染物的土壤、污泥、沉淀物、滤渣等。
根据热源载体（高温烟气、蒸汽等）与污染土壤是否直接接触，可将热脱附方式分为直接加热和间接加热。发明专利CN101712042A、CN207271801U、CN109720901A等采用直接加热方式进行热脱附，热源气体与脱附出的污染气体相互混合，尾气处理量大，处理成本偏高，且占地面积大。专利CN105750319B、CN105057337B等采用间接加热方式，单热脱附主体装置均为单层水平绞龙推进结构，内部空间体积小，热源气体以及污染土壤在热脱附装置内部的停留时间较短，无法充分热交换，热量利用效率低，污染物去除效果难以保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两相循环分级热脱附系统及其方法，以解决现有热脱附技术在处理有机污染土壤过程中存在的热量利用效率低、污染物去除效果欠佳等问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种两相循环分级热脱附系统，其特征在于所述系统包括以下子系统：
土壤预处理系统，用于干化并破碎筛分土壤，筛下土壤进入磁选装置去除金属杂物，实现土壤预处理；
高温热处理系统，用于将预处理后的土壤进行热处理，有机污染物从土壤中挥发脱附；
废气处理系统，土壤预处理系统和高温热处理系统产生的废气由所述废气处理系统处理后排出；
废水处理系统，废气处理系统产生的废水由废水处理系统处理后排放。
进一步地，所述土壤预处理系统包括依次连接的干化区、破碎筛分装置、磁选装置、计量装置和输送机，由干化区干化后的土壤进入破碎筛分装置，筛下土壤进入磁选装置，去除金属杂物；然后土壤通过计量装置称重，并由输送机提升至高温热处理系统。
所述高温热处理系统，包括依次连接的进料单元、一级热处理单元、二级热处理单元、和出料单元，预处理后的土壤进入高温热处理系统的进料单元，并依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的废气送至废气处理系统；一级热处理单元、二级热处理单元均为腔室结构，中间均为螺旋推进炉管，炉管外为高温烟气通道。
所述废气处理系统，由喷淋急冷装置、汽水分离装置、换热冷凝装置、除尘装置、活性炭吸附装置组成。
所述废水处理系统，由集水池、混凝沉淀池、氧化池、污泥暂存池、污泥脱水机组成。
一种两相循环分级热脱附系统的热脱附方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
（1）土壤预处理，污染土壤首先进入干化区，干化后土壤进入破碎筛分装置，筛上杂物洗净后回填，筛下土壤进入磁选装置，所含金属杂物被去除；然后土壤通过计量装置称重，并由输送机提升至高温热处理系统的进料单元；
（2）热脱附处理，预处理后的土壤进入高温热处理系统的进料单元，并依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，空气和燃料在燃烧单元燃烧产生高温烟气，依次通过二级热处理单元和一级热处理单元，烟气与土壤在一级热处理单元和二级热处理单元内间接热交换，在一级热处理单元中，土壤升温预热，水分蒸发，部分低沸点有机污染物从土壤中挥发脱附；在二级热脱附处理单元中，土壤中有机污染物进一步彻底脱附去除；热脱附处理后的高温土壤进入出料单元，转移至土壤待检区域暂存；一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的废气进入废气处理系统；
（3）废气处理，一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的高温废气首先通过喷淋急冷装置，温度急剧降低，去除废气中所含颗粒物被；然后进入汽水分离装置，所含的大部分水汽被分离排出；然后进入换热冷凝装置，所含的有机污染物以及其余水汽冷凝进入液相；然后进入除尘装置，进一步去除气体中所含的少量颗粒物，防止颗粒物堵塞后续的活性炭吸附装置；废气中所含的有机污染物在活性炭吸附装置中被进一步去除，尾气达标排放；喷淋急冷、汽水分离、换热冷凝等装置中产生的废水进入废水处理系统；
（4）废水处理，废水进入集水池暂存调蓄，然后进入混凝沉淀池处理，沉淀后上清液进入氧化池，处理达标后尾水一部分循环至高温热处理系统的出料单元，用作土壤冷却加湿喷淋水；另一部分循环至废气处理系统，用作喷淋急冷装置喷淋水，实现废水零排放；沉淀池产生的污泥在污泥储存池暂存，然后进入污泥脱水机处理，脱水滤液返回废水集水池处理，脱水泥饼进入污染土壤预处理系统循环处理，实现污泥零排放。
优选地，在所述步骤（1）中，土壤预处理均在密闭大棚中进行，大棚内设置通风换气设施，废气进入废气处理系统，通过除尘装置去除所含颗粒物，然后通过活性炭吸附装置去除所含的有机污染物，尾气达标排放。
