CN113319113A - 一种有机污染土热脱附装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤异位修复技术领域，具体涉及一种有机污染土热脱附装置及工艺，其解决了现有技术操作步骤繁琐、能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量并且余热利用效率低的问题。本装置包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元和尾气净化系统；热脱附系统包括热脱附腔和燃烧室，热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的灼烧同时进行；热脱附腔土料入口与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口与土体换热单元相连，热脱附腔土料入口与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。本发明缩短工艺，降低工艺周期和工艺成本，既实现热脱附的高效处理，大大降低能量消耗，又能够对余热进行充分的利用。

Description

一种有机污染土热脱附装置及工艺

技术领域

本发明属于土壤异位修复技术领域，具体涉及一种有机污染土热脱附装置及工艺。

背景技术

随着城市的产业结构调整，大量工业场地需变更土地利用方式。各地政府均提出将引导高污染、高能耗、资源型产业全面退出中心城区，推动中心城区零散的工业企业搬迁，向园区集聚。在解决重污染工业企业搬迁的同时，搬迁和关闭的工业企业场地污染由于其积累性与高风险性巳经引起相关部门的高度关注。为避免污染场地对人体健康和生态环境的危害，大量污染场地的土壤修复治理工作追在眉睫。

热脱附技术是一种能够高效去除土壤中污染物的加热处理技术，通过直接或者间接热交换，将污染介质及其所含的污染物加热到足够的温度，以使污染物从污染介质上得以发挥或分离的过程，能够高效地去除污染场地内的各种挥发或者半挥发性有机污染物，污染物去除率可达99.98%以上。其具有工艺简单，技术成熟等优点，但是热脱附装置结构复杂，建造成本较高，运行费用昂贵，操作运行不方便，能量消耗巨大，余热无法充分利用且对于处理土壤的粒径和含水量都有一定的要求。

发明专利201810987522.3公开了一种有机污染土壤热脱附尾气处理的方法，对有机污染土壤热脱附处理所产生的高温尾气进行除尘预处理；除尘后的热脱附尾气通入蓄热式换热设备，在高温环境中，其中的有机污染物与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水，实现有机物的高温热分解；处理后的烟气引入炼铁高炉，利用炼铁高炉的超高温及氧化还原氛围，实现烟气中残余有机污染物的彻底分解。本发明可充分利用钢铁等冶金行业的生产设施及能源，实现对土壤热脱附尾气中有机污染物的彻底分解。但是这种余热利用是有局限性的，不能大范围的普及利用。

发明专利201810554641.X公开了一种高效能级梯度利用的间接热脱附修复有机污染土的装置。通过整合间接热脱附过程中各个气相环节的余热并且加以利用，使得整个系统得能量高效梯度得利用。同时通过冷凝、三相分离、水处理、泥处理、活性炭吸附等工艺提高了污染物得去除效果，能够有效得避免副产品得产出及二次污染。但是热脱附和焚烧有机污染废气分开处理本身能量消耗巨大，在余热利用的过程中步骤较为繁琐。

不难看出，现有的热脱附装置均为土壤热脱附和热脱附出的有机污染物分别处理，这样操作步骤繁琐、能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量，同时缺乏对于余热的有效利用。

发明内容

本发明要解决现有技术能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量且能耗较高，并且余热利用效率低等一系列的问题，提供了一种有机污染土热脱附装置及工艺。

本发明采用如下的技术方案实现：一种有机污染土热脱附装置，包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元和尾气净化系统；

热脱附系统包括热脱附腔和燃烧室，热脱附腔和燃烧室之间设有用于连接两者的通道，热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的灼烧同时进行；

热脱附系统上设有热脱附腔土料入口、热脱附腔土料出口和燃烧室烟气出口，热脱附腔土料入口与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口与土体换热单元相连，土体换热单元产生的热空气通入燃烧室中，土体换热单元对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。

进一步的，所述热脱附系统的热脱附腔为筒状结构，热脱附腔内部设有内腔，内腔的内部设有螺旋钻，热脱附腔上开设有与内腔连通的热脱附腔土料出口和与内腔连通的热脱附腔气体出口，热脱附腔土料出口与所述土体换热单元连通，热脱附腔的壁体上设有用于热空气流通的空腔，空腔与内腔相互隔离，空腔上开设有与连通至外部的用于将尘土颗粒排出空腔的排尘口；

