CN111515238A - 土壤直接热脱附处理方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热解脱附技术领域，特别涉及一种土壤直接热脱附处理方法和设备。该土壤直接热脱附处理方法，用热脱附供热炉为直接热脱附炉提供第一热烟气，第一热烟气经过直接热脱附炉后生成热解脱附气，再对热解脱附气进行利用，热解脱附气的利用包括将其导入二燃炉进行燃烧，热解脱附气在燃烧前经过除尘步骤，除尘后的热解脱附气中颗粒物含量＜40ppm，第二热烟气的热量利用还包括对热解脱附气和助燃空气进行预热，第二热烟气的尾气处理由冷却步骤和活性炭吸附步骤组成。本发明通过深度除尘步骤的提前，使二燃炉出来的第二热烟气的热量得到了更充分的利用，不仅降低了传输管道堵塞的概率，还减少了后续冷却水的用量。
Description
技术领域
本发明属于热解脱附技术领域，特别涉及一种土壤直接热脱附处理方法和设备。
背景技术
按加热方式进行分类，热脱附技术通常分为直接热脱附和间接热脱附。与间接热脱附相比较，直接热脱附换热效率高，处理量大，但热解脱附气气量大，颗粒物含量高。常规的土壤直接热脱附处理工艺，热解脱附气经预除尘（一般选择旋风除尘器或多管除尘器）后直接进入二次燃烧炉进行无害化处理，烟气从烟囱排放前需经过进一步的深度除尘才能够达标排放。
多管除尘器的除尘效率在70~80%，旋风除尘器的除尘效率更低，直接热脱附的脱附气经过预除尘后颗粒物浓度仍较高。热解脱附气进入二次燃烧炉高温氧化处理，由于二次燃烧炉内气体流速降低，炉内易出现颗粒物的沉积。沉积的颗粒物在二次燃烧炉内高温下被烧结，长期运行导致二次燃烧炉保温棉的损坏及通道的堵塞。当脱附气中含有二噁英的前驱物时，脱附气中的颗粒物促进二噁英的再合成，不利于尾气中二噁英的控制。
二次燃烧炉排放的烟气温度较高，通常通过预热助燃空气简单余热回收，直接进入尾气处理系统，后期的冷却水用量相对较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种土壤直接热脱附处理方法和设备，通过改变除尘装置的接入位置，使热能得到更有效的配置，从而实现降低能源损耗的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
土壤直接热脱附处理方法，用热脱附供热炉为直接热脱附炉提供第一热烟气，第一热烟气经过直接热脱附炉后生成热解脱附气，再对热解脱附气进行利用，热解脱附气的利用包括将其导入二燃炉进行燃烧，二燃炉燃烧产生的第二热烟气经过热量利用、尾气处理后排放，第二热烟气的热量利用包括对助燃空气进行预热，所述热解脱附气在燃烧前经过除尘步骤，除尘后的热解脱附气中颗粒物含量＜40ppm，第二热烟气的热量利用还包括对热解脱附气进行预热，第二热烟气的尾气处理由冷却步骤和活性炭吸附步骤组成。
作为改进，所述热解脱附气的除尘步骤依次包括多管除尘步骤和袋式除尘步骤。
作为改进，所述第二热烟气、热解脱附气、助燃空气经由换热器换热，换热器为三介质换热器。
作为进一步改进，所述热解脱附气的利用包括将其返混至热脱附供热炉进行燃烧。
作为再进一步改进，返混至热脱附供热炉进行燃烧的热解脱附气占总热解脱附气含量的40%~50%。
本发明所述的土壤直接热脱附处理设备，包括热脱附供热炉、直接热脱附炉、二燃炉、尾气处理装置，热脱附供热炉产生的第一热烟气为直接热脱附炉供热，直接热脱附炉产生热解脱附气，二燃炉产生的第二热烟气与助燃空气换热后导入尾气处理装置，所述直接热脱附炉与所述二燃炉之间设置有深度除尘设备，深度除尘设备包括多管除尘器和袋式除尘器，二燃炉产生的第二热烟气还通过换热器对热解脱附气进行预热，第二热烟气的尾气处理装置由冷却塔和活性炭箱组成。
