一种有机物污染土壤的修复方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种有机物污染土壤的修复方法及系统。本发明专利技术解决了土壤修复耗能高、重污染、破坏土壤结构等问题。一种有机物污染土壤的修复方法，包括以下步骤：使有机物污染土壤在高温、无氧环境中发生热裂解炭化反应，产生的烟气经过燃烧、回收热量，并且燃烧产生的尾气经过净化处理排空；其中，所述热裂解炭化反应的温度为300‑600℃，反应时间为10‑60min。系统包括：设有加热装置的回转炉，以及与所述回转炉的出料口连接的气固分离设备；所述回转炉的出料口的水平高度低于所述回转炉的入料口的水平高度，以使所述回转炉处于倾斜状态。

Method and system for repairing soil polluted by organic substance

The invention provides a method and a system for repairing soil polluted by organic substances. The invention solves the problems of high energy consumption, heavy pollution and destruction of soil structure in soil remediation. A repair method of organic contaminated soil, which comprises the following steps: the organic pollution of soil thermal cracking and carbonization reaction at high temperature and anaerobic environment, flue gas produced by combustion, heat recovery, and the combustion exhaust gas after purification treatment, emptying; the pyrolysis carbonization reaction temperature is 300 600 C, the reaction time is 10 60min. The system includes: a rotary furnace is provided with a heating device, and a rotary furnace outlet connected with the gas-solid separation equipment; the rotary furnace outlet level is lower than that of the rotary furnace into the level of feed, so that the rotary furnace is inclined.

