一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，包括进料单元、加热单元、辅助排气单元、土壤收集单元以及废气净化单元，进料单元，用于将预处理单元破碎后的土壤输送至加热单元；加热单元，用于将进料单元输入的土壤加热；辅助排气单元，用于借助氮气将加热单元排出的废气送至废气净化单元；土壤收集单元，用于收集加热后被净化的土壤；废气净化单元，用于将含汞废气净化过滤后排出；加热单元中热旋转窑内部设有搅拌轴以翻转土壤使其均匀受热；含汞废气在进氮气管道输送的氮气推动下通过管道I和管道II送至废气净化单元。该装置在使土壤加热均匀的基础上，能够使含汞废气完全排出并有效提高含汞废气的排出速度，整体结构简单，使用方便。

A Thermal Desorption Device for Treating Mercury Contaminated Soil

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置
本专利技术涉及一种处理土壤中汞的装置，尤其是涉及一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置。
技术介绍
汞对于动物、植物、和人体健康都有很大的危害，且为全球性第一级的污染物质，汞元素进入土壤中，污染环境，危害农作物等。如何合理有效的去除土壤中的汞元素对保护环境具有重要意义，因此该项技术也成为当今人们所关注研究的。热脱附技术是修复污染土壤的主要技术之一，该技术是用直接或间接的热交换加热，使土壤中的污染组分达到足够高的温度，使其蒸发并与土壤媒介相分离的过程。目前，国内外已有回转窑、输送带式加热炉等形式的热脱附设备用于汞污染土壤的热脱附处理，可有效分离出污染土壤中的汞。然而目前的设备存在以下问题：第一，土壤加热时受热不均匀，以至于部分土壤中的汞完全排除需要更长的加热时间；第二，含汞废气排出速度慢，含汞废气滞留在加热炉中无法完全排出，第三，含汞废气的净化不彻底。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，在使土壤加热均匀的基础上，能够使含汞废气完全排出并有效提高含汞废气的排出速度。本专利技术为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，包括进料单元、加热单元、辅助排气单元、土壤收集单元以及废气净化单元，所述进料单元，用于将预处理单元破碎后的土壤输送至加热单元；所述加热单元，用于将进料单元输入的土壤加热，加热后净化的土壤输送至土壤收集单元，含汞的废气经辅助排气单元输送至废气净化单元；所述辅助排气单元，用于借助氮气将加热单元排出的废气输送至废气净化单元；所述土壤收集单元，用于收集经加热单元加热后被净化的土壤；所述废气净化单元，用于将含汞的废气通过多个净化设备净化过滤后排出；其中，所述加热单元包括由支撑杆支撑于底座上的加热炉以及套设于加热炉中部的两端延伸至加热炉外部的热旋转窑；加热炉下部设有多个点火器以点燃燃料供应装置所供给燃料为热旋转窑加热，加热炉顶部设有与空气泵连接的空气入口以提供燃料燃烧用空气；热旋转窑一端设有与进料单元连接的进料漏斗以将待处理土壤输送至热旋转窑内，进料漏斗临近出料口处设有控制进料量的进料控制阀，热旋转窑另一端设有与土壤收集单元连接的星型卸料器；热旋转窑内部设有与热旋转窑轴线一致的能够独立转动的搅拌轴以翻转土壤使其均匀受热，搅拌轴延伸至热旋转窑外部的一端电连接驱动装置；所述辅助排气单元固定于加热炉上方竖直设置的支撑板上，辅助排气单元包括直接与热旋转窑连通的进氮气管道，进氮气管道的进气口依次与氮气泵和氮气罐连接以向热旋转窑输送氮气，进氮气管道一侧设有一端与热旋转窑连通的呈倒U型的管道I，管道I的另一端与水平倾斜向下的管道II的顶部连通，管道II向下倾斜一端的顶部设有废气排出口；加热过程中，热旋转窑内部的废气在进氮气管道输送的氮气推动下通过管道I被送至管道II中再通过废气排出口排出；进氮气管道上设有控制氮气流通的氮气控制阀，废气排出口与废气净化单元连通的管道上设有控制废气流通的废气控制阀。进一步地，所述搅拌轴包括螺旋叶片以及与螺旋叶片固定连接的同心主轴。进一步地，所述废气净化单元包括依次通过管道连接的除尘器、冷凝器和过滤器；从废气排出口排出的废气经除尘器进气口流入除尘器中以除去含汞废气中的粒状物，从除尘器出气口排出的废气经冷凝器进气口流入冷凝器中以除去废气中的水分和气相汞，从冷凝器出气口排出的废气经过滤器进气口流入过滤器中以除去废气中的液态水、焦油和灰分后从过滤器排气口排至大气中。