所述燃烧室上设有燃烧器，燃烧室的底部开设有通道和有机污染废气入口，通道将燃烧室与空腔连通，有机污染废气入口与热脱附腔气体出口通过管路连通，管路上设有引风机，燃烧室还设有燃烧室烟气出口和余热回收热空气入口，燃烧室烟气出口与尾气净化系统连通，余热回收热空气入口与土体换热单元连通。

进一步的，所述燃烧室的壁体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设有夹层，内壁上设有若干个小孔，夹层与通道连通。

进一步的，所述热脱附系统的燃烧室的燃烧器为两个，分别为燃烧器Ⅰ和燃烧器Ⅱ，两个燃烧器斜对角布置；

通道也为两个，分别为气体通道Ⅰ和气体通道Ⅱ；

每个燃烧器对应一个通道。

进一步的，所述空腔的内壁采用耐高温导热材料、外壁采用耐高温绝热材料。

进一步的，所述土体换热单元上设有鼓风机Ⅰ和鼓风机Ⅱ，土体换热单元的顶部设有入料口和冷却的土壤出口，入料口与热脱附腔土料出口相连，冷却的土壤出口连接有用于冷却出土的皮带输送机相连，土体换热单元的底部连接有土体换热单元排气管，土体换热单元排气管与余热回收热空气入口相连，土体换热单元排气管上设有引风机。

进一步的，所述尾气净化系统包括依次相连的旋风除尘器、布袋除尘器、喷雾冷却塔和活性炭吸附装置；

所述旋风除尘器的顶部设有进气管和排气管、底部设有灰斗，灰斗的出口端设有星形下料阀；

所述布袋除尘器上设有布袋除尘器烟气入口和布袋除尘器烟气出口；

所述活性炭吸附装置上设有活性炭吸附装置烟气入口和活性炭吸附装置烟气出口，活性炭吸附装置烟气出口上设有离心风机；

所述旋风除尘器的进气管与燃烧室的燃烧室烟气出口相连，排气管与布袋除尘器烟气入口相连，布袋除尘器烟气出口通过喷雾冷却塔与活性炭吸附装置烟气入口相连。

进一步的，所述热脱附系统的热脱附腔的尾部设有温度传感器和压强传感器；燃烧室的顶部设有温度传感器和压强传感器。

一种有机污染土热脱附工艺，所述有机污染土在热脱附系统中进行间接热脱附，间接热脱附过程中利用金属的热传导使热脱附系统中的有机污染土在不接触高温气体的情况下受热进行热脱附，热脱附的同时对热脱附产生的废物进行二次灼烧，再利用斜对角布置的燃烧器所形成的气流对灼烧产生的尘土颗粒进行初步的除尘处理；热脱附后的土体经过土体换热单元冷却后直接排出，土体换热单元换热过程中产生的余热回收利用到热脱附系统中，为热脱附系统提供燃料和热量，实现热量的高效率利用；最后对热脱附过后的烟气进行进一步的除尘、冷却和吸附处理。

进一步的，在对有机污染土进行热脱附之前，对其进行预处理，通过预处理调节土壤水分，控制土壤的颗粒粒径至合适的尺寸。

本发明相比现有技术的有益效果：

1.本申请将燃烧室和热脱附腔设在一起，并且两者通过通道相互连通，从而将燃烧室燃烧产生的热空气通入热脱附腔中，通过金属的热传导对热脱附腔进行加温进行热脱附，并且热脱附产生的废气通过引风机的引导进入燃烧室进行二次灼烧，并将灼烧产生的热量再输入到热脱附腔内，从而实现热脱附和热脱附产生的废气二次灼烧同时利用，并且将废气灼烧产生的热量用于热脱附，从而极高的利用了燃烧器所产生的能量，大大降低能源消耗；

2.本装置设置的土体换热单元，利用冷空气有效的降低土壤温度，并且将高温的热空气通入燃烧器中，为燃烧器的燃烧提供燃料和热量，从而高效的利用土壤的余热，节约燃烧室的能耗；

3.本装置的燃烧室设有两个斜对角布置燃烧器，在两个斜对角布置的燃烧器喷射的高温气流引导下，燃烧器内气体形成逆时针旋转的气流，增加了有机污染废气与火焰的接触面积，极大的提高了灼烧效率；

