CN208527682U - 一种土壤热解析修复设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土壤热解析修复设备，包括：螺旋给料机，所述螺旋给料机包括给料机筒体，所述给料机筒体设有进料口和出料口；电加热炉，所述电加热炉包括密封的炉体和位于所述炉体内部的电加热装置；滚筒，所述滚筒贯穿所述炉体设置，所述滚筒具有绕轴向旋转的自由度，所述给料机筒体贯穿设置于所述滚筒的内部并与所述滚筒同轴设置；驱动装置，与所述滚筒连接并驱动滚筒相对于所述给料机筒体转动。本实用新型通过电加热炉的方式对被污染的土壤进行热解析，可提高对被污染的土壤的热解析效果。

Description

一种土壤热解析修复设备

技术领域

本实用新型涉及土壤污染治理领域，具体涉及一种土壤热解析修复设备。

背景技术

针对被有机物污染的土壤的治理问题，现代技术是用破碎机去破碎被污染的土壤，然后再进料到回转窑中进行加热，运用高温技术使有机污染土壤中的有机污染物分解，其分解产生的物质主要以气体的形式散发出去，然后经过尾气处理装置处理。例如，在一些工业用地中挖出来的受有机物像多环芳烃、挥发性卤代烃等污染的土壤经过破碎机进行破碎，然后经输送带进入到利用热脱附技术的设备里经过处理分解成废气，然后通过尾气处理再排放。

但现有的土壤热解析修复设备通常的加热温度为400～500℃，而有些污染物处理温度要求较高，如果处理过程中处理温度未达到污染物沸点，则无法使污染物从土壤中解析出来，导致无法处理污染。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种土壤热解析修复设备，其通过电加热炉的方式对被污染的土壤进行热解析，可提高对被污染的土壤的热解析效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种土壤热解析修复设备，包括：螺旋给料机，所述螺旋给料机包括给料机筒体，所述给料机筒体设有进料口和出料口；电加热炉，所述电加热炉包括密封的炉体和位于所述炉体内部的电加热装置；滚筒，所述滚筒贯穿所述炉体设置，所述滚筒具有绕轴向旋转的自由度，所述滚筒的内壁设有螺旋导料板，所述给料机筒体的出料端与所述滚筒的进料端连接；驱动装置，与所述滚筒连接并驱动滚筒绕轴转动。

作为优选方案，所述土壤热解析修复设备还包括控制器和用于测量所述电加热装置的加热温度的第一热电偶，所述炉体上设有测温孔，所述第一热电偶通过所述测温孔插入所述炉体内并位于所述滚筒的外侧，所述第一热电偶、驱动装置、电加热装置和螺旋给料机分别与所述控制器电连接。

作为优选方案，所述滚筒的内部设有第二热电偶，所述第二热电偶与所述控制器电连接。

作为优选方案，所述滚筒上设有废气出口，所述废气出口处设有第三热电偶，所述第三热电偶与所述控制器电连接。

作为优选方案，所述土壤热解析修复设备还包括用于驱动所述滚筒转动的手轮，所述手轮设置于所述炉体的一端或两端。

作为优选方案，所述手轮的下方设有用于支撑所述手轮的支撑座，所述支撑座上设有滚轮，所述手轮的外周与所述滚轮相接触并带动所述滚轮转动。

作为优选方案，所述滚筒的两端分别设有进料端罩和出料端罩，所述进料端罩与所述滚筒的靠近所述进料口的端部连接，所述出料端罩与所述滚筒的靠近出料口的端部连接，所述出料端罩上连接有出料管。

