CN205413903U - 土壤修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤修复系统，包括：热脱附炉，热脱附炉包括炉体、可水平转动地设在炉体内的布料板和第一辐射管燃烧器，炉体的横截面形成为环形，炉体上设有进料口和出料口，炉体内具有热脱附区，炉体对应热脱附区的位置设有挥发性气体出口，第一辐射管燃烧器设在炉体的侧壁上以对热脱附区内的土壤提供热脱附热量，第一辐射管燃烧器具有第一烟气出口和与挥发性气体出口连通的第一燃气进口。根据本实用新型的土壤修复系统，不但节省了第一辐射管燃烧器内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

Description

土壤修复系统

技术领域

本实用新型涉及土壤修复领域，尤其是涉及一种土壤修复系统。

背景技术

随着经济升级、产业转移和转型，大批的钢铁、化工等工业用地、固体废物堆放场、军事基地等从城市中心地带向其他地区或者郊区搬迁，留下了大批受污染的场地。土壤中的污染物主要为总石油烃、多环芳烃等有机物，有些土壤还有汞、砷等重金属的污染物，受污染的土壤难以恢复，对农产品和人体健康造成危害。相关土壤修复技术中，热脱附技术具有一定的优势，但是大部分热脱附技术采用直接加热的方法，不仅在加热的过程中容易形成二噁英等二次污染物，而且烟气量大，灰分多。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种土壤修复系统，所述土壤修复系统具有污染小、粉尘少、成本低的优点。

根据本实用新型实施例的土壤修复系统，包括：热脱附炉，所述热脱附炉包括炉体、可水平转动地设在所述炉体内的布料板和第一辐射管燃烧器，所述炉体的横截面形成为环形，所述炉体上设有进料口和出料口，所述炉体内具有热脱附区，所述炉体对应所述热脱附区的位置设有挥发性气体出口，所述第一辐射管燃烧器设在所述炉体的侧壁上以对所述热脱附区内的土壤提供热脱附热量，所述第一辐射管燃烧器具有第一烟气出口和与所述挥发性气体出口连通的第一燃气进口。

根据本实用新型实施例的土壤修复系统，通过在炉体内设置可水平转动的布料板，并在炉体的侧壁上设置第一辐射管燃烧器，可以实现土壤与布料板的相对静止，减少了对土壤的扰动，从而减少了炉体内的灰尘，以及实现了土壤的间接加热，避免了直接加热烟气量大的问题，降低了尾气处理的负担，同时还可以避免产生二噁英等二次污染物，不仅实现了对土壤的有效修复，而且还达到了保护环境的目的。另外，通过将炉体内与热脱附区对应的挥发性气体出口与第一辐射管燃烧器的第一燃气进口连通，以使炉体内的挥发性气体进入第一辐射管燃烧器内进行燃烧处理，无需增设尾气处理系统进行处理，不但节省了第一辐射管燃烧器内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述土壤修复系统还包括用于排出所述炉体内的经过热脱附后的土壤的出料装置。

可选地，所述土壤修复系统还包括对从所述出料口排出的土壤进行冷却的冷却系统。

进一步地，所述出料装置包括位于所述炉体内的一级出料机和位于所述炉体外的二级螺旋出料装置，所述二级螺旋出料装置包括壳体和螺旋轴，所述壳体具有土壤进口和土壤出口，所述螺旋轴可转动地设在所述壳体内，所述土壤出口与所述一级出料机的排放口连通，所述冷却系统包括设在所述螺旋轴内的第一冷却水路。

更进一步地，所述冷却系统还包括设在所述壳体的周壁内的第二冷却水路。

根据本实用新型的一些实施例，所述土壤修复系统还包括用于对土壤进行破碎及分选出非土壤物件的破碎分选系统，所述破碎分选系统的物料出口与所述进料口连通。

优选地，所述破碎分选系统包括破碎机和振动筛，在土壤传送方向上，所述破碎机位于所述振动筛的上游。

在本实用新型的一些实施例中，所述炉体内还设有干燥区，所述干燥区位于所述热脱附区和所述进料口之间，所述炉体上设有第二辐射管燃烧器，所述第二辐射管燃烧器对所述干燥区内的土壤提供干燥热量，所述炉体对应所述干燥区的位置设有水蒸气出口。

可选地，所述第二辐射管燃烧器的第二燃气进口与所述挥发性气体出口连通。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的土壤修复系统的热脱附炉的剖面图；

图2是图1中所示的热脱附炉的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的土壤修复系统的工艺流程图。

