含油土壤修复方法和装置制造方法及图纸

本公开涉及含油土壤修复方法和装置，提供了一种含油土壤修复方法，该方法包括以下步骤：(A)旋流器悬浮态除油和(B)溢流气体非均相分离。还提供了一种含油土壤修复装置。

Oily soil remediation methods and devices

The present disclosure relates to oil-bearing soil remediation methods and devices, and provides an oil-bearing soil remediation method. The method comprises the following steps: (A) suspended oil removal by cyclone and (B) heterogeneous separation of overflow gas. An oil-bearing soil remediation device is also provided.

【技术实现步骤摘要】
含油土壤修复方法和装置
本公开属于土壤污染治理
，尤其涉及一种含油土壤修复的方法和装置。具体地说，本公开提供了一种含油土壤修复方法和装置。
技术介绍
石油在开采、炼制、贮运、使用过程中，进入到土壤环境，其速率超过土壤的自我净化速率，便会导致土壤环境的功能失调和质量下降，并通过食物链影响到人类健康。据估计，全球每年约有1×109吨石油及其产品通过各种途径进入地下水、地表水及土壤中，其中我国有60多万吨。有关资料显示，我国部分石油化工区土壤残油高达10000mg/kg，是临界值(200mg/kg)的50多倍，每年新增污染土壤10000吨。因此，为实现油气资源的绿色开采，社会经济的健康可持续发展，亟须开发一种含油土壤的修复方法。目前对含油污泥采取的修复方法主要有物理方法、化学方法、生物方法。物理方法包括填埋、热解析、超声波、机械分离、冻融法、微波消解法、气相抽提技术、热水洗法等；化学方法包括焚烧法、热裂解、化学淋洗等；生物方法包括植物修复法、微生物修复法和植物-微生物联合修复法。热解析技术因无需添加处理剂、除油较彻底、可异位还原等优点逐渐成为处理含油污泥的常用手段。中国专利技术专利CN201610547026.7、CN201710056325.5公开了通过高温烟气间接加热的热解析处理方法，同时杰瑞环保科技有限公司在SPE-184399-PA(Odor-TreatmentTechnologyforRecoveredHydrocarbonsFromOilyWasteinaThermal-DesorptionUnit)(热解析装置回收油类污染物中石油烃过程中臭气处理技术)报导其利用类似技术在现场应用的情况。且从2014年至今，中石化四川涪陵页岩气田尝试采用美国NOV公司开发的导热油间接加热的热解析处理装置对现场产生的废弃油基泥浆岩屑进行无害化处理。但在工程应用中该技术一直存在能耗高、废气污染严重、设备稳定性差等问题。中国专利技术专利CN201310301064.0公开了一种污染场地的原位热强化气相抽提修复集成装备及应用方法，中国专利技术专利CN201510813468.7公开了一种有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置和方法，均为气相抽提技术，该技术是去除非饱和区土壤中挥发性有机物的有效手段，通过注入井向渗流区注入空气，同时利用抽提井产生低压环境，使得土壤中存在于油相、溶解相以及吸附相的有机污染物挥发到气相中，并经抽提井收集到地面尾气处理装置中进行回收或处理。但该技术的应用受到场地土壤性质和污染物种类限制，对于低渗透性污染场地中的半挥发性或难挥发性有机污染物却无能为力，且多数无法异位还原。中国专利技术专利申请CN201210147625.1涉及一种沸腾床渣油加氢外排催化剂的处理方法和装置，基于水热旋流脱附技术，通过(1)调控减粘、(2)旋流脱附分离、(3)油-水-催化剂三相分离及资源化利用三个过程，利用旋转流场的流动剪切力，使吸附油从固体颗粒表面和内部孔洞中脱附分离出来。水热旋流脱附技术用于外排催化剂除油同样在Jian-PingLi(Theenhancementonthewastemanagementofspenthydrotreatingcatalystsforresidueoilbyahydrothermal–hydrocycloneprocess(水热旋流工艺提高渣油加氢废催化剂无害化处理效果的研究),CatalysisToday(今日催化),271(2016),163–171)的文献中进行了报导。中国专利申请CN201710821746.2公开了一种含油外排催化剂处理及分选回用方法和装置，通过(A)外排催化剂旋流洗涤与在线活化、(B)催化剂溶剂旋流自转气提、(C)高活性催化剂气流加速度分选、(D)高活性催化剂旋流再气提与颗粒捕集、以及(E)气体冷却与溶剂冷凝脱除等过程，对催化剂进行油相脱附和分选。上述技术均利用旋流器内的高流动剪切力和催化剂颗粒的高速自转，强化了催化剂颗粒孔隙中油的脱附过程，但上述方法和装置仅针对外排催化剂的除油处理和回用，虽然满足催化剂的处理要求，减少了石油类污染物对环境的污染并回收了部分油相和催化剂，但处理后固相含油率依然大于1质量％，水热旋流脱附技术处理后的固相含油率甚至高于5质量％，无法满足含油污泥无害化处理对固相中矿物油小于0.3质量％的要求。烧法、热裂解法处理费用高、二次污染风险大，且无法回收油相或破坏了原油相体系，造成了资源的严重浪费；生物修复法的修复周期长，且只能针对含油率低于5质量％及以下的土壤，其处理效果受油相类型影响也较大。上述方法均不能同时实现含油污泥高效的资源化和无害化处理。因此，本领域迫切需要开发出一种高效、环保、节能、工艺流程简单的含油污泥处理方法和装置。
技术实现思路
本公开提供了一种新颖的含油土壤修复方法和装置，从而解决了现有技术中存在的问题。本公开所要解决的技术问题是：现有土壤修复的方法和技术对含油土壤的除油效率不高，尤其是难以对土壤固体颗粒孔隙内的油分进行高效脱除；本专利技术利用悬浮态旋流自转的方法实现了含有土壤内油分的高效脱除和回收，同时实现了含油土壤的无害化、资源化的目的。一方面，本公开提供了一种含油土壤修复方法，该方法包括以下步骤：(A)旋流器悬浮态除油：在旋流场内，含油土壤颗粒与经过加热的气体介质充分换热，以降低土壤颗粒内的油分从颗粒表面及孔隙中脱除时的粘滞阻力和流动阻力；同时，在旋流剪切力场中产生的离心力使得土壤颗粒表面及孔隙内污染物脱除；以及(B)溢流气体非均相分离：由旋流器溢流口排出的含油气体根据其油分含量和可回收价值采用冷凝回收或聚结回收，其中，对于油分含量低或可回收价值低的含油气体，将含油气体中的水分和油分冷凝结为液体，收集后集中处理；对于油分含量高或可回收价值高的含油气体，使用气液聚结实现气体介质、油、水的分离，其中油经检测合格后即可回收利用。在一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，气体介质的加热温度范围为100℃-150℃，根据处理对象中含有的有机污染物成分来确定。在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，气体介质包括：低温空气、氮气、氢气、干气、低分气和燃气。在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，采用倒置安装的旋流器使土壤颗粒呈现分层悬浮运动的状态，从而延长了土壤颗粒在旋流器内的停留时间，有利于污染物的脱除。在另一个优选的实施方式中，在步骤(A)中，通过进气量和进料速度的调节实现土壤颗粒在倒置的旋流器内呈现分层悬浮公自转耦合运动的状态，其中，土壤颗粒自转的转速范围为60,000-200,000rpm。另一方面，本公开提供了一种含油土壤修复装置，该装置包括：悬浮态自转脱油系统，用于对含油土壤颗粒进行旋流器悬浮态除油，以使得土壤颗粒表面及孔隙内污染物脱除；以及与悬浮态自转脱油系统连接的溢流气体分离系统，用于对由旋流器溢流口排出的含油气体进行溢流气体非均相分离。在一个优选的实施方式中，该装置还包括：与悬浮态自转脱油系统连接的进气进料系统，用于将含油土壤颗粒与经过加热的气体介质充分换热，以降低土壤颗粒内的油分从颗粒表面及孔隙中脱除时的粘滞阻力和流动阻力；以及与溢流气体分离系统连接的运输存储系统。在另一个优选的实施方式中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含油土壤修复方法，该方法包括以下步骤：(A)旋流器悬浮态除油：在旋流场内，含油土壤颗粒与经过加热的气体介质充分换热，以降低土壤颗粒内的油分从颗粒表面及孔隙中脱除时的粘滞阻力和流动阻力；同时，在旋流剪切力场中产生的离心力使得土壤颗粒表面及孔隙内污染物脱除；以及(B)溢流气体非均相分离：由旋流器溢流口排出的含油气体根据其油分含量和可回收价值采用冷凝回收或聚结回收，其中，对于油分含量低或可回收价值低的含油气体，将含油气体中的水分和油分冷凝结为液体，收集后集中处理；对于油分含量高或可回收价值高的含油气体，使用气液聚结实现气体介质、油、水的分离，其中油经检测合格后即可回收利用。

