本发明专利技术是一种用于污染场地修复的电磁热解吸装置，其在铁磁材质搅拌装置及槽体内通过电磁加热搅拌输送的污染土壤，使其在装置内部被加热，提高热解吸传热性能和有机污染物分离效果，其包括送料装置，电磁加热装置，尾气处理及净化装置；电磁加热装置包括励磁控制器，加热线圈，保温材料，加热输送装置，温度探头，循环水冷却等部分组成，尾气处理及净化装置包括尾气收集管，除尘器，冷凝器收集器，催化氧化装置等部分组成；对于重金属通过添加低熔点玻璃粉和天然芒硝粉，加热升温形成玻璃态物质固化消除重金属污染；本发明专利技术具有加热速率快，传热效果高，尾气产生量少的特点，系统体积小，可集成为移动处理平台，实现整体式运移进场作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污染场地修复
，具体说涉及一种通过电磁加热技术加热污染土壤或污泥从中分离中污染物的环境修复方法及装置。
技术介绍
随着我国工业化和城市化进程的加快，城市规划与城市布局的调整，大量污染企业搬迁，遗留了大量受污染的工业场地，污染土壤问题形势日益严重，加之我国突发性污染事件频发，突发性水污染事件和石化化工厂爆炸事件时有发生，造成了严重的环境危害，爆炸型或事故型污染场地常见的污染物有烷烃，苯系物，多环芳烃和其它半挥发性有机物。由此引发的环境污染事故和对人类健康的危害已经不仅成为制约经济社会可持续发展的瓶颈，更成为影响居民健康的重要因素。目前国内外应用的土壤修复技术包括焚烧、热解吸、土壤淋洗、异位固定化/稳定化技术及生物降解等。焚烧技术可较好的去处土壤中的污染物。但成本能耗高，易产生二次污染，且焚烧直接破坏了土壤本身的性质使其丧失原有的功能。热解吸方法是一种工业场地挥发性/半挥发性有机污染的修复方法。相比焚烧技术的局限性，采用热解吸技术，通过加热方式分离土壤中污染物的方式已得到人们重视。在美国超级基金场地修复案例中，热解吸技术由于处理周期短，效果好，适用于污染土壤。目前国外已广泛应用于工程实践。1982-2004年约有70个美国超级基金项目采用该技术。由于能解决几乎所有有机污染物，可处理挥发及半挥发性有机污染物(如石油烃、农药、多氯联苯)和汞及砷等。专利(200910030305.6)公布了热脱附装置采用热提转炉；利用燃料(煤、液化气或天然气)燃烧产生的热烟气加热冷空气，使冷空气升温，进而与污染土壤接触。该专利中热空气温度一般低于350℃，又由于空气的比热容较小，土壤加热后的温度不会太高，因而仅能处理污染土壤中沸点较低的苯和苯系物，不能满足城市污染场地有机污染物复杂性和多样性的需求。某些设备存在加热温度相对较低的问题，对于处理土壤中熔沸点相差较大的污染物
的能力不足，且尾气燃烧设备可能造成二次污染。专利(201010555400.0)所述采用电加热方法，所述电加热元件设于所述筒体外壁，所述电加热元件为铸铝加热圈。虽然可以加热后温度温度较高，但电加热元件为铸铝加热圈，需要经过筒壁传热，同时本身设于筒体外壁的导致向外散热损失大，需要大量的保温材料，导致电耗成本高昂。现有热解吸修复技术在我国有很大的应用潜力，其主要问题是能耗高，尾气处理量大，反应过程不容易控制等。热解吸技术需要热源，燃煤大气污染重，而电加热的电耗成本太高，目前多用天然气和柴油，加热方式有直接加热(火焰辐射或燃气对流)和间接接触加热(通过物理隔离，如钢板，将热源与被加热污染物分开)。目前热解吸技术存在装置体积大，安装拆卸成本高，施工周期长，在实际处理过程中普遍存在着处理成本过高，导致污染土壤处理的巨大资金缺口。目前在国内土壤污染治理中热解吸存在装置设备复杂、不宜拆卸、能源消耗多等问题，在成本及应用方便性上存在不足。