CN114226431B - 一种立式双筒热脱附装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种立式双筒热脱附装置；包括料筒和加热筒，料筒沿竖直方向设置，在料筒底部为出料口，沿料筒外壁自下而上分别设有加热口、进料口及脱附气出口；加热筒通过加热口设置在料筒内，加热筒在料筒内沿竖直向上设置，使得加热筒与料筒之间形成双筒结构，在加热筒和料筒之间为物料填充区，待修复的土壤通过进料口后进入物料填充区；在料筒顶部还设有密封盖，密封盖上设有燃气出口，燃气出口与所述加热筒连通。本发明的有益效果是：结构简单，不使用运动部件也可以达到物料的进出需要；物料填充区大，提高热脱附工作效率。

Description

一种立式双筒热脱附装置

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种立式双筒热脱附装置。

背景技术

热脱附技术是指在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离，脱附后气体进入气体处理系统的过程。热脱附技术常被用于下列污染物相关的污染场地修复项目中：多环芳烃、其他非卤代半挥发性有机物、苯系物、其他非卤代挥发性有机物、有机农药和除草剂、其他卤代半挥发性有机物、卤代挥发性有机物、多氯联苯等。

目前现有技术中的热脱附装置具有以下的几种问题：

1、一般热脱附的设备，物料在料筒内需要螺旋推进装置或整体滚动进行移动。专利申请号201721891820.X，公开了一种双炉体式热解脱附炉，该双炉体式热解脱附炉包括热解脱附腔和包裹在热解脱附腔外表的加热腔，热解脱附腔包括上下设置的上炉体和下炉体，上炉体与下炉体之间设置物料下落通道，加热腔的热量由热源供应，热解脱附腔内设置有输送污泥机构。从该文件中可以看出，物料在热脱附炉中的运转依赖于污泥输送机构，而污泥输送机构采用螺旋推进装置来完成；设备运动部件较多，易损件也较多，后期的维护成本也较高。

2、大多数热脱附装置为卧式的，物料填充率较低，一般不足设备容积的25％。专利申请号：201610105658.8，公开了一种热脱附炉，具体为：包括炉体，炉体上设有进料口和出料口，炉体内具有热脱附区和干燥区，干燥区位于进料口和热脱附区之间，土壤放置到炉体内布料板上，布料板可水平转动；第一辐射管燃烧器对热脱附区内的土壤提供热脱附热量，第二辐射管燃烧器；第二辐射管燃烧器对干燥区内的土壤提供干燥热量。从文中可以看出，热脱附炉内进行填充的物料仅限于布料板上的数量，不仅造成能源的浪费，也造成了物料的热脱附工作效率极低。

如何提供一种构件简单的热脱附装置，在满足热脱附工作需求的条件下，可将制造成本及使用维修成本降低，同时具有物料填充率高，可实现高效热脱附工作，对解决本领域技术问题具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式双筒热脱附装置，用于解决上述背景技术中的问题，所述热脱附装置具有结构简单、便于制造及维护的特点，同时所述热脱附装置还具有物料填充率较高，可实现提高生产效率的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种立式双筒热脱附装置，包括料筒和加热筒，所述料筒沿竖直方向设置，在所述料筒底部为出料口，沿所述料筒外壁自下而上分别设有加热口、进料口及脱附气出口；

所述加热筒通过所述加热口设置在所述料筒内，所述加热筒在料筒内沿竖直向上设置，使得所述加热筒与所述料筒之间形成双筒结构，在所述加热筒和料筒之间为物料填充区，待修复的土壤通过所述进料口后进入物料填充区；

在所述料筒顶部还设有密封盖，所述密封盖上设有燃气出口，所述燃气出口与所述加热筒连通。

进一步，为保证热量的利用率，在所述料筒的外侧还设有保温层，所述保温层为硅酸铝环保保温材料。

进一步，所述料筒底部为倒置的截顶圆锥结构，料筒底部的小径圆形处设为出料口，在出料口处设有出料检温装置，当物料温度达到200-800℃，满足物料热脱附后出料的要求。

进一步，所述料筒外壁上设有多个温度装置，所述温度装置通过料筒外壁插入物料内，多个所述温度装置在竖直方向上等距间隔设置，可以通过多个温度装置，对不同位置的物料进行温度监测。

