CN207271801U - 一种污染土壤热脱附预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污染土壤热脱附预处理装置，该系统包括土壤进料斗、土壤进料管、预处理窑前端密封箱、预处理窑、预处理窑后端密封箱、水汽冷凝器、液体收集处理器、液体过滤处理器。利用热脱附过程中产生热量，将输入的污染土壤进行脱水及低沸点污染物进行初步气化处理，后利用水汽冷凝装置对预处理窑排出的烟气进行水汽冷凝处理，对冷凝后液体进行无害化处理。本热脱附预处理装置，不受污染土壤粒径、类型、含水率、污染物浓度的局限，能对有机污染土壤进行快速修复，结构布局合理，适用范围广，处理速度快，灵活性好，运行安全稳定，经济可行，可用于污染土壤的异位修复，具有很强的实用性。

Description

一种污染土壤热脱附预处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种污染土壤热脱附预处理装置，属环境保护设备。

背景技术

修复有机污染土壤一直是国际上的难点和热点研究课题。目前常用的土壤有机物修复技术主要包括物理法、化学法和生物法等。其中热脱附处理技术是一种比较成熟的有机污染土壤处置技术，现已应用于土壤有机物修复的工程领域。 土壤热脱附处理技术的原理是利用加热土壤至污染物的沸点之上，将污染物从土壤中分离出来。通过再次高温氧化、或尾气吸附等处理手段，将污染物去除，达到处理污染物的目的。

热脱附技术能短时间内快速、高效净化高浓度的有机污染土壤，而且处理成本低廉，被认为是最具潜力的土壤修复技术。但是污染土壤热脱附技术存在处理过程受污染土壤的类型影响较大，对于粘性较大的土壤，热脱附过程中易于板结，影响处理效果，且处理过程中耗能较大等问题。

鉴于现有热脱附处理技术处理难于处理粘性土壤，且操作过程耗能较大的缺陷，本实用新型拟通过利用热脱附过程中产生的余热，提高了污染土壤脱水处理效果，扩大了进料土壤的适用范围，通过余热利用，降低设备的能源消耗率，降低处理成本，构架了一种污染土壤脱水、破碎和余热利用一体化预处理装置，解决了现有热脱附技术易于造成土壤板结和能耗较大问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污染土壤热脱附预处理装置。

为实现上述目的，其技术解决方案为: 一种污染土壤热脱附预处理装置，其包括土壤进料斗、预处理窑前端密封箱、预处理窑、预处理窑后端密封箱、预处理窑烟气处理装置，土壤进料斗与预处理窑前端密封箱相连，预处理窑后端密封箱与预处理窑烟气处理装置相连；预处理窑前端密封箱上设置有高温热烟气入口。所述的预处理装置还包括有设置在所述预处理窑前端密封箱或所述预处理窑后端密封箱上的处理后热土壤入口，所述的预处理窑的预处理窑体反应箱的箱壁内设置有热土壤填充腔，所述热土壤填充腔与热利用后土壤出口连通。其中的前后方向是相对于处理工序中的先后而言的，在先的工序处于前方/前端，在后的工序处于后方/后端。

该装置的原理为：通过高温热烟气入口将高温热烟气输入预处理窑中，和/或通过处理后热土壤入口将热脱附处理后热土壤输入热土壤填充腔中，利用热脱附过程中产生的处理后热土壤和/或处理后的高温烟气等余热，将从土壤进料斗输入预处理窑中的污染土壤进行脱水及低沸点污染物初步气化处理，后利用预处理窑烟气处理装置对预处理窑排出的烟气进行处理。

所述的预处理窑前端密封箱还包括预处理窑前端转轴、高温热烟气入口、前端进料口，前端进料口通过土壤进料管与土壤进料斗连接。前端密封箱能保证污染土壤和高温烟气无泄露的输入预处理窑。

所述的预处理窑包括预处理窑体反应箱，预处理窑体反应箱的后端开设有预处理后污染土壤出口，预处理窑体反应箱的内壁上设置有土壤移动齿，预处理窑体反应箱内部还设置有土壤破碎栅，所述土壤破碎栅包括横向破碎栅和纵向破碎栅。进入预处理窑的污染土壤在回转动力的作用下，由横纵向破碎栅进行破碎，经由输入窑体的余热进行脱水处理以及气化处理，并由土壤移动齿将污染土壤从预处理窑体的前端移动到后端从预处理后污染土壤出口排出，热土壤填充腔中的热脱附处理后热土壤在热利用后经由热利用后土壤出口排出。