作为优选方案，所述土壤热解析修复设备还包括机架，所述机架上安装所述螺旋给料机、电加热炉、滚筒和驱动装置，所述机架的底部设有用于调节机架倾斜角度的支座。

本实用新型所提供的一种土壤热解析修复设备，通过螺旋给料机将待修复土壤运送至电加热炉内，电加热炉对滚筒进行加热，滚筒内部的热量传递至待修复土壤并对待修复土壤进行热解析处理产生废气和净化后的土壤，滚筒被加热的同时驱动装置带动滚筒转动，由于滚筒的内壁设有螺旋导料板，滚筒转动的同时将推动滚筒内的土壤向前运动，当土壤运动至出料口时排出；本发明可通过控制滚筒的滚动速度，从而控制土壤的热解析时间，此外，由于滚筒被加热的同时驱动装置带动滚筒转动，可防止滚筒局部长时间受热导致滚筒变形，进一步地，由于滚筒在加热的同时转动可保证滚筒表面受热均匀，从而保证了位于滚筒内部的各部位待修复土壤均受热充分、提高热解析效果，由于采用电加热炉进行加热，电加热炉的最高加热温度可达到1000℃，而当加热温度在700-800℃时，滚筒内部的温度可达600-700℃，而一般有机污染物的沸点在120～530℃之间，因此，采用本实用新型所提供的土壤热解析修复设备基本可处理所有的一般有机物，提高对被污染的土壤的热解析效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电加热炉的剖视图。

其中，1、料斗；2、螺旋给料机；3、给料机支架；4、废气插板阀；5、进料端罩；6、第一支座；7、滚筒；8、大齿圈；9、小齿轮；10、电机；11、手轮；12、滚轮；13、传动支架；14、机架；15、第二支座；16、出料端罩；17、气体通入管；18、第二热电偶；19、出料插板阀；20、炉体；21、棒形炉丝；22、测温孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-2所示为本实用新型所提供的一种土壤热解析修复设备，包括：螺旋给料机2，所述螺旋给料机2包括给料机筒体，所述给料机筒体设有进料口和出料口；电加热炉，所述电加热炉包括密封的炉体20和位于所述炉体20内部的电加热装置；滚筒7，所述滚筒7贯穿所述炉体20设置，所述滚筒7具有绕轴向旋转的自由度，所述滚筒7的内壁设有螺旋导料板，所述给料机筒体的出料端与所述滚筒7的进料端连接；驱动装置，与所述滚筒7连接并驱动滚筒7绕轴转动。本实用新型所提供的一种土壤热解析修复设备，通过螺旋给料机2将待修复土壤运送至电加热炉内，电加热炉对滚筒7进行加热，滚筒7内部的热量传递至待修复土壤并对待修复土壤进行热解析处理产生废气和净化后的土壤，滚筒7被加热的同时驱动装置带动滚筒7转动，由于滚筒7的内壁设有螺旋导料板，滚筒7转动的同时将推动滚筒7内的土壤向前运动，当土壤运动至出料口时排出；本发明可通过控制滚筒7的滚动速度，从而控制土壤的热解析时间，此外，由于滚筒7被加热的同时驱动装置带动滚筒7转动，可防止滚筒7局部长时间受热导致滚筒7变形，进一步地，由于滚筒7在加热的同时转动可保证滚筒7表面受热均匀，从而保证了位于滚筒7内部的各部位待修复土壤均受热充分、提高热解析效果，由于采用电加热炉进行加热，电加热炉的最高加热温度可达到1000℃，而当加热温度在700-800℃时，滚筒内部的温度可达600-700℃，而一般有机污染物的沸点在120～530℃之间，因此，采用本实用新型所提供的土壤热解析修复设备基本可处理所有的一般有机物，提高对被污染的土壤的热解析效果。

本实施例中，为了避免返料，滚筒7内壁安装螺旋导料板，导料板接矮翅式直型翻料板，每隔1.5米交错安装，高度15mm，板厚6mm，4道。随着滚筒的转动，上下层物料能够实现交替受热，温度均匀。滚筒7选用耐热不锈钢板310S材料制作，最高使用温度1000℃。滚筒7规格φ300*3000*6mm，板厚6mm。为了增强焊缝强度，滚筒7外壁环形焊缝处焊接外加固筋。

