一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，属于污染场地土壤修复技术领域。该装置包括原土进料装置、回转外热式反应器和净土出料装置。本发明专利技术提供了一种带有传热强化的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，该装置在相同单位处理能耗的情况下具有较大的处理量和较小的处理面积。

【技术实现步骤摘要】
一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置
本专利技术属于污染场地土壤修复
，适用于有机污染场地土壤的修复，具体涉及一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置。
技术介绍
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，当排入土壤的有害物质过多超过土壤自净能力时就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过"土壤→植物→人体"，或通过"土壤→水→人体"间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就发生了土壤污染。中国是全球土壤污染最严重的国家之一，为促进环境改善和产业发展，国务院先后颁布了《关于加快推进生态文明建设的意见》、《土壤污染防治行动计划》等。随着国家“退二进三”、“退城进园”等政策的出台，许多工业生产用地开始转变为居住、商服及公园绿化用地，对场地污染土壤的修复得到了越来越广泛的关注。目前污染严重的场地主要包括化工厂、农药厂、冶炼厂、加油站、化学品储罐等，这类场地的污染物主要以有机污染为主，根据其熔沸点的差异又可分为挥发性有机物、半挥发性有机物、持久性有机物及农药等。这类污染土壤的修复技术包括焚烧(水泥窑协同处置)、植物修复、生物修复、化学修复及热脱附等，其中热脱附技术具有处理效率高、修复周期短、装置可移动等优点，广泛应用于挥发/半挥发性有机污染场地修复，美国EPA统计显示欧美场地修复案例中热脱附占20～30％，是场地修复主要技术之一。热脱附技术是通过直接或间接加热，使开挖的污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。热脱附系统主要有两种，一种是直接热脱附系统，即采用热烟气直接接触加热土壤至指定温度，该系统换热效率较高，但由于脱附出的有机污染物直接进入烟气中，尾气的处理量和处理难度较大，处理成本较高；另一种是间接热脱附系统，即将土壤和热烟气隔开，通过热螺旋或者空心浆叶反应器间接加热土壤，尾气处理量较小，处理难度较低，但由于现有技术的热螺旋间接热脱附传热效率较低，同时螺旋转动中与土壤接触，磨损严重，故障率高，更换困难。专利CN201510207851.8公开一种土壤间接热脱附装置，以天然气、柴油或生物质燃料，用两段式蛟龙间接热脱附装置对土壤进行处理，第一段蛟龙主要对土壤进行干燥，第二段蛟龙对土壤进行热脱附，热脱附温度为200～650℃。专利CN201721127402.3和CN201621177931.X专利技术了一种间接换热的热螺旋反应器，有些还使用外热式绞龙热脱附机作为其核心部件，由于这种外热式绞龙热脱附机对含水、含油率较高的物料来说，常常存在粘结问题，热效率非常低，由于受热螺旋本身结构的限制，其单机处理量较低，一般为1.5t/h，当需更大处理量时只能采取多机并联，系统复杂，占地面积大，且由于热脱附装置通常需要可移动、快速组装，并联级数受到限制，通常不超过两级，单套设备处置能力不超过3t/h。
技术实现思路