所述的预处理窑后端密封箱还包括预处理窑烟气出口、预处理窑后端转轴和处理后热土壤入口。后端密封箱能保证输出窑体的烟气、污染土壤以及输入热土壤填充腔中的热脱附处理后热土壤不发生泄露。所述的预处理窑还包括预处理窑体固定条和预处理窑体支撑柱，用于对预处理窑进行支撑。可选地，处理后热土壤入口也可以设置在预处理窑前端密封箱上。

所述的预处理窑烟气处理装置包括水汽冷凝器、液体收集处理器和液体过滤处理器，所述的水汽冷凝器具有水汽冷凝器处理箱，所述水汽冷凝器处理箱的内部具有螺旋管和中空腔体，所述水汽冷凝器处理箱上开设有水汽冷凝器烟气出口、水汽冷凝器液体出口、水汽冷凝器流体出口、水汽冷凝器流体入口，所述螺旋管的上端与所述水汽冷凝器烟气出口相连，所述螺旋管的下端设有烟气入口，烟气入口分别与所述预处理窑烟气出口和所述水汽冷凝器液体出口相连，所述水汽冷凝器流体出口和所述水汽冷凝器流体入口均与所述中空腔体连通。经由热脱附处理窑出来的烟气，在机械泵的作用下通过预处理窑烟气出口进入水汽冷凝器中的螺旋管，低温的自来水通过水汽冷凝器流体入口进入中空腔体中，将螺旋管中的高温烟气的一部分冷凝成液体，该液体从螺旋管的下端的水汽冷凝器液体出口流入液体收集处理器，剩余的烟气从水汽冷凝器烟气出口排出进入下一步处理工序中，高温的自来水从水汽冷凝器流体出口流出。

所述的液体收集处理器具有液体收集处理器反应箱，所述液体收集处理器反应箱的上部设置有液体收集处理器气体出口和液体收集处理器处理剂入口，所述液体收集处理器反应箱的下部设置有液体收集处理器液体出口Ⅰ和所述液体收集处理器液体出口Ⅱ，所述液体收集处理器液体出口Ⅰ的位置高于所述液体收集处理器液体出口Ⅱ所在位置。根据待处理液体的成分，通过液体收集处理器处理剂入口添加适当的处理剂，处理剂加入到液体收集处理器反应箱中与待处理液体发生反应，如果有产生气体，该气体通过液体收集处理器气体出口排出。处理过程中澄清的液体由处于高位的液体收集处理器液体出口Ⅰ排出，较浑浊或需进一步处理的由液体收集处理器液体出口Ⅱ排入液体过滤处理器中。

所述的液体过滤处理器包括液体过滤处理器反应箱，所述液体过滤处理器反应箱内可拆卸地设置有过滤材料托网，所述液体过滤处理器反应箱的下端设置有液体过滤处理器液体出口。由液体收集处理器排入的液体，在液体过滤处理器反应箱中由过滤材料托网上放置的过滤材料进行处理。当过滤材料达到饱和处理量或处理完成时，可将过滤材料托网从反应箱中抽出，更换过滤材料或将滤渣进行处理。经过液体过滤处理器处理的液体从液体过滤处理器液体出口排出。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的一种污染土壤热脱附预处理装置通过进料斗及土壤进料管将待处理的土壤加入预处理窑。在预处理窑中利用前端密封箱热烟气入口流入的热烟气，及处理后热土壤入口输入的热脱附处理后热土壤，将污染土壤进行脱水处理。预处理窑排出的烟气，经烟气出口排入水汽冷凝器，经冷凝处理后的烟气留待进一步处理。冷凝处理后产生的液体流入液体收集处理器，依据修复目标的要求加入处理剂进行处理。液体收集处理器底部的沉淀进入液体过滤处理器过滤处理。此外，污染土壤通过动力回转作用及土壤破碎栅的破碎作用进行破碎处理。脱水破碎后的＜3cm的土壤通过回转窑的动力作用，在机械泵的作用下通过管道进入下一步处理。

