CN212384273U - 一种土壤异位热脱附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及土壤环境治理修复技术领域，特指一种土壤异位热脱附装置，包括热脱附系统，以及设于热脱附系统一侧用于驱动热脱附系统旋转的传动系统，以及设于热脱附系统下方用于加热热脱附系统的加热系统，以及设于加热系统上的进出料系统、排气系统和温度监控系统，以及设于热脱附系统外部用于保温的保温系统，以及设于热脱附系统外部用于整个支撑热脱附装置的支撑系统。本实用新型可有效适用于多种不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤的热脱附装置，合理调节加热温度和加热时间，从而使土壤热脱附过程更加精准可控，大幅降低低能耗和投资运行处理成本。

Description

一种土壤异位热脱附装置

技术领域

本实用新型涉及土壤环境治理修复技术领域，特指一种土壤异位热脱附装置。

背景技术

国家高度重视土壤污染防治工作，然而当前我国土壤环境总体状况堪忧，随着城市化、工业化的持续推进，土壤有机物污染问题愈来愈严峻。我国污染土壤修复研究起步较晚，目前，仍缺乏适用于我国国情的污染土壤修复技术。土壤热脱附技术具有适应范围广、处理污染土壤速度快、设备可移动、修复后土壤可再利用等优势，特别适用于挥发性、半挥发性及难挥发性有机物污染土壤的修复，在欧美发达国家已被广泛应用。

作为一种非燃烧技术，土壤热脱附技术的核心是通过直接或间接方式使土壤加热到足够温度，促进土壤中的有机物挥发，从而去除土壤中的污染物，使其净化。不同性质的污染物挥发性不同，因此对加热温度和时间要求也不同，即使同种污染物，不同污染程度、不同的土壤质地，其土壤热脱附所需的加热温度和加热时间也有较大差异。土壤热脱附技术的关键在于有效控制土壤的加热时间和加热温度，以有效适用不同的污染物类型、不同的污染程度以及不同的土壤性质。我国幅员辽阔，土壤污染具有很强的复杂性、空间异质性，不同区域土壤性质、污染物类型、污染程度不同，因此对土壤热脱附设备要求具有很强的适应性。而目前我国土壤热脱附技术主要以国外引进为主，传统土壤异位热脱附设备大多为单筒单段加热，不同性质污染物及不同程度污染土壤在热脱附的加热时间、加热温度一样，无法有针对性的调节加热温度和加热时间，能耗高、投资运行处理成本高。

实用新型内容

针对当前传统土壤热脱附设备大多为筒单段加热、无法根据不同污染土壤有针对性的调节加热温度和加热时间、能耗高、投资运行处理成本高的问题，本实用新型提供了一种可有效适用不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤的热脱附装置，合理调节加热温度和加热时间，从而使土壤热脱附过程更加精准可控，大幅降低低能耗和投资运行处理成本。

为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：

一种土壤异位热脱附装置，包括热脱附系统，以及设于热脱附系统一侧用于驱动热脱附系统旋转的传动系统，以及设于热脱附系统下方用于加热热脱附系统的加热系统，以及设于加热系统上的进出料系统、排气系统和温度监控系统，以及设于热脱附系统外部用于保温的保温系统，以及设于热脱附系统外部用于整个支撑热脱附装置的支撑系统。

根据以上方案，所述热脱附系统包括从上至下分层分段依次设置的多个热脱附筒，热脱附筒为中空长筒状设置，且热脱附筒的内壁上固定间隔设有多块螺旋状扬料板。

根据以上方案，所述传动系统连接于热脱附筒的一侧，传动系统包括电动马达、传动轴与减速器。

根据以上方案，所述加热系统包括均匀间隔设置于热脱附筒下方的多个加热装置。

根据以上方案，所述进出料系统包括进料斗、进料管、进料口、出料口、出料斗、出料管、卸料斗与卸料管，进料斗连接于进料管，进料管连通于进料口，进料口设于热脱附筒的一端，出料口设于热脱附筒的另一端，出料斗连通于出料口，出料管连接于出料斗，卸料斗设于出料管的下方，卸料管连接于卸料斗。

