一种有机物污染土壤的热脱附修复系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种有机物污染土壤的热脱附修复系统，用于对挥发性有机物或半挥发性有机物污染的土壤进行修复，包括土壤预处理单元、加热单元、热脱附尾气收集处理单元。土壤预处理单元包括依次连接的污染土壤预处理装置(1)和上料装置(2)；加热单元包括依次连接的热脱附装置(3)和供热装置(4)；热脱附尾气收集处理单元包括依次连接的旋风除尘装置(5)、滤芯布袋除尘装置(6)、除油装置(7)、热交换装置(8)、催化降解装置(9)和碱液喷淋装置(10)，催化降解装置(9)中填充有非贵金属催化剂。该系统能有效降解尾气中的有机污染物，并对多余热能进行回收利用，满足绿色、经济、高效的修复处理模式。

A thermal desorption system for remediation of organic contaminated soil

【技术实现步骤摘要】
一种有机物污染土壤的热脱附修复系统
本技术实施例涉及污染土壤修复领域，尤其涉及一种有机物污染土壤的热脱附修复系统。
技术介绍
近年来，随着我国城镇化进程的加速及产业结构的调整，许多原本位于城市建成区的重污染工业企业从市中心搬离，由此产生了大量的污染场地。土壤中的挥发性和半挥发性有机污染物具有毒性大、迁移性强的特点，一旦污染土壤受到扰动，极易从污染场地中逸散出来，造成二次污染的发生，对周边生态环境和人体健康造成不可逆的严重危害。因此，污染场地土壤的修复治理工作日益受到国家及全社会的高度重视。目前，针对挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs)污染场地土壤的众多修复技术中，原地异位热脱附技术以其修复速度快、效率高及普适性强等优势而受到了国内外修复及科研工作者的广泛青睐，其原理是通过直接或间接热交换，将土壤中的挥发性或半挥发性有机污染物加热到沸点温度，使其挥发并与土壤介质分离，气态产物通过收集和捕获后进行净化的过程。近几年，对污染土壤进行修复的原位热脱附技术也受到了广泛关注，但由于该存在受土壤理化性质及质地影响较大，修复时间较长、普适性较差的问题，难以应用于我国不同区域的各类型土壤。并且，我国经济体制以及土地管理制度与国外存在很大的差异性，我国的遗留污染场地往往用做房地产开发，周期短、任务重，相比于修复时间较长的原位热脱附修复技术，更适宜采用快速高效的原地异位热脱附修复技术。相比于国外发达国家，我国污染场地修复技术起步较晚，但场地修复市场发展迅速，正处于快速增长阶段。原地异位热脱附技术作为一种较为成熟的土壤修复技术，广泛应用于欧美发达国家。近五年来，该技术在国内得到了快速的发展。然而，在我国污染场地上应用的原地异位热脱附技术及相关设备很多直接从国外进口，尚存在耗能大、修复成本高等关键技术问题亟待解决，且受知识产权保护的限制，维修不便、核心技术仍未完全掌握，难以大范围推广应用。目前国内自主研发的设备也多是由水泥、建材等传统行业的回转窑设备改造而来，没有充分根据土壤修复的特点和技术要求来优化设计，导致其与国外同等处理规模的设备，处理量明显偏低，技术水平较低。另外，二次污染控制技术尚不成熟，多采用活性炭吸附、贵金属催化剂催化或是借鉴危险废物焚烧的方式处理尾气，专业化水平低且成本高，导致二次污染风险较大。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术实施例提供一种有机物污染土壤的热脱附修复系统。