进一步地，所述除尘器为挡板式除尘器，挡板式除尘器中设有多个首尾连接的呈折线分布的过滤挡板。进一步地，除尘器下部设置的排尘口管道连接有颗粒物收集器。进一步地，所述冷凝器为套管式冷凝器，冷凝器上除设有位于上部的冷凝器进气口以及位于冷凝器进气口相对侧下部的冷凝器出气口外，还设有位于上部的与冷凝器出气口同侧的冷媒进口以及位于下部的与冷凝器进气口同侧的冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口与冷媒储罐连接；冷凝器内部连接冷凝器进气口和冷凝器出气口的螺旋状气流管道外部包覆有可流通冷媒的分别与冷媒进口和冷媒出口连接的套管，废气的流向与冷媒的流向相反，经过除尘器处理后的废气通过冷凝器进气口进入冷凝器中与冷媒换热；冷凝器内部的气流管道底部设置有冷凝液出水口，冷凝液出水口通过管道连接有用于回收凝结的水分和汞的冷凝液回收器。进一步地，所述过滤器为吸附过滤器，吸附过滤器中含有多层吸附介质；过滤器进气口位于下部，过滤器出气口位于相对侧的上部。进一步地，所述预处理单元为土壤破碎机。有益效果：如上所述，本专利技术的一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，具有以下有益效果：1）、加热单元中采用加热热旋转窑的方式间接加热土壤，利用热旋转窑内部的搅拌轴搅动土壤使其均匀受热，以使土壤中的汞能够完全挥发出来。2）、本装置中向加热单元中通入氮气，在加热前先通过氮气进气口通入氮气，使热旋转窑内部达到平衡后再加热；在加热过程中通入氮气，可以保证热旋转窑内部的废气迅速排出；在加热停止后再通一段时间的氮气以保证废气能够全部排出。3）、为有效捕集含汞废气中的气相汞，通过设置冷凝器的冷凝作用收集烟气中的水分和大部分的气相汞，结构简单，含汞废气的走向与冷媒走向相反，有利于传热。4）、挡板式除尘器能够利用过滤挡板捕集排气中的粒状物，粒状物收集至颗粒物收集器后再送至进料单元，结构简单，维护方便且除尘效率好。5）、吸附过滤器采用吸附介质分层设计，对废气过滤效果好，且吸附介质更换方便。6）、该装置整体结构简单，使用方便，以热脱附法对于高浓度汞污染土壤进行处理，加热温度高于500℃时土壤残余汞浓度均可达到法规管制标准值20mg/kg以下，且随着操作温度的增加，去除效率也提升至接近100%。下面结合实施例附图和具体实施例对本专利技术做进一步具体详细的说明。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术中的热吸附装置的结构示意图。图2是本专利技术中辅助排气单元的气体流向示意图。图3是图2中A-A处的剖面图。图示标记，1、预处理单元，2、进料单元，3、加热单元，301、进料漏斗，302、进料控制阀，303、驱动装置，304、热旋转窑，305、加热炉，306、点火器，307、星型卸料器，308、搅拌轴，309、空气入口，4、土壤收集单元，5、除尘器，501、除尘器进气口，502、排尘口，503、过滤挡板，504、除尘器出气口，6、颗粒物收集器，7、冷凝器，701、冷凝器进气口，702、套管、703、冷媒出口，704、冷凝液回收器，705、冷凝器出气口，706、冷媒进口，8、过滤器，801、过滤器进气口，802、吸附介质，803、过滤器出气口，9、辅助排气单元，901、氮气控制阀，902、进氮气管道，903、管道I，904、管道II，905、废气排出口，906、废气控制阀。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，在进一步完善含汞废气净化单元的基础上，能够使含汞废气完全排出并有效提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，包括进料单元(2)、加热单元(3)、辅助排气单元(9)、土壤收集单元(4)以及废气净化单元，其特征在于：所述进料单元(2)，用于将预处理单元(1)破碎后的土壤输送至加热单元(3)；所述加热单元(3)，用于将进料单元(2)输入的土壤加热，加热后净化的土壤输送至土壤收集单元(4)，含汞的废气经辅助排气单元(9)输送至废气净化单元；所述辅助排气单元(9)，用于借助氮气将加热单元(3)排出的废气输送至废气净化单元；所述土壤收集单元(4)，用于收集经加热单元(3)加热后被净化的土壤；所述废气净化单元，用于将含汞的废气通过多个净化设备净化过滤后排出；其中，所述加热单元