附图标记：

热脱附炉100，

炉体1，进料口11，出料口12，

热脱附区13，挥发性气体出口131，第一辐射管燃烧器132，

干燥区14，水蒸气出口141，

布料板2。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型第一方面实施例的土壤修复系统。

如图1-图3所示，根据本实用新型第一方面实施例的土壤修复系统，包括：热脱附炉100。

具体地，热脱附炉100包括炉体1、可水平转动地设在炉体1内的布料板2和第一辐射管燃烧器132，炉体1的横截面形成为环形，炉体1上设有进料口11和出料口12，炉体1内具有热脱附区13，第一辐射管燃烧器132设在炉体1的侧壁上以对热脱附区13内的土壤提供热脱附热量，炉体1对应热脱附区13的位置设有挥发性气体出口131。当土壤从炉体1上的进料口11进入炉体1内的布料板2上后，布料板2转动以将土壤转动到炉体1内的热脱附区13，第一辐射管燃烧器132对热脱附区13内的土壤进行加热以使土壤中的挥发性有机物脱附出，并通过挥发性气体出口131排出。在对土壤热脱附的过程中，土壤相对布料板2处于静止的状态，无扰动，由此可以避免产生较多的灰尘，同时采用第一辐射管燃烧器132对土壤进行间接加热，解决了直接加热烟气量大，难处理的问题，且第一辐射管燃烧器132内的烟气与炉体1内的挥发性气体隔绝，在完全绝氧的条件下，不会产生二噁英等二次污染物。

第一辐射管燃烧器132具有第一烟气出口和与挥发性气体出口131连通的第一燃气进口。由此炉体1内的挥发性气体可以依次经过挥发性气体出口131和第一燃气进口进入第一辐射管燃烧器132内进行燃烧处理，无需增设尾气处理系统进行处理，不但节省了第一辐射管燃烧器132内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

根据本实用新型实施例的土壤修复系统，通过在炉体1内设置可水平转动的布料板2，并在炉体1的侧壁上设置第一辐射管燃烧器132，可以实现土壤与布料板2的相对静止，减少了对土壤的扰动，从而减少了炉体1内的灰尘，以及实现了土壤的间接加热，避免了直接加热烟气量大的问题，降低了尾气处理的负担，同时还可以避免产生二噁英等二次污染物，不仅实现了对土壤的有效修复，而且还达到了保护环境的目的。另外，通过将炉体1内与热脱附区13对应的挥发性气体出口131与第一辐射管燃烧器132的第一燃气进口连通，以使炉体1内的挥发性气体进入第一辐射管燃烧器132内进行燃烧处理，无需增设尾气处理系统进行处理，不但节省了第一辐射管燃烧器132内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

在本实用新型的一些实施例中，土壤修复系统还包括用于排出炉体1内的经过热脱附后的土壤的出料装置。由此在炉体1内经过热脱附处理的土壤可以从出料口12经过出料装置输送到炉体1外部，处理完成的土壤可以回填或外运，实现土壤的重复利用。从而可以提高土壤修复系统的自动化程度。可以理解的是，出料装置可以形成为任何结构，只要可以用于输送土壤即可，例如出料装置可以为双螺旋出料装置或者单螺旋出料装置。

可选地，土壤修复系统还包括对从出料口12排出的土壤进行冷却的冷却系统。由于土壤在进行热脱附处理的过程中，为了将土壤中的挥发性气体脱附出，第一辐射管燃烧器132对土壤进行加热，加热温度可以达到500到850℃，而冷却系统可以降低从出料口12排出的土壤的温度，从而便于土壤的运输。

进一步地，出料装置包括位于炉体1内的一级出料机和位于炉体1外的二级螺旋出料装置，二级螺旋出料装置包括壳体和螺旋轴，壳体具有土壤进口和土壤出口，螺旋轴可转动地设在壳体内，土壤进口与一级出料机的排放口连通，冷却系统包括设在螺旋轴内的第一冷却水路。由此炉体1内的土壤热脱附结束后先通过炉体1内的一级出料机，再由一级出料机的排放口排出进入二级螺旋出料装置的土壤进口，通过壳体内的螺旋轴将土壤输送至土壤出口，土壤在二级螺旋出料装置的输送过程中，可以通过第一冷却水路进行冷却以降低土壤的温度，从而可以提高土壤的冷却效率，便于土壤的运输、回填或外运。

更进一步地，冷却系统还包括设在壳体的周壁内的第二冷却水路。由此当土壤在二级螺旋出料装置的输送过程时，可以进一步地提高土壤的冷却效率，便于土壤的运输、回填或外运。

在本实用新型的一些实施例中，土壤修复系统还包括用于对土壤进行破碎及分选出非土壤物件(例如砖头、石块、大件玻璃金属制品等)的破碎分选系统，破碎分选系统的物料出口与进料口11连通。由此破碎分选系统可以将大块的土壤进行破碎，不但便于土壤的运输，而且还便于对土壤进行热脱附处理，同时破碎分选系统还可以将非土壤物件分选出来，不但提高了土壤的修复效果，而且提高了土壤的质量。