作为改进，所述换热器为三介质换热器，所述第二热烟气、热解脱附气、助燃空气经由三介质换热器换热。
作为进一步改进，所述二燃炉与所述热脱附供热炉之间设置返混烟道用于将部分热解脱附气返混至热脱附供热炉。
本发明的发明构思和有益效果是：将原本属于尾气处理装置的深度除尘步骤提前至二燃炉之前，对直接热脱附炉出来的热解脱附气先进行深度除尘，该变动能带来如下优点：
（1）大颗粒物的大幅减少能减小传输管道被堵塞的概率；
（2）当热解脱附气中含有二噁英的前驱物时，热解脱附气中的颗粒物能促进二噁英的再合成，本申请提前对热解脱附气中的大颗粒物进行控制，减少二噁英再合成的概率；
（3）直接热脱附出来的热解脱附气，没有经过深度除尘之前一般不允许进入换热器换热，否则换热器被快速堵塞的概率非常大。采用本申请所述的方案后，热解脱附气可以进入换热器进行换热。现有技术中，从二燃炉出来的第二热烟气与助燃空气换热后，仍有很高的热值。本申请的热解脱附气在换热器中依次与第二热烟气、助燃空气实施换热，第二热烟气的温度能被进一步降低，从而能减少后续冷却水的用量；
（4）热解脱附气经过与第二热烟气换热后实现升温，能增加其在传输管道的传输动能，对于油污泥产生的热解脱附气则能防止其在传输管道凝结；
（5）40%~50%的热解脱附气返混至热脱附供热炉，实现烟气减排40%~50%。
综上所述，本发明具有设计新颖、易于实现的优点，通过深度除尘步骤的提前，使二燃炉出来的第二热烟气的热量得到了更充分的利用，不仅降低了传输管道堵塞的概率，还减少了后续冷却水的用量。
附图说明
图1为本发明的布局示意图；
图2为本发明换热器的结构示意图，图中示出了第二热烟气、热解脱附气、助燃空气在换热器内的流向。
图中：1、热脱附供热炉；2、直接热脱附炉；3、二燃炉；4、尾气处理装置；5、深度除尘设备；6、换热器；7、返混烟道；8、烟囱；9、中间风机。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述的土壤直接热脱附处理设备，包括热脱附供热炉1、直接热脱附炉2、深度除尘设备5、二燃炉3、尾气处理装置4、烟囱8，热脱附供热炉1产生的第一热烟气为直接热脱附炉2供热，直接热脱附炉2产生热解脱附气，二燃炉3产生的第二热烟气与助燃空气换热后导入尾气处理装置4。深度除尘设备5位于直接热脱附炉2与二燃炉3之间。深度除尘设备5包括多管除尘器51和袋式除尘器52，袋式除尘器52采用耐高温的PTFE覆膜的滤袋。考虑多管除尘器51及袋式除尘器52的压力损失较大，袋式除尘器52后端设置中间风机9，中间风机9为热解脱附气的输送提供动力，并维持直接热脱附炉2内的负压在-50~0pa。
二燃炉3产生的第二热烟气还通过换热器6对热解脱附气进行预热，第二热烟气的尾气处理装置4由冷却塔和活性炭箱组成。经尾气处理装置4后的尾气由烟囱8达标排放。
换热器6为三介质换热器，第二热烟气、热解脱附气、助燃空气经由三介质换热器换热。如图2所示，第二热烟气的流向由下往上，左下角表示的为热解脱附气的流向，左上角表示的为助燃空气的流向。
二燃炉3与热脱附供热炉1之间设置返混烟道7用于将部分热解脱附气返混至热脱附供热炉1，热解脱附气的进气量可使用传输管线上的蝶阀进行调节。
本发明所述的土壤直接热脱附处理方法，用热脱附供热炉1为直接热脱附炉2提供第一热烟气，第一热烟气的温度为850℃左右。土壤在直接热脱附炉2内被加热至250~550℃，土壤中的水分、油分、有机污染物等热解脱附，并携带大量的粉尘形成热解脱附气。直接热脱附炉2排出的热解脱附气，温度为200~250℃。
