CN207507974U - 一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，该系统包括预处理窑、冷凝塔和加热窑；预处理窑包括用于预处理前土壤进料的第一进料口和用于处理后土壤进料的第二进料口，预处理窑还包括预处理后土壤出料的第一出料口和用于热利用后土壤出料的第二出料口；预处理窑的第一出料口与加热窑的进料口连通，加热窑的出料口还与预处理窑的第二进料口连通，在预处理窑的出气口和加热窑的进气口之间通过气管与冷凝塔连通，加热窑的出气口与尾气处理系统相连，旋风除尘器通过气管与预处理窑和/或加热窑连通。该热脱附处理系统的结构布局合理，适用范围广，反应速度快，灵活性好，运行安全稳定，经济可行。

Description

一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，属于污染土壤热脱附处理技术领域。

背景技术

近年来，伴随着城市化的进程及人类活动的加剧所导致的能源的大量消耗，大量的环境污染物通过各种途径排放到土壤环境，对环境及人群健康造成潜在的威胁。土壤污染由于其隐蔽性、滞后性及难以治理等原因，成为当今环境科学领域的研究热点和难点。近年来，国内外针对土壤污染开发出了很多治理方法或技术，主要包括物理法、化学法和生物法等。其中土壤热脱附修复技术得到国内外广泛的关注。其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。但是目前污染土壤热脱附处理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过程中较难处理粘性土壤，且操作过程耗能较大的缺陷，本实用新型拟通过提高污染土壤脱水处理效果，扩大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。通过构架一种污染土壤脱水、破碎和余热利用一体化系统，解决现有热脱附技术适用土壤类型的局限性及耗能较大的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，现有热脱附处理技术处理过程中较难处理粘性土壤，且操作过程耗能较大。

本实用新型的技术方案是，提供一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，该系统包括预处理窑、冷凝塔和加热窑；

预处理窑包括用于预处理前土壤进料的第一进料口和用于处理后土壤进料的第二进料口，预处理窑还包括预处理后土壤出料的第一出料口和用于热利用后土壤出料的第二出料口；

预处理窑的第一出料口与加热窑的进料口连通，加热窑的出料口还与预处理窑的第二进料口连通，在预处理窑的出气口和加热窑的进气口之间通过气管与冷凝塔连通，加热窑的出气口与尾气处理系统相连；

尾气处理系统包括旋风除尘器，旋风除尘器通过气管与预处理窑和/或加热窑连通。

优选地，所述尾气处理系统包括依次串联连接的一级旋风除尘器、二燃室、二级旋风除尘器、半干法除尘器、袋式除尘器和尾气排放塔。

优选地，所述二级旋风除尘器的出风口通过气管与预处理窑和/或加热窑连通。

优选地，所述预处理窑的第一进料口与传输带相连。

优选地，所述预处理窑的第一进料口和第二进料口分别位于预处理窑的两端。

该系统及工艺的原理为：充分利用处理过程中产能的热能，先对污染土壤进行一级脱水预处理，后进入加热窑后进行更深入的二级加热处理，通过这样的二级处理过程使污染土壤中的污染物去除得更加彻底。同时水分的大量蒸发和加热窑的燃烧是处理过程中耗能的主要环节。通过将余热应用于污染土壤脱水的预处理，及加热窑的辅助加热，从而达到减小处理系统能耗，节约能源，降低处理成本的目的。

预处理窑通过管道和机械泵，输入输出污染土壤和热源物质。所述的热源物质来源于经过加热窑处理后的热土壤（温度为200~600︒C），及经过二燃室反应且经过旋风除尘后的高温烟气（温度为600~800︒C）。

所述的预处理窑通过管道与水汽冷凝塔连成一体。预处理窑排出的烟气由水汽冷凝塔进行水汽冷凝处理。

所述的加热窑由管道与预处理窑、水汽冷凝塔、一级旋风除尘器连接，通过机械泵实现土壤的传送与烟气的传输。

所述的尾气处理系统按旋风除尘器、二燃室、半干法除尘器、袋式除尘器及尾气排放塔各子单元依次排列，由烟气输送管道、热土壤输送管道、真空机械泵、流量计、气体阀门连接组成。

