CN209464832U - 污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统；包括依次连接的预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元，以及控制单元；预处理分离单元包括第一汽水分离器；冷凝降温单元包括：降温换热装置和第二汽水分离器；真空提供单元包括至少一台真空泵或真空风机；有机尾气脱除单元包括：预处理调温调湿装置、吸附装置和配套再生装置；控制单元分别与预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元相连用于控制各单元的自动化运行。本实用新型的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统能够实现原位热脱附尾气的高效处理，处理效果好，有机物去除率高。
Description
技术领域
本实用新型属于土壤修复领域，更具体地，涉及一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统。
背景技术
土壤污染已经引起越来越多的人重视，而随着工业化和城市化进程发展，城区置换出大量工业污染场地，其中，挥发性有机污染场地占有比较大的比例，对周边生态环境和居民健康形成了严重威胁。
目前，针对挥发性有机物污染场地的修复技术主要有水泥窑协同处置、气相抽提技术、生物通风技术、化学氧化技术、微生物处理、异/原位热脱附技术等。原位热脱附技术是在原位对土壤进行加热，使其中的挥发性有机污染物达到从土壤脱附的温度，通过气相将污染物转移至地面，从而进一步进行收集处理的工艺。原位热脱附技术相对于其他技术，具有开挖少，二次污染小，处理效果好等特点。但是由于土壤尾气组成复杂，目前没有针对原位热脱附尾气的理想的处理系统，因此，需要提供一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，对于污染土壤热脱附有机尾气(即土壤抽提气)采用两级次除水，一次冷凝，除去尾气中的水和水蒸气；再对尾气进行调温、调湿，通过吸附介质完成挥发性组分从气相中脱除；对吸附饱和的吸附介质，采用热脱附、冷凝回收及分相收集，实现挥发性有机物的集中收集。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，该有机尾气处理集成系统包括依次连接的预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元，以及控制单元；
所述预处理分离单元包括第一汽水分离器；
所述冷凝降温单元包括：降温换热装置和第二汽水分离器，所述降温换热装置的入口与所述预处理分离单元相连，所述第二汽水分离器的出口与所述真空提供单元相连；
所述真空提供单元包括至少一台真空泵或真空风机；
所述有机尾气脱除单元包括：预处理调温调湿装置、吸附装置和配套再生装置；所述预处理调温调湿装置与所述吸附装置连接，所述配套再生装置用于吸附装置的吸附介质的再生和解吸气的分离；
所述控制单元分别与预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元相连用于控制各单元的自动化运行。
优选地，所述降温换热装置包括第一换热器和与所述第一换热器连通的冷却水塔，所述第一换热器与所述冷却水塔间设置有循环水泵；或者，所述降温换热装置为集成蒸发式冷凝器。
优选地，所述第一换热器为板式换热器或列管式换热器。
优选地，所述冷却水塔为开式冷却水塔或闭式冷却水塔。
优选地，所述预处理调温调湿装置为自耦合调温调湿装置，包括第二换热器和冷干机，所述第二换热器的一个出口与所述冷干机的入口连通，所述冷干机的出口与所述第二换热器的一个入口连通。
优选地，所述吸附装置包括交替连入系统的第一吸附箱和第二吸附箱。
优选地，所述配套再生装置包括再生热源气供应装置、冷凝器、三相分离器、轻相储槽、废水槽和重相储槽；所述再生热源气供应装置与所述吸附装置连通，所述冷凝器与所述三相分离器连通，所述三相分离器分别与所述轻相储槽、废水槽和重相储槽连通。
优选地，所述再生热源气供应装置供应水蒸气或者100-200℃的氮气。
优选地，所述预处理分离单元和冷凝降温单元撬装为一个模块，所述真空提供单元撬装为一个模块，所述有机尾气脱除单元撬装为一个模块。
