一种资源化利用超富集植物收获物的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种资源化利用超富集植物收获物的系统和方法。该系统包括烘干装置、热解装置、浸出装置、净化装置、电化学沉积装置和直燃锅炉。热解装置分别与烘干装置、浸出装置和直燃锅炉相连，净化装置分别与浸出装置和电化学沉积装置相连，直燃锅炉还与烘干装置相连。本发明专利技术将超富集植物收获物进行热解，并对重金属和热解油气进行了进一步地处理，既解决了重金属的污染问题，又可以提供金属和过热蒸汽等有价资源，实现了环境和经济效益的统一。

A system and method for the resourceful utilization of hyperaccumulator harvested plants

The present invention discloses a system and method for the resourceful utilization of hyperaccumulator harvested plants. The system comprises a drying device, a pyrolysis device, a leaching device, a purification device, an electrochemical deposition device and a direct fired boiler. The pyrolysis device is respectively connected with a drying device, a leaching device and a direct burning boiler, and the purification device is respectively connected with a leaching device and an electrochemical deposition device, and the direct burning boiler is also connected with a drying device. The pyrolysis hyperaccumulator harvest, and the heavy metals and pyrolysis oil and gas for further processing, not only solves the problem of heavy metal pollution, but also can provide metal and superheated steam and other valuable resources, the realization of the unity of the environmental and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种资源化利用超富集植物收获物的系统和方法
本专利技术属于农业资源化
及污染土壤修复领域，具体地，涉及一种资源化利用超富集植物收获物的系统和方法。
技术介绍
植物修复是重金属污染土壤修复的一种方法，经过近几年的发展，植物修复技术以其治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性和环境美学的兼容性等特点，已逐渐成为污染土壤治理的主要途径之一，并开始进入产业化初期阶段。在我国本土也已发现蜈蚣草(富集砷)、Berkheyacoddii植物(富集镍)、东南景天(富集锌)、Brassicacampestris(富集铅或镉)等多种超富集植物。现有技术主要集中在超富集植物的筛选、螯合诱导修复、接种菌根强化、基因技术、农艺管理和田间措施等。而关于修复重金属污染土壤后的植物收获物的处理及资源化技术，国内外的研究报道很少，且基本上都是简单的试验探索。实现超富集植物收获物地有效处理和资源化，是植物修复技术体系需要完善的一个难点，也是植物修复技术在产业化过程中，必须面对和迫切需要解决的关键问题之一。这是由于积累了大量重金属的植物往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土壤，因此必须在植物落叶等途径使重金属元素重返土壤，因此必须在植物落叶前收割植株体，并将其及时无害化处理。现有的超富集植物收获物的处理方法要么不能有效的处理重金属，要么不能实现超富集植物收获物的资源化利用，迫切的需要提供一种环境和经济效益共赢的处理方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术首先提供了一种资源化利用超富集植物收获物的系统，包括：烘干装置，设有烘干原料入口、高温烟气入口和烘干料出口；热解装置，设有热解原料入口、可燃气入口、热解炭出口和高温油气出口，所述热解原料入口与所述烘干装置的烘干料出口相连；浸出装置，设有浸出剂入口、热解炭入口、生物炭出口和浸出液出口，所述热解炭入口与所述热解装置的热解炭出口相连；净化装置，设有锌粉入口、浸出液入口和净化液出口，所述浸出液入口与所述浸出装置的浸出液出口相连；电化学沉积装置，设有净化液入口、重金属出口和电积废液出口，所述净化液入口与所述净化装置的净化液出口相连；直燃锅炉，设有高温油气入口、水入口、高温烟气出口和过热蒸汽出口，所述高温油气入口与所述热解装置的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述烘干装置的高温烟气入口相连。进一步地，所述系统还包括：汽轮机，设有过热蒸汽入口、冷凝水出口和发电机组，所述过热蒸汽入口与所述余热锅炉的过热蒸汽出口相连。进一步地，所述浸出装置还设有氨水入口，所述电化学沉积装置的电积废液出口与所述浸出装置的浸出剂入口相连。进一步地，所述系统还包括：粉碎装置，设有粉碎原料入口和粉碎料出口，所述粉碎原料入口与所述烘干装置的烘干料出口相连；压块装置，设有压块原料入口和料包出口，所述压块原料入口与所述粉碎装置的粉碎料出口相连，所述料包出口与所述热解装置的热解原料入口相连。进一步地，所述电化学沉积装置的阳极材料为铝板或不锈钢板，阴极材料为高纯石墨、涂钌钛板、硼化钛板、碳化钛或硼化锆。本专利技术还提供了一种采用上述系统资源化利用超富集植物收获物的方法，包括如下步骤：准备超富集植物收获物；将所述超富集植物收获物送入所述烘干装置中进行干燥、成型；将烘干后的所述超富集植物收获物送入所述热解装置中进行热解，获得热解炭、高温油气；将所述热解炭送入所述浸出装置，用(NH4)2CO3-NH3-H2O体系将所述热解炭中的重金属浸出，获得浸出液和生物炭；将所述浸出液送入所述净化装置，用锌粉置换所述浸出液中的杂质元素，获得净化液；将所述净化液送入所述电化学沉积装置进行电化学沉积，获得重金属；将所述高温油气送入所述直燃锅炉进行燃烧，所述直燃锅炉内的水变为过热蒸汽，并获得高温烟气；将所述高温烟气送入所述烘干装置中用于干燥所述超富集植物收获物。