根据以上方案，所述出料管通过活接可旋转地连接于出料斗。

根据以上方案，所述排气系统包括排气孔、排气支管、排气总管、气阀与风机，排气孔设于热脱附筒上的进料口一侧，排气支管一端连通于排气孔，排气支管另一端通过气阀连接于排气总管，排气总管通过气阀连接于风机的进气口，风机的出气口通过排气总管连接于土壤热脱附装置后续的尾气净化处理装置。

根据以上方案，所述温度监控系统包括温度传感器、温度仪、温度送变器与温度显示器，温度传感器包括设于每层热脱附筒内壁均匀设置的多个温度传感器，温度仪设于温度传感器上方，温度显示器通过温度送变器连接于温度传感器，且所述温度显示器设置于保温系统外层保温箱上。

根据以上方案，所述保温系统包括双层结构的保温箱体，由外层板与内层板组成，外层板与内层板之间设有填充保温材料。

根据以上方案，所述支撑系统包括横梁、纵梁与立柱，横梁与纵梁上均铺设有支撑垫板。

本实用新型有益效果：

1)分层分段热脱附。本实用新型热脱附筒系统采用分层分段形式，从上至下依次为第一热脱附筒、第二热脱附筒、第三热脱附筒……第(n-1)热脱附筒、第n热脱附筒，每层热脱附筒的分别设有一个进料口和一个出料口，使土壤可以根据工艺需要有选择性的进入下一层段的热脱附筒进行热脱附处理或者排出热脱附装置，以适应不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热时间，避免过度加热或加热不足，节约能源、提高热脱附效率；

2)每层热脱附筒独立转动。每层热脱附筒的传动装置独立设置，可根据不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热时间要求进行独立调节旋转速度、旋转方向，以适应不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热时间，避免过度加热或加热不足，节约能源、提高热脱附效率；

3)每层热脱附筒独立加热。本实用新型通过每层热脱附筒下部的独立加热系统，可根据不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热温度要求进行独立调节加热功率，以适应不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热温度，避免过度加热或加热不足，节约能源、提高热脱附效率；

4)热脱附筒逆流排气。本实用新型通过每层热脱附筒进料口一侧设有排气孔，可以使热脱附筒内空气在风机带动下与热脱附筒内土壤行进反向流动，通过逆气流可以增加对土壤的扰动、促进土壤中有机物挥发；

5)热脱附筒螺旋式扬料。本实用新型通过热脱附筒内壁的螺旋状扬料板，可以带动土壤沿热脱附筒轴向从一端向另一端移动，同时带动土壤沿热脱附筒径向不断扬起、落下，使土壤充分扰动。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型整体结构横截面示意图；

图3是本实用新型出料系统结构示意图。

11.第一热脱附筒；12.第二热脱附筒；13.第三热脱附筒；14.热脱附筒的内壁；15.螺旋状扬料板；21.电动马达；22.传动轴；23.减速器；31.加热装置；41.进料斗；42.进料管；43.进料口；44.出料口；45.出料斗；46.出料管；47.卸料斗；48. 卸料管；49.活接；51.排气孔；54.气阀；55.风机；521.排气支管；522.排气总管；61. 温度传感器；62.温度仪；63.温度送变器；64.温度显示器；71.外层板；72.内层板；73.填充保温材料；81.横梁；82.纵梁；83.立柱；84.支撑垫板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1至图3所示，本实用新型所述一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：包括热脱附系统，以及设于热脱附系统一侧用于驱动热脱附系统旋转的传动系统，以及设于热脱附系统下方用于加热热脱附系统的加热系统，以及设于加热系统上的进出料系统、排气系统和温度监控系统，以及设于热脱附系统外部用于保温的保温系统，以及设于热脱附系统外部用于整个支撑热脱附装置的支撑系统。

