污染土壤热脱附装置及其减少二恶英生成的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种污染土壤热脱附装置及其减少二恶英生成的方法，通过降低反应气氛的氧气含量而减少污染土壤热脱附过程中二恶英的生成。氮气储气罐通过管道与热交换管的进口相连，热交换管设置在急冷塔中下部区域；热交换管的出口与气枪相连，气枪伸入至热脱附回转窑内的二恶英生成区域，气枪上安装有扩散喷嘴，扩散喷嘴位于热脱附回转窑内污染土壤的上方。氮气储气罐提供的氮气进入热交换管，用急冷塔的余热对进入热脱附回转窑的氮气进行加热，保证入窑氮气和污染土壤的温度相近；氮气经气枪上的扩散喷嘴被均匀地喷至加热后的污染土壤表面，降低二恶英生成区域的氧气含量，减少二恶英的生成量，甚至是降解污染土壤中已有的二恶英。

Thermal desorption device for contaminated soil and method for reducing dioxin generation

The invention provides a contaminated soil thermal desorption device and a method for reducing the generation of dioxins, which reduces the generation of dioxins in the process of contaminated soil thermal desorption by reducing the oxygen content of the reaction atmosphere. The nitrogen gas storage tank is connected with the inlet of the heat exchange pipe through the pipeline, and the heat exchange pipe is located in the middle and lower part of the quench tower; the outlet of the heat exchange pipe is connected with the air gun, and the air gun extends into the dioxin producing area in the rotary kiln of thermal desorption. The air gun is equipped with a diffusion nozzle, and the diffusion nozzle is located in the soil polluted by the rotary kiln of thermal desorption. Upper. Nitrogen supplied by the nitrogen storage tank enters the heat exchange tube and is heated by the residual heat of the quench tower to ensure that the temperature of the nitrogen entering the rotary kiln is close to that of the polluted soil. Nitrogen is evenly injected into the polluted soil surface by the diffusion nozzle on the air gun to reduce the oxygen content in the dioxin-producing area. The amount of dioxins is reduced and even dioxins in contaminated soil are degraded.