4.本装置的燃烧室设有夹层，夹层的内壁设有小孔，经热脱附后有机污染废气及土体换热单元的热空气中均夹杂着许多尘土颗粒，这些尘土颗粒在离心力作用下自小孔移动夹层内，然后自通道进入空腔，再在挡板的作用下自排尘口排至热脱附系统之外，能够初步去除尘土颗粒，且能够减轻装置的损耗以及增加后续除尘效率；

5.本工艺能够对热脱附以及热脱附产生的有机污染废气的灼烧同时进行，缩短工艺，降低工艺周期和工艺成本，并且实现热脱附的高效处理，大大降低能量消耗，并且能够对余热进行充分的利用；并将土体换热单元换热后的热空气提供给热脱附作为燃料和热量，实现热量的高效率利用。

附图说明

图1为本装置的原理图；

图2为燃烧室结构示意图；

图3为燃烧室剖面示意图；

图4为土体换热单元原理图；

图5为热脱附系统俯视图；

图6为本工艺的流程图；

图中：1-料仓，2-传送带，3-皮带计量秤，4-热脱附腔土料入口， 5-热脱附腔，5.1-内腔，5.2-空腔，6-螺旋钻，7-燃烧室，8-燃烧室烟气出口，9-余热回收热空气入口，10-热脱附腔土料出口，11-进气管，12-排气管，13-灰斗，14-旋风除尘器，15-布袋除尘器，16-布袋除尘器烟气入口，17-布袋除尘器烟气出口，18-喷雾冷却塔，19-活性炭吸附装置烟气入口，20-活性炭吸附装置，21-活性炭吸附装置烟气出口，22-入料口，23-鼓风机Ⅰ，24-鼓风机Ⅱ，25-引风机，26-土体换热单元排气管，27-土壤出口，28-土体换热单元，29-燃烧器Ⅰ，30-燃烧器Ⅱ，31-小孔，32-外壁，33-内壁，34-气体通道Ⅰ，35-气体通道Ⅱ，36-通道，37-有机污染废气入口，38-热脱附腔气体出口，39-离心风机，40-挡板，41-排尘口，42-侧向支撑。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参照图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种有机污染土热脱附装置，包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元28和尾气净化系统；

热脱附系统包括热脱附腔5和燃烧室7，热脱附腔5和燃烧室7之间设有用于连接两者的通道36，热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的灼烧同时进行；

热脱附系统上设有热脱附腔土料入口4、热脱附腔土料出口10和燃烧室烟气出口8，热脱附腔土料入口4与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口10与土体换热单元28相连，土体换热单元28产生的热空气通入燃烧室7中，土体换热单元28对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口4与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。

所述热脱附系统的热脱附腔5为筒状结构，热脱附腔5内部设有内腔5.1，内腔5.1的内部设有螺旋钻6，热脱附腔5上开设有与内腔5.1连通的热脱附腔土料出口10和与内腔5.1连通的热脱附腔气体出口38，热脱附腔土料出口10与所述土体换热单元28连通，热脱附腔5的壁体上设有用于热空气流通的空腔5.2，空腔5.2与内腔5.1相互隔离（空腔5.2用于储存热空气，将燃烧室内的高温传递给热脱附腔，实现能量的高效利用）；空腔5.2上开设有与连通至外部的用于将尘土颗粒排出空腔5.2的排尘口41，空腔5.2内设有挡板40，挡板40用于推动空腔5.2内的尘土颗粒自排尘口41 排出，(这些主要是燃烧室7初步除尘后经过通道进入热脱附腔5内的的尘土）；

所述燃烧室7上设有燃烧器，燃烧器的底部开设有通道36和有机污染废气入口37，通道36将燃烧室与空腔5.2连通，有机污染废气入口37与热脱附腔气体出口38通过管路连通，管路上设有引风机，燃烧室7还设有燃烧室烟气出口8和余热回收热空气入口9，燃烧室烟气出口8与尾气净化系统连通，余热回收热空气入口9与土体换热单元28连通；燃烧室7与热脱附腔5之间设置有侧向支撑42，加固燃烧室7与热脱附腔5的连接，确保燃烧室7的稳定性。