在本实施例中，所述热脱附系统包括热脱附筒系统采用分层分段形式，从上至下依次为第一热脱附筒11、第二热脱附筒12、第三热脱附筒13……第(n-1) 热脱附筒、第n热脱附筒，热脱附筒为中空长筒状设置，且热脱附筒的内壁14 上固定间隔设有多块螺旋状扬料板15。采用这样的结构设置，在热脱附筒旋转过程中，螺旋状扬料板15同步转动，从而带动土壤沿热脱附筒轴向从一端向另一端移动，同时带动土壤沿热脱附筒径向不断扬起、落下，使土壤充分扰动。

实际应用中，热脱附筒可以根据需要设置数量，热脱附筒采用导热性好、耐高温、耐腐蚀、高强度的金属材质制成，本实施例优选为不锈钢材质制成，且每层热脱附筒尺寸规格一致。优选地，热脱附筒长度为1.5m～5m。

实际应用中，螺旋状扬料板15采用导热性好、耐高温、耐腐蚀、高强度的金属材质制成，本实施例优选为不锈钢材质制成。

在本实施例中，所述传动系统连接于热脱附筒的一侧，所述传动系统包括电动马达21、传动轴22与减速器23。采用这样的结构设置，通过传动系统提供动力使热脱附筒可按一定速度轴向旋转。

实际应用中，每个热脱附筒的传动系统独立设置，可根据不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需要的加热时间要求进行独立调节旋转速度、旋转方向。优选地，土壤通过单层热脱附筒的转动在扬料板作用下行进速度为 0.1m/min～0.5m/min，土壤通过单层热脱附筒的加热时间为0.25h～1h。土壤通过速度太快，可能导致加热时间不足，通过速度太慢，可能导致土壤扬料、搅动不充分。

需要说明的是，为使土壤在分层分段式热脱附装置中有效加热，上下相邻的两个热脱附筒旋转方向相反。

在本实施例中，所述加热系统包括均匀间隔设置于热脱附筒下方的多个加热装置31。采用这样的结构设置，确保热脱附筒受热均匀，加热装置31可为电加热、燃气加热等多种形式，本实施例优选为电加热。

实际应用中，每个热脱附筒下方的加热装置31独立设置，可根据不同污染物类型、不同污染程度以及不同性质土壤所需的加热温度要求进行独立调节加热功率。加热后热脱附筒内工作温度为150℃～500℃。

在本实施例中，所述进出料系统包括进料斗41、进料管42、进料口43、出料口44、出料斗45、出料管46、卸料斗47与卸料管48，进料斗41连接于进料管42，进料管42连通于进料口43，进料口43设于热脱附筒的一端，出料口44 设于热脱附筒的另一端，出料斗45连通于出料口44，出料管46连接于出料斗 45，卸料斗47设于出料管46的下方，卸料管48连接于卸料斗47。采用这样的结构设置，通过进料斗41将土壤进入到热脱附筒内，在热脱附筒的内壁14上固定间隔设有多块螺旋状扬料板15的作用下，带动土壤从进料端向出料端移动，直至从出料口44排出，并通过卸料斗47与卸料管48将土壤排出土壤热脱附筒装置。

在本实施例中，所述出料管46通过活接49可旋转地连接于出料斗45。采用这样的结构设置，通过旋转到不同的位置，出料管46可以选择与该层的卸料斗47或者与下一层的的热脱附筒的进料斗41连接，从而使土壤可以根据工艺需要有选择性的进入下一层段的热脱附筒进行热脱附处理或者排出热脱附装置。

在本实施例中，所述排气系统包括排气孔51、排气支管521、排气总管522、气阀54与风机55，排气孔51设于热脱附筒上的进料口43一侧，排气支管521 一端连通于排气孔51，排气支管521另一端通过气阀54连接于排气总管522，排气总管522通过气阀54连接于风机55的进气口，风机55的出气口通过排气总管522连接于土壤热脱附装置后续的尾气净化处理装置。采用这样的结构设置，将排气孔51设于热脱附筒上的进料口43一侧，可以使热脱附筒内的空气在风机55带动下与热脱附筒内土壤行进反向流动，通过逆气流可以增加对土壤的扰动、促进土壤中有机物挥发。

