受污染土壤热解脱附修复设备及方法 |
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| 申请号 | CN201710519366.3 | 申请日 | 2017-06-30 | 公开(公告)号 | CN107096790A | 公开(公告)日 | 2017-08-29 |
| 申请人 | 浙江宜可欧环保科技有限公司; | 发明人 | 车磊; 赵维维; 田汪洋; 揭业斐; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种受污染 土壤 热解 脱附修复设备及方法。该受污染土壤热解脱附修复设备包括热解脱附处理单元、气相产物处理单元、液相产物处理单元；热解脱附处理单元为热解脱附炉；气相产物处理单元包括 燃烧室 、烟气除尘装置、喷淋装置、烟气排放口，燃烧室、热解脱附炉的加 热层 、烟气除尘装置、喷淋装置之间通过烟道形成有循环回路；液相产物处理单元用于处理热解气经由三相分离装置后得到的气相产物。该受污染土壤热解脱附修复设备及方法的处理效果好，而且不易挂焦、不产生二次污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.受污染土壤热解脱附修复设备，其特征在于：包括热解脱附处理单元、气相产物处理单元、液相产物处理单元； |
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| 说明书全文 | 受污染土壤热解脱附修复设备及方法技术领域[0001] 本发明属于污染土壤的再生技术领域，特别涉及一种受污染土壤热解脱附修复设备及方法。 背景技术[0002] 受污染的土壤是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度，造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化，破坏了土壤的自然动态平衡，从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降，产生一定的环境效应(水体或大气发生次生污染)，并可通过食物链对生物和人类构成危害。有毒有害的污染物进入土壤后会与土壤中其它物质发生一系列吸附、置换、反应、结合等作用，这些过程多数为不可逆的，因此作用后形成的难溶化合物在土壤中不断积累而超标。一旦土壤受到污染，就极难恢复，被某些重金属、多环芳烃污染的土壤可能需要100～200年才能够恢复。因此，污染过的土壤必然导致农作物减产，还会通过食物链的积累危害人类健康。 [0003] 目前，受污染土壤修复的主要方法有：物理修复法、化学修复法、生物修复法和热处理法。采用物理修复法修复受污染的土壤，方法简单，能有效清洁土壤，但费用昂贵，不适于大面积应用；化学修复法是将受污染土壤中难降解的化合物进行消除、中和除去，但容易造成二次污染；生物修复是指在一定的条件下，利用土壤中的各种微生物、植物和其它生物吸收、降解、转化和去除土壤环境中的有毒有害污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，但处理过程相当漫长，同时不是所有受污染的土壤都适合此类方法；热处理法是将受污染的土壤在高温进行热处理，但传统的热处理方法是焚烧、直接用高温气化方式，这种方法能耗高、容易造成二次污染。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种受污染土壤热解脱附修复设备及方法，该设备及方法的处理效果好，而且不易挂焦、不产生二次污染。 [0006] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：受污染土壤热解脱附修复设备，包括热解脱附处理单元、气相产物处理单元、液相产物处理单元； 所述热解脱附处理单元为热解脱附炉，热解脱附炉包括物料层和加热层，物料层设置有土壤输送系统，受污染土壤在物料层进行热解脱附，物料层设置有供热解气导出的热解气出口； 所述气相产物处理单元包括燃烧室、烟气除尘装置、喷淋装置、烟气排放口，燃烧室、热解脱附炉的加热层、烟气除尘装置、喷淋装置之间通过烟道形成有循环回路，气相产物处理单元与热解脱附处理单元之间设置有三相分离装置，燃烧室用于燃烧燃料以产生高温烟气，燃烧室还用于燃烧热解气经由三相分离装置后得到的气相产物，烟气排放口用于将部分经过喷淋装置后的烟气排出； 所述液相产物处理单元用于处理热解气经由三相分离装置后得到的气相产物。 [0007] 作为改进，所述燃烧室依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，热能回收区布置有气相产物进口，气相产物进口用于输入热解气经由三相分离装置后得到的气相产物，余热回收区布置有返混烟气进口，返混烟气进口用于将经过喷淋装置的烟气返混至余热回收区。 [0008] 作为改进，所述燃烧室具有加热烟气出口，加热烟气出口位于余热回收区。 [0009] 作为改进，所述烟气除尘装置为布袋除尘器。 [0011] 本发明还提供了一种受污染土壤热解脱附修复方法，包括热解脱附处理：将受污染土壤送入热解脱附炉中进行热解脱附并导出热解气，之后将处理后的土壤排出； 气相产物处理：热解气经三相分离后得到气相产物，气相产物导入燃烧区进行燃烧，燃烧产生的热量辅助用于热解脱附；燃烧区产生的高温烟气经过热解脱附步骤后进行烟气除尘、喷淋洗涤，之后，部分烟气排放，部分烟气导回至燃烧区； 液相产物处理：将热解气经三相分离后得到液相产物处理后排放。 [0012] 作为改进，所述燃烧区依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，气相产物导入热能回收区进行燃烧，喷淋洗涤后的部分烟气导回至余热回收区，将燃料送入燃料燃烧区产生高温烟气，导回至余热回收区的部分烟气在余热回收区与高温烟气进行混合调温后形成适于热解脱附的加热烟气。 [0014] 本发明的有益效果有：（1）现有技术一般采用热脱附技术来处理受污染的土壤，而本申请采用的是热解脱附技术，热解脱附相比热脱附具有较高的处理温度，有毒有害物质不仅从土壤被增发，而且还发生热解反应，热解气经过燃烧更容易实现无害化。 [0015] （2）燃烧室、热解脱附炉的加热层、烟气除尘装置、喷淋装置之间通过烟道形成有循环回路，气相产物如果第一次没被充分燃烧，还会循环至燃烧室进行再次燃烧，这是本申请处理效果的一个原因。 [0016] （3）燃烧室依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，经试验发现，热能回收区更容易充分燃烧气相产物，可能的原因是燃料燃烧区由于燃烧产生较大的压强，气相产物直接导入燃料燃烧区时反而会被吹向远处，从而导致燃烧不充分，而燃烧不充分容易导致挂焦现象。 [0017] （4）燃烧室、热解脱附炉的加热层、烟气除尘装置、喷淋装置之间通过烟道形成有循环回路，返回至余热回收区的部分烟气经过烟气除尘、喷淋洗涤步骤，所以这部分烟气比较纯净，它能中和燃料燃烧区产生的烟尘，这也是不容易出现挂焦现象的原因。 [0018] （5）燃料燃烧区的温度在1000℃左右，而热解脱附处理单元的工作温度在500 700~℃，返回至余热回收区的部分烟气经过喷淋洗涤后温度较低，其返混至余热回收区起到中和温度的作用，使燃料燃烧区出来的高温烟气能迅速降至500 700℃。 ~ [0019] （6）将热解脱附炉热解气重新导入燃烧，降低了燃气的使用量，节约了能源。 [0020] （7）本申请中，气相产物和液相产物均得到了有效处理，无二次污染产生。 [0021] （8）本申请能将污染过的土壤中的多环芳烃、重金属等有毒有害有机物分离出来，修复后的土壤能够用以制砖、铺路等用途的固渣，起到了与正常土壤相同的效果。 [0024] 图中：1、热解脱附炉；11、土壤输送系统；12、热解气出口；13、冷却输出装置；2、燃烧室；21、燃料燃烧区；22、热能回收区；23、余热回收区；24、气相产物进口；25、返混烟气进口；26、加热烟气出口；3、烟气除尘装置；4、喷淋装置；5、烟气排放口；6、烟道；7、三相分离装置；81、水处理装置；82、冷却水装置；83、深度水处理装置；91、预处理装置；92、中转料仓。 具体实施方式[0025] 实施例1如图1～2所示，受污染土壤热解脱附修复设备，包括预处理单元、热解脱附处理单元、气相产物处理单元、液相产物处理单元； 预处理单元包括预处理装置91，受污染的土壤在预处理装置91中首先分离出大块异物，再经由中转料仓92进入热解脱附处理单元； 热解脱附处理单元为热解脱附炉1，热解脱附炉1包括物料层和加热层，物料层设置有土壤输送系统11，受污染土壤在物料层进行热解脱附，物料层设置有供热解气导出的热解气出口12，经过热解脱附后的土壤由冷却输出装置13排出贮存； 气相产物处理单元包括燃烧室2、烟气除尘装置3、喷淋装置4、烟气排放口5，燃烧室2、热解脱附炉1的加热层、烟气除尘装置3、喷淋装置4之间通过烟道6形成有循环回路，烟气除尘装置3为布袋除尘器。气相产物处理单元与热解脱附处理单元之间设置有三相分离装置 7，燃烧室2用于燃烧燃料以产生高温烟气，燃烧室2还用于燃烧热解气经由三相分离装置7后得到的气相产物，烟气排放口5用于将部分经过喷淋装置4后的烟气排出； 液相产物处理单元用于处理热解气经由三相分离装置7后得到的气相产物。液相产物处理单元包括水处理装置81、冷却水装置82、深度水处理装置83。 [0026] 如图3所示，燃烧室2依次分为燃料燃烧区21、热能回收区22、余热回收区23，燃料燃烧区21、热能回收区22、余热回收区23之间由隔板隔离但彼此连通。热能回收区22布置有气相产物进口24，气相产物进口24用于输入热解气经由三相分离装置7后得到的气相产物，余热回收区23布置有返混烟气进口25，返混烟气进口25用于将经过喷淋装置4的烟气返混至余热回收区23。余热回收区23设有加热烟气出口26，返混烟气进口25位于加热烟气出口26的上方。 [0027] 上述设备对应的受污染土壤热解脱附修复方法为：热解脱附处理：将受污染土壤送入热解脱附炉中进行热解脱附并导出热解气，之后将处理后的土壤排出； 气相产物处理：热解气经三相分离后得到气相产物，气相产物导入燃烧区进行燃烧，燃烧产生的热量辅助用于热解脱附；燃烧区产生的高温烟气经过热解脱附步骤后进行烟气除尘、喷淋洗涤，之后，部分烟气排放，部分烟气导回至燃烧区；排放的部分烟气达到《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2016）的要求； 液相产物处理：将热解气经三相分离后得到液相产物处理后排放，处理后的液相产物达到国家污水综合排放标准GB8978—1996。 [0028] 燃烧区依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，气相产物导入热能回收区进行燃烧，喷淋洗涤后的部分烟气导回至余热回收区，将燃料送入燃料燃烧区产生高温烟气，高温烟气为1000℃左右，导回至余热回收区的部分烟气在余热回收区与高温烟气进行混合调温后形成适于热解脱附的加热烟气，加热烟气经由热解脱附处理时的温度为500~700℃，经由热解脱附处理后的温度降为100 300℃。 ~ |
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