综上所示，面对我国土地资源稀缺、修复工期紧、污染土量大的实际情况，创新适合我国国情的修复技术非常必要。热解吸关键是土壤的加热方式和传热过程，这涉及到污染土壤修复技术的修复能耗成本和应用污染物范围，目前急需发展技术先进，成本较低的土壤污染土壤热解吸修复技术，同时限于我国城市化进程中的污染场地的特殊性，需要尾气产生量小，体积较小便于运输和操作的移动式热解吸处理装置是也是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种传热效率高，尾气产生量少，利用电磁热解吸修复污染土壤的方法和装置，其特征是通过电磁涡流技术使得污染土壤被铁磁材料搅拌输料装置从内部加热并搅拌，使吸附于土壤中的污染物挥发成气态后再分离处理的装置。本专利技术目的是提供电磁加热污染土壤热解吸修复方法及装置，热解吸装置中搅拌装置与受污染的土壤充分接触，同时利用外部电磁线圈产生涡流导致铁磁搅拌输料装置升温加热土壤，将受污染的土壤加热至足够温度，使得挥发性/半挥发性污染物从土壤中挥发回来，被尾气处理装置快速吸走处理实现土壤净化。整个装置不需要预热和补充空气，减少了尾气处理量和热量损失；连续搅拌增强系统内土壤的扰动程度，提高了污染物的挥发速率。与现有技术相比，本专利技术电磁线圈本身并不加热，而是通过电磁装置从
热解吸装置内部产热，现有装置都是通过空气预热系统，由鼓风机利用空气进行热传质加热，且造成处理尾气量大，在装置外壁通过电加热元件间接加热土壤，传热效率低，电耗成本高。本专利技术所述电磁热解吸装置，其主要部分由土壤预处理单元、电磁热解吸单元、尾气处理单元组成。土壤预处理单元包括土壤挖掘装置(如挖掘机等)、土壤水分系统(如脱水机等)、土壤筛分破碎设备(如振动筛、筛分破碎斗、破碎机、土壤破碎斗、旋耕机等)，所需设备根据污染土壤实际条件设定预处理单元组成。污染土壤处理前对于大的岩石和碎片必须剔除或碾碎，较小的粒径能保证污染物受热分离的过程更容易、更均匀。如果物质很潮湿，就需要用晾干等方法处理移除水分以提高处理效果。本专利技术所述电磁热解吸装置，其特征包括电磁热解吸单元产热装置为铁磁搅拌输料装置，包括螺旋式、桨叶式和刮板式搅拌输料机构，对于螺旋式或桨叶式，其槽体可以为圆筒型或U型两种形状，内装有螺旋或桨叶式搅拌器，螺旋形状包括单轴螺旋，双轴螺旋，环形中空螺旋，桨叶形状包括椭圆形，菱形，三角形，锯齿形，波浪形等，尺寸直径大小为50-1000cm，材质为碳钢，铸铁，镍钴合金或耐热不锈钢等铁磁材料。刮板式机槽可以为矩型和O型，内部有履带式或链条式刮板，刮板可以为方形，锯齿形，波浪形，漏斗形，多孔形，针排形。搅拌输料装置通过连轴器连接，连轴器处配有循环水冷降温装置保护电机，搅拌输料装置转速可调，由变频电机驱动并配以减速器，减速器通过铰链或齿轮与连轴器连接。本专利技术所述电磁热解吸装置，其特征包括装置槽体内多点布设温度传感器，所述温度信号传给控制单片机，通过电磁控制器和电源控制柜控制电磁感应强度。控制柜用以调节和控制电磁加热温度、转速等参数。该控制柜通过人工智能温控仪和晶闸管模块进行调功控制，该人工智能温控仪具有超温报警功能，以避免电磁装置超温破坏处理分离效果。污染土壤由设有密封装置的进料斗加入，进料斗安装螺旋，通过控制器控制用于搅拌和控制进料。搅拌装置调速范围0.01-6r/min，滚筒倾角0.5～5°，可针对不同污染物调节搅拌器转速和转向及装置倾角调节物料在槽体内的停留时间，提高处理效率。搅拌输料装置即作为污染土壤的加热热源，又搅拌污染土壤均匀受热，同时输料装置起到推进处理污染土壤从进料口到达出料口连续处理效果。本专利技术所述电磁热解吸装置，其特征包括电磁热解吸单元产热装置槽体