进一步地，破碎分选系统包括破碎机和振动筛，在土壤传送方向上，破碎机位于振动筛的上游。也就是说，土壤可以先经过破碎机进行破碎，再经过振动筛进行筛分。由此可以先将大块的土壤进行破碎后再进行筛分，可以提高振动筛筛分的效率，从而提高土壤修复的效率。

在本实用新型的一些实施例中，炉体1内还设有干燥区14，干燥区14位于热脱附区13和进料口11之间，炉体1上设有第二辐射管燃烧器，第二辐射管燃烧器对干燥区14内的土壤提供干燥热量，干燥区14的温度可达80-100℃，炉体1对应干燥区14的位置设有水蒸气出口141。由此可以利用第二辐射管燃烧器将土壤中的水分进行烘干，以便于对土壤进行热脱附处理，同时可以将产生的水蒸气通过水蒸气出口141排出。

可选地，第二辐射管燃烧器的第二燃气进口与挥发性气体出口131连通。由此炉体1内的挥发性气体可以依次经过挥发性气体出口131和第二燃气进口进入第二辐射管燃烧器内进行燃烧处理，无需增设尾气处理系统进行处理，不但节省了第二辐射管燃烧器内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型第二方面实施例的土壤修复系统的土壤修复方法。

如图1-图3所示，根据本实用新型第二方面实施例的土壤修复系统的土壤修复方法，包括如下步骤。

S1：将待处理的土壤通过进料口11输送到布料板2上，布料板2水平转动；

S2：第一辐射管燃烧器132工作以提供热脱附热量，布料板2上的待处理的土壤转动到热脱附区13内进行热脱附，热脱附产生的挥发性气体从挥发性气体出口131排出到第一辐射管燃烧器132中进行燃烧，热脱附后的土壤从出料口12排出。

根据本实用新型实施例的土壤修复系统的土壤修复方法，不但节省了第一辐射管燃烧器132内的燃料，而且还可以避免采用尾气处理系统对挥发性气体进行处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型一个具体实施例的土壤修复系统及其土壤修复方法。

如图1-图3所示，土壤修复系统包括破碎分选系统、热脱附炉100、出料装置和冷却系统。热脱附炉100包括炉体1、布料板2、第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器，布料板2可水平转动地设在炉体1内，炉体1的横截面形成为环形，炉体1上设有进料口11和出料口12，炉体1内具有沿布料板2旋转方向依次分布的干燥区14(80℃-100℃)和热脱附区13(500℃-850℃)，炉体1内的加热温度为80-850℃，干燥区14邻近进料口11设置，热脱附区13邻近出料口12设置。

第一辐射管燃烧器132设在炉体1的侧壁上以对热脱附区13内的土壤提供热脱附热量，炉体1顶部对应热脱附区13的位置设有挥发性气体出口131，经过热脱附处理后，土壤中的挥发性有机物脱附出并通过挥发性气体出口131排出。第二辐射管燃烧器对干燥区14内的土壤提供干燥热量，炉体1顶部对应干燥区14的位置设有水蒸气出口141，经过烘干的土壤中的水蒸气可以通过水蒸气出口141排出。其中，第一辐射管燃烧器132具有第一烟气出口和与挥发性气体出口131连通的第一燃气进口，第二辐射管燃烧器的第二燃气进口与挥发性气体出口131连通。由此炉体1内的挥发性气体可以进入第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器内进行燃烧处理，节省尾气处理系统的成本以及燃料成本。另外，第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器可以为蓄热式辐射管，可以采用大于700kcal的低品质燃料，第一辐射管燃烧器132与第二辐射管燃烧器可以为直线型、U型以及W型。另外，炉体1的内周壁上设有保温层。由此可以避免炉体内的温度的散失，避免热量的浪费，从而提高土壤修复的效果。

破碎分选系统包括破碎机和振动筛，在土壤传送方向上，破碎机位于振动筛的上游。破碎机可以对土壤进行破碎，振动筛可以分选出非土壤物件(例如砖头、石块、大件玻璃金属制品等)，破碎分选系统的物料出口与进料口11连通，由此便于土壤的热脱附处理。