从直接热脱附炉2排出的热解脱附气随即进行除尘步骤。热解脱附气的除尘步骤依次包括多管除尘步骤和袋式除尘步骤，多管除尘步骤的进气温度控制在200~250℃，袋式除尘步骤的过滤气速控制在0.6~0.8m/s。除尘后的热解脱附气中颗粒物含量＜40ppm。优选地，除尘后的热解脱附气中颗粒物含量＜20ppm。热解脱附气的除尘步骤在其被燃烧前完成。
再对完成深度除尘后的热解脱附气进行利用。热解脱附气的利用包括将其导入二燃炉3进行燃烧和将其返混至热脱附供热炉1进行燃烧，返混至热脱附供热炉进行燃烧的热解脱附气占总热解脱附气含量的40%~50%。进入二燃炉3的热解脱附气在二燃炉3的停留时间超过2s，实现热解脱附气的彻底无害化。二燃炉3的燃料为天然气。二燃炉3内衬耐1250℃的保温棉。热解脱附气中无二噁英产生时，二燃炉3的处理温度850℃，热解脱附气中有二噁英产生时，二燃炉3的处理温度1100℃。二燃炉3燃烧产生的第二热烟气在换热器6依次与热解脱附气、助燃空气换热后进行尾气处理，换热器6为三介质换热器。预热后的助燃空气进入热脱附供热炉1和二燃炉3，为燃烧提供充足的氧气。第二热烟气的尾气处理由冷却步骤和活性炭吸附步骤组成，处理达标后通过烟囱排放。由于尾气的温度相对较低，冷却步骤中冷却水的用量也相对减少。
Claims (8)
1.土壤直接热脱附处理方法，用热脱附供热炉为直接热脱附炉提供第一热烟气，第一热烟气经过直接热脱附炉后生成热解脱附气，再对热解脱附气进行利用，热解脱附气的利用包括将其导入二燃炉进行燃烧，二燃炉燃烧产生的第二热烟气经过热量利用、尾气处理后排放，第二热烟气的热量利用包括对助燃空气进行预热，其特征在于：所述热解脱附气在燃烧前经过除尘步骤，除尘后的热解脱附气中颗粒物含量＜40ppm，第二热烟气的热量利用还包括对热解脱附气进行预热，第二热烟气的尾气处理由冷却步骤和活性炭吸附步骤组成。
2.根据权利要求1所述的土壤直接热脱附处理方法，其特征在于：所述热解脱附气的除尘步骤依次包括多管除尘步骤和袋式除尘步骤。
3.根据权利要求1所述的土壤直接热脱附处理方法，其特征在于：所述第二热烟气、热解脱附气、助燃空气经由换热器换热，换热器为三介质换热器。
4.根据权利要求1所述的土壤直接热脱附处理方法，其特征在于：所述热解脱附气的利用包括将其返混至热脱附供热炉进行燃烧。
5.根据权利要求4所述的土壤直接热脱附处理方法，其特征在于：返混至热脱附供热炉进行燃烧的热解脱附气占总热解脱附气含量的40%~50%。
6.土壤直接热脱附处理设备，包括热脱附供热炉、直接热脱附炉、二燃炉、尾气处理装置，热脱附供热炉产生的第一热烟气为直接热脱附炉供热，直接热脱附炉产生热解脱附气，二燃炉产生的第二热烟气与助燃空气换热后导入尾气处理装置，其特征在于：所述直接热脱附炉与所述二燃炉之间设置有深度除尘设备，深度除尘设备包括多管除尘器和袋式除尘器，二燃炉产生的第二热烟气还通过换热器对热解脱附气进行预热，第二热烟气的尾气处理装置由冷却塔和活性炭箱组成。
7.根据权利要求6所述的土壤直接热脱附处理设备，其特征在于：所述换热器为三介质换热器，所述第二热烟气、热解脱附气、助燃空气经由三介质换热器换热。
8.根据权利要求6所述的土壤直接热脱附处理设备，其特征在于：所述二燃炉与所述热脱附供热炉之间设置返混烟道用于将部分热解脱附气返混至热脱附供热炉。
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