所述的热脱附系统的热脱附腔5用于容纳有机污染土，燃烧室用于燃烧热脱附产生的气体并将气体输送至热脱附腔5通过热交换进行热脱附。燃烧器通过加热天然气产生的热量进一步加热空气, 燃烧室7燃烧产生的高温空气经通道导入热脱附腔5的空腔中，空腔用于储存高温空气，利用金属的热传导使整个热脱附腔5升温至目标温度(最高可达580℃) 进行热脱附，热脱附过程中有机污染土在热脱附腔5内通过螺旋杆6推动向前移动，污染土的停留时间由旋转钻6的旋转速度决定，一般为20-40分钟,旋转钻6上设有挡板，帮助推动管体内的土壤,避免土壤和火焰直接接触,且能够充分利用加热产生的热量；引风机使热脱附腔5内产生负压，抽取热脱附腔5内热脱附产生的废气进入燃烧室7内进行燃烧，燃烧后的热气体通过通道36进入热脱附腔5的空腔5.2内，依次循环，实现热脱附及热脱附产生的废气二次灼烧的同时进行。

所述燃烧室7的壁体包括内壁33和外壁32，内壁33和外壁32之间设有夹层，内壁33上设有若干个直径为30mm的小孔31，夹层与通道36连通；热脱附产生的废气和土体换热单元28产生的热气进入燃烧室后在离心力作用下尘土颗粒将通过内壁的小孔31进去内壁与外壁之间的夹层，初步消除相对较大颗粒的尘土，减轻装置的磨耗，同时增加后续除尘效率。

所述热脱附系统的燃烧室7的燃烧器为两个，分别为燃烧器Ⅰ29和燃烧器Ⅱ30，两个燃烧器斜对角布置，斜对角布置的燃烧器Ⅰ29和燃烧器Ⅱ30喷射的热气流的引导下，燃烧室7内会形成一个逆时针旋转的气流，增加有机污染气体与火焰的接触面积，使得有机污染废气与热空气充分的接触，促使其充分的分解,提高装置的效率；

通道36也为两个，分别为气体通道Ⅰ34和气体通道Ⅱ35，气体通道Ⅰ34和气体通道Ⅱ35对称布置，燃烧室7燃烧后的高温空气经过两个通道36进进入热脱附腔5，实现能量的高效利用；

每个燃烧器对应一个通道36。

所述空腔5.2的内壁采用耐高温导热材料、外壁采用耐高温绝热材料，外壁的外部再涂一层陶瓷纤维保温材料。

所述土体换热单元28上设有鼓风机Ⅰ23和鼓风机Ⅱ24，土体换热单元28的顶部设有入料口22和冷却的土壤出口27，入料口22与热脱附腔土料出口10相连，冷却的土壤出口27连接有用于冷却出土的皮带输送机相连（用于将冷却处理后的土体输送到土体换热单元外部），土体换热单元28的底部连接有土体换热单元排气管26，土体换热单元排气管26与余热回收热空气入口9相连，土体换热单元排气管26上设有引风机25；土体换热单元28用于对高温的土壤进行降温，并将其排出的热气体引入燃烧室中进行余热的利用。

当高温的污染土从土体换热单元28上方的入料口22进入时，打开鼓风机Ⅰ23和鼓风机Ⅱ24让冷空气与高温土壤充分接触，有效的降低土壤温度，冷气与土体充分接触后，大量的热量将从土体中转移到冷空气中，利用引风机25将带有大量热量的空气通过土体换热单元排气管26引到燃烧室7中，为燃烧器提供燃料和热量，充分的利用高温脱附后土壤的余热，节能环保。

所述尾气净化系统主要对焚烧烟气进行净化处理，主要任务是尽可能地去除飞灰颗粒，分解、吸附二噁英类等有毒气体，脱除HCL、SO_X、NO_X等无机气体，使排放烟气中污染物的各项浓度排放指标达到规定的数值；尾气净化系统包括依次相连的旋风除尘器14、布袋除尘器15、喷雾冷却塔18和活性炭吸附装置20；

所述旋风除尘器14的顶部设有进气管11和排气管12、底部设有灰斗13，灰斗13的出口端设有星形下料阀；

所述布袋除尘器15上设有布袋除尘器烟气入口16和布袋除尘器烟气出口17；

所述活性炭吸附装置20上设有活性炭吸附装置烟气入口19和活性炭吸附装置烟气出口21，活性炭吸附装置烟气出口21上设有离心风机39，所述的活性炭吸附装置20包括2个并联使用的活性炭罐，每个活性炭罐内需放置9m³的蜂窝状活性炭，共计18m³；活性炭约使用90d将失效，需更换新的活性炭，废活性炭属于危险废物，将送至有危废处置资质的企业进行最终处置。