进一步，所述脱附气出口处依次设有设有冷却装置和气液分离装置；所述冷却装置为列管式冷却装置，冷却介质为循环冷却水；所述气液分离装置将脱附气中的不凝气、和液体进行分离，不凝气回收进入燃气装置进行燃烧，液体回收后装入指定容器，以便进一步利用。

进一步，所述燃气出口处设有尾气检温装置，使得尾气出口温度保持在120-200℃；所述燃气出口处还设有尾气处理装置，所述尾气处理装置对燃气进行处理后达标排放。

进一步，在物料和燃气的管口上还分别设有阀门，所述热脱附装置还连接控制系统，所述控制系统通过电路连接阀门和温度检测装置，实现修复土壤热脱附的自动操作。

本发明的有益效果在于：现有技术中的热脱附装置的运动部件一般采用螺旋推进装置或整体滚动装置，设备构件较多，设备的制造和维护成本较高；本装置采用立式的结构，当物料自料筒上部的进料口开始添加物料，通过重力作用直接进入到物料填充区，不需要任何物料运动部件，也能够实现物料的添加；在料筒底部设有出料口，当物料进行热脱附完成后，打开出料口上的阀门，物料由重力作用直接排出，不需要使用运动部件，也可以实现物料的出料。整体设备结构非常简单、构件少，在节省制造费用的同时有利于后期的使用与维护。现有技术中脱附装置大多采用卧式，物料填充率不高，热力能源没有被充分利用；本装置采用立式双筒结构，加热筒设置于料筒内，物料通过进料口进料，在物料填充区填满，物料填充率可达设备容积的85％以上，高温气体通过加热筒对加热筒周围所有的物料进行加热，加热面积大、能源利用率高，同时提高热脱附工作效率。

在燃气出口处设置尾气检温装置和尾气处理装置，通过控制燃气流量可以实现尾气温度控制，并将尾气温度保持在120-200℃，当脱附后的气体进入尾气处理装置，尾气处理装置可保证设备环保排放无污染。

本发明在进料口处设有进料阀，出料口处设置出料阀，加热口设置气量阀，通过控制系统设定参数控制物料进出速度、进气量和温度检测装置，实现自动的热脱附操作节省人力；设备适应性高，当土壤中含有不同污染物，范围为50ppm-50000ppm均可使用本装置进行热脱附处理。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的横截面示意图；

图中：1、料筒 1-1、出料口 1-2、出料阀 1-3、进料阀

1-4、脱附气出口 2、加热筒2-1、燃气入口 2-2、燃气出口

2-3、气量阀 3、保温层 4、温度表

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

热脱附工作采用一种立式双筒热脱附装置，包括料筒1和加热筒2，料筒1沿竖直方向设置，料筒1底部为倒置的截顶圆锥结构，其中，小径圆形为出料口1-1，出料口1-1处设有出料阀1-2；在料筒1外壁的下部，设有加热口，加热筒2穿过加热口弯折后并沿竖直方向向上设在料筒1内，热脱附装置形成双筒结构，在料筒1和加热筒2之间的为物料填充区6；在料筒1外壁的上部还设有进料口，在进料口处设有进料阀1-3，物料自进料口进入料筒1内，并在重力的作用下填满物料填充区6；料筒1的外侧还设有硅酸铝环保保温材料3；高温的燃气自燃气入口2-1进入加热筒2内，并对加热筒2周围的物料进行加热，物料在加热后，有机污染物从物料中得以挥发分离，并由料筒1外壁上部的脱附气出口1-4脱附，脱附气进过列管式冷却装置进行冷却，然后通过气液分离装置将脱附气中的不凝气、和液体进行分离；不凝气回收进入燃气装置进行燃烧，液体回收后装入储罐，以便进一步利用。当出料口1-1上的出料检温装置检测到物料温度达到300℃时，打开出料阀1-2，热脱附后的物料由出料口1-1排出至料槽中，完成物料的热脱附工作。