【技术特征摘要】
1.一种含油土壤修复方法，该方法包括以下步骤：(A)旋流器悬浮态除油：在旋流场内，含油土壤颗粒与经过加热的气体介质充分换热，以降低土壤颗粒内的油分从颗粒表面及孔隙中脱除时的粘滞阻力和流动阻力；同时，在旋流剪切力场中产生的离心力使得土壤颗粒表面及孔隙内污染物脱除；以及(B)溢流气体非均相分离：由旋流器溢流口排出的含油气体根据其油分含量和可回收价值采用冷凝回收或聚结回收，其中，对于油分含量低或可回收价值低的含油气体，将含油气体中的水分和油分冷凝结为液体，收集后集中处理；对于油分含量高或可回收价值高的含油气体，使用气液聚结实现气体介质、油、水的分离，其中油经检测合格后即可回收利用。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，气体介质的加热温度范围为100℃-150℃，根据处理对象中含有的有机污染物成分来确定。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，气体介质包括：低温空气、氮气、氢气、干气、低分气和燃气。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，采用倒置安装的旋流器使土壤颗粒呈现分层悬浮运动的状态，从而延长了土壤颗粒在旋流器内的停留时间，有利于污染物的脱除。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(A)中，通过进气量和进料速度的调节实现土壤颗粒在倒置的旋流器内呈现分层悬浮公自转耦合运动的状态，其中，土壤颗粒自转的转速范围为60,000-200,000rpm。6.一种含油土壤修复装置，该装置包括：悬浮态自转脱油系统(2)，用于对含油土壤颗粒进行旋流器悬浮态除油，以使得土壤颗粒表面及孔隙内污染物脱除；以及与悬浮态自转脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：江霞，潘嘉科，汪华林，吴霁薇，时代，黄渊，李剑平，付鹏波，
申请(专利权)人：上海华畅环保设备发展有限公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：上海,31