CN216460830U - 一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污染土壤处理技术领域，尤其是一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，整体底盘的中间段安装有搅拌室，搅拌室的一侧安装有土壤输送装置，用于将未处理土壤输送至搅拌室内或输出搅拌室内的土壤，搅拌室的另一侧安装有控制室；搅拌室的上方分别安装有水计量装置、粉状药剂存储装置以及干燥剂存放装置，用于对未处理土壤进行预处理。利用冷却降温系统的余热，对土壤预干燥的实施方法，提高热量的利用，土壤温度的提升能够减少加热单元燃气或电力的使用，减少能耗；增加了预处理环节，通过添加催化剂、化学氧化剂调解污染土壤，也可添加干燥剂调节土壤的含水率，操作方便，设备简单，无二次污染，具备着广阔的运用前景和使用价值。

Description

一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置

技术领域

本实用新型涉及污染土壤处理技术领域，尤其是一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置。

背景技术

热脱附根据热量交换方式可分为直接热脱附和间接热脱附。间接热脱附是指热源不与污染土壤直接接触，通过加热介质，向污染土壤传热，将污染土壤中的挥发性、半挥发性有机污染物的气化挥发，从而达到污染物与土壤分离的处置技术。该技术占地面积小，安装方便，产能相对较少，处理有机物种类少，需配备水处理系统。

热脱附技术在国外始于七十年代，广泛应用于工程实践，技术较为成熟，而国内相对起步较晚，近年来才开始应用。由于我国当前存在能源短缺、技术滞后等问题，天然气、电力价格相比国外较高，在引进国外技术与设备应用于国内的同时也面临着能耗高、运作成本大等问题，这让热脱附在我国的应用受到了制约。目前我国对于整个系统能源消耗和余热利用的研究还不充分，亟需研究出热脱附系统余热利用节能降耗方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种利用冷却降温系统的余热，对土壤预干燥的实施方法，也可添加干燥剂调节土壤的含水率的耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，包括对未处理土壤进行破碎、筛分、调解的预处理单元，所述的预处理单元包括整体底盘，所述整体底盘的中间段安装有搅拌室，搅拌室的一侧安装有土壤输送装置，用于将未处理土壤输送至搅拌室内或输出搅拌室内的土壤，搅拌室的另一侧安装有控制室；搅拌室的上方分别安装有水计量装置、粉状药剂存储装置以及干燥剂存放装置，用于对未处理土壤进行预处理。

进一步的，还包括依次连接的加热单元，与预处理单元连接，用于对预处理单元处理后的土壤进行热脱附处理；冷凝降温装置，用于对加热单元产生的气相污染物进行降温处理；所述预处理单元与冷凝降温装置之间设有余热回收及利用单元，用以将冷凝降温装置的余热注入搅拌室内，对未处理土壤进行预干燥，减少干燥剂存放装置中干燥剂的加入，降低未处理土壤含水量。

进一步的，余热回收及利用单元为余热回收管道，余热回收及利用单元的外表面上包裹有保温层，用于减少散热损失和系统的能耗。

进一步的，冷凝降温装置通过管道依次与多相分离装置、气相污染物处理单元连通，用以通过负压或微真空环境将冷凝降温装置中气相污染物抽提后送入后续气相污染物处理单元进行处理，使之达标排放。

进一步的，气相污染物处理单元包括并联设置的废气处理组、废水处理组以及固废收集装置；废气处理组包括通过管道依次连接的前置过滤器、真空泵、活性炭吸附装置以及引风机，所述前置过滤器与多相分离装置之间通过管道连接，引风机与空气连通，将达标的气体进行排放；废水处理组包括依次连接的油水分离装置和污水处理站，所述油水分离装置与多相分离装置之间通过抽水泵连接，油水分离装置上通过管道并联有油状物收集装置。

进一步的，土壤输送装置的上方安装有土壤计量装置，用于计量送入搅拌室内土壤的重量。

进一步的，冷凝降温装置为空冷器，其内部采用翅片式结构，该翅片为铝制翅片。

进一步的，余热回收及利用单元与搅拌室之间设有供气装置，用于将余热回收及利用单元内的余热注入搅拌室内。

进一步的，还包括综合控制单元，分别与预处理单元、加热单元、多相分离装置、余热回收及利用单元以及气相污染物处理单元连接，用于统一监控和控制各单元的各项指标。

本实用新型的有益效果是：本实用新型1、与现有异位间接热脱附相比，本申请提供了利用冷却降温系统的余热，对土壤预干燥的实施方法，提高热量的利用，土壤温度的提升能够减少加热单元燃气或电力的使用，减少能耗；