出料装置可以将经过热脱附后的土壤排出炉体1内，出料装置包括位于炉体1内的一级出料机和位于炉体1外的二级螺旋出料装置，二级螺旋出料装置为双螺旋出料装置，二级螺旋出料装置包括壳体和螺旋轴，壳体具有土壤进口和土壤出口，螺旋轴可转动地设在壳体内，土壤进口与一级出料机的排放口连通，由此可以将炉体1内的土壤输送到炉体1外部。

冷却系统可以对从出料口12排出的土壤进行冷却，冷却系统包括第一冷却水路和第二冷却水路，第一冷却水路设在螺旋轴内，第二冷却水路设在壳体的周壁内，由此可以提高对土壤的冷却效率，冷却完成的土壤可以回填或外运。

根据本实用新型实施例的土壤修复系统的土壤修复方法包括：

S1：污染土壤的破碎：将进厂污染土壤经过破碎分选系统经济破碎，同时筛选拣出其中的大块无机物，如砖头、石块、大件玻璃金属制品等；

S2：污染土壤热脱附修复：将待处理的土壤通过进料口11输送到布料板2上，布料板2水平转动；

S3：第二辐射管燃烧器工作以提供干燥热量，布料板2上的待处理的土壤转动到干燥区14内进行烘干，烘干产生的水蒸气通过水蒸气出口141排出；

S4：第一辐射管燃烧器132工作以提供热脱附热量，布料板2上的待处理的土壤转动到热脱附区13内进行热脱附，热脱附产生的挥发性气体从挥发性气体出口131排出到第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器进行燃烧处理，热脱附后的土壤从出料口12排出；

S5：土壤输送和冷却：布料板2上的热脱附后的土壤采用出料装置输出，同时在土壤的输送过程中，对土壤进行冷却，经间接冷却至常温，进入土壤出料场，或回填或外运。

经验证，采用处理量为20t/d、热脱附温度为500℃、热脱附时间为60min的热脱附炉100的处理结果见表1。由表1可知，苯并蒽去除率为：99％；苯并芘的去除率为：99％。

表1土壤热脱附试验

综上所述，根据本实用新型实施例的土壤修复系统，热脱附炉100内的第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器内的烟气与炉体1内热脱附气氛(挥发性气体)隔绝，污染土壤在完全绝氧条件下热解，不会产生二噁英污染等二次污染物，且第一辐射管燃烧器132和第二辐射管燃烧器为蓄热式辐射管，蓄热式燃烧可以采用大于700kcal/Nm³低热值的燃气，同时，土壤与布料板2相对静止，无扰动，粉尘少。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种土壤修复系统，其特征在于，包括：

热脱附炉，所述热脱附炉包括炉体、可水平转动地设在所述炉体内的布料板和第一辐射管燃烧器，所述炉体的横截面形成为环形，所述炉体上设有进料口和出料口，所述炉体内具有热脱附区，所述炉体对应所述热脱附区的位置设有挥发性气体出口，所述第一辐射管燃烧器设在所述炉体的侧壁上以对所述热脱附区内的土壤提供热脱附热量，所述第一辐射管燃烧器具有第一烟气出口和与所述挥发性气体出口连通的第一燃气进口。

2.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于，还包括用于排出所述炉体内的经过热脱附后的土壤的出料装置。

3.根据权利要求2所述的土壤修复系统，其特征在于，还包括对从所述出料口排出的土壤进行冷却的冷却系统。

4.根据权利要求3所述的土壤修复系统，其特征在于，所述出料装置包括位于所述炉体内的一级出料机和位于所述炉体外的二级螺旋出料装置，所述二级螺旋出料装置包括壳体和螺旋轴，所述壳体具有土壤进口和土壤出口，所述螺旋轴可转动地设在所述壳体内，所述土壤出口与所述一级出料机的排放口连通，所述冷却系统包括设在所述螺旋轴内的第一冷却水路。

5.根据权利要求4所述的土壤修复系统，其特征在于，所述冷却系统还包括设在所述壳体的周壁内的第二冷却水路。

6.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其特征在于，还包括用于对土壤进行破碎及分选出非土壤物件的破碎分选系统，所述破碎分选系统的物料出口与所述进料口连通。

7.根据权利要求6所述的土壤修复系统，其特征在于，所述破碎分选系统包括破碎机和振动筛，在土壤传送方向上，所述破碎机位于所述振动筛的上游。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的土壤修复系统，其特征在于，所述炉体内还设有干燥区，所述干燥区位于所述热脱附区和所述进料口之间，所述炉体上设有第二辐射管燃烧器，所述第二辐射管燃烧器对所述干燥区内的土壤提供干燥热量，所述炉体对应所述干燥区的位置设有水蒸气出口。

9.根据权利要求8所述的土壤修复系统，其特征在于，所述第二辐射管燃烧器的第二燃气进口与所述挥发性气体出口连通。