外部铺设隔热材料，包括硅化物纤维，玻璃纤维棉板/毡，石棉、岩棉、真空腔体等。外壁设置隔热层、电磁感应线圈和保温层，外部电磁感应线圈同时涡流加热槽体和内部搅拌装置，优选地，所述隔热层为耐火纤维或耐火保温棉，如渣棉，玻璃丝，碳纤维等材质，保温层为耐热酚醛树脂或添加阻燃剂的聚氨酯等，蓄散热量少。装置槽体内顶部设有多个热解吸集气孔组成，集气孔具有金属网等防堵塞部件组成，在抽风机的作用下快速流出热解吸系统进入尾气处理系统。本专利技术热解吸装置其特征在于尾气处理系统包括尾气收集管路，除尘过滤器，冷凝器，催本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁加热污染土壤热解吸修复方法及装置，其特征是通过电磁作用使得污染土壤的铁磁搅拌输料装置产生感应涡流，铁磁搅拌装置与受污染土壤充分接触的同时，使其涡流产热从装置内部直接加热污染土壤；同时电磁加热温度控制精度高，可分区调节，实现不同种类有机污染物的连续分离。
【技术特征摘要】
1.一种电磁加热污染土壤热解吸修复方法及装置，其特征是通过电磁作用使得污染土壤的铁磁搅拌输料装置产生感应涡流，铁磁搅拌装置与受污染土壤充分接触的同时，使其涡流产热从装置内部直接加热污染土壤；同时电磁加热温度控制精度高，可分区调节，实现不同种类有机污染物的连续分离。2.根据权利要求1所述的污染土壤热解吸装置，其特征包括由土壤预处理单元、电磁热解吸单元、尾气处理单元组成；所述送料装置包括螺旋取土，破碎筛分和强制喂料装置组成；电磁加热装置包括励磁控制器，加热线圈，保温材料，加热输送装置，温度探头，循环冷却等部分组成，热解吸温度和升温曲线可精确调节，搅拌输料装置通过连轴器连接，连轴器处配有循环水冷降温装置，通过变频电机驱动并配以减速器，减速器通过铰链或齿轮与连轴器连接；在槽体内顶部设有多个热解吸排气孔，槽体内多点布设温度传感器，所述滚筒和由温度信号传给控制单片机，通过电磁控制器和电源控制柜控制电磁感应强度；尾气处理单元包括尾气收集管，除尘器，冷凝器收集器，催化氧化装置等部分组成。3.根据权利要求1-2所述的污染土壤热解吸装置，其所述特征还包括搅拌输料装置，包括螺旋式、桨叶式和刮板式搅拌输料机构，对于螺旋式或桨叶式，其槽体可以为圆筒型或U型两种形状，内装有螺旋或桨叶式搅拌器，螺旋形状包括单轴螺旋，双轴螺旋，环形中空螺旋，桨叶形状包括椭圆形，菱形，三角形，锯齿形，波浪形等，直径为50-1000cm，对于刮板式机槽可以为矩型和O型，内部有履带式或链条式刮板，刮板可以为片状，斗状，弧状和环状，其边缘可以为锯齿形，波浪形，漏斗形，多孔形，针排形。4.根据权利要求1-2所述的污染土壤热解吸装置，其所述特征为槽体和搅拌装置耐腐蚀、耐高温，为碳钢，铸铁，镍钴合金或耐热不锈钢等铁磁材料，铁磁材料表面采用微晶玻璃或搪瓷工艺提高耐腐蚀性能；其外部硅化物纤维、玻璃纤维棉板/毡、石棉、岩棉、真空腔体等隔热；其上设置隔热层、电磁感应线圈和保温层，外部电磁感应线圈同时涡流加热槽体和内部搅拌装置，所述隔热层为耐火纤维或耐火保温棉，如渣棉，玻璃丝，碳纤维等材质，保温层为耐热酚醛树脂或添加阻燃剂的聚氨酯等，蓄散热量少。5.根据权利要求1-2所述的污染土壤热解吸装置，其尾气处理系统包括尾气收集管路，除尘过滤器，冷凝器，催化氧化吸附塔等装置组成：尾气收集
\t管路由多个收集孔组成，收集孔具有金属网等防堵塞部...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泽唐，
申请(专利权)人：李泽唐，
类型：发明
国别省市：河北;13
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。