利用本实用新型的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统处理原位热脱附尾气，土壤热脱附有机尾气在真空提供单元的驱动下，经预处理分离单元和降温冷凝系统除去可冷凝组分，不可冷凝组分经有机尾气脱除单元处理后达标排放；有机尾气脱除单元的吸附介质经解吸再生，有机尾气脱除单元的再生气相经冷凝将有机物以液相形式收集处理；通过控制单元实现对预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元的运行监控和自动控制。
本实用新型的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统能够实现原位热脱附尾气的高效处理，处理效果好，有机物去除率高。
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统的示意图。
图2示出了根据本实用新型的一个实施例的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统的设备连接示意图。
附图标记说明：
1-预处理分离单元；2-冷凝降温单元；3-真空提供单元；4-有机尾气脱除单元；5-控制单元；6-第一汽水分离器；7-第一换热器；8-第二汽水分离器；9-冷却水塔；10-真空冷凝撬装；11-真空风机；12-真空提供系统撬装；13-第二换热器；14-冷干机；15-第一吸附箱；16-第二吸附箱；17-冷凝器；18-再生热源气供应装置；19-排放烟囱；20-三相分离器；21-轻相储槽；22-废水槽；23-重相储槽；24-有机尾气脱除系统撬装
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本实用新型提供一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，该有机尾气处理集成系统包括依次连接的预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元，以及控制单元；
所述预处理分离单元包括第一汽水分离器；
所述冷凝降温单元包括：降温换热装置和第二汽水分离器，所述降温换热装置的入口与所述预处理分离单元相连，所述第二汽水分离器的出口与所述真空提供单元相连；
所述真空提供单元包括至少一台真空泵或真空风机；
所述有机尾气脱除单元包括：预处理调温调湿装置、吸附装置和配套再生装置；所述预处理调温调湿装置与所述吸附装置连接，所述配套再生装置用于吸附装置的吸附介质的再生和解吸气的分离；
所述控制单元分别与预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元相连用于控制各单元的自动化运行。
本实用新型中，所述控制单元的作用是实现控制预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元的自动化运行，所述控制单元可以包括传感器、执行机构和相关的计算机及其处理系统，控制单元与上述各单元可以通过通讯控制线路连接并实现通讯。
本实用新型中，所述预处理分离单元和冷凝降温单元均还包括温度计、压力表、流量计、液位计和排液泵，通过上述仪表对过程参数进行监控，上述仪表均与控制单元通信连接或者电性连接，通过控制单元来保证系统自动化运行。其中，当液位计显示液位到达高位时，排液泵自动启动，当液位计显示液位降到低位时，排液泵自动停止，从而保证第一汽水分离器和第二汽水分离器的正常运行。
本实用新型中，所述真空提供单元还包括防雨隔音设施和相关监测仪表。
本实用新型中，所述有机尾气脱除单元还包括温度计、压力表和调节阀等控制仪表，上述控制仪表均与控制单元通信连接或者电性连接，通过控制单元进行集中控制，完成运行过程的调温调湿、吸附、脱附、三相分离等操作，确保有机尾气脱除单元的安全稳定运行。
优选地，所述降温换热装置包括第一换热器和与所述第一换热器连通的冷却水塔，所述第一换热器与所述冷却水塔间设置有循环水泵；或者，所述降温换热装置为集成蒸发式冷凝器。
本实用新型中，来自预处理分离单元的气相进入第一换热器，热量被冷却水塔带走，进一步冷凝和降温；降温后的水和气进入第二汽水分离器；第一换热器和冷却水塔间设置有循环水泵，循环水泵能够将冷却水塔的冷却水送至第一换热器进行换热，换热后的水再进一步回到冷却水塔降温冷却。
作为优选方案，本实用新型中，所述吸附装置还与排放烟囱连通，用于排放符合标准的排放气。
优选地，所述第一换热器为板式换热器或列管式换热器，所述冷却水塔为开式冷却水塔或闭式冷却水塔。
优选地，所述预处理调温调湿装置为自耦合调温调湿装置，包括第二换热器和冷干机，所述第二换热器的一个出口与所述冷干机的入口连通，所述冷干机的出口与所述第二换热器的一个入口连通。