所述旋风除尘器14的进气管11与燃烧室7的燃烧室烟气出口8相连，排气管12与布袋除尘器烟气入口16相连，布袋除尘器烟气出口17通过喷雾冷却塔18与活性炭吸附装置烟气入口19相连；

旋风除尘器14是在离心力的作用下尘土颗粒从气流中分离出来，再借助重力作用使尘土颗粒落入灰斗13；再经过布袋除尘器15进一步出去细小颗粒的尘土；除尘后的尾气进入喷雾冷却塔18，使温度降低到常温，使残留的污染物以液态的形式排放到污水处理池中集中处理，同时能够极大的延长活性炭吸附装置的使用寿命；冷却剩余的尾气通过活性炭吸附装置20同时VOC监测系统显示达标后排放，活性炭吸附装置20主要用于吸附在热脱附环节蒸发的一些低沸点的重金属例如铅、汞等，其在除尘、脱除有毒有害气体中一般难以去除。由于尾气的产生量与燃料燃烧所生成的烟气量相比是非常少的，再经过高温焚烧实现了无害化，尾气经过冷凝和活性炭吸附后实现了减量化，这些措施能确保烟气的达标排放。

喷雾冷却塔18的出口端与厂内的废水处理系统相连，废水处理系统采用芬顿反应器（即调节池的出水经泵提升后流入芬顿反应器，在反应器内分别加入H₂O₂和FeSO₄, H₂O₂和Fe²⁺在PH=3的环境下反应生成一种氧化性极强的羟基自由基，能将大分子有机物氧化成小分子有机物，进而转化成二氧化碳和水，将废水中难以降解的污染物氧化降解。为了防止芬顿氧化单元反应不完全，在芬顿单元后面添加活性炭吸附单元，以防止芬顿氧化后多环芳烃等污染物去除不彻底所引起的污染物泄露，确保污水处理后最终将达标后的水排出。废水处置过程中产生的污泥首先经过干化处理重新进入异位间接热脱附设备进行处理），废水处理过程中产生的淤泥经过干化处理后重新进入异位间接热脱附设备进行处理。

所述热脱附系统的热脱附腔5的尾部设有温度传感器和压强传感器，实时监测腔内的温度及压强。燃烧室中不断的有热脱附腔中的有机污染废气及土壤换热单元中带有余热的空气涌入；燃烧室7的顶部设有温度传感器和压强传感器，保证燃烧室内的压强及温度在安全范围之内，斜对角布置的燃烧器所形成的气流引导下，燃烧室内的有机污染废气将会充分的灼烧。

一种有机污染土热脱附工艺，所述有机污染土在热脱附系统中进行间接热脱附，间接热脱附过程中利用金属的热传导使热脱附系统中的有机污染土在不接触高温气体的情况下受热进行热脱附，热脱附的同时对热脱附产生的废物进行二次灼烧，再利用斜对角布置的燃烧器所形成的逆向气流对灼烧产生的尘土颗粒进行初步的除尘处理（经过计量进料系统的有机污染土通过热脱附腔5中的热脱附腔土料入口4进入热脱附腔5，进行热脱附前先打开燃烧器Ⅰ29和燃烧器Ⅱ30，燃烧器通过加热天气产生热量来加热空气，通过金属的热传递使得热脱附腔达到指定温度（根据污染土中有机污染物的沸点设定温度），待温度传感器显示达到指定温度后开始进料，热脱附腔5内的旋转钻(6)推动污染土向前移动，同时开始引风机，引风机引导脱附出的含有有机污染物的气体进入燃烧室7内进行二次灼烧，二次灼烧产生的热气进入热脱附腔5中通过热交换对热脱附提供热量）；热脱附后的土体经过土体换热单元冷却后直接排出，土体换热单元换热过程中产生的余热回收利用到热脱附系统中，为热脱附系统提供燃料和热量，实现热量的高效率利用（热脱附处理后的高温土壤经热脱附腔土料出口10进入土体换热单元28时，打开鼓风机Ⅰ23和鼓风机Ⅱ24让冷空气与高温土壤充分接触，能够有效的降低土壤的温度，冷空气与土壤充分接触后，土壤中大量的热量转移到空气中，利用引风机25将带有大量热量的空气经过土体换热单元排气管26送至热脱附系统的燃烧室7中，为燃烧室7提供燃料和热量，从而充分的利用高温脱附后土壤的余热）；最后对热脱附过后的烟气进行进一步的除尘、冷却和吸附处理。