【技术实现步骤摘要】
一种有机物污染土壤的修复方法及系统
本专利技术涉及化工
，尤其是涉及一种有机物污染土壤的修复方法及系统。
技术介绍
有机污染土壤广泛存在于石油开采、炼油、炼焦、化工等行业，随着人类社会对有机污染物环境和健康危害的逐步认识，迫切的需要经济而有效的方法对这些污染土壤进行修复。主要的有机污染物污染土壤的修复技术有生物修复、化学修复、物理修复等。生物修复多为原位修复，其投资小、运行成本低、操作条件温和、对环境干扰小，但生物修复周期长，且受限于植物或微生物种类，仅能处理某些特定种类的有机污染物，且只能应用于较低浓度条件下；物理修复或化学修复多为异位修复，初始投资大、运行成本较高，但修复周期短，且适用于各种类型的有机污染物以及高浓度污染场地。比较而言，物理修复或化学修复有着更广泛的适用性，特别适用于高浓度、多组分有机污染土壤。通过热处理过程是热解吸技术修复土壤常用的方法之一。热解吸技术是在有氧气氛中通过直接或间接加热，将土壤中有机污染组分加热至足够高的温度，使其与土壤分离的过程。但是，目前热解吸技术具有一系列的不足之处：一是设备投资成本高、设备适用性不强、运行费用昂贵等问题；二是处理温度高，通常要达到600-800℃甚至更高，这导致热解吸能耗较高；三是尾气量大，实际操作中还常伴随有机物氧化分解的过程，导致尾气组分复杂，常伴随有毒物质，使得尾气处理系统复杂，处理难度大，易造成尾气排放超标；四是较高的操作温度及有氧气氛处理导致土壤有机质破坏及土壤板结。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种有机物污染土壤的修复方法，所述的修复方法解决了土壤修复耗能高、重污染、破坏土壤结构等问题。本专利技术的第二目的在于提供一种有机物污染土壤的修复系统，所述的系统可用于有机物污染土壤的炭化修复，而且具有成本低、占地面积小、易操作等优点。为了达到以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种有机物污染土壤的修复方法，包括以下步骤：使有机物污染土壤在高温、无氧环境中发生热裂解炭化反应，产生的烟气经过燃烧、回收热量，并且燃烧产生的尾气经过净化处理排空；其中，所述热裂解炭化反应的温度为300-600℃，反应时间为10-60min。与上文所述，现有技术中的热解吸修复属于有氧燃烧修复，存在诸多问题。本专利技术针对这些不足之处，通过高密封性的回转炉，使有机物污染土壤在高温、无氧环境中发生热裂解炭化反应，将污染土壤中的有机物大分子干馏炭化为炭渣粉和可燃气，变污染土壤为一定肥力的有机土壤，得到的可燃气作为回转炉燃料加以利用，实现有机污染土壤的无害化资源化修复的同时，大幅减少热处理修复过程有机废气的处理和排放。综上，本专利技术的修复方法特点是：无氧、无害、耗能低、效率高。在以上基础上，修复方法的各工艺条件还可以进一步改进，例如：优选地，所述热裂解炭化反应的温度为500-600℃，反应时间优选为10-30min。反应温度可以是510℃，520℃，530℃，540℃，550℃，560℃，570℃，580℃，590℃，这些温度都具有较高的修复效率，反应时间可以控制在10-30min之间。虽然以上炭化反应需要一定时间，但是可以通过设备的优化实现连续化生产。优选地，所述回收的热量用于所述热裂解炭化反应。这样既降低了远距离回收可燃气体的成本，又可以降低土壤的修复成本。优选地，在所述热裂解炭化反应之前还包括：对有机物污染土壤进行预处理，使其含水率≤30wt％，粒径≤15mm。含水率过高时影响炭化，粒径过大则反应效率低。本专利技术还提供了用于上述修复方法的系统，包括：设有加热装置的回转炉，以及与所述回转炉的出料口连接的气固分离设备；所述回转炉的出料口的水平高度低于所述回转炉的入料口的水平高度，以使所述回转炉处于倾斜状态。该系统的工作原理是：将有机物污染土壤置于回转炉中，启动加热装置加热到预设温度，并保持预设时间，使有机污染物裂解炭化完全，之后产物经过气固分离设备，气体被回收用于燃烧供热，固体则为修复后的土壤，可回填。其中，本专利技术将回转炉设置为倾斜状态，是为了实现连续化生产，根据回转炉的长度以及反应所需的时间，以及进料的速度，可以确定回转炉的倾斜角度。同样，以上系统也可以进一步改进，以达到更多的技术效果：优选地，所述加热装置为燃烧室，所述燃烧室设有入气口，所述入气口与所述气固分离设备的气体出口连接。该系统可以将裂解炭化产生的可燃气体燃烧，用于所述热裂解炭化反应，实现绿色环保化修复。优选地，所述燃烧室设有排烟口，所述排烟口连接有喷淋塔，并且所述喷淋塔连接有布袋除尘器和循环水池。燃烧过程中会产生硫氧化物、氮氧化物等污染烟气，且这些烟气都为高温烟气，因此，用喷淋塔喷淋可以回收气热量，而设置的除尘器可以去除一定的污染物。优选地，所述布袋除尘器连接有碳吸附箱，对燃烧尾气进一步净化。优选地，所述回转炉内嵌于所述燃烧室内。内嵌可以保证加热均匀，而且充分利用热能，降低能耗损失。优选地，所述回转炉的轴线相对于水平线的倾斜角度为0<α≤15°。综合考虑效率、成本、安全性等因素，回转炉宜为0<α≤15°。综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：1、能耗低：本专利技术的方法热处理过程温度低，仅需300-600℃，较传统热解吸过程温度更低；2、不会产生有毒产物：热处理过程在缺氧条件下进行，无有毒燃烧产物如二噁英等的产生；3、改善土壤结构：处理后的土壤较有氧条件下热处理的土壤有机质及含碳量更高，不板结，可直接用于作物种植使用；4、流程简单。5、设备易操作，投入成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的有机物污染土壤的修复的示意图；附图标记：1-进料斗；2-出口；3-第一支撑滚圈；4-燃气入口；5-燃烧室；6-第二支撑滚圈；7-主动齿轮；8-回转炉；9-出料口；10-气体出口；11-喷淋塔；12-布袋除尘器；13-碳吸附箱；14-循环水池。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：使有机物污染土壤在高温、无氧环境中发生热裂解炭化反应，产生的烟气经过燃烧、回收热量，并且燃烧产生的尾气经过净化处理排空；其中，所述热裂解炭化反应的温度为300‑600℃，反应时间为10‑60mi n。

【技术特征摘要】
1.一种有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：使有机物污染土壤在高温、无氧环境中发生热裂解炭化反应，产生的烟气经过燃烧、回收热量，并且燃烧产生的尾气经过净化处理排空；其中，所述热裂解炭化反应的温度为300-600℃，反应时间为10-60min。2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述热裂解炭化反应的温度为500-600℃，反应时间优选为10-30min。3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述回收的热量用于所述热裂解炭化反应。4.根据权利要求1-3任一项所述的修复方法，其特征在于，在所述热裂解炭化反应之前还包括：对有机物污染土壤进行预处理，使其含水率≤30wt％，粒径≤15mm。5.一种用于权利要求1-4任一项所述的修复方法的系统，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，李怿，王龙延，白正伟，王乾，杨雪梅，吕大伟，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11