本技术实施例提供一种土壤的热脱附修复系统，用于对挥发性有机物或半挥发性有机物污染的土壤进行修复，其特征在于，所述系统包括：土壤预处理单元、加热单元、热脱附尾气收集处理单元；所述土壤预处理单元包括依次连接的污染土壤预处理装置(1)和上料装置(2)，所述污染土壤预处理装置(1)由挖掘设备、破碎设备和筛分脱水设备构成，所述破碎设备将土壤中的大石块破碎成小颗粒，所述筛分脱水设备过滤掉粒径较大的石块，所述上料装置(2)由斗式提升机和与其相连的传送带系统构成，将筛分出的土壤物料送至加热单元的热脱附装置(3)中；所述加热单元包括依次连接的热脱附装置(3)和供热装置(4)，供热装置(4)产生大量高温气体，热脱附装置(3)利用高温气体将土壤物料加热，使土壤中的有机污染物挥发至气体中；所述热脱附尾气收集处理单元包括依次连接的旋风除尘装置(5)、滤芯布袋除尘装置(6)、除油装置(7)、热交换装置(8)、催化降解装置(9)和碱液喷淋装置(10)，所述旋风除尘装置(5)将尾气中的粗颗粒土壤物料去除，所述滤芯布袋除尘装置(6)将尾气中的细颗粒土壤物料去除，所述除油装置(7)去除尾气中气化的含焦油成分及含硫成分，所述热交换装置(8)将尾气温度降到设定温度，并传输至所述催化降解装置(9)，将多余的热能传回至所述供热装置(4)，所述催化降解装置(9)中填充有非贵金属催化剂，在300-400℃时，将尾气中的有机污染物降解为无毒无害的产物，所述碱液喷淋装置(10)对尾气中含有的酸性污染物进行喷淋处理，达到排放标准。进一步，所述系统还包括总体集成控制系统(14)，由中央控制器、显示器、热电偶、压力计、在线飞行时间质量质谱仪、配电箱组成，用于监控所述土壤预处理单元、加热单元和热脱附尾气收集处理单元的运行情况。进一步，所述热脱附装置(3)为立式管状分层式结构，上部为加热层，下部为冷却层，中央设有中心轴(16)，每层设有耙齿结构(17)，所述耙尺结构(17)沿着中心轴(16)匀速旋转。进一步，所述催化降解装置(9)为三段回转式结构，以增加尾气与催化剂的接触、停留与反应时间，提高催化降解效率。进一步，所述非贵金属催化剂为氧化铝与非贵金属组成的网状催化剂，尾气在所述催化降解装置(9)中停留1-5秒。进一步，所述除油装置(7)使用比表面积大、吸附能力强的颗粒状炭化物材料，去除尾气中气化的含焦油成分及含硫成分。进一步，所述碱液喷淋装置(10)下部设有收集喷淋液的专用装置(24)，对喷淋液进行合理化安全处置。进一步，所述系统还包括在线分析测试装置(13)，连接所述催化降解装置(9)和烟气排放装置(12)，实时监测尾气中的污染物浓度，确认达标后从所述烟气排放装置(12)排入大气。进一步，所述污染土壤预处理装置(1)在全密封的负压大棚内对污染土壤进行挖掘、破碎和筛分。进一步，根据污染物的不同，所述供热装置(4)产生的高温气体的温度范围在100-800℃。本技术实施例提供的有机物污染土壤的热脱附修复系统，其热脱附装置采用立式管状分层式结构，与传统的回转窑设备改造不同，可使污染土壤均匀受热，并适用于所有的土质条件，另外该系统通过低温催化的方式降解尾气中的挥发性和半挥发性有机污染物，并通过热能回收系统利用多余的热能，而且各单元设备均为撬装式，便于拆解、运输，降低了处理成本，满足绿色、经济、高效的修复处理模式。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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为本技术实施例提供的土壤热脱附修复系统的设备组成结构图；图2为本技术实施例提供的土壤预处理单元的设备组成结构图；图3为本技术实施例提供的加热单元的设备组成结构图；图4为本技术实施例提供的热脱附尾气收集处理单元的设备组成结构图。