在对有机污染土进行热脱附之前，对其进行预处理，通过预处理调节土壤水分，控制土壤的颗粒粒径至合适的尺寸，用于控制土颗粒的粒径以及含水率，确保热脱附效率，同时为了保证热脱附的处理效率，保证进料的土壤含水率低于20%。土壤的理化性质对异位热脱附处理过程及结果有一定的影响，且考虑到高效低能耗的因素，需要在热处理之前对有机污染土进行预处理。调节土壤水分，控制土壤的颗粒粒径至合适尺寸，增加污染土壤的反应面积及混合程度，保证进料的土壤含水率低于20%，确保热脱附的处理效率。将现场有机污染土用挖掘机挖掘后，用运输汽车将土壤运转至预处理区后，挑出土壤中的大石块（D≥2cm），再使用筛分破碎装置对土壤中的较大粒径石块，土壤筛分破碎，防止加热入料口堵塞，再使用筛分破碎装置对土壤中的较大粒径石块、土壤筛分破碎，防止加热入料口堵塞，保护后续工艺设备的同时，增加土壤加热效果。粒径＞2cm的土壤返回到粉碎筛分机继续粉碎。筛分后的土壤，再暂存场内堆放（堆放场地要求完全密闭），污染土壤进行摊铺晾晒，污染土晾晒的堆积厚度为0.2m。为了保证预处理效果，增加土壤透气性，在对土壤进行翻推时，适当调节含水量，保证预处理后土壤粒径分布平均，含水率降至约20%，达到异位间接热脱附处理入料要求。上述操作均在密闭大棚中进行。密闭大棚主体骨及外遮阳骨架采用热镀锌钢结构，大棚地面防渗采用2.0mm厚HDPE膜+4800膨润土g/m²防水布(GCL),并铺设800g/m²土工布。大棚南北方向千分之三双向找坡，采用外排水。大棚四周1400mm混凝土矮墙，内部做独立基处。密闭大棚设置上下两个通风口，通过分别抽取上层和下层空气保证大棚内空气充分置换，保证施工工作人员健康安全。所述的密闭大棚主体骨及外遮阳骨架采用热镀锌钢结构。密闭大棚设置上下两个通风口，通过分别抽取上层和下层空气保证大棚内空气充分置换。

计量进料系统用于将预处理过后的土壤送至热脱附系统进行热脱附处理，计量进料系统包括受料斗1、皮带秤3和进料皮带输送机2，预处理过后的污染土依次经过筛分机、破碎机、振动筛进行筛分、破碎处理，然后加到受料斗1经过皮带计量秤3计量后均匀输送至皮带输送机，再通过倾斜的皮带输送机2把污染土壤输送至热脱附腔土料入口4的上方以达到均匀进料的目的。

热脱附过程采用压缩天然气作为燃料供应，现场应配备压缩天然气罐车，减压装置、天然气输送管路等燃料供应单元。

整套系统均采用电脑自动控制系统操作，需要的操作人员少。当系统内任何部分出现故障时，系统自动停止，并通过联网的电脑系统告知操作人员出现故障部位，以便最快速度去除故障。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元（28）和尾气净化系统；

热脱附系统包括热脱附腔（5）和燃烧室（7），热脱附腔（5）和燃烧室（7）之间设有用于连接两者的通道（36），热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的二次灼烧同时进行；

热脱附系统上设有热脱附腔土料入口（4）、热脱附腔土料出口（10）和燃烧室烟气出口（8），热脱附腔土料入口（4）与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口（10）与土体换热单元（28）相连，土体换热单元（28）产生的热空气通入燃烧室（7）中，土体换热单元（28）对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口（4）与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统的热脱附腔（5）为筒状结构，热脱附腔（5）内部设有内腔（5.1），内腔（5.1）的内部设有螺旋钻（6），热脱附腔（5）上开设有与内腔（5.1）连通的热脱附腔土料出口（10）和与内腔（5.1）连通的热脱附腔气体出口（38），热脱附腔土料出口（10）与所述土体换热单元（28）连通，热脱附腔（5）的壁体上设有用于热空气流通的空腔（5.2），空腔（5.2）与内腔（5.1）相互隔离，空腔（5.2）上开设有与连通至外部的用于将尘土颗粒排出空腔（5.2）的排尘口（41）；