优选地，在所述步骤（1）中，干化区采用阳光棚辅助地暖供热，并配置布料、翻抛设备，燃料燃烧产生的高温烟气，先进入高温热处理系统用于污染物脱附，然后通过干化区地暖系统，实现热量的分级充分利用。
优选地，在所述步骤（1）中，预处理后的土壤含水率不高于20%，粒径不超过30mm。
优选地，在所述步骤（2）中，一级热处理单元内温度为350℃~450℃，物料停留时间为3min~10min；二级热处理单元内温度为550℃~650℃，物料停留时间为5min~15min。
优选地，在所述步骤（2）中，燃烧单元采用低氮燃烧器，燃料可为天然气、燃油等，助燃空气可采用废气处理系统换热冷凝装置的热空气。
优选地，在所述步骤（2）中，热脱附处理后的高温土壤在出料单元喷淋加湿，温度降至不超过60℃，含水率不小于30%，以避免产生扬尘。
优选地，在所述步骤（3）中，换热冷凝装置可采用冷空气或者冷水作为换热媒介，换热后的热空气可作为燃烧单元助燃空气。
优选地，在所述步骤（3）中，除尘装置为干式机械除尘器、袋式除尘器、或电除尘器。
优选地，在所述步骤（3）中，活性炭吸附装置数量不少于3个，通过切换串联、并联模式，以满足活性炭吸附装置检修维护、填料更换过程中废气达标处理的需要。
优选地，在所述步骤（4）中，氧化池采用化学氧化、和/或臭氧氧化方式去除废水中的有机污染物。
优选地，在所述步骤（4）中，污泥脱水机采用板框压滤机、带式压滤机、或离心机，脱水泥饼含水率不高于40%。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
（1）热脱附系统分级设置，污染物去除效率高。高温烟气依次通过二级热处理单元和一级热处理单元，二级热处理单元温度高于一级热处理单元，在一级热处理单元中，土壤升温预热，水分蒸发，部分低沸点有机污染物从土壤中挥发进入废气中；在二级热脱附处理单元中，土壤中有机污染物进一步脱附去除，不同种类、不同性质、不同沸点的污染物分级去除，污染物去除率高。
（2）多品类热源分级利用，热量利用效率高。空气和燃料在燃烧单元燃烧产生高温烟气，依次通过二级热处理单元和一级热处理单元，烟气与土壤间接热交换后温度降低；低温烟气通过干化区地暖系统，用于降低土壤含水率，实现不同温度、不同品类烟气的分级利用。同时，热处理单元产生的高温废气，在换热冷凝过程中可对冷空气（换热媒介）进行预热，热空气作为燃烧单元助燃空气。本发明所提供的热脱附系统综合利用多品类热源，热量利用效率高。
（3）达标尾水循环利用，废水和污泥零排放。废水处理达标后一部分循环至高温热处理系统的出料单元，用作土壤冷却加湿喷淋水；另一部分循环至废气处理系统，用作废气急冷喷淋水，实现废水零排放；废水处理产生的污泥进行脱水，脱水滤液返回废水集水池处理，脱水泥饼进入污染土壤预处理系统循环处理，实现污泥零排放。
附图说明
图1是本发明两相循环分级异位热脱附系统及工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本实施例提供了一种两相循环分级异位热脱附系统，如图1所示，包括以下子系统：土壤预处理系统1、高温热处理系统2、废气处理系统3、废水处理系统4等。
所述土壤预处理系统1，由干化区11、破碎筛分装置12、磁选装置13、计量装置14、输送机15等组成。
所述高温热处理系统2，由进料单元21、一级热处理单元22、二级热处理单元23、出料单元24、燃烧单元25等组成。一级热处理单元22和二级热处理单元23均为腔室结构，中间均为螺旋推进炉管，炉管外为高温烟气通道。
所述废气处理系统3，由喷淋急冷装置31、汽水分离装置32、换热冷凝装置33、除尘装置34、活性炭吸附装置35等组成。
所述废水处理系统4，由集水池41、混凝沉淀池42、氧化池43、污泥暂存池44、污泥脱水机45等组成。
本发明另一目的是提供一种利用所述热脱附系统进行有机污染土壤修复的工艺方法，包括如下步骤：
（1）土壤预处理。污染土壤首先进入干化区11，干化后土壤进入破碎筛分装置12，筛上杂物洗净后回填，筛下土壤进入磁选装置13，所含铁片、钢丝等金属杂物被去除；然后土壤通过计量装置14称重，并由输送机15提升至高温热处理系统2的进料单元21。
（2）热脱附处理。预处理后的土壤进入高温热处理系统2的进料单元21，并依次通过一级热处理单元22和二级热处理单元23。空气和燃料在燃烧单元25燃烧产生高温烟气，依次通过二级热处理单元23和一级热处理单元22，烟气与土壤间接热交换。在一级热处理单元22中，土壤升温预热，水分蒸发，部分低沸点有机污染物从土壤中挥发脱附；在二级热脱附处理单元23中，土壤中有机污染物进一步彻底脱附去除。热脱附处理后的高温土壤进入出料单元24，喷淋加湿降温，并由输送机转移至土壤待检区域暂存。一级热处理单元22和二级热处理单元23中所产生的废气进入废气处理系统。