进一步地，所述土壤热解析修复设备还包括控制器和用于测量所述电加热装置的加热温度的第一热电偶，所述炉体上设有测温孔22，所述第一热电偶通过所述测温孔22插入所述炉体20内并位于所述滚筒7的外侧，所述第一热电偶、驱动装置、电加热装置和螺旋给料机2分别与所述控制器电连接。其中，所述控制器用于控制所述电加热装置的加热温度，通过控制器控制电加热装置的加热温度进而实现对待修复土壤的温度的控制，工作人员可根据不同的污染物的沸点，设定相对应的加热温度，从而确保污染物被充分热解析的同时防止温度过高导致热量浪费，所述第一热电偶用于测量所述电加热装置的加热温度，当电加热装置的加热温度超过设定温度时，第一热电偶将检测信号传输至控制器，控制器控制电加热装置停止加热同时控制驱动装置加快滚筒7的转速，从而使滚筒7的温度降低、防止滚筒7由于温度过高而产生变形；当电加热装置的加热温度低于设定温度时，第一热电偶将检测信号传输至控制器，控制器控制电加热装置开启对滚筒7进行加热同时控制驱动装置减慢滚筒7的转速，使得滚筒7的温度迅速上升、进而使螺旋给料机2内的温度迅速上升，从而提高对被污染的土壤的热解析效果。通过上述过程实现对电加热装置的加热温度及待修复土壤的温度的精确控制，其控制精度小于±2℃。所述控制器还连接有具有超温报警功能的PID智能仪表，当电加热装置的加热温度高于设定温度时，PID智能仪表将向工作人员发出警报，以提醒工作人员及时处理。所述控制器通过可控硅调功器分别与所述驱动装置和螺旋给料机2连接，所述控制器通过所述可控硅调功器调节所述驱动装置输出的驱动功率、以实现对滚筒7转速的调节，所述控制器通过所述可控硅调功器调节所述螺旋给料机2的给料速度。如图1所示，本实施例中，所述驱动装置包括大齿圈8、小齿轮9和电机10，所述大齿圈8套设于所述滚筒7的外壁并可带动所述滚筒7转动，所述电机10的输出轴与所述小齿轮9连接并带动所述小齿轮9转动，所述小齿轮9与所述大齿轮啮合并驱动所述大齿轮转动，其中，所述小齿轮9的外径小于所述大齿圈8的外径，通过在所述电机10与所述滚筒7之间设置大齿圈8和小齿轮9实现对电机10输出转速的减速效果同时可增大所述电机10的输出扭矩，实现对滚筒7的驱动。进一步地，所述电机10的下方设有用于支撑所述电机10的传动支架13。本实施例中，所述电加热装置为穿设于所述炉体20上的多根棒形炉丝21，所述多根棒形炉丝21排列设置于所述滚筒7的下侧。

所述滚筒7的内部设有第二热电偶18，所述第二热电偶18与所述控制器电连接。如图1所示，本实施例中，所述第二热电偶18穿设于所述出料端罩16上。通过设置第二热电偶18用于检测滚筒7内部的温度，所述第二热电偶18将检测结果反馈至控制器，以方便控制器更好的掌握筒内温度与筒体温度之间的关系，进而实现对滚筒7温度及待修复土壤的温度的更为精确的控制。所述滚筒7上设有废气出口，所述废气出口与废气处理设备连接，所述废气出口处设有用于控制废气出口开闭的废气插板阀4，所述废气出口处设有第三热电偶，所述第三热电偶与所述控制器电连接。通过设置第三热电偶用于检测废气出口温度，本实施例中所述废气出口与废气处理设备连接，实现对热解析土壤所产生的废气的处理。本实施中，所述废气处理设备包括冷却箱、等离子机和活性炭箱、引风装置，所述冷却箱、等离子机、活性炭箱和引风装置依次连接。

此外，本实施例所提供的一种土壤热解析修复设备还具备安全性能高的特点，现有的技术中采用回转窑对土壤进行热解析修复，而回转窑的热量来源来自于燃烧燃料产生，与现有技术相比，本实施例所提供的土壤热解析修复设备采用电加热的方式提供热量，不会产生明火，而燃烧燃料加热的方式，需要点火装置，回转窑对点火装置的要求相当严格。此外，燃烧燃料还涉及燃料存放的安全性问题尤其是液化石油气和柴油都属易燃易爆品。本实施例采用电加热的方式避免了上述安全问题，尤其适用于科研实验或学校实训时使用。与现有技术相比，本实施例采用电加热的方式还可以避免尾气排放及处理的问题。