【技术实现步骤摘要】
污染土壤热脱附装置及其减少二恶英生成的方法
本专利技术涉及一种污染土壤热脱附装置及其减少二恶英生成的方法。
技术介绍
二恶英是一种环境中普遍存在的持久性有机污染物，具有极强的致癌、致畸、致突变性，对人类健康极具危害。二恶英主要通过从头合成反应生成，而该反应需要具备碳、氢、氧和氯，并在一定的温度作用下才能发生。污染土壤含有二恶英从头合成所需的原料，因此在250-600℃温度范围内进行热脱附时会生成二恶英，增加烟气和土壤中二恶英浓度，带来二次污染。污染土壤热脱附装置是在真空条件下或通入载气时，通过直接或间接热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够的温度，以使有机污染物从污染介质上得以挥发或分离，进入气体处理系统，如申请号为201711140822.X的中国专利所示。由于污染土壤组成成分以及热脱附温度无法改变，因此对热脱附气氛进行局部调控减少二恶英生成显得尤为重要。已有研究发现飞灰在氮气气氛下300℃反应30分钟几乎没有二恶英生成。当含氧10%的氮气通过飞灰进行相同实验时二恶英生成量较大，且随着氧气含量（0-10%）的增加二恶英的生成量增加。研究还表明氮气气氛下加热飞灰时二恶英会被降解。由此可知，氧气是二恶英从头合成反应的氧源，对于二恶英的从头合成至关重要，降低反应气氛中氧气含量能够减少污染土壤在热脱附过程中二恶英的生成量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的污染土壤热脱附装置及其减少二恶英生成的方法，通过降低反应气氛的氧气含量而减少污染土壤热脱附过程中二恶英的生成。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种污染土壤热脱附装置，包括热脱附回转窑和急冷塔；其特征在于：还包括氮气储气罐、热交换管、气枪和扩散喷嘴；氮气储气罐通过管道与热交换管的进口相连，热交换管设置在急冷塔中下部区域；热交换管的出口与气枪相连，气枪伸入至热脱附回转窑内的二恶英生成区域，气枪上安装有扩散喷嘴，扩散喷嘴位于热脱附回转窑内污染土壤的上方。本专利技术所述的氮气储气罐设置有气体流量控制阀和流量测量装置。本专利技术所述的气枪配有温度测量装置。本专利技术所述的扩散喷嘴与污染土壤在竖直方向上相距5-10cm。本专利技术所述的气枪顶部分出若干条支路，每条支路上均装有扩散喷嘴。本专利技术所述的每条支路相距20-40cm，同一支路的喷嘴的间距为20-40cm。本专利技术所述的气枪外部包有保温材料。本专利技术所述的气枪不随热脱附回转窑转动而转动。一种污染土壤热脱附装置减少二恶英生成的方法，其特征在于：包括如下过程：（1）、氮气储气罐提供的氮气进入热交换管，用急冷塔的余热对进入热脱附回转窑的氮气进行加热，保证入窑氮气和污染土壤的温度相近，减小对热脱附效果的影响；（2）、氮气经气枪上的扩散喷嘴被均匀地喷至加热后的污染土壤表面，降低二恶英生成区域的氧气含量，减少二恶英的生成量，甚至是降解污染土壤中已有的二恶英。本专利技术所述的两个过程中，污染土壤热脱附装置保持连续进料与排料运行。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）、本专利技术不仅可以减少进入尾部烟气净化系统的二恶英，还可以减少热脱附后洁净土壤中的二恶英；（2）、本专利技术能够根据污染土壤在热脱附时所需温度确定气枪入窑的伸入量，喷入的氮气容易覆盖整个二恶英生成的区域；（3）、氮气被加热至与回转窑内污染土壤的温度相近且喷入量较少，对热脱附装置的温度运行影响较小；（4）、本专利技术结构紧凑、布置合理、操作简便，有效地减少了污染土壤在热脱附过程中二恶英的生成量。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。参见图1，一种污染土壤热脱附装置，包括热脱附回转窑1、旋风分离器2、二燃室3、急冷塔4、布袋除尘器5、淋洗塔6、氮气储气罐8、热交换管9、气枪10和扩散喷嘴11。热脱附回转窑1、旋风分离器2、二燃室3、急冷塔4、布袋除尘器5、淋洗塔6依次连接。氮气储气罐8设置有气体流量控制阀和流量测量装置，能够很好地调节入窑氮气的流量。氮气储气罐8通过管道与热交换管9的进口相连。热交换管9设置在急冷塔4中下部区域（该区域温度为200-400℃），热交换管9的出口与气枪10相连。气枪10配有温度测量装置，根据反馈的温度值调节氮气流量，保证入窑氮气的温度维持在污染土壤热脱附所需温度附近。气枪10伸入至热脱附回转窑1内二恶英生成区域（该区域温度为250℃以上），气枪10上安装有扩散喷嘴11，扩散喷嘴11位于热脱附回转窑1内污染土壤7的上方，与污染土壤7在竖直方向上相距5-10cm。气枪10顶部分出3条支路，每条支路相距20-40cm。气枪10的每条支路上均装有扩散喷嘴11，同一支路的喷嘴11的间距为20-40cm。气枪10外部包有保温材料。气枪10不随热脱附回转窑1转动而转动，最大程度地提高氮气与污染土壤的接触面积。一种上述的污染土壤热脱附装置减少二恶英生成的方法，包括如下过程：（1）、氮气储气罐8提供的氮气进入热交换管9，用急冷塔4的余热对进入热脱附回转窑1的氮气进行加热至300℃左右，保证入窑氮气和污染土壤7的温度相近，减小对热脱附效果的影响。（2）、氮气经气枪10上的扩散喷嘴11被均匀地喷至加热后的污染土壤7表面，降低二恶英生成区域的氧气含量，减少二恶英的生成量，甚至是降解污染土壤中已有的二恶英；上述两个过程中，污染土壤热脱附装置保持连续进料与排料运行。氮气流量、气枪10的入窑深度以及扩散喷嘴11的布置根据热脱附装置的处置能力和热脱附所需温度进行调节。专利技术原理描述：氧气是二恶英从头合成的关键因素，二恶英的生成量随着氧气含量（0-10%）的增加而增大，因此降低污染土壤7在热脱附过程中反应气体的氧气含量可以减少二恶英的生成量。对污染土壤7在热脱附回转窑1内的温度分布情况和二恶英生成的温度窗口（250-600℃）进行对比，发现热脱附回转窑1内仅有少部分污染土壤处于二恶英生成的温度区域，因此可以均匀地喷入少量氮气降低该区域的氧气含量，从而减少二恶英的生成量，甚至是降解污染土壤7中原有的二恶英。热脱附装置规模较小，窑内烟气量，喷入的氮气总量较少，因此对热脱附装置的稳定运行影响可忽略不计。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本专利技术结构所作的举例说明。凡依据本专利技术专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本专利技术专利的保护范围内。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本专利技术的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染土壤热脱附装置，包括热脱附回转窑和急冷塔；其特征在于：还包括氮气储气罐、热交换管、气枪和扩散喷嘴；氮气储气罐通过管道与热交换管的进口相连，热交换管设置在急冷塔中下部区域；热交换管的出口与气枪相连，气枪伸入至热脱附回转窑内的二恶英生成区域，气枪上安装有扩散喷嘴，扩散喷嘴位于热脱附回转窑内污染土壤的上方。

【技术特征摘要】
1.一种污染土壤热脱附装置，包括热脱附回转窑和急冷塔；其特征在于：还包括氮气储气罐、热交换管、气枪和扩散喷嘴；氮气储气罐通过管道与热交换管的进口相连，热交换管设置在急冷塔中下部区域；热交换管的出口与气枪相连，气枪伸入至热脱附回转窑内的二恶英生成区域，气枪上安装有扩散喷嘴，扩散喷嘴位于热脱附回转窑内污染土壤的上方。2.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附装置，其特征在于：所述的氮气储气罐设置有气体流量控制阀和流量测量装置。3.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附装置，其特征在于：所述的气枪配有温度测量装置。4.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附装置，其特征在于：所述的扩散喷嘴与污染土壤在竖直方向上相距5-10cm。5.根据权利要求1所述的污染土壤热脱附装置，其特征在于：所述的气枪顶部分出若干条支路，每条支路上均装有扩散喷嘴。6.根据权利要求5所述的污染土壤热脱附装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：付建英，余权，李习臣，
申请(专利权)人：中国联合工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33