（3）废气处理。一级热处理单元22和二级热处理单元23中所产生的高温废气首先通过喷淋急冷装置31，温度急剧降低，所含的大部分颗粒物被去除；然后进入汽水分离装置32，所含的大部分水汽被分离排出；然后进入换热冷凝装置33，所含的有机污染物以及少量水汽冷凝进入液相；然后进入除尘装置34，进一步去除气体中所含的少量颗粒物，防止颗粒物堵塞后续的活性炭吸附装置35；废气中所含的有机污染物在活性炭吸附装置35中被进一步去除，尾气达标排放。喷淋急冷、汽水分离、换热冷凝等装置中产生的废水进入废水处理系统4。
（4）废水处理。废水进入集水池41暂存调蓄，然后进入混凝沉淀池42处理，沉淀后上清液进入氧化池43，处理达标后尾水一部分循环至高温热处理系统2的出料单元24，用作土壤冷却加湿喷淋水；另一部分循环至废气处理系统3，用作喷淋急冷装置31喷淋水，实现废水零排放。沉淀池42产生的污泥在污泥储存池44暂存，然后进入污泥脱水机45处理，脱水滤液返回废水集水池41处理，脱水泥饼进入污染土壤预处理系统1，实现污泥零排放。
优选地，在所述步骤（1）中，土壤预处理均在密闭大棚中进行，大棚内设置通风换气设施，废气进入废气处理系统3，通过除尘装置34去除所含颗粒物，然后通过活性炭吸附装置35去除所含的有机污染物，尾气达标排放。
优选地，在所述步骤（1）中，干化区11采用阳光棚辅助地暖供热，并配置布料、翻抛等设备。燃料燃烧产生的高温烟气，先进入高温热处理系统2用于污染物脱附，然后通过干化区11地暖系统，实现热量的分级充分利用。
优选地，在所述步骤（1）中，预处理后的土壤含水率不高于20%，粒径不超过30mm，颗粒均匀分散，不含垃圾、纤维、金属杂物等。
优选地，在所述步骤（2）中，一级热处理单元22内温度为350℃~450℃，物料停留时间为3min~10min；二级热处理单元23内温度为550℃~650℃，物料停留时间为5min~15min，温度和停留时间均可根据工艺需要调整。
优选地，在所述步骤（2）中，燃烧单元25采用低氮燃烧器，燃料可为天然气、燃油等，助燃空气可采用废气处理系统换热冷凝装置33的热空气。
优选地，在所述步骤（2）中，热脱附处理后的高温土壤在出料单元24喷淋加湿，温度降至不超过60℃，含水率不小于30%，以避免产生扬尘。
优选地，在所述步骤（3）中，换热冷凝装置33可采用冷空气或者冷水作为换热媒介，换热后的热空气可作为燃烧单元25助燃空气。
优选地，在所述步骤（3）中，除尘装置34为干式机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器等，可根据废气风量、颗粒物含量等进行设备选型。
优选地，在所述步骤（3）中，活性炭吸附装置35数量不少于3个，可灵活切换串联、并联模式，并可满足活检修维护、填料更换过程中废气达标处理的需要。
优选地，在所述步骤（4）中，氧化池43可采用化学氧化、臭氧氧化等方式去除废水中的有机污染物。
优选地，在所述步骤（4）中，污泥脱水机44可采用板框压滤机、带式压滤机、离心机等，脱水泥饼含水率不高于40%。
实施例二：
某工业场地污染土壤类型以粉质粘土为主，土壤中石油烃（TPH）含量为3290mg/kg，主要为C16~C36的各种烃类，其沸程为250℃~500℃左右。该场地规划用地类型为居住用地，根据《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》GB36600-2018，土壤中TPH含量不应超过826mg/kg。
利用本发明所述的热脱附系统及其方法进行修复，采用市政天然气作为燃烧系统燃料，一级热处理单元内温度为350℃，物料停留时间为10min；二级热处理单元内温度为550℃，物料停留时间为10min。处理后土壤粒径小于10mm，含水率为8%，土壤中TPH含量降低至24mg/kg~46mg/kg，去除率达到99%以上，远低于修复目标值826mg/kg。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种两相循环分级热脱附系统，其特征在于所述系统包括以下子系统：
土壤预处理系统，用于干化并破碎筛分土壤，筛下土壤进入磁选装置去除金属杂物，实现土壤预处理；
高温热处理系统，用于将预处理后的土壤进行热处理，有机污染物从土壤中挥发脱附；
废气处理系统，土壤预处理系统和高温热处理系统产生的废气由所述废气处理系统处理后排出；
废水处理系统，废气处理系统产生的废水由废水处理系统处理后排放。
2.如权利要求1所述的热脱附系统，其特征在于，所述土壤预处理系统包括依次连接的干化区、破碎筛分装置、磁选装置、计量装置和输送机，由干化区干化后的土壤进入破碎筛分装置，筛下土壤进入磁选装置，去除金属杂物；然后土壤通过计量装置称重，并由输送机提升至高温热处理系统。