进一步地，为进一步提高本实施例所提供的土壤热解析修复设备的安全性能，所述土壤热解析修复设备还包括用于驱动所述滚筒7转动的手轮11，所述手轮11设置于所述炉体20的一端或两端。所述手轮11的下方设有用于支撑所述手轮11的支撑座，所述支撑座上设有滚轮12，所述手轮11的外周与所述滚轮12相接触并带动所述滚轮12转动。如图1所示，本实施例中，所述炉体20的两端均设有所述手轮11，所述手轮11呈圆环形结构，所述手轮11的内圈与所述滚筒7固定连接，所述手轮11的外圈与所述滚轮12相接触并可带动所述滚轮12相对于所述支撑座滚动，通过设置手轮11，当出现突然停电的情形时，可以通过人工驱动手轮11实现对滚筒7的驱动，防止滚筒7局部长时间受热导致滚筒7变形。

进一步地，所述滚筒7的两端分别设有进料端罩5和出料端罩16，所述进料端罩5与所述滚筒7的靠近所述进料口的端部连接，所述出料端罩16与所述滚筒7的靠近出料口的端部连接，所述出料端罩16上连接有出料管，所述出料管设置于所述出料口的下方，所述出料管上设有用于控制出料管开闭的出料插板阀19，所述进料口处连接有料斗1。通过设置进料端罩5和出料端罩16实现对滚筒7两端的密封，防止废气从滚筒7的两端溢出，造成对环境的污染。所述土壤热解析修复设备还包括机架14，所述机架14上安装所述螺旋给料机2、电加热炉、滚筒7和驱动装置，所述机架14的底部设有用于调节机架14倾斜角度的支座，具体地，如图1所示，本实施例中，所述机架14的底部连接有第一支座6和第二支座15，所述第一支座6包括支座底板和设置于所述支座底板上的丝杠，所述丝杠上设有用于支撑所述机架14的螺母；所述第二支座15与所述机架14铰接，通过调节所述螺母位于所述丝杠上的高度即可实现对机架14的倾斜角度的调节，从而实现对滚筒7倾斜角度的调节，当本实用新型所提供的设备在存在一定坡度的地面上工作时，通过调节滚筒7倾斜角度以保证滚筒7始终保持水平。在实际施工中当需要调节螺母的高度时，可借助千斤顶先将机架14的高度调节至目标高度，然后将螺母转动至相应位置以实现对机架14的支撑，本实施例中，机架14的角度调节范围为0-3°，本实施例中，机架14的倾斜角度为2°，从而使得滚筒7在工作时处于倾斜状态，具体地，本实施例中，滚筒7的出料端的高度低于进料端的高度，从而确保土壤从进料端运动至出料端更为顺畅，且有效的防止了土壤热解析所产生的废气从滚筒7的出料端溢出。

为实现上述相同目的，本实用新型还提供了一种土壤热解析修复方法，包括如下步骤，

S001、对土壤进行减量化处理，并将减量化处理的土壤放入料斗1；

S002、同时启动螺旋给料机2、电加热炉和驱动装置，所述电加热炉对所述滚筒7进行加热，同时所述驱动装置带动滚筒7转动，螺旋给料机2将位于给料机筒体内的待修复土壤向前推动；

S003、当螺旋给料机2将待修复土壤运送至电加热炉内时，待修复土壤进入滚筒7，滚筒7内部的热量传递至待修复土壤并对待修复土壤进行热解析处理产生废气和净化后的土壤；