进一步地，上述方法还包括如下步骤：将所述过热蒸汽用于发电。进一步地，所述净化液在所述电化学沉积装置进行电化学沉积后，还会产生电积废液，将所述电积废液送入所述浸出装置中，并加入氨水，用于浸出重金属。进一步地，所述超富集植物收获物的热解温度为400-700℃，热解时间为30-60min，热解结束后保温20-45min。进一步地，所述(NH4)2CO3-NH3-H2O体系中，[NH4]+的浓度为2-10mol/L，氨水的浓度为1-6mol/L；浸出步骤的固液比为2:1-5:1，浸出时间为30-300min，浸出温度为30-50℃。本专利技术将超富集植物收获物进行热解，并对重金属和热解油气进行了进一步地处理，既解决了重金属的污染问题，又可以提供金属和过热蒸汽等有价资源，实现了环境和经济效益的统一。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种资源化利用超富集植物收获物的系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中的一种资源化利用超富集植物收获物的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供的资源化利用超富集植物收获物的系统包括烘干装置1、粉碎装置2、压块装置3、热解装置4、浸出装置5、净化装置6、电化学沉积装置7、直燃锅炉8和汽轮机9。烘干装置1用于干燥超富集植物收获物，有助于超富集植物收获物在热解装置4中更好的被热解。烘干装置1设有烘干原料入口、高温烟气入口和烘干料出口。粉碎装置2用于破碎超富集植物收获物，设有粉碎原料入口和粉碎料出口，粉碎原料入口与烘干装置1的烘干料出口相连。压块装置3用于将破碎后的破碎超富集植物收获物压成料包，以便更好的送入热解装置4。压块装置3设有压块原料入口和料包出口，压块原料入口与粉碎装置2的粉碎料出口相连。热解装置4用于热解超富集植物收获物。热解装置4设有热解原料入口、可燃气入口、热解炭出口和高温油气出口，热解原料入口与压块装置3的料包出口相连。浸出装置5用于将重金属从热解炭中浸出。浸出装置设有浸出剂入口、热解炭入口、氨水入口、生物炭出口和浸出液出口，热解炭入口与热解装置4的热解炭出口相连。净化装置6用锌粉置换浸出液中的杂质元素，获得净化液。净化装置6设有锌粉入口、浸出液入口和净化液出口，浸出液入口与浸出装置5的浸出液出口相连。电化学沉积装置7用于进行电化学沉积反应，使重金属从净化液中脱除。电化学沉积装置7设有净化液入口、重金属出口和电积废液出口，净化液入口与净化装置6的净化液出口相连，电积废液出口与浸出装置5的浸出剂入口相连。直燃锅炉8用于燃烧高温油气，产生的热量与水换热制备过热蒸汽，燃烧产生的高温烟气用于烘干装置1干燥超富集植物收获物。直燃锅炉8设有高温油气入口、水入口、高温烟气出口和过热蒸汽出口，所述高温油气入口与热解装置4的高温油气出口相连，高温烟气出口与烘干装置1的高温烟气入口相连。汽轮机9用于蒸汽发电。汽轮机9设有过热蒸汽入口、冷凝水出口和发电机组，过热蒸汽入口与余热锅炉8的过热蒸汽出口相连。本专利技术将超富集植物收获物进行热解，并对重金属和热解油气进行了进一步地处理，既解决了重金属的污染问题，又可以提供金属和过热蒸汽等有价资源，实现了环境和经济效益的统一。本专利技术使用的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种资源化利用超富集植物收获物的系统，包括：烘干装置，设有烘干原料入口、高温烟气入口和烘干料出口；热解装置，设有热解原料入口、可燃气入口、热解炭出口和高温油气出口，所述热解原料入口与所述烘干装置的烘干料出口相连；浸出装置，设有浸出剂入口、热解炭入口、生物炭出口和浸出液出口，所述热解炭入口与所述热解装置的热解炭出口相连；净化装置，设有锌粉入口、浸出液入口和净化液出口，所述浸出液入口与所述浸出装置的浸出液出口相连；电化学沉积装置，设有净化液入口、重金属出口和电积废液出口，所述净化液入口与所述净化装置的净化液出口相连；直燃锅炉，设有高温油气入口、水入口、高温烟气出口和过热蒸汽出口，所述高温油气入口与所述热解装置的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述烘干装置的高温烟气入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种资源化利用超富集植物收获物的系统，包括：烘干装置，设有烘干原料入口、高温烟气入口和烘干料出口；热解装置，设有热解原料入口、可燃气入口、热解炭出口和高温油气出口，所述热解原料入口与所述烘干装置的烘干料出口相连；浸出装置，设有浸出剂入口、热解炭入口、生物炭出口和浸出液出口，所述热解炭入口与所述热解装置的热解炭出口相连；净化装置，设有锌粉入口、浸出液入口和净化液出口，所述浸出液入口与所述浸出装置的浸出液出口相连；电化学沉积装置，设有净化液入口、重金属出口和电积废液出口，所述净化液入口与所述净化装置的净化液出口相连；直燃锅炉，设有高温油气入口、水入口、高温烟气出口和过热蒸汽出口，所述高温油气入口与所述热解装置的高温油气出口相连，所述高温烟气出口与所述烘干装置的高温烟气入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：汽轮机，设有过热蒸汽入口、冷凝水出口和发电机组，所述过热蒸汽入口与所述余热锅炉的过热蒸汽出口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浸出装置还设有氨水入口，所述电化学沉积装置的电积废液出口与所述浸出装置的浸出剂入口相连。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：粉碎装置，设有粉碎原料入口和粉碎料出口，所述粉碎原料入口与所述烘干装置的烘干料出口相连；压块装置，设有压块原料入口和料包出口，所述压块原料入口与所述粉碎装置的粉碎料出口相连，所述料包出口与所述热解装置的热解原料入口相连。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电化学沉积装置的阳极材料为铝板或不锈钢板，阴极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠惠，巴玉鑫，吴小飞，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11