本实用新型中，来自真空提供单元的气相进入第二换热器的热侧降温，然后进入冷干机，经冷干机进一步降温除水后进入第二换热器的冷测升温，调节相对湿度，进入吸附装置前，将气相的温度湿度调节至最佳条件。
优选地，所述吸附装置包括交替连入系统的第一吸附箱和第二吸附箱。
作为一种优选的实施方式，所述吸附装置的吸附介质为活性炭纤维或活性炭颗粒。
优选地，所述配套再生装置包括再生热源气供应装置、冷凝器、三相分离器、轻相储槽、废水槽和重相储槽；所述再生热源气供应装置与所述吸附装置连通，所述冷凝器与所述三相分离器连通，所述三相分离器分别与所述轻相储槽、废水槽和重相储槽连通。
作为一种优选的实施方式，配套再生装置中的冷凝器采用列管式换热器进行冷凝降温处理。
优选地，所述再生热源气供应装置供应水蒸气或者100-200℃的氮气。
优选地，所述预处理分离单元和冷凝降温单元撬装为一个模块，所述真空提供单元撬装为一个模块，所述有机尾气脱除单元撬装为一个模块。
本实用新型中，将各单元采用撬装模式进行集成，便于转场运输和设备的安装。
采用本实用新型的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统对有机尾气进行处理的处理方法可包括如下步骤：
S1.土壤抽提气经过第一汽水分离器分离除去冷凝液和土壤颗粒；
S2.经过所述第一汽水分离器处理后的气相在降温换热装置中进行降温和冷凝，然后进入第二汽水分离器进行分离，水进入第二汽水分离器的底部，气相从第二汽水分离器上部排出，经真空提供单元进入有机尾气脱除单元；
S3.进入有机尾气脱除单元的气相在预处理调温调湿装置中调节温度和湿度，然后进入吸附装置，与吸附装置中的吸附介质接触，去除其中的有机气体，得到排放气；
S4.当吸附装置中的吸附介质达到饱和时，通过配套再生装置对吸附介质进行再生处理。
优选地，所述再生处理包括：
(1)停止吸附装置的有机尾气进气，通入再生热源气；
(2)所述吸附介质中的有机物在热作用下解吸，以气相脱出所述吸附装置进入冷凝器冷凝；
(3)然后进入三相分离器分离，得到比水轻的有机相、比水重的有机相以及水，分别进入轻相储槽、重相储槽和废水槽。
以下通过实施例进一步说明本实用新型：
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，该有机尾气处理集成系统包括依次连接的预处理分离单元1、冷凝降温单元2、真空提供单元3和有机尾气脱除单元4，以及控制单元5；所述预处理分离单元1包括第一汽水分离器6；所述冷凝降温单元2包括：降温换热装置和第二汽水分离器8，所述降温换热装置的入口与所述预处理分离单元1相连，所述第二汽水分离器8的出口与所述真空提供单元3相连；所述真空提供单元3包括一台真空风机11；所述有机尾气脱除单元4包括：预处理调温调湿装置、吸附装置和配套再生装置；所述预处理调温调湿装置与所述吸附装置连接，所述配套再生装置用于吸附装置的吸附介质的再生和解吸气的分离；所述控制单元5分别与预处理分离单元1、冷凝降温单元2、真空提供单元3和有机尾气脱除单元4相连用于控制各单元的自动化运行；其中，所述降温换热装置包括第一换热器7和与所述第一换热器7连通的冷却水塔9，所述第一换热器7与所述冷却水塔9间设置有循环水泵(未示出)；所述第一换热器7为板式换热器，所述冷却水塔9为开式冷却水塔；所述预处理调温调湿装置为自耦合调温调湿装置，包括第二换热器13和冷干机14，所述第二换热器13的一个出口与所述冷干机14的入口连通，所述冷干机14的出口与所述第二换热器13的一个入口连通；所述吸附装置包括交替连入系统的第一吸附箱15和第二吸附箱16；所述配套再生装置包括再生热源气供应装置18、冷凝器17、三相分离器20、轻相储槽21、废水槽22和重相储槽23；所述再生热源气供应装置18与所述吸附装置连通，所述冷凝器17与所述三相分离器20连通，所述三相分离器20分别与所述轻相储槽21、废水槽22和重相储槽23连通；所述再生热源气供应装置18供应水蒸气；所述预处理分离单元1和冷凝降温单元2撬装为一个模块，形成真空冷凝撬装10，所述真空提供单元撬装为一个模块，形成真空提供系统撬装12，所述有机尾气脱除单元撬装为一个模块，形成有机尾气脱除系统撬装24。