实施例2

一组立式双筒热脱附单元，包括料筒1和加热筒2，料筒1底部为出料口1-1，出料口1-1处设有出料阀1-2，在料筒1外壁的下部设有加热口，加热筒2穿过加热口后弯折并沿竖直方向向上设在料筒1内，使得热脱附装置形成双筒结构，在料筒1和加热筒2之间的为物料填充区6；在料筒1外壁的上部设有进料口，在进料口处设有进料阀1-3，在料筒1外壁的上部还进设有脱附气出口1-4，脱附气出口1-4设在进料口的上方；在料筒1的顶部设有密封盖，密封盖上设有燃气出口2-2，燃气出口2-2连通于加热筒2，在燃气出口2-2处设有尾气检温表，每组热脱附单元的料筒1外壁上均设有五处温度表4，温度表4在料筒1外壁上沿竖直方向间隔1米排列，并由料筒1外壁插入物料内，可对料筒1内不同位置的物料进行温度监测。

三组热脱附单元并联设置，待修复土壤分别通过每组热脱附单元的进料口进入到物料填充区6；高温的燃气分别由每组热脱附单元的燃气入口2-1进入到加热筒2内，通过分别调节燃气入口2-1设置的气量阀2-3调节进气量，使得物料的热脱附温度保持在500℃，脱附后的气体分别自每组热脱附单元上的脱附气出口1-4排出，集中汇入至冷却装置进行冷却，尾气检温表保持在120-200℃，完成热交换的燃气自每组热脱附单元的燃气出口2-2排出后集中汇入至尾气处理装置中，尾气处理装置对燃气进行处理达标后排放。

实施例3

热脱附工作采用实施例1中的一种立式双筒热脱附装置，本热脱附装置的容积为：50t/d；待修复的土壤自进料口注满物料填充区6，关闭进料阀1-3，打开设置在燃气入口2-1处的气量阀2-3，高温的燃气进入加热筒2内，保持热脱附温度500℃，热脱附时间为30min后，土壤完成热脱附工作。

表1为土壤在热脱附前后的对数据

污染物	单位	处理前	处理后
				氨基甲酸酶	ppm	5600	86
有机磷	ppm	872	134

本发明的优点为：采用立式双筒结构，设备不需要任何运动部件，依靠重力作用即可完成进料及出料需要，结构简单、构件少；在料筒1和加热筒2之间构成物料填充区6，使得热脱附装置中的物料填充区对比现有技术明显增加，提高热脱附工作效率；采用双筒的结构还具有间接对物料加热的作用，避免了直接加热带来的烟气量过大的问题，减少了脱附气处理的负担，还避免的二噁英等二次污染物的生成，实现了对污染土壤的修复。

Claims (6)

1.一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：包括料筒和加热筒，所述料筒沿竖直方向设置，在所述料筒底部为出料口，沿所述料筒外壁自下而上分别设有加热口、进料口及脱附气出口；

所述加热筒通过所述加热口设置在所述料筒内，所述加热筒在料筒内沿竖直向上设置，使得所述加热筒与所述料筒之间形成双筒结构，在所述加热筒和料筒之间为物料填充区，待修复的土壤通过所述进料口后进入物料填充区；

在所述料筒顶部还设有密封盖，所述密封盖上设有燃气出口，所述燃气出口与所述加热筒连通；所述料筒底部带有收口结构；在出料口处设有出料检温装置，当物料温度达到200-800℃，满足物料热脱附后出料的要求。

2.根据权利要求1所述的一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：在所述料筒的外侧还设有保温层，所述保温层为硅酸铝环保保温材料。

3.根据权利要求1所述的一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：所述料筒上设有多个温度装置，所述温度装置通过料筒外壁插入物料内，所述温度装置在竖直方向上等距间隔设置，可以通过多个温度装置，对不同位置的物料进行温度监测。

4.根据权利要求1所述的一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：所述脱附气出口处依次设有冷却装置和气液分离装置；所述冷却装置为列管式冷却装置，冷却介质为循环冷却水；所述气液分离装置将脱附气中的不凝气、和液体进行有效分离，不凝气回收进入燃气装置进行燃烧，液体回收后装入指定容器。

5.根据权利要求1所述的一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：所述燃气出口处设有尾气检温装置，使得尾气出口温度保持在120-200℃；所述燃气出口处还设有尾气处理装置，所述尾气处理装置对燃气进行处理后达标排放。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种立式双筒热脱附装置，其特征在于：在物料和燃气的进出口处还分别设有阀门，所述热脱附装置还连接控制系统，所述控制系统通过电路连接阀门和温度装置，可以实现物料热脱附的自动操作。

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