本技术实施例中附图标记：1-土壤预处理装置，2-上料装置，3-热脱附装置，4-供热装置，5-旋风除尘装置，6-滤芯布袋除尘装置，7-除油装置，8-热交换装置，9-催化降解装置，10-碱液喷淋装置，11-抽气泵装置，12-烟气排放装置，13-在线分析测试装置，14-总体集成控制系统，15-物料进口，16-中心轴，17-耙齿结构，18-物料出口，19-尾气排放口，20-隔热保温材料，21-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机物污染土壤的热脱附修复系统，用于对挥发性有机物或半挥发性有机物污染的土壤进行修复，其特征在于，所述系统包括：土壤预处理单元、加热单元、热脱附尾气收集处理单元；/n所述土壤预处理单元包括依次连接的污染土壤预处理装置(1)和上料装置(2)，所述污染土壤预处理装置(1)由挖掘设备、破碎设备和筛分脱水设备构成，所述破碎设备将土壤中的大石块破碎成小颗粒，所述筛分脱水设备过滤掉粒径较大的石块，所述上料装置(2)由斗式提升机和与其相连的传送带系统构成，将筛分出的土壤物料送至加热单元的热脱附装置(3)中；/n所述加热单元包括依次连接的热脱附装置(3)和供热装置(4)，供热装置(4)产生大量高温气体，热脱附装置(3)利用高温气体将土壤物料加热，使土壤中的有机污染物挥发至气体中；/n所述热脱附尾气收集处理单元包括依次连接的旋风除尘装置(5)、滤芯布袋除尘装置(6)、除油装置(7)、热交换装置(8)、催化降解装置(9)和碱液喷淋装置(10)，所述旋风除尘装置(5)将尾气中的粗颗粒土壤物料去除，所述滤芯布袋除尘装置(6)将尾气中的细颗粒土壤物料去除，所述除油装置(7)去除尾气中气化的含焦油成分及含硫成分，所述热交换装置(8)将尾气温度降到设定温度，并传输至所述催化降解装置(9)，将多余的热能传回至所述供热装置(4)，所述催化降解装置(9)中填充有非贵金属催化剂，在300-400℃时，将尾气中的有机污染物降解为无毒无害的产物，所述碱液喷淋装置(10)对尾气中含有的酸性污染物进行喷淋处理，达到排放标准。/n...

【技术特征摘要】
1.一种有机物污染土壤的热脱附修复系统，用于对挥发性有机物或半挥发性有机物污染的土壤进行修复，其特征在于，所述系统包括：土壤预处理单元、加热单元、热脱附尾气收集处理单元；
所述土壤预处理单元包括依次连接的污染土壤预处理装置(1)和上料装置(2)，所述污染土壤预处理装置(1)由挖掘设备、破碎设备和筛分脱水设备构成，所述破碎设备将土壤中的大石块破碎成小颗粒，所述筛分脱水设备过滤掉粒径较大的石块，所述上料装置(2)由斗式提升机和与其相连的传送带系统构成，将筛分出的土壤物料送至加热单元的热脱附装置(3)中；
所述加热单元包括依次连接的热脱附装置(3)和供热装置(4)，供热装置(4)产生大量高温气体，热脱附装置(3)利用高温气体将土壤物料加热，使土壤中的有机污染物挥发至气体中；
所述热脱附尾气收集处理单元包括依次连接的旋风除尘装置(5)、滤芯布袋除尘装置(6)、除油装置(7)、热交换装置(8)、催化降解装置(9)和碱液喷淋装置(10)，所述旋风除尘装置(5)将尾气中的粗颗粒土壤物料去除，所述滤芯布袋除尘装置(6)将尾气中的细颗粒土壤物料去除，所述除油装置(7)去除尾气中气化的含焦油成分及含硫成分，所述热交换装置(8)将尾气温度降到设定温度，并传输至所述催化降解装置(9)，将多余的热能传回至所述供热装置(4)，所述催化降解装置(9)中填充有非贵金属催化剂，在300-400℃时，将尾气中的有机污染物降解为无毒无害的产物，所述碱液喷淋装置(10)对尾气中含有的酸性污染物进行喷淋处理，达到排放标准。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括总体集成控制系统(14)，由中央控制器、显示器、热电偶、压力计、在线飞行时间质量质谱仪、配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，侯红，吴江龙，樊飞跃，韩建均，刘树娟，
申请(专利权)人：北京坤达胜源环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11