S004、设于滚筒7内的螺旋导料板推动滚筒7内的净化后的土壤向前运动，净化后的土壤运动至滚筒7的出料端处并从所述出料端落入出料管内；

S005、对废气进行处理。

进一步地，在所述步骤S003中，所述电加热装置的加热温度为700-800℃，所述滚筒7内的温度为600-700℃。

本实用新型所提供的一种土壤热解析修复方法，通过螺旋给料机2将待修复土壤运送至电加热炉内，电加热炉对滚筒7进行加热，滚筒7内部的热量通过给料机筒体传递至待修复土壤并对待修复土壤进行热解析处理产生废气和净化后的土壤，螺旋给料机2再将净化后的土壤继续向前推进至出料口并排出，由于滚筒7被加热的同时驱动装置带动滚筒7转动，可防止滚筒7局部长时间受热导致滚筒7变形，此外，由于滚筒7在加热的同时转动可保证滚筒7表面受热均匀，从而保证了位于滚筒7内部的各部位待修复土壤均受热充分、提高热解析效果，由于采用电加热炉进行加热，电加热炉的最高加热温度可达到1000℃，而当加热温度在700-800℃时，所述滚筒7内的温度为600-700℃，而一般有机污染物的沸点位于120～530℃之间，因此，采用本实用新型所提供的土壤热解析修复设备基本可处理所有的一般有机物，提高对被污染的土壤的热解析效果。其中，对所述土壤进行减量化处理是指对土壤进行压缩处理。

进一步地，所述步骤S005包括，将废气插板阀4打开，通过引风装置将滚筒7内的废气从废气出口引出，将所述废气通入冷却箱进行冷却，将冷却后的气体通入等离子机进行等离子处理，将等离子处理后的气体通入活性炭箱进行净化处理，将净化后的气体排出。通过上述方法，实现对热解析土壤所产生的废气的处理，避免造成对环境的污染。

此外，如图1所示，本实施例中，所述一种土壤热解析修复设备还包括设置于出料端罩16上的气体通入管17，当需要对滚筒7内部的空气进行清洁时，可通过气体通入管17向滚筒7内通入空气，以将滚筒7内部原有气体从废气出口排出。所述螺旋给料机2下方设有用于支撑所述螺旋给料机2的给料机支架3。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种土壤热解析修复设备，其特征在于，包括：

螺旋给料机，所述螺旋给料机包括给料机筒体，所述给料机筒体设有进料口和出料口；

电加热炉，所述电加热炉包括密封的炉体和位于所述炉体内部的电加热装置；

滚筒，所述滚筒贯穿所述炉体设置，所述滚筒具有绕轴向旋转的自由度，所述滚筒的内壁设有螺旋导料板，所述给料机筒体的出料端与所述滚筒的进料端连接；

驱动装置，与所述滚筒连接并驱动滚筒绕轴转动。

2.根据权利要求1所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述土壤热解析修复设备还包括控制器和用于测量所述电加热装置的加热温度的第一热电偶，所述炉体上设有测温孔，所述第一热电偶通过所述测温孔插入所述炉体内并位于所述滚筒的外侧，所述第一热电偶、驱动装置、电加热装置和螺旋给料机分别与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述滚筒的内部设有第二热电偶，所述第二热电偶与所述控制器电连接。

4.根据权利要求2所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述滚筒上设有废气出口，所述废气出口处设有第三热电偶，所述第三热电偶与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述土壤热解析修复设备还包括用于驱动所述滚筒转动的手轮，所述手轮设置于所述炉体的一端或两端。

6.根据权利要求5所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述手轮的下方设有用于支撑所述手轮的支撑座，所述支撑座上设有滚轮，所述手轮的外周与所述滚轮相接触并带动所述滚轮转动。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述滚筒的两端分别设有进料端罩和出料端罩，所述进料端罩与所述滚筒的靠近所述进料口的端部连接，所述出料端罩与所述滚筒的靠近出料口的端部连接，所述出料端罩上连接有出料管。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的土壤热解析修复设备，其特征在于，所述土壤热解析修复设备还包括机架，所述机架上安装所述螺旋给料机、电加热炉、滚筒和驱动装置，所述机架的底部设有用于调节机架倾斜角度的支座。