一种高效自动化清洁土壤的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高效自动化清洁土壤的装置及使用方法，包括供气装置、污染土壤处理装置和废气净化装置，其中污染土壤处理装置的进气口和出气口分别借助管道与供气装置的出气口和废气净化装置的进气口相连，所述污染土壤处理装置包括上方设有集气罩的土壤箱和位于土壤箱内底部的热气装置，所述热气装置包括相连通的气室和气腔。本发明专利技术具有快速、高效、成本低廉的优点。利用带电辅热的热鼓风机向装入污染土壤的土壤箱中吹入热空气，吹脱的挥发性污染物经空气携带进入土壤箱顶部连接废气净化装置的集气罩排出。

A device for efficient and automatic cleaning of soil and its application

The invention provides a device for efficient automated clean soil and the use of methods, including gas supply device, contaminated soil treatment device and exhaust gas purification device, wherein the contaminated soil treatment device of inlet and outlet respectively by means of pipeline and gas supply device outlet and an exhaust gas purification device connected to the air inlet, contaminated soil treatment equipment including soil the box cover is arranged above the gas collecting device in the box at the bottom of the soil and the heat, the heat device comprises an air chamber and a cavity communicated. The invention has the advantages of fast, high efficiency and low cost. A hot blower with live auxiliary heat is used to blow hot air into the soil box loaded with contaminated soil, and the volatile pollutants blown off are carried into the top of the soil box by air and discharged from the gas collecting hood of the exhaust gas purification device.

【技术实现步骤摘要】
一种高效自动化清洁土壤的装置及其使用方法
本专利技术属于土壤修复设备领域，具体的涉及一种高效自动化清洁土壤的装置及使用方法。
技术介绍
各种工矿业生产过程中，可能将各种挥发性有机污染物(VOCs)如苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等，以及半挥发性有机污染物(SVOCs)，如二噁英类、多环芳烃、有机农药类、氯代苯类、多氯联苯类、吡啶类、喹啉类、硝基苯类、领苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、苯酚类、多氯萘类和多溴联苯类等化合物，以及硫化物、氨、汞等挥发性无机污染物排入土壤，对周围环境和人体健康造成威胁，需要进行修复以消除环境污染。传统的土壤中挥发性、半挥发性污染物的修复方法包括常温解析、水泥窑协同处置，回转炉焚烧，化学氧化等方法。其中，常温解析成本较低，但占地面积大，速度慢，在我国大部分土壤修复工程要求时间紧，场地条件受限的条件下，往往不能满足修复要求。