附图说明

图1 为本实用新型一种污染土壤热脱附预处理装置的正面图。

图2 为本实用新型一种污染土壤热脱附预处理装置的横剖面图。

图3 为预处理窑的纵剖面图。

图4 为过滤材料托网的结构图。

图中: 土壤进料斗1、土壤进料管2、预处理窑前端密封箱3、预处理窑4、预处理窑后端密封箱5、水汽冷凝器6、液体收集处理器7、液体过滤处理器8、前端进料口33、预处理窑前端转轴31、高温热烟气入口32、预处理窑体固定条41、预处理窑体支撑柱42、预处理窑体反应箱43、热利用后土壤出口44、热土壤填充腔45、土壤破碎栅46、预处理后污染土壤出口47、土壤移动齿48、预处理窑烟气出口51、预处理窑后端转轴52、处理后热土壤入口53、水汽冷凝器烟气出口61、水汽冷凝器处理箱62、水汽冷凝器液体出口63、水汽冷凝器流体出口64、水汽冷凝器液体入口65、螺旋管66、液体收集处理器气体出口71、液体收集处理器处理剂入口72、液体收集处理器液体出口Ⅰ73、液体收集处理器液体出口Ⅱ74、液体收集处理器反应箱75、液体过滤处理器反应箱81、过滤材料托网82、液体过滤处理器液体出口83。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1及图2所示，一种污染土壤热脱附预处理装置，其包括土壤进料斗1、预处理窑前端密封箱3、预处理窑4、预处理窑后端密封箱5、预处理窑烟气处理装置，土壤进料斗1与预处理窑前端密封箱3相连，预处理窑后端密封箱5与预处理窑烟气处理装置相连；预处理窑前端密封箱3上设置有高温热烟气入口32。所述的预处理装置还包括有设置在所述预处理窑后端密封箱5上的处理后热土壤入口53，所述的预处理窑4的预处理窑体反应箱43的箱壁内设置有热土壤填充腔45。通过高温热烟气入口32将高温热烟气输入预处理窑4中，通过处理后热土壤入口53将热脱附处理后热土壤输入热土壤填充腔45中，利用热脱附过程中产生的处理后热土壤和/或处理后的高温烟气等余热，将从土壤进料斗1输入预处理窑4中的污染土壤进行脱水及低沸点污染物初步气化处理，后利用预处理窑烟气处理装置对预处理窑排出的烟气进行处理。

所述的预处理窑前端密封箱3包括预处理窑前端转轴31、高温热烟气入口32、前端进料口33，前端进料口33通过土壤进料管2与土壤进料斗1连接。前端密封箱能保证污染土壤和高温烟气无泄露的输入预处理窑。

所述的预处理窑4包括预处理窑体反应箱43、热利用后土壤出口44、热土壤填充腔45、土壤破碎栅46、预处理后污染土壤出口47及土壤移动齿48。优选地，土壤破碎栅46包括横向破碎栅461和纵向破碎栅462。进入预处理窑的污染土壤在回转动力的作用下，由横纵向破碎栅461,462进行破碎，经由输入窑体的余热进行脱水处理以及气化处理，并由土壤移动齿48将污染土壤从预处理窑体的前端移动到后端从预处理后污染土壤出口47排出，热土壤填充腔45中的热脱附处理后热土壤在热利用后经由热利用后土壤出口44排出。

所述的预处理窑后端密封箱5包括预处理窑烟气出口51、预处理窑后端转轴52和处理后热土壤入口53。后端密封箱能保证输出窑体的烟气、污染土壤以及输入热土壤填充腔45中的热脱附处理后热土壤不发生泄露。所述的预处理窑4还包括预处理窑体固定条41和预处理窑体支撑柱42，用于对预处理窑进行支撑。可选地，处理后热土壤入口53也可以设置在预处理窑前端密封箱3上。

所述的预处理窑烟气处理装置包括水汽冷凝器6、液体收集处理器7和液体过滤处理器8，水汽冷凝器6具有水汽冷凝器处理箱62，水汽冷凝器处理箱62的内部具有螺旋管66和中空腔体，实施过程中，通过预处理窑烟气出口51将热脱附预处理窑排出的烟气，在机械泵的作用下排入水汽冷凝器6中的螺旋管66，通过水汽冷凝器液体入口65向水汽冷凝器处理箱的中空腔体中通入自来水用以冷凝烟气，螺旋管66内冷凝形成的流体从螺旋管66的下端的水汽冷凝器液体出口63流入液体收集处理器7中，利用后的自来水由水汽冷凝器流体出口64排出，经冷凝处理后的烟气通过水汽冷凝器烟气出口61排出留待进一步处理。冷凝处理后产生的液体流入液体收集处理器7，依据修复目标的要求，可通过液体收集处理器处理剂入口72添加处理剂，处理剂加入到液体收集处理器反应箱75中与待处理液体发生反应，如果有产生气体，该气体通过液体收集处理器气体出口71排出。处理过程中澄清的液体由液体出口Ⅰ73排出，较浑浊或需进一步处理的液体由液体出口Ⅱ74排入液体过滤处理器。由液体收集处理器7排入的液体，在液体过滤处理器反应箱81中由过滤材料托网82上放置的过滤材料进行处理。当过滤材料达到饱和处理量或处理完成时，可将过滤材料托网82从反应箱中抽出，更换过滤材料或将滤渣进行处理。经过液体过滤处理器处理的液体从液体过滤处理器液体出口83排出。