所述的旋风除尘器包括一级旋风除尘器和二级旋风除尘器。一级旋风除尘器主要除去加热窑排出烟气中的粉尘颗粒。二级旋风除尘器主要除去二燃室排出烟气中的粉尘颗粒。

所述的尾气排放塔排出的烟气温度小于300︒C，满足国家的烟气排放标准。

余热利用系统由热源与余热受纳体之间通过管道连接组成，其中高温烟气为直接与预处理窑或加热窑中的污染土壤接触，处理后的热土壤通过加热预处理窑的窑壁，间接加热预处理窑中的污染土壤。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，通过传输带将待处理的土壤加入预处理窑，预处理窑能根据实际需要将污染土壤进行脱水处理，通过动力回转作用将污染土壤进行破碎输送。脱水破碎后的粒度＜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加热窑。通过在加热窑中将污染土壤通过燃烧喷嘴直接加热到200~600︒C，将达到沸点的污染物从污染土壤表面挥发出来进入气相系统。后通过尾气处理系统将气化的污染物进一步的净化。通过将污染土壤中的污染物进行气化，改变污染物在土壤中的赋存状态，随后通过高温氧化反应使其无害化，从而实现污染土壤的快速有效修复。加热后的土壤经由管道，在机械泵的作用下排入预处理窑的中空腔，对预处理窑进行加热。从预处理窑出来的热土壤进行填埋或其他资源化处理。二燃室排出的经旋风除尘处理后的高温烟气由管道以一定的流速流入预处理窑和加热窑进行热能利用，或进入半干式除尘器进行进一步的净化处理。

本实用新型的有益效果是，本实用新型可根据不同的污染土壤特点，在不同含水率的条件下，对有机污染土壤进行快速、有效的修复。本实用新型的一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统的结构布局合理，适用范围广，反应速度快，灵活性好，运行安全稳定，经济可行，可以设置在污染场地内，用于污染场地现场异位修复，减少土石方转运量；也可以设置在污染场地之外的一个专门的场地上，形成污染土壤修复基地，用于处理多个污染场地的污染土壤。

附图说明

图1表示一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统的结构示意图。

其中，1-土壤传输带、2-预处理窑、3-冷凝塔、4-加热窑、5-一级旋风除尘器、6-二燃室、7-二级旋风除尘器、8-半干式除尘器、9-袋式除尘器、10-尾气排放塔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，它由土壤传输带1、预处理器、加热窑4、尾气处理系统及余热利用系统组成。其中预处理器包括土壤的预处理窑2及冷凝塔3，冷凝塔3选择水汽冷凝塔。尾气处理系统包括旋风除尘器（包括一级旋风除尘器5和二级旋风除尘器7）、二燃室6、半干法除尘器8、袋式除尘器9及尾气排放塔10。余热利用系统由热源与余热受纳体之间通过管道连接组成，包括：预处理窑2和加热窑4之间，二级旋风除尘器7和预处理窑2之间，二级旋风除尘器7和加热窑4之间。

实施过程中，通过传输带1将待处理的污染土壤加入预处理窑2，预处理窑2再利用热脱附处理系统产生的热能对污染土壤进行脱水处理。同时通过动力回转作用将污染土壤进行破碎。脱水破碎后的＜3cm的土壤通过回转窑的动力作用，在机械泵的作用下由管道进入加热窑4。在加热窑4中污染土壤通过燃烧喷嘴直接加热到200~600︒C，将达到沸点的污染物从污染土壤表面挥发出来进入气相系统。此外，从预处理窑2排出的烟气，经水汽冷凝塔3处理后亦排入加热窑4，随加热窑4中新产生的烟气进行后续处理。从加热窑4排出的处理后热土壤，经机械泵进入预处理窑2进行余热利用。利用后的处理土壤由预处理窑2排出，填埋处理或进行资源化利用。从加热窑4排出的高温烟气经管道，在机械泵的作用下输送入一级旋风除尘器5，经除尘净化后进入二燃室6进行高温氧化。反应完全后的高温烟气进入二级旋风除尘器7，经除尘净化后进入预处理窑2和加热窑4进行余热利用，或进入半干式除尘器8进行冷却除尘处理。从半干式除尘器8出来的气体由袋式除尘器9进一步净化后通过尾气排放塔10排入大气环境中。

Claims (5)

1.一种余热利用的二级污染土壤热脱附处理系统，其特征在于，该系统包括预处理窑（2）、冷凝塔（3）和加热窑（4）；

预处理窑（2）包括用于预处理前土壤进料的第一进料口和用于处理后土壤进料的第二进料口，预处理窑（2）还包括预处理后土壤出料的第一出料口和用于热利用后土壤出料的第二出料口；

预处理窑（2）的第一出料口与加热窑（4）的进料口连通，加热窑（4）的出料口还与预处理窑（2）的第二进料口连通，在预处理窑（2）的出气口和加热窑（4）的进气口之间通过气管与冷凝塔（3）连通，加热窑（4）的出气口与尾气处理系统相连；

尾气处理系统包括旋风除尘器，旋风除尘器通过气管与预处理窑（2）和/或加热窑（4）连通。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括依次串联连接的一级旋风除尘器（5）、二燃室（6）、二级旋风除尘器（7）、半干法除尘器（8）、袋式除尘器（9）和尾气排放塔（10）。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述二级旋风除尘器（7）的出风口通过气管与预处理窑（2）和/或加热窑（4）连通。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理窑（2）的第一进料口与传输带（1）相连。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理窑（2）的第一进料口和第二进料口分别位于预处理窑（2）的两端。