一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法技术

本发明专利技术公开了一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法，中温气化反应器内实现修复植物的一级气化获得粗制可燃气，同时确保大部分重金属向残渣迁移和固化；高温还原反应器内利用载氧体的晶格氧实现粗制可燃气的二次气化重整，同时实现载氧体对重金属的固化吸附，协同底渣富集实现对修复植物体内重金属的高效捕集；氧化反应器中实现失氧载氧体的氧化再生；分离器和返料器实现气化可燃气、载氧体颗粒、以及残炭颗粒三者之间的定向分离，以及载氧体与残炭颗粒的再循环。本发明专利技术将中温气化与高温化学链相耦合，实现能量的梯级利用及气化产物的重整提质，获得高品质的合成气，同时达到对修复植物所含重金属的高效捕集，实现土壤重金属修复植物的无害化、资源化利用。

A two-stage heat treatment method for heavy metal remediation in soil by coupling medium temperature gasification and high temperature chemical chain

The invention discloses a two-stage heat treatment method for heavy metal remediation plants in soil coupled with medium temperature gasification and high temperature chemical chain. In the medium temperature gasification reactor, the primary gasification of the remediation plants is realized to obtain crude combustible gas, and at the same time, most heavy metals are ensured to migrate and solidify to the residue; in the high temperature reduction reactor, the secondary gasification and reforming of crude combustible gas is realized by using lattice oxygen of oxygen carrier At the same time, it realizes the solidification and adsorption of heavy metals by the oxygen carrier, realizes the efficient capture of heavy metals in the repaired plant body by cooperating with the bottom slag enrichment, realizes the oxidation regeneration of the oxygen carrier lost in the oxidation reactor, realizes the directional separation of gasified combustible gas, oxygen carrier particles and carbon residue particles by the separator and the feeder, and the recycling of oxygen carrier and carbon residue particles. The invention couples the medium temperature gasification with the high temperature chemical chain, realizes the cascade utilization of energy and the reforming and upgrading of the gasification products, obtains the high-quality synthetic gas, at the same time achieves the high-efficiency capture of heavy metals contained in the repair plants, and realizes the harmless and resource utilization of the heavy metal repair plants in the soil.

【技术实现步骤摘要】
一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法
本专利技术涉及能源与环保领域中的土壤重金属修复植物热处理方法，尤其涉及一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法。
技术介绍
植物修复作为一种新兴技术在重金属治理领域迅速发展。伴随着植物修复技术的大面积推广应用，修复植物的产后处置问题应运而生。如果没有开发出合适的产后处置技术，将会导致富集的重金属重新回到环境当中，由此不仅会造成人力、物力与财力的浪费，更会对环境产生二次污染。传统的修复植物的产后处理方法包括压缩填埋法、焚烧法、堆肥法、液相萃取法以及热解法等。这些技术经过多年发展，技术路线较为成熟，但都存在着一些不容忽视的问题。压缩填埋法处理方式简单且成本较低，但容易产生二次污染，而且会大量占用宝贵的土地资源；焚烧法可以实现修复植物的减量化，但该方法易产生二噁英和NOx等大气污染物；堆肥法处理周期过长且有产生二次污染的风险；液相萃取法虽然可以回收植物内的重金属达到回收再利用的目的，但该方法成本过于高昂，难以大规模地用于工业生产当中；热解法处理修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)在中温气化反应器(1)中，由水蒸气组成的气化剂(A)从床层底部进入，床料为惰性物料(f)，在气化剂(A)作用下形成密相区；修复植物成型物料(g)从密相区加入中温气化反应器，与气化剂(A)发生中温气化反应，获得粗制可燃气，同时重金属在中温时向残渣迁移富集；/n(2)载氧体颗粒(h)从化学链还原反应器(3)底部进入，与粗制可燃气接触，载氧体颗粒(h)通过释放晶格氧对粗制可燃气二次气化重整，同时载氧体颗粒对重金属固化吸附，协同底渣富集完成对修复植物所含重金属的二次捕集；/n(3)在化学链还原反应...

【技术特征摘要】
1.一种耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在中温气化反应器(1)中，由水蒸气组成的气化剂(A)从床层底部进入，床料为惰性物料(f)，在气化剂(A)作用下形成密相区；修复植物成型物料(g)从密相区加入中温气化反应器，与气化剂(A)发生中温气化反应，获得粗制可燃气，同时重金属在中温时向残渣迁移富集；
(2)载氧体颗粒(h)从化学链还原反应器(3)底部进入，与粗制可燃气接触，载氧体颗粒(h)通过释放晶格氧对粗制可燃气二次气化重整，同时载氧体颗粒对重金属固化吸附，协同底渣富集完成对修复植物所含重金属的二次捕集；
(3)在化学链还原反应器(3)的出口处，反应后的载氧体颗粒(h)与未转化的残炭颗粒(i)将进入一级惯性分离器(6)和二级旋风分离器(12)，其中载氧体粗颗粒被分离进入化学链空气反应器再生，然后经返料系统送入化学链还原反应器(3)继续参加反应；而细残炭颗粒(i)，无法在一级惯性分离器(4)中分离，在尾气的输运下穿过一级惯性分离器(6)后进入二级旋风分离器(12)中分离，然后经由返料系统进入中温气化反应器(1)中继续参加反应。


2.根据权利要求1所述的耦合中温气化与高温化学链的土壤重金属修复植物两段式热处理方法，其特征在于：所述中温气化反应器(1)内温度为600～700℃，修复植物与气化剂反应获得一级气化粗制可燃气CO、H2、CH4、CO2和C2H6，同时重金属向残渣迁移和固化。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓佳，谌通，金保昇，陈瑜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32