本专利技术针对现有上述技术存在的缺陷提供了一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，该装置包括原土进料装置、回转外热式反应器、净土出料装置；所述的原土进料装置包含依次相连的原土进料口、上料气锁和进料螺旋输送机；所述的净土出料装置包含有下料气锁和净土出料口；所述回转外热式反应器包含有回转筒体、壳体、前端板和后端板，且所述的回转筒体、壳体、前端板和后端板封闭形成传热空腔；所述的传热空腔被前隔板和后隔板分成外空腔和内空腔，所述的前隔板和后隔板分别位于壳体的头部和尾部；所述的外空腔为前隔板、后隔板、壳体以及回转筒体外壁围成的空间；所述的内空腔为前隔板、后隔板、前端板和后端板以及位于回转筒体内部的内管束形成的空间；外空腔的筒外烟气进口位于前端板和后隔板之间，外空腔的筒外烟气出口位于前隔板和后端板之间；内空腔的筒内烟气进口后隔板和后端板之间，内空腔的筒内烟气出口位于前端板和前隔板之间；所述内管束的两端分别穿过回转筒体后与内空腔连通但与被处理土壤隔绝；且所述回转筒体的外筒璧为表面设有凸起的非规则圆筒或规则圆筒。本专利技术技术方案中：所述凸起为多边形面或圆弧面或椭圆弧曲面或s形面。在一些优选的技术方案中：所述的多边形面为圆弧面或s形面。在一些更为优选的技术方案中：所述回转筒体的截面上至少设有8个凸起，且凸起的底边宽度≥60㎜。在一些最优选的技术方案中：所述回转筒体的内包络和外包络均为圆。本专利技术技术方案中：所述凸起是以回转筒体中心轴为中心的螺旋状；优选：凸起螺旋状的螺距不大于回转筒体长度。在一些具体的技术方案中：螺旋状的回转筒体是将回转筒体的一端固定，另一端旋转，筒体凸起形成螺旋状，可显著增加筒体的外表面面积，增强筒外烟气与筒体的换热效果；且可在筒体的内表面形成螺旋状凹状通道，延长土壤在筒内的停留时间，在同样的筒体长度下可以停留更长的时间，从而在不改变占地面积的情况下增加单位时间处理能力；或是在同样的处理能力下筒体长度缩短，从而在同等的单位时间处理能力下减少设备占地面积。本专利技术技术方案中：回转筒体的前端与驱动轴相连接支撑在前托轮组件上，回转筒体穿过后端板并支撑在后托轮组件上，驱动轴通过驱动装置驱动旋转。在一些优选的技术方案中：驱动轴通过前筒体密封与前端板进行密封，回转筒体通过后筒体密封与后端板进行密封。本专利技术技术方案中：所述内管束包含有至少一组直管和弯头相连组成的管组，直管穿过管板后与管板固定，弯头穿过回转筒体后与回转筒体固定且与内空腔连通。本专利技术技术方案中：所述的内管束占回转筒体内的有效空间不超过30％；优选：所述的内管束占回转筒体内的有效空间为12～20％。本专利技术技术方案中：所述的内管束与沿回转筒体的内壁的圆周均布，直管壁面离回转筒体内壁面的距离为0.5～1.5d，其中所述的d为直管内直径。本专利技术技术方案中：所述的内管束沿回转筒体的中心轴均布，最外圈直管壁面离回转筒体内壁面的距离为0.5～0.85D，所述的D为回转筒体内直径。本专利技术技术方案中：所述直管为螺旋槽纹管、缩纹管或内翅片管中的至少一种；在一些优选的技术方案中：所述传热空腔体积为回转筒体内腔体积的60～90％；在一些更为优选的技术方案中：所述回转筒体的中心线相对于壳体中心线往出料端倾斜0～3°。本专利技术技术方案中：所述回转筒体的内腔设置有螺旋导料板和/或扬料板；在一些具体的技术方案中：所述驱动轴为中空结构，进料螺旋输送机安装在驱动轴内，进料螺旋输送机的出料端伸入回转筒体15～40mm。在一些具体的技术方案中：所述回转筒体采用耐热不锈钢材料，外部壳体为耐火纤维结构；在一些具体的技术方案中：所述的壳体的内壁设有隔热保温层。在一些具体的技术方案中：驱动装置包含有与驱动轴相连接的驱动齿轮以及和驱动齿轮配合的驱动电机。在一些具体的技术方案中：所述的原土进料装置、净土出料装置与回转筒体相连通，回转筒体的净土出料装置侧设有热脱附气出口。本专利技术技术方案中：所述筒内烟气进口的温度为100℃～600℃。本专利技术技术方案中：所述筒外烟气进口的温度为100℃～600℃。