工作时，土壤抽提气经过第一汽水分离器6分离除去冷凝液和土壤颗粒；经过所述第一汽水分离器6处理后的气相在降温换热装置中进行降温和冷凝，然后进入第二汽水分离器8进行分离，水进入第二汽水分离器8的底部，气相从第二汽水分离器8上部排出，经真空提供单元3进入有机尾气脱除单元4；进入有机尾气脱除单元4的气相在预处理调温调湿装置中调节温度和湿度，然后进入吸附装置，与吸附装置中的吸附介质接触，去除其中的有机气体，得到排放气，通过排放烟囱19排放；当吸附装置中的吸附介质达到饱和时，通过配套再生装置对吸附介质进行再生处理；再生处理时：停止吸附装置的有机尾气进气，通入再生热源气；所述吸附介质中的有机物在热作用下解吸，以气相脱出所述吸附装置进入冷凝器17冷凝；然后进入三相分离器20分离，得到比水轻的有机相、比水重的有机相以及水，分别进入轻相储槽21、重相储槽23和废水槽22。
以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (9)
1.一种污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，该有机尾气处理集成系统包括依次连接的预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元，以及控制单元；
所述预处理分离单元包括第一汽水分离器；
所述冷凝降温单元包括：降温换热装置和第二汽水分离器，所述降温换热装置的入口与所述预处理分离单元相连，所述第二汽水分离器的出口与所述真空提供单元相连；
所述真空提供单元包括至少一台真空泵或真空风机；
所述有机尾气脱除单元包括：预处理调温调湿装置、吸附装置和配套再生装置；所述预处理调温调湿装置与所述吸附装置连接，所述配套再生装置用于吸附装置的吸附介质的再生和解吸气的分离；
所述控制单元分别与预处理分离单元、冷凝降温单元、真空提供单元和有机尾气脱除单元相连，用于控制各单元的自动化运行。
2.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述降温换热装置包括第一换热器和与所述第一换热器连通的冷却水塔，所述第一换热器与所述冷却水塔间设置有循环水泵；或者，所述降温换热装置为集成蒸发式冷凝器。
3.根据权利要求2所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述第一换热器为板式换热器或列管式换热器。
4.根据权利要求2所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述冷却水塔为开式冷却水塔或闭式冷却水塔。
5.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述预处理调温调湿装置为自耦合调温调湿装置，包括第二换热器和冷干机，所述第二换热器的一个出口与所述冷干机的入口连通，所述冷干机的出口与所述第二换热器的一个入口连通。
6.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述吸附装置包括交替连入系统的第一吸附箱和第二吸附箱。
7.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述配套再生装置包括再生热源气供应装置、冷凝器、三相分离器、轻相储槽、废水槽和重相储槽；所述再生热源气供应装置与所述吸附装置连通，所述冷凝器与所述三相分离器连通，所述三相分离器分别与所述轻相储槽、废水槽和重相储槽连通。
8.根据权利要求7所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述再生热源气供应装置供应水蒸气或者100-200℃的氮气。
9.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统，其特征在于，所述预处理分离单元和冷凝降温单元撬装为一个模块，所述真空提供单元撬装为一个模块，所述有机尾气脱除单元撬装为一个模块。
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| CN109603412A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-12 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统及处理方法 |
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| WO2020108230A1 (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 污染土壤热脱附有机尾气处理集成系统及处理方法 |
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