低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统技术方案

本发明专利技术提供一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，包括载气装置、热脱附尾气发生装置、保温装置、低温等离子体处理装置和尾气吸收装置；所述载气装置包括用于提供普通气体的第一载气通路和用于提供混合气体的第二载气通路，其中所述混合气体是指普通气体和水蒸气的混合物；所述热脱附尾气发生装置用于产生污染气体；所述保温装置用于防止热脱附尾气中的污染物在管路中的凝结；所述低温等离子体处理装置用于降解处理热脱附尾气中的污染物；所述尾气吸收装置用于吸收经降解处理后热脱附尾气中残余的污染物。本发明专利技术的实验系统结构简单，安装调试方便快捷，工艺参数获取周期短，能耗成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境工程
，具体涉及一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统。
技术介绍
随着我国产业结构的调整和城市化进程的加快，导致大量化工、农药生产企业搬迁，原有土地中很多调整为居住或商业用地等，这些企业在日常生产运营中，由于废物处理、化学品泄漏及废水排放等原因，已经造成了严重的土壤污染，特别是有机物污染。涉及的污染物包括石油烃、多环芳烃、苯系物、有机氯农药、多氯联苯等。热脱附技术是通过直接或间接热交换，将含有污染物的土壤加热到足够高的温度，从而使污染物从土壤中挥发或分离的过程。由于处理效率高、修复周期短及修复后土壤可再利用等显著优势，热脱附技术已广泛地应用于有机污染土壤的修复治理中。但是由于热脱附技术是物理分离技术，实际上是污染物从土壤转移到尾气的过程，因此迫切需要解决热脱附尾气中有机污染物的控制问题。对于有机污染土壤热脱附尾气的治理，目前常用的方法有冷凝-吸附法和燃烧-吸附法等。冷凝-吸附法虽然能够有效去除尾气中的有机污染物，但该方法仍然需要对冷凝-吸附后的污染物进行处置，且吸附剂消耗量大，成本高。而燃烧法对污染物的去除效率高，但需要消耗大量燃料，处理后的尾气在冷却排放过程中易产生二噁英，因此需要在燃烧后增加急冷装置，处理成本较高。因此，本领域亟需研究开发成本更低、效果更好的处理热脱附尾气的系统和方法，以解决有机污染物的控制问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，以期至少解决上述现有技术存在的问题之一。为实现上述目的，本专利技术提供一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，包括载气装置、热脱附尾气发生装置、保温装置、低温等离子体处理装置和尾气吸收装置；所述载气装置包括用于提供普通气体的第一载气通路和用于提供混合气体的第二载气通路，其中所述混合气体是指普通气体和水蒸气的混合物；所述热脱附尾气发生装置用于产生污染气体；所述保温装置用于防止热脱附尾气中的污染物在管路中的凝结；所述低温等离子体处理装置用于降解处理热脱附尾气中的污染物；所述尾气吸收装置用于吸收经降解处理后热脱附尾气中残余的污染物。本专利技术同时还提供利用如上所述的低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统对有机污染土壤热脱附尾气进行处理的方法，包括如下步骤：(1)第一载气通路提供的普通气体进入热脱附尾气发生装置中，通过鼓泡的方式产生污染气体，所述污染气体与第二载气通路提供的普通气体和水蒸气的混合物混合后，形成热脱附尾气；(2)所述热脱附尾气通入所述低温等离子体处理装置，使其中的污染物在高压放电下被降解；(3)经低温等离子体处理装置处理后的尾气通入所述尾气吸收装置，使其中残留的污染物及有机降解产物被吸收瓶内的有机溶剂吸收，无机降解产物被相应的无机溶剂吸收。与现有技术相比本专利技术具有以下创新点和有益效果：本专利技术涉及了一种小型的、可快速评估低温等离子体处理热脱附尾气效果的实验系统，以及一种能够快速、系统地测试低温等离子体处理效果的方法。实验系统将尾气发生装置和处理装置作为一个整体置于保温装置中，温度控制精确，有效防止了半挥发性污染物在管路中的凝结，减少了实验误差，从而使实验数据更加准确。实验系统结构简单，安装调试方便快捷，工艺参数获取周期短，能耗成本低。本专利技术中的实验方法是根据实际热脱附尾气的主要特征来确定实验条件，然后在该实验条件下测试热脱附尾气中污染物的降解效率。可获取污染物浓度、水蒸汽浓度、停留时间、处理温度和电气参数等关键工艺参数对热脱附尾气中污染物降解的影响，为低温等离子体处理热脱附尾气的实际应用提供科学指导和技术支持，为实际工程提供依据，促进土壤热脱附修复技术的发展。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。【附图标记说明】1－气体钢瓶2－质量流量计3—耐高温聚四氟乙烯进气管4—鼓风干燥箱5－装有污染物的玻璃瓶6－油浴锅7－缓冲瓶8－水蒸汽发生器9－缓冲瓶10—高压电源11—低温等离子体反应器12—高压电缆13—吸收瓶14—循环冷凝器15—耐腐蚀导气软管16—活性炭吸附器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供的低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，包括载气装置、热脱附尾气发生装置、保温装置、低温等离子体处理装置和尾气吸收装置；所述载气装置包括用于提供普通气体的第一载气通路和用于提供混合气体的第二载气通路，其中所述混合气体是指普通气体和水蒸气的混合物；所述热脱附尾气发生装置用于产生污染气体；所述保温装置用于防止热脱附尾气中的污染物在管路中的凝结；所述低温等离子体处理装置用于降解处理热脱附尾气中的污染物；所述尾气吸收装置用于吸收经降解处理后热脱附尾气中残余的污染物。