其它水泥窑协同处置，回转炉焚烧，化学氧化等方法均为高耗能，或高成本方法。水泥窑协同处置土壤的价格一般在1000元/吨左右，回转炉焚烧土壤的价格也在500元/吨左右。而通过向土壤中加入双氧水、过硫酸钠等强氧化剂对污染物进行氧化时，也会消耗大量的氧化剂，其成本也非常高，还使土壤变成更难处理的泥浆。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高效自动化清洁土壤的装置及使用方法。此装置具有快速、高效、低成本地去除土壤中的挥发、半挥发性污染物的优点，非常适合工业污染土壤中挥发性及半挥发性污染物的去除。本专利技术采用的技术方案为：一种高效自动化清洁土壤的装置，包括供气装置、污染土壤处理装置和废气净化装置，其中污染土壤处理装置的进气口和出气口分别借助管道与供气装置的出气口和废气净化装置的进气口相连，所述污染土壤处理装置包括上方设有集气罩的土壤箱和位于土壤箱内底部的热气装置，所述热气装置包括相连通的气室和气腔；所述气室和气腔的顶部均设有盖板，所述气腔的侧壁均设有排气孔，所述排气孔上固定有钢丝滤网，所述气腔为长方体型。进一步地，所述气室的内部还设有支撑柱，所述气室一侧还设有带活动盖的排尘口，所述土壤箱的一侧还设有带活动盖的倾倒口。进一步地，所述污染土壤处理装置的进气口位于土壤箱底部且与气室相连通、出气口位于集气罩上。进一步地，所述土壤箱外底部设有滚轮，土壤箱底部还设有液压翻转系统；液压翻转系统包括转轴、液压缸和液压底座，所述转轴位于土壤箱外壁，所述液压缸的液压杆借助转轴与土壤箱构成转动连接，所述土壤箱和液压缸均位于液压底座上。进一步地，所述供气装置包括热鼓风机，所述污染土壤处理装置与热鼓风机之间的管道上依次设置有压力表、阀门和温度计。进一步地，所述废气净化装置包括真空泵和废气处理系统，所述真空泵借助带阀门管道与废气处理系统相连，所述污染土壤处理装置借助带阀门管道与真空泵相连。进一步地，所述一种高效自动化清洁土壤的装置使用方法，a、首先将土壤通过预晾晒将含土壤水率降到10～20％；b、将土壤通过预粉碎将颗粒粒度降低到3mm-10mm；c、粉碎后的土壤装入土壤箱中，然后利用热鼓风机将热空气从进气口吹入气室和气腔中，热空气在压力作用下，从排气孔内排出并进入待处理土壤中，逐渐调高空气流速，直到表层的土壤颗粒开始晃动；d、将热鼓风机吹出的气体在土壤颗粒间的流速控制为5cm/s-60cm/s，温度控制为55-60度；e、吹脱尾气通过集气罩进入到废气处理系统中。本装置的工作原理为：将被挥发、半挥发性污染物污染的土壤在本装置内使用热空气吹脱，使土壤中的可挥发性污染物被热空气带走，进而被装置上方的集气罩收集进入尾气处理装置进行处理。其原理是基于挥发性、半挥发性污染物本身的挥发性能，利用加热促进挥发，同时利用空气的流动使土壤颗粒表面的污染物形成浓度差，加速其挥发，并利用空气的流动快速带走污染物。处理之前将土壤适度干燥，是为了消除直接吹脱湿度较大的土壤时，土壤颗粒间的水分形成水桥，阻碍空气进入的问题。处理之前将土壤粉碎到适当粒度，是为了避免空气难以吹入大块土壤的问题，也避免土壤颗粒过小时粒间孔隙小，使吹入的空气阻力太大，流速慢，并且表层容易起尘的问题。本专利技术能处理的目标污染物包括：各种挥发性有机污染物(VOCs)如苯系物、氯化烃、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等，以及半挥发性有机污染物(SVOCs)，如二噁英类、多环芳烃、有机农药类、氯代苯类、多氯联苯类、吡啶类、喹啉类、硝基苯类、领苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、苯胺类、苯酚类、多氯萘类和多溴联苯类等化合物，以及硫化物、氨、汞等挥发性无机污染物。本专利技术获得的有益效果为：本专利技术具有快速、高效、成本低廉的优点。利用带电辅热的热鼓风机向装入污染土壤的土壤箱中吹入热空气，吹脱的挥发性污染物经空气携带进入土壤箱顶部连接废气净化装置的集气罩排出。真空泵在抽排时形成一定的真空度，可以降低挥发物的沸点，使土壤箱内的挥发性污染物在较低的温度下就能挥发，并利于气室内的新鲜的热空气通过气腔不断吸入污染土壤。排气装置中的排气孔位于气腔外侧，既防止了排气孔易堵的缺点，又增加了与土的接触面积。