3.如权利要求1所述热脱附系统，其特征在于，所述高温热处理系统，包括依次连接的进料单元、一级热处理单元、二级热处理单元、和出料单元，预处理后的土壤进入高温热处理系统的进料单元，并依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的废气送至废气处理系统；一级热处理单元、二级热处理单元均为腔室结构，中间均为螺旋推进炉管，炉管外为高温烟气通道。
4.如权利要求1所述热脱附系统，其特征在于，所述废气处理系统由喷淋急冷装置、汽水分离装置、换热冷凝装置、除尘装置、活性炭吸附装置组成；所述废水处理系统，由集水池、混凝沉淀池、氧化池、污泥暂存池、污泥脱水机组成。
5.一种两相循环分级热脱附系统的热脱附方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
（1）土壤预处理，污染土壤首先进入干化区，干化后土壤进入破碎筛分装置，筛上杂物洗净后回填，筛下土壤进入磁选装置，所含金属杂物被去除；然后土壤通过计量装置称重，并由输送机提升至高温热处理系统的进料单元；
（2）热脱附处理，预处理后的土壤进入高温热处理系统的进料单元，并依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，空气和燃料在燃烧单元燃烧产生高温烟气，依次通过二级热处理单元和一级热处理单元，烟气与土壤在一级热处理单元和二级热处理单元内间接热交换，在一级热处理单元中，低沸点有机污染物从土壤中挥发脱附；在二级热脱附处理单元中，土壤中有机污染物进一步脱附去除；热脱附处理后的高温土壤进入出料单元，转移至土壤待检区域暂存；一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的废气进入废气处理系统；
（3）废气处理，一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的高温废气首先通过喷淋急冷装置，温度急剧降低，去除废气中所含颗粒物被；然后进入汽水分离装置，所含的大部分水汽被分离排出；然后进入换热冷凝装置，所含的有机污染物以及其余水汽冷凝进入液相；然后进入除尘装置，进一步去除气体中所含的少量颗粒物，防止颗粒物堵塞后续的活性炭吸附装置；废气中所含的有机污染物在活性炭吸附装置中被进一步去除，尾气达标排放；喷淋急冷、汽水分离、换热冷凝等装置中产生的废水进入废水处理系统；
（4）废水处理，废水进入集水池暂存调蓄，然后进入混凝沉淀池处理，沉淀后上清液进入氧化池，处理达标后尾水一部分循环至高温热处理系统的出料单元，用作土壤冷却加湿喷淋水；另一部分循环至废气处理系统，用作喷淋急冷装置喷淋水，实现废水零排放；沉淀池产生的污泥在污泥储存池暂存，然后进入污泥脱水机处理，脱水滤液返回废水集水池处理，脱水泥饼进入污染土壤预处理系统循环处理，实现污泥零排放。
6.如权利要求5所述的热脱附方法，其特征在于在所述步骤（1）中，土壤预处理均在密闭大棚中进行，大棚内设置通风换气设施，废气进入废气处理系统，通过除尘装置去除所含颗粒物，然后通过活性炭吸附装置去除所含的有机污染物，尾气达标排放。
7.如权利要求5所述的热脱附方法，其特征在于在所述步骤（1）中，干化区采用阳光棚辅助地暖供热，并配置布料、翻抛设备，燃料燃烧产生的高温烟气，先进入高温热处理系统用于污染物脱附，然后通过干化区地暖系统，实现热量的分级充分利用。
8.如权利要求5所述的热脱附方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，预处理后的土壤含水率不高于20%，粒径不超过30mm。
9.如权利要求5所述的热脱附方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，一级热处理单元内温度为350℃~450℃，物料停留时间为3min~10min；二级热处理单元内温度为550℃~650℃，物料停留时间为5min~15min。
10.如权利要求5所述的热脱附方法，其特征在于在所述步骤（2）中，热脱附处理后的高温土壤在出料单元喷淋加湿，温度降至不超过60℃，含水率不小于30%，以避免产生扬尘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911396560.2A CN111112319A (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种两相循环分级热脱附系统及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911396560.2A CN111112319A (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种两相循环分级热脱附系统及其方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111112319A true CN111112319A (zh) | 2020-05-08 |