所述燃烧室（7）上设有燃烧器，燃烧器的底部开设有通道（36）和有机污染废气入口（37），通道（36）将燃烧室（7）与空腔（5.2）连通，有机污染废气入口（37）与热脱附腔气体出口（38）通过管路连通，管路上设有引风机，燃烧室（7）还设有燃烧室烟气出口（8）和余热回收热空气入口（9），燃烧室烟气出口（8）与尾气净化系统连通，余热回收热空气入口（9）与土体换热单元（28）连通。

3.根据权利要求2所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述燃烧室（7）的壁体包括内壁（33）和外壁（32），内壁（33）和外壁（32）之间设有夹层，内壁（33）上设有若干个小孔（31），夹层与通道（36）连通。

4.根据权利要求3所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统的燃烧室（7）的燃烧器为两个，分别为燃烧器Ⅰ（29）和燃烧器Ⅱ（30），两个燃烧器斜对角布置；

通道（36）也为两个，分别为气体通道Ⅰ（34）和气体通道Ⅱ（35）；

每个燃烧器对应一个通道（36）。

5.根据权利要求4所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述空腔（5.2）的内壁采用耐高温导热材料、外壁采用耐高温绝热材料。

6.根据权利要求5所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述土体换热单元（28）上设有鼓风机Ⅰ（23）和鼓风机Ⅱ（24），土体换热单元（28）的顶部设有入料口（22）和冷却的土壤出口（27），入料口（22）与热脱附腔土料出口（10）相连，冷却的土壤出口（27）连接有用于冷却出土的皮带输送机相连，土体换热单元（28）的底部连接有土体换热单元排气管（26），土体换热单元排气管（26）与余热回收热空气入口（9）相连，土体换热单元排气管（26）上设有引风机（25）。

7.根据权利要求6所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述尾气净化系统包括依次相连的旋风除尘器（14）、布袋除尘器（15）、喷雾冷却塔（18）和活性炭吸附装置（20）；

所述旋风除尘器（14）的顶部设有进气管（11）和排气管（12）、底部设有灰斗（13），灰斗（13）的出口端设有星形下料阀；

所述布袋除尘器（15）上设有布袋除尘器烟气入口（16）和布袋除尘器烟气出口（17）；

所述活性炭吸附装置（20）上设有活性炭吸附装置烟气入口（19）和活性炭吸附装置烟气出口（21），活性炭吸附装置烟气出口（21）上设有离心风机（39）；

所述旋风除尘器（14）的进气管（11）与燃烧室（7）的燃烧室烟气出口（8）相连，排气管（12）与布袋除尘器烟气入口（16）相连，布袋除尘器烟气出口（17）通过喷雾冷却塔（18）与活性炭吸附装置烟气入口（19）相连。

8.根据权利要求7所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统的热脱附腔（5）的尾部设有温度传感器和压强传感器；燃烧室（7）的顶部设有温度传感器和压强传感器。

9.用权利要求1所述的一种有机污染土热脱附装置进行的热脱附工艺，其特征在于：所述有机污染土在热脱附系统中进行间接热脱附，间接热脱附过程中利用金属的热传导使热脱附系统中的有机污染土在不接触高温气体的情况下受热进行热脱附，热脱附的同时对热脱附产生的废物进行二次灼烧，再利用斜对角布置的燃烧器所形成的气流对灼烧产生的尘土颗粒进行初步的除尘处理；热脱附后的土体经过土体换热单元冷却后直接排出，土体换热单元换热过程中产生的余热回收利用到热脱附系统中，为热脱附系统提供燃料和热量，实现热量的高效率利用；最后对热脱附过后的烟气进行进一步的除尘、冷却和吸附处理。

10.根据权利要求9所述的一种有机污染土热脱附工艺，其特征在于：在对有机污染土进行热脱附之前，对其进行预处理，通过预处理调节土壤水分，控制土壤的颗粒粒径至合适的尺寸。

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