本专利技术技术方案中：所述线筒外烟气进口的温度比筒内烟气进口的温度高5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，其特征在于：该装置包括原土进料装置(101)、回转外热式反应器(102)、净土出料装置(103)；所述的原土进料装置(101)包含依次相连的原土进料口(1)、上料气锁(2)和进料螺旋输送机(3)；所述的净土出料装置(103)包含有下料气锁(16)和净土出料口(17)；所述回转外热式反应器(102)包含有回转筒体(25)、壳体(11)、前端板(28)和后端板(29)，且所述的回转筒体(25)、壳体(11)、前端板(28)和后端板(29)封闭形成传热空腔(31)；所述的传热空腔(31)被前隔板(32)和后隔板(33)分成外空腔(34)和内空腔(35)，所述的前隔板(32)和后隔板(33)分别位于壳体的头部和尾部；所述的外空腔(34)为前隔板(32)、后隔板(33)、壳体(11)以及回转筒体(25)外壁围成的空间；所述的内空腔(35)为前隔板(32)、后隔板(33)、前端板(28)和后端板(29)以及位于回转筒体(25)内部的内管束(24)形成的空间；外空腔(34)的筒外烟气进口(14)位于前端板(28)和后隔板(33)之间，外空腔(34)的筒外烟气出口(13)位于前隔板(32)和后端板(29)之间；内空腔(35)的筒内烟气进口(15)后隔板(33)和后端板(29)之间，内空腔(35)的筒内烟气出口(12)位于前端板(28)和前隔板(32)之间；所述的内管束(24)的两端分别穿过回转筒体(25)后与内空腔(35)连通但与被处理土壤隔绝。...

【技术特征摘要】
1.一种带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，其特征在于：该装置包括原土进料装置(101)、回转外热式反应器(102)、净土出料装置(103)；所述的原土进料装置(101)包含依次相连的原土进料口(1)、上料气锁(2)和进料螺旋输送机(3)；所述的净土出料装置(103)包含有下料气锁(16)和净土出料口(17)；所述回转外热式反应器(102)包含有回转筒体(25)、壳体(11)、前端板(28)和后端板(29)，且所述的回转筒体(25)、壳体(11)、前端板(28)和后端板(29)封闭形成传热空腔(31)；所述的传热空腔(31)被前隔板(32)和后隔板(33)分成外空腔(34)和内空腔(35)，所述的前隔板(32)和后隔板(33)分别位于壳体的头部和尾部；所述的外空腔(34)为前隔板(32)、后隔板(33)、壳体(11)以及回转筒体(25)外壁围成的空间；所述的内空腔(35)为前隔板(32)、后隔板(33)、前端板(28)和后端板(29)以及位于回转筒体(25)内部的内管束(24)形成的空间；外空腔(34)的筒外烟气进口(14)位于前端板(28)和后隔板(33)之间，外空腔(34)的筒外烟气出口(13)位于前隔板(32)和后端板(29)之间；内空腔(35)的筒内烟气进口(15)后隔板(33)和后端板(29)之间，内空腔(35)的筒内烟气出口(12)位于前端板(28)和前隔板(32)之间；所述的内管束(24)的两端分别穿过回转筒体(25)后与内空腔(35)连通但与被处理土壤隔绝。2.根据权利要求1所述的带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，其特征在于：回转筒体(25)的前端与驱动轴(30)相连接支撑在前托轮组件(6)上，回转筒体(25)穿过后端板(29)并支撑在后托轮组件(7)上，驱动轴(30)通过驱动装置(4)驱动旋转；优选：驱动轴(30)通过前筒体密封(20)与前端板(28)进行密封，回转筒体(25)通过后筒体密封(21)与后端板(29)进行密封。3.根据权利要求1所述的带有内管束的外热回转式有机污染土壤热脱附装置，其特征在于：所述内管束(24)包含有至少一组直管(36)和弯头(37)相连组成的管组，直管(36)穿过管板(38)后与管板(38)固定，弯头...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海涛，陈纪赛，陈英文，张胜田，周永贤，王小峰，张雪英，张小荣，邓梅，章利伟，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京中船绿洲环保有限公司，生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32