2、相比于传统的热脱附设备，该系统增加了预处理环节，通过添加催化剂、化学氧化剂调解污染土壤，也可添加干燥剂调节土壤的含水率，操作方便，设备简单，无二次污染，具备着广阔的运用前景和使用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的预处理单元的结构示意图；

图2是本实用新型的流程图；

图中：1.预处理单元，2.加热单元，3.冷凝降温装置，4.多相分离装置，5.气相污染物处理单元，6.余热回收及利用单元，9.整体底盘，10.搅拌室，11.控制室，12.土壤计量装置，13.水计量装置，14.粉状药剂存储装置，15.干燥剂存放装置，16.前置过滤器，17.真空泵，18.活性炭吸附装置，19.引风机，20.油水分离装置，21.污水处理站，22.抽水泵，23.油状物收集装置，24.固废收集装置，25.供气装置，26.土壤输出装置，27.土壤输入装置。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～2所示的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，包括对未处理土壤进行破碎、筛分、调解的预处理单元1，所述的预处理单元1包括整体底盘9，所述整体底盘9的中间段安装有搅拌室10，搅拌室10的一侧安装有土壤输送装置，其中，土壤输送装置分为土壤输出装置26和土壤输入装置27，用于将未处理土壤输送至搅拌室10内或输出搅拌室10内的土壤，土壤输入装置27的上方安装有土壤计量装置12，用于计量送入搅拌室10内土壤的重量；搅拌室10的另一侧安装有控制室11；

搅拌室10的上方分别安装有水计量装置13、粉状药剂存储装置14以及干燥剂存放装置15，用于对未处理土壤进行预处理。

水计量装置13的使用是根据未处理土壤中含水量进行启闭的，用以使搅拌室10内未处理土壤与药剂的充分混合，提高土壤内污染物转化效果。

如图2所示，还包括依次连接的加热单元2，与预处理单元1连接，用于对预处理单元1处理后的土壤进行热脱附处理，加热单元3中具有多相抽提系统，多相抽提系统由多相抽提井埋入未处理土壤中，加热单元3内可抽提至只有0.5个大气压，降低箱体内有机物沸点，有利于有机物充分挥发；冷凝降温装置3，用于对加热单元2产生的气相污染物进行降温处理；预处理单元1与冷凝降温装置3之间设有余热回收及利用单元6，用以将冷凝降温装置3的余热注入搅拌室10内，对未处理土壤进行预干燥，减少干燥剂存放装置15中干燥剂的加入，降低未处理土壤含水量。

余热回收及利用单元6与搅拌室10之间设有供气装置25，用于将余热回收及利用单元6内的余热注入搅拌室10内。

余热回收及利用单元6为余热回收管道，余热回收及利用单元6的外表面上包裹有保温层，减少散热损失，充分利用冷凝降温装置3的余热，用于减少散热损失和系统的能耗。

冷凝降温装置3通过管道依次与多相分离装置4、气相污染物处理单元5连通，用以通过负压或微真空环境将冷凝降温装置3中气相污染物抽提后送入后续气相污染物处理单元5进行处理，使之达标排放。

气相污染物处理单元5包括并联设置的废气处理组、废水处理组以及固废收集装置24；废气处理组包括通过管道依次连接的前置过滤器16、真空泵17、活性炭吸附装置18以及引风机19，所述前置过滤器16与多相分离装置4之间通过管道连接，引风机19与空气连通，将达标的气体进行排放；废水处理组包括依次连接的油水分离装置20和污水处理站21，所述油水分离装置20与多相分离装置4之间通过抽水泵22连接，油水分离装置20上通过管道并联有油状物收集装置23。

冷凝降温装置3为空冷器，其内部采用翅片式结构，该翅片为铝制翅片，加强导热。

另外，还包括综合控制单元(图中未标出)，分别与预处理单元1、加热单元2、多相分离装置4、余热回收及利用单元6以及气相污染物处理单元5连接，用于统一监控和控制各单元的各项指标。

工作过程：

步骤1：利用挖掘机械将未处理土壤【污染土壤】送至预处理单元1中；

步骤2：根据送入搅拌室10内未处理土壤的含水量，当未处理土壤含水率较高时，水计量装置13不工作；当未处理土壤含水率较小时，水计量装置13开始工作，向搅拌室10内注水；