此外，进入预处理窑的污染土壤在预处理窑前后端转轴31、52提供的回转动力的作用下，由横纵向破碎栅461、462进行破碎处理。脱水破碎后的＜3cm的土壤通过回转窑的动力作用，在机械泵的作用下通过管道进入下一步处理设施。

Claims (7)

1.一种污染土壤热脱附预处理装置，其包括土壤进料斗（1）、预处理窑前端密封箱（3）、预处理窑（4）、预处理窑后端密封箱（5）、预处理窑烟气处理装置，土壤进料斗（1）与预处理窑前端密封箱（3）相连，预处理窑后端密封箱（5）与预处理窑烟气处理装置相连，其特征在于，预处理窑前端密封箱（3）上设置有高温热烟气入口（32）。

2.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，所述的预处理装置还包括有设置在所述预处理窑前端密封箱（3）或所述预处理窑后端密封箱（5）上的处理后热土壤入口（53），所述的预处理窑（4）的预处理窑体反应箱（43）的箱壁内设置有热土壤填充腔（45），所述热土壤填充腔（45）与热利用后土壤出口（44）连通。

3.根据权利要求1或2所述的预处理装置，其特征在于，所述的预处理窑前端密封箱（3）还包括预处理窑前端转轴（31）、高温热烟气入口（32）、前端进料口（33），所述前端进料口（33）通过土壤进料管（2）与所述土壤进料斗（1）连接；所述的预处理窑后端密封箱（5）还包括预处理窑烟气出口（51）和预处理窑后端转轴（52）。

4.根据权利要求1或2所述的预处理装置，其特征在于，所述的预处理窑（4）包括预处理窑体反应箱（43），预处理窑体反应箱（43）的后端开设有预处理后污染土壤出口（47），所述预处理窑体反应箱（43）的内壁上设置有土壤移动齿（48），预处理窑体反应箱（43）内部还设置有土壤破碎栅（46），所述土壤破碎栅（46）包括横向破碎栅（461）和纵向破碎栅（462）。

5.根据权利要求3所述的预处理装置，其特征在于，所述的预处理窑烟气处理装置包括水汽冷凝器（6）、液体收集处理器（7）和液体过滤处理器（8），所述的水汽冷凝器具有水汽冷凝器处理箱，所述水汽冷凝器处理箱的内部具有螺旋管和中空腔体，所述水汽冷凝器处理箱上开设有水汽冷凝器烟气出口、水汽冷凝器液体出口、水汽冷凝器流体出口、水汽冷凝器流体入口，所述螺旋管的上端与所述水汽冷凝器烟气出口相连，所述螺旋管的下端设有烟气入口，烟气入口分别与所述预处理窑烟气出口（51）和所述水汽冷凝器液体出口相连，所述水汽冷凝器流体出口和所述水汽冷凝器流体入口均与所述中空腔体连通。

6.根据权利要求5所述的预处理装置，其特征在于，所述的液体收集处理器具有液体收集处理器反应箱，所述液体收集处理器反应箱的上部设置有液体收集处理器气体出口和液体收集处理器处理剂入口，所述液体收集处理器反应箱的下部设置有液体收集处理器液体出口Ⅰ和所述液体收集处理器液体出口Ⅱ，所述液体收集处理器液体出口Ⅰ的位置高于所述液体收集处理器液体出口Ⅱ所在位置。

7.根据权利要求5所述的预处理装置，其特征在于，所述的液体过滤处理器包括液体过滤处理器反应箱，所述液体过滤处理器反应箱内可拆卸地设置有过滤材料托网，所述液体过滤处理器反应箱的下端设置有液体过滤处理器液体出口。