在本实施例中，所述温度监控系统包括温度传感器61、温度仪62、温度送变器63与温度显示器64，温度传感器61包括设于每层热脱附筒内壁14均匀设置的多个温度传感器61，温度仪62设于温度传感器61上方，温度显示器64通过温度送变器63连接于温度传感器61，且温度显示器64设置于保温系统外层保温箱上。采用这样的结构设置，温度传感器61用于实时监测热脱附筒内的温度动态状况。

实际应用中，温度传感器61采用具有耐高温、防水防露结功能的温度传感器61。

在本实施例中，所述保温系统包括双层结构的保温箱体，由外层板71与内层板72组成，外层板71与内层板72之间设有填充保温材料73。采用这样的结构设置，通过保温系统起到对热脱附筒的保温作用，防止温度外泄。

实际应用中，外层板71与内层板72均为金属材质制成，本实施例优选采用不锈钢板。

在本实施例中，所述支撑系统包括横梁81、纵梁82与立柱83，横梁81与纵梁82上均铺设有支撑垫板84。采用这样的结构设置，支撑系统具有足够的强度、刚度和稳定性以及耐热性。

实际应用中，支撑系统为金属材质制成，本实施例优选采用不锈钢板。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：包括热脱附系统，以及设于热脱附系统一侧用于驱动热脱附系统旋转的传动系统，以及设于热脱附系统下方用于加热热脱附系统的加热系统，以及设于加热系统上的进出料系统、排气系统和温度监控系统，以及设于热脱附系统外部用于保温的保温系统，以及设于热脱附系统外部用于整个支撑热脱附装置的支撑系统。

2.根据权利要求1所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统包括从上至下分层分段依次设置的多个热脱附筒，热脱附筒为中空长筒状设置，且热脱附筒的内壁(14)上固定间隔设有多块螺旋状扬料板(15)。

3.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述传动系统连接于热脱附筒的一侧，所述传动系统包括电动马达(21)、传动轴(22)与减速器(23)。

4.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述加热系统包括均匀间隔设置于热脱附筒下方的多个加热装置(31)。

5.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述进出料系统包括进料斗(41)、进料管(42)、进料口(43)、出料口(44)、出料斗(45)、出料管(46)、卸料斗(47)与卸料管(48)，所述进料斗(41)连接于进料管(42)，所述进料管(42)连通于进料口(43)，所述进料口(43)设于热脱附筒的一端，所述出料口(44)设于热脱附筒的另一端，所述出料斗(45)连通于出料口(44)，所述出料管(46)连接于出料斗(45)，所述卸料斗(47)设于出料管(46)的下方，所述卸料管(48)连接于卸料斗(47)。

6.根据权利要求5所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述出料管(46)通过活接(49)可旋转地连接于出料斗(45)。

7.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述排气系统包括排气孔(51)、排气支管(521)、排气总管(522)、气阀(54)与风机(55)，所述排气孔(51)设于热脱附筒上的进料口(43)一侧，所述排气支管(521)一端连通于排气孔(51)，所述排气支管(521)另一端通过气阀(54)连接于排气总管(522)，所述排气总管(522)通过气阀(54)连接于风机(55)的进气口，所述风机(55)的出气口通过排气总管(522) 连接于土壤热脱附装置后续的尾气净化处理装置。

8.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述温度监控系统包括温度传感器(61)、温度仪(62)、温度送变器(63)与温度显示器(64)，所述温度传感器(61)包括设于每层热脱附筒内壁(14)均匀设置的多个温度传感器(61)，所述温度仪(62)设于温度传感器(61)上方，所述温度显示器(64)通过温度送变器(63)连接于温度传感器(61)，且所述温度显示器(64)设置于保温系统外层保温箱上。

9.根据权利要求8所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述保温系统包括双层结构的保温箱体，由外层板(71)与内层板(72)组成，所述外层板(71)与内层板(72)之间设有填充保温材料(73)。

10.根据权利要求2所述的一种土壤异位热脱附装置，其特征在于：所述支撑系统包括横梁(81)、纵梁(82)与立柱(83)，所述横梁(81)与纵梁(82)上均铺设有支撑垫板(84)。

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