步骤3：在预处理单元1中，依次通过粉状药剂存储装置14加入过硫酸盐或高猛酸盐等氧化剂以及含铁催化剂等调解未处理土壤，将土壤内污染物转化为危害较小物质，搅拌室10内未处理土壤经过破碎、筛分、化学氧化、催化、搅拌、预干燥等预处理；

步骤4：预处理后的土壤送入加热单元3，在污染场地现场或指定区域高效进行污染土壤的热脱附处理，通过采用分批投料间接热脱附方式，以燃气或电热形式，加热至800℃，充分加热污染土壤，直至土壤内挥发/半挥发性有机物全部转化为气相，由多相抽提系统抽至单元外，处理后达标的土壤进行回填处理；

步骤5：加热单元3出口尾气温度达到250℃，尾气进入冷凝降温装置3，冷凝降温装置3采用空冷器，尾气通过和空气换热急速降温至40℃，空冷器空气出口通过余热回收及利用单元6与搅拌室10连接，将换完热的空气注入搅拌室10内，用于土壤的预热和干燥，后续可根据余热预干燥的效果，通过干燥剂存放装置15加入适量干燥剂，以降低土壤含水率，从而减少整个系统的能耗；经预处理后的土壤继续进入加热单元3，进行下一次循环；

步骤6：换完热的尾气经多相分离装置4多相分离后分别进行处理，气相经前置过滤器16、真空泵17、活性炭吸附装置18、引风机19，直至达标后排放；液相经抽水泵22、油水分离装置20、污水处理站21,达到当地废水排放标准后排放。

以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。

Claims (9)

1.一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：包括对未处理土壤进行破碎、筛分、调解的预处理单元(1)，所述的预处理单元(1)包括整体底盘(9)，所述整体底盘(9)的中间段安装有搅拌室(10)，搅拌室(10)的一侧安装有土壤输送装置，用于将未处理土壤输送至搅拌室(10)内或输出搅拌室(10)内的土壤，搅拌室(10)的另一侧安装有控制室(11)；

搅拌室(10)的上方分别安装有水计量装置(13)、粉状药剂存储装置(14)以及干燥剂存放装置(15)，用于对未处理土壤进行预处理。

2.如权利要求1所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：还包括依次连接的

加热单元(2)，与预处理单元(1)连接，用于对预处理单元(1)处理后的土壤进行热脱附处理；

冷凝降温装置(3)，用于对加热单元(2)产生的气相污染物进行降温处理；

所述预处理单元(1)与冷凝降温装置(3)之间设有余热回收及利用单元(6)，用以将冷凝降温装置(3)的余热注入搅拌室(10)内，对未处理土壤进行预干燥，减少干燥剂存放装置(15)中干燥剂的加入，降低未处理土壤含水量。

3.如权利要求2所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的余热回收及利用单元(6)为余热回收管道，余热回收及利用单元(6)的外表面上包裹有保温层，用于减少散热损失和系统的能耗。

4.如权利要求2所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的冷凝降温装置(3)通过管道依次与多相分离装置(4)、气相污染物处理单元(5)连通，用以通过负压或微真空环境将冷凝降温装置(3)中气相污染物抽提后送入后续气相污染物处理单元(5)进行处理，使之达标排放。

5.如权利要求4所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的气相污染物处理单元(5)包括并联设置的废气处理组、废水处理组以及固废收集装置(24)；

所述废气处理组包括通过管道依次连接的前置过滤器(16)、真空泵(17)、活性炭吸附装置(18)以及引风机(19)，所述前置过滤器(16)与多相分离装置(4)之间通过管道连接，引风机(19)与空气连通，将达标的气体进行排放；

所述废水处理组包括依次连接的油水分离装置(20)和污水处理站(21)，所述油水分离装置(20)与多相分离装置(4)之间通过抽水泵(22)连接，油水分离装置(20)上通过管道并联有油状物收集装置(23)。

6.如权利要求1所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的土壤输送装置的上方安装有土壤计量装置(12)，用于计量送入搅拌室(10)内土壤的重量。

7.如权利要求2所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的冷凝降温装置(3)为空冷器，其内部采用翅片式结构，该翅片为铝制翅片。

8.如权利要求3所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：所述的余热回收及利用单元(6)与搅拌室(10)之间设有供气装置(25)，用于将余热回收及利用单元(6)内的余热注入搅拌室(10)内。

9.如权利要求4所述的一种耦合预处理、余热回收系统的热脱附装置，其特征在于：还包括综合控制单元，分别与预处理单元(1)、加热单元(2)、多相分离装置(4)、余热回收及利用单元(6)以及气相污染物处理单元(5)连接，用于统一监控和控制各单元的各项指标。

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