由排气孔进入气室内的尘土，可以从气室一侧的排尘口排出。相对于占地面积巨大的常温解析，本装置将土壤集中处置节约了大量用地面积；相对于常温解析，不需要机械设备翻抛，节约了翻抛设备和工序，还避免了翻抛时产生的扬尘，改善了修复时工作条件和除尘设备压力；相对于水泥窑协同处置和回转炉焚烧，所使用的设备占地面积也大大减小，能耗大大降低。本专利技术不限场地，装置简单，操作方便，无需把污染土运至处理厂，降低了运输成本。1、相对于利用机械翻抛的常温解析，本专利技术利用加热和吹脱大大加速了污染物的挥发过程；同时避免了耗能大扬尘大的土壤翻抛，修复速度快，占地面积小，扬尘小。2、相对于水泥窑协同处置和回转炉焚烧两种只利用大幅度升温焚烧来消除污染的方法，加热幅度大大降低，节约了大量能源；3、相对于化学氧化法，本专利技术不使用化学药剂，避免了药剂带来的次生污染和成本投入，也避免了加入化学药剂时带入的大量水分，而使土壤变为泥浆的问题；4、同时，本专利技术通过反复试验进行了大量优化。经过优化的装置结构简单，操作方便，对场地条件要求低，可用于原地修复，降低了异地修复运输成本。附图说明图1为本专利技术污染土壤处理装置结构示意图。图2为本专利技术整体结构示意图。图3为本专利技术土壤箱内部俯视图。其中1代表土壤箱、2代表集气罩、3代表热鼓风机、4代表气室、5代表气腔、6代表顶盖、7代表排气孔、8代表支撑柱、9代表滚轮、10代表倾倒口、11代表转轴、12代表真空泵、13代表废气处理系统、14代表液压缸、15代表排尘口、16代表液压底座、17代表堆料池、18代表垫木。具体实施方式尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。如图2所示一种高效自动化清洁土壤的装置，包括供气装置、污染土壤处理装置和废气净化装置，其中污染土壤处理装置的进气口和出气口分别借助管道与供气装置的出气口和废气净化装置的进气口相连，所述污染土壤处理装置的进气口位于土壤箱1底部且与气室4相连通、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效自动化清洁土壤的装置，包括供气装置、污染土壤处理装置和废气净化装置，其中污染土壤处理装置的进气口和出气口分别借助管道与供气装置的出气口和废气净化装置的进气口相连，其特征在于：所述污染土壤处理装置包括上方设有集气罩(2)的土壤箱(1)和位于土壤箱(1)内底部的热气装置，所述热气装置包括相连通的气室(4)和气腔(5)；所述气室(4)和气腔(5)的顶部均设有盖板(6)，所述气腔(5)的侧壁均设有排气孔(7)，所述排气孔(7)上固定有钢丝滤网，所述气腔(5)为长方体型。

【技术特征摘要】
1.一种高效自动化清洁土壤的装置，包括供气装置、污染土壤处理装置和废气净化装置，其中污染土壤处理装置的进气口和出气口分别借助管道与供气装置的出气口和废气净化装置的进气口相连，其特征在于：所述污染土壤处理装置包括上方设有集气罩(2)的土壤箱(1)和位于土壤箱(1)内底部的热气装置，所述热气装置包括相连通的气室(4)和气腔(5)；所述气室(4)和气腔(5)的顶部均设有盖板(6)，所述气腔(5)的侧壁均设有排气孔(7)，所述排气孔(7)上固定有钢丝滤网，所述气腔(5)为长方体型。2.根据权利要求1所述一种高效自动化清洁土壤的装置，其特征在于：所述气室(4)的内部还设有支撑柱(8)，所述气室(4)一侧还设有带活动盖的排尘口(15)，所述土壤箱(1)的一侧还设有带活动盖的倾倒口(10)。3.根据权利要求1所述一种高效自动化清洁土壤的装置，其特征在于：所述污染土壤处理装置的进气口位于土壤箱(1)底部且与气室(4)相连通、出气口位于集气罩(2)上。4.根据权利要求1所述一种高效自动化清洁土壤的装置，其特征在于：所述土壤箱(1)外底部设有滚轮(9)，土壤箱(1)底部还设有液压翻转系统；液压翻转系统包括转轴(11)、液压缸(14)和液压底座(16)，所述转轴(11)位于土壤箱(1)外壁，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许有明，吕晓立，韩占涛，张威，王平，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13