Family
ID=70505205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911396560.2A Pending CN111112319A (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种两相循环分级热脱附系统及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111112319A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111729930A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-02 | 苏州市宏宇环境科技股份有限公司 | 一种有机污染土壤热脱附方式 |
| CN112387766A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-23 | 国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司 | 利用锅炉余热处理污染土壤的系统和方法 |
| CN113426814A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 华东理工大学 | 有机物污染土壤的减量化修复方法与装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103272838A (zh) * | 2013-05-27 | 2013-09-04 | 浙江大学 | 持久性有机污染物污染土壤修复方法及装置 |
| CN106180169A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 一种土壤热脱附修复工艺及设备 |
| CN108237143A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-03 | 鸿灌环境技术有限公司 | 一种低能耗有机污染土壤异位热脱附工艺 |
| CN108704931A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-26 | 云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心) | 一种移动式污染废物热脱附的成套设备及方法 |
| CN109078975A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-25 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种污染土壤分级间接热脱附耦合催化降解修复系统及方法 |
| CN110340126A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 中节能大地环境修复有限公司 | 污染土壤异位热脱附处理方法及其热脱附系统 |
-
2019
- 2019-12-30 CN CN201911396560.2A patent/CN111112319A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103272838A (zh) * | 2013-05-27 | 2013-09-04 | 浙江大学 | 持久性有机污染物污染土壤修复方法及装置 |
| CN106180169A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 广西博世科环保科技股份有限公司 | 一种土壤热脱附修复工艺及设备 |
| CN108237143A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-03 | 鸿灌环境技术有限公司 | 一种低能耗有机污染土壤异位热脱附工艺 |