优选地，所述第一载气通路包括第一气体钢瓶和第一质量流量计，所述第一气体钢瓶连接所述热脱附尾气发生装置，所述第一质量流量计设在连接所述第一气体钢瓶和所述热脱附尾气发生装置的耐高温管上；优选地，所述第二载气通路包括第二气体钢瓶、第二质量流量计和水蒸气发生装置，所述第二气体钢瓶连接所述水蒸气发生装置，所述第二质量流量计设在连接所述第二气体钢瓶和所述水蒸气发生装置的耐高温管上。更优选地，所述耐高温管为耐高温聚四氟乙烯管。优选地，本专利技术中所述的普通气体指空气、氧气、氮气或氩气。优选地，所述热脱附尾气发生装置包括污染源装置和加热装置，所述污染源装置中盛装污染物，所述污染源装置置于所述加热装置中。优选地，所述尾气吸收装置包括吸收瓶和活性炭吸附器。更优选地，所述吸收瓶的数量为两个以上、连接方式为串联，所述吸收瓶中盛装无机溶剂和有机溶剂，以对应吸收尾气中的无机降解产物和残留的污染物及有机降解产物。更优选地，所述尾气吸收装置还包括循环冷凝器，所述吸收瓶置于所述循环冷凝器中。优选地，所述热脱附尾气发生装置和低温等离子体处理装置作为一个整体置于所述保温装置中。所述保温装置优选鼓风干燥箱。优选地，所述低温等离子体处理装置包括高压电源、高压电缆和反应器，所述高压电源通过高压电缆实现在反应器内部实现高压放电，以降解处理热脱附尾气中的污染物。本专利技术利用如上所述的低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统对有机污染土壤热脱附尾气进行处理的方法，包括如下步骤：(1)第一载气通路提供的普通气体进入热脱附尾气发生装置中，通过鼓泡的方式产生污染气体，所述污染气体与第二载气通路提供的普通气体和水蒸气的混合物混合后，形成热脱附尾气；(2)所述热脱附尾气通入所述低温等离子体处理装置，使其中的污染物在高压放电下被降解；(3)经低温等离子体处理装置处理后的尾气通入所述尾气吸收装置，使其中残留的污染物及有机降解产物被吸收瓶内的有机溶剂吸收，无机降解产物被相应的无机溶剂吸收。其中，优选地，步骤(1)中可以通过第一质量流量计和第二质量流量计调节第一载气通路和第二载气通路中气体的流速，可控制气体在低温等离子体的停留时间；优选地，步骤(1)中还可以在所述污染气体与第二载气通路提供的普通气体和水蒸气的混合物混合之前，分别各自通过缓冲瓶进行缓冲后，再混合形成热脱附尾气；优选地，步骤(1)中所述热脱附尾气发生装置可以通过调节加热装置的加热温度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，其特征在于，包括载气装置、热脱附尾气发生装置、保温装置、低温等离子体处理装置和尾气吸收装置；所述载气装置包括用于提供普通气体的第一载气通路和用于提供混合气体的第二载气通路，其中所述混合气体是指普通气体和水蒸气的混合物；所述热脱附尾气发生装置用于产生污染气体；所述保温装置用于防止热脱附尾气中的污染物在管路中的凝结；所述低温等离子体处理装置用于降解处理热脱附尾气中的污染物；所述尾气吸收装置用于吸收经降解处理后热脱附尾气中残余的污染物。

【技术特征摘要】
1.一种低温等离子体处理有机污染土壤热脱附尾气的实验系统，其特征在于，包括载气装置、热脱附尾气发生装置、保温装置、低温等离子体处理装置和尾气吸收装置；所述载气装置包括用于提供普通气体的第一载气通路和用于提供混合气体的第二载气通路，其中所述混合气体是指普通气体和水蒸气的混合物；所述热脱附尾气发生装置用于产生污染气体；所述保温装置用于防止热脱附尾气中的污染物在管路中的凝结；所述低温等离子体处理装置用于降解处理热脱附尾气中的污染物；所述尾气吸收装置用于吸收经降解处理后热脱附尾气中残余的污染物。2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述第一载气通路包括第一气体钢瓶和第一质量流量计，所述第一气体钢瓶连接所述热脱附尾气发生装置，所述第一质量流量计设在连接所述第一气体钢瓶和所述热脱附尾气发生装置的耐高温管上；所述第二载气通路包括第二气体钢瓶、第二质量流量计和水蒸气发生装置，所述第二气体钢瓶连接所述水蒸气发生装置，所述第二质量流量计设在连接所述第二气体钢瓶和所述水蒸气发生装置的耐高温管上。3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述的普通气体指空气、氧气、氮气或氩气。4.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述热脱附尾气发生装置包括污染源装置和加热装置，所述污染源装置中盛装污染物，所述污染源装置置于所述加热装置中；所述尾气吸收装置包括吸收瓶和活性炭吸附器。5.根据权利要求4所述的实验系统，其特征在于，所述吸收瓶的数量为两个以上、连接方式为串联；所述吸收瓶中盛装无机溶剂和有机溶剂，以对应吸收尾气中的无机降解产物和残留的污染物及有机降解产物。6.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：马福俊，王奕文，张倩，伍斌，李发生，谷庆宝，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11