(3)包括由支撑杆支撑于底座上的加热炉(305)以及套设于加热炉(305)中部的两端延伸至加热炉(305)外部的热旋转窑(304)；加热炉(305)下部设有多个点火器(306)以点燃燃料供应装置所供给燃料为热旋转窑(304)加热，加热炉(305)顶部设有与空气泵连接的空气入口(309)以提供燃料燃烧用空气；热旋转窑(304)一端设有与进料单元(2)连接的进料漏斗(301)以将待处理土壤输送至热旋转窑(304)内，进料漏斗(301)临近出料口处设有控制进料量的进料控制阀(302)，热旋转窑(304)另一端设有与土壤收集单元(4)连接的星型卸料器(307)；热旋转窑(304)内部设有与热旋转窑(304)轴线一致的能够独立转动的搅拌轴(308)以翻转土壤使其均匀受热，搅拌轴(308)延伸至热旋转窑(304)外部的一端电连接驱动装置(303)；所述辅助排气单元(9)固定于加热炉(305)上方竖直设置的支撑板上，辅助排气单元(9)包括直接与热旋转窑(304)连通的进氮气管道(902)，进氮气管道(902)的进气口依次与氮气泵和氮气罐连接以向热旋转窑(304)输送氮气，进氮气管道(902)一侧设有一端与热旋转窑(304)连通的呈倒U型的管道I(903)，管道I (903)的另一端与水平倾斜向下的管道II (904)的顶部连通，管道II (904)向下倾斜一端的顶部设有废气排出口(905)；加热过程中，热旋转窑(304)内部的废气在进氮气管道(902)输送的氮气推动下通过管道I (903)被送至管道II (904)中再通过废气排出口(907)排出；进氮气管道(902)上设有控制氮气流通的氮气控制阀(901)，废气排出口(905)与废气净化单元连通的管道上设有控制废气流通的废气控制阀(906)。...

【技术特征摘要】
1.一种用于处理汞污染土壤的热脱附装置，包括进料单元(2)、加热单元(3)、辅助排气单元(9)、土壤收集单元(4)以及废气净化单元，其特征在于：所述进料单元(2)，用于将预处理单元(1)破碎后的土壤输送至加热单元(3)；所述加热单元(3)，用于将进料单元(2)输入的土壤加热，加热后净化的土壤输送至土壤收集单元(4)，含汞的废气经辅助排气单元(9)输送至废气净化单元；所述辅助排气单元(9)，用于借助氮气将加热单元(3)排出的废气输送至废气净化单元；所述土壤收集单元(4)，用于收集经加热单元(3)加热后被净化的土壤；所述废气净化单元，用于将含汞的废气通过多个净化设备净化过滤后排出；其中，所述加热单元(3)包括由支撑杆支撑于底座上的加热炉(305)以及套设于加热炉(305)中部的两端延伸至加热炉(305)外部的热旋转窑(304)；加热炉(305)下部设有多个点火器(306)以点燃燃料供应装置所供给燃料为热旋转窑(304)加热，加热炉(305)顶部设有与空气泵连接的空气入口(309)以提供燃料燃烧用空气；热旋转窑(304)一端设有与进料单元(2)连接的进料漏斗(301)以将待处理土壤输送至热旋转窑(304)内，进料漏斗(301)临近出料口处设有控制进料量的进料控制阀(302)，热旋转窑(304)另一端设有与土壤收集单元(4)连接的星型卸料器(307)；热旋转窑(304)内部设有与热旋转窑(304)轴线一致的能够独立转动的搅拌轴(308)以翻转土壤使其均匀受热，搅拌轴(308)延伸至热旋转窑(304)外部的一端电连接驱动装置(303)；所述辅助排气单元(9)固定于加热炉(305)上方竖直设置的支撑板上，辅助排气单元(9)包括直接与热旋转窑(304)连通的进氮气管道(902)，进氮气管道(902)的进气口依次与氮气泵和氮气罐连接以向热旋转窑(304)输送氮气，进氮气管道(902)一侧设有一端与热旋转窑(304)连通的呈倒U型的管道I(903)，管道I(903)的另一端与水平倾斜向下的管道II(904)的顶部连通，管道II(904)向下倾斜一端的顶部设有废气排出口(905)；加热过程中，热旋转窑(304)内部的废气在进氮气管道(902)输送的氮气推动下通过管道I(903)被送至管道II(904)中再通过废气排出口(907)排出；进氮气管道(902)上设有控制氮气流通的氮气控制阀(901)，废气排出口(905)与废气净化单元连通的管道上设有控制废气流通的废气控制阀(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学涛，张乾蔚，邢利利，丁坤，梁彦正，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41