| CN108704931A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-26 | 云南省环境科学研究院(中国昆明高原湖泊国际研究中心) | 一种移动式污染废物热脱附的成套设备及方法 |
| CN109078975A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-25 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种污染土壤分级间接热脱附耦合催化降解修复系统及方法 |
| CN110340126A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 中节能大地环境修复有限公司 | 污染土壤异位热脱附处理方法及其热脱附系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111729930A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-02 | 苏州市宏宇环境科技股份有限公司 | 一种有机污染土壤热脱附方式 |
| CN112387766A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-23 | 国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司 | 利用锅炉余热处理污染土壤的系统和方法 |
| CN113426814A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 华东理工大学 | 有机物污染土壤的减量化修复方法与装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108237143B (zh) | 一种低能耗有机污染土壤异位热脱附工艺 | |
| RU2741936C1 (ru) | Способ и устройство для совместного сжигания отходов и полусухого сточного ила | |
| CN104785515B (zh) | 两段式绞龙间接热脱附装置 | |
| CN111112319A (zh) | 一种两相循环分级热脱附系统及其方法 | |
| CN103449701B (zh) | 一种炼油厂污泥炭化处理及炭回收的方法及装置 | |
| CN101780467B (zh) | 间接热解析设备 | |
| KR101692830B1 (ko) | 유기성 폐기물 건조 시스템 | |
| CN103172245B (zh) | 污泥快速热解处理及转化物的原位利用方法 | |
| CN105841160B (zh) | 一种有机物自供能干燥与热解、全组分资源化系统及工艺方法 | |
| CN104646409A (zh) | 两段式回转窑间接热脱附装置 | |
| CN105057337A (zh) | 高效间接热脱附装置 | |
| KR100903571B1 (ko) | 유기성 폐기물을 대량 처리하기 위한 탄화용 설비 | |
| WO2019050431A1 (ru) | Способ пиролизной утилизации твердых углеродсодержащих отходов и мусороперерабатывающий комплекс для его осуществления | |
| CN104815842A (zh) | 一种撬装式土壤热分离设备 | |
| CN106007297A (zh) | 一种含汞污泥热处理方法 | |
| CN206051812U (zh) | 一种含汞污泥热处理装置 | |
| CN106590702A (zh) | 一种生活垃圾低温热解发电系统及方法 | |
| CN204583847U (zh) | 两段式绞龙间接热脱附装置 | |
| CN106315719A (zh) | 一种抗生素有机废水及药渣处理工艺 | |
| CN201511035U (zh) | 间接热解析设备 | |
| KR101252289B1 (ko) | 가축 폐수 고형물 처리장치 | |
| CN107513392A (zh) | 一种处理生活垃圾和污水污泥的系统和方法 | |
| CN204276512U (zh) | 一种撬装式土壤热分离设备 | |
| CN204079746U (zh) | 一种热干化系统 | |
| CN112676318B (zh) | 一种生活垃圾资源化利用方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200508 |