一种污染土壤热脱附修复系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种污染土壤热脱附修复系统及方法，该系统包括进料系统、回转窑系统、燃烧系统、余热回收系统和尾气处理系统。新风在换热器中与二次燃烧室出口的高温烟气换热，部分热空气进入二次燃烧室，剩余部分进入回转窑加热夹套以对污染土壤进行间接加热；回转窑加热夹套排出的空气进入燃烧器，排出的热烟气逆向进入各回转窑以对污染土壤进行直接加热，排出的富含污染物的烟气进入尾气处理系统。本实用新型专利技术使用热空气对污染土壤依次进行间接加热和直接加热，提高加热效率，增大污染土壤的处理量和脱附效果；尾气处理系统可有效的去除扬尘和污染物，并且最大程度的避免二噁英等二次污染物的排放，实现了土壤的有效修复。

【技术实现步骤摘要】
一种污染土壤热脱附修复系统
本技术涉及土壤修复
，尤其涉及一种污染土壤热脱附修复系统。
技术介绍
随着产业升级和经济转型，大批钢铁厂、化工厂和固体废物堆放场等从城市中心地带向其它地区或者郊区搬迁，留下了大批受污染的土地。土壤中的污染物主要为总石油烃类、多环芳烃、卤代烃类，农药类、多氯联苯、二噁英等有机污染物，有些土壤还含有汞、砷等重金属污染物。受污染的土壤难以恢复，对农产品和人体健康带来极大危害。热脱附技术已经被广泛应用于修复此类被污染的土壤，将土壤加热至200-600℃，可以有效的去除其中的有机物和重金属成分。提高热脱附系统的能量利用率，提高污染土壤的处理效率，降低单位重量土壤的处理成本，对于该技术的推广具有重要的意义。目前针对污染土壤的热脱附技术主要有两种，一种技术是直接热脱附，即采用高温烟气直接加热土壤至指定温度，这种技术的优点是土壤与高温烟气直接接触，换热效率高，但由于脱附而出的有机污染物直接进入烟气中，大大增加了尾气的处理量，使设备体积庞大，从而提高了处理成本，并且烟气中灰分较多，而且容易形成二噁英等二次污染物。另一种技术是间接热脱附，即将土壤和热烟气隔开，热烟气通过夹套或者空心桨叶间接加热土壤，这种技术的优点是减少了尾气的处理量和处理难度，缺点是间接加热的换热效率较低，因此污染土壤处理量相对较低。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的问题，本技术提出了一种污染土壤热脱附修复系统，其同时采用直接热脱附和间接热脱附，提高加热效率，同时增大污染土壤的处理量和脱附效果。>为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术提供一种污染土壤热脱附修复系统，其包括：用于土壤热脱附的回转窑系统，所述回转窑系统包括一级回转窑、二级回转窑以及用于连接一级回转窑窑尾与二级回转窑窑头的连接筒体，污染土壤通过土壤进料口依次进入一级回转窑、连接筒体、二级回转窑进行热脱附，二级回转窑窑尾排出的热脱附后的洁净土壤进入后续处理设备；用于回收高温烟气热量的余热回收系统，所述余热回收系统包括换热器和鼓风机，由鼓风机引入换热器的新风与二次燃烧室出口的高温烟气换热；换热器出口的热空气分为三部分，第一部分进入二次燃烧室用于烟气的燃烧，第二部分和第三部分分别进入一级回转窑加热夹套和二级回转窑加热夹套以对回转窑内的污染土壤进行间接加热；用于提供热烟气的燃烧系统，所述燃烧系统包括燃烧器和助燃风机，一级回转窑加热夹套和二级回转窑加热夹套排出的空气进入燃烧器，助燃新风经由助燃风机引入燃烧器，燃料经由喷嘴进入燃烧器，由燃烧器排出的热烟气依次逆向进入由二级回转窑、连接筒体和一级回转窑以对回转窑内的污染土壤进行直接加热，由一级回转窑窑头排出的富含污染物的烟气进入尾气处理系统。进一步地，所述回转窑系统包括两个串联的回转窑加热脱附装置，由一级回转窑和二级回转窑组成；所述一级回转窑包括筒体、进料斗、密封装置、加热夹套、传动装置、支撑装置；所述二级回转窑包括筒体，密封装置、加热夹套，传动装置、支撑装置、出料装置。进一步地，所述一级回转窑和二级回转窑均为负压操作，防止有害气体外泄；其中，所述负压为表压-20Pa至-300Pa。进一步地，所述一级回转窑和二级回转窑为卧式可旋转的圆柱形筒体，其外部轮廓由钢板卷制而成，内衬耐火材料，筒体的轴线与水平面均保持一定的倾角。倾角大小可以使土壤从回转窑高处的进料口进入后，随着筒体的转动缓慢向窑尾出料口移动。进一步地，所述一级回转窑及二级回转窑与水平面均呈3～6°的夹角，转速均为2～5r/min。更优选为，所述一级回转窑及二级回转窑与水平面均呈4°的夹角，转速均为3r/min。进一步地，所述土壤进料口还与进料系统连通，所述进料系统包括依次连接的破碎机、振动筛和输送螺杆，污染土壤经破碎、筛分后由输送螺杆输送至所述土壤进料口。进一步地，筛分后的污染土壤的直径小于30～40mm；更优选为小于20mm。进一步地，所述洁净的土壤由二级回转窑窑尾排入土壤补水槽以经过喷淋水加湿、冷却，完成修复。进一步地，所述尾气处理处理包括旋风除尘器、二次燃烧室、急冷塔、文丘里脱酸脱二噁英系统、袋式除尘器和烟囱，由一级回转窑排出的烟气连通至旋风除尘器，由旋风除尘器排出的烟气进入二次燃烧室由燃料进行燃烧排出高温烟气，高温烟气经换热器换热后依次进入急冷塔、文丘里脱酸脱二噁英系统、袋式除尘器处理，排出的洁净尾气经引风机引入烟囱排放。进一步地，所述二次燃烧室和燃烧器采用的燃料为天然气、燃料油或其它的可燃性气、液态燃料等及其组合。进一步地，所述燃料入口管线上分别设置流量控制阀以确保各出口物流(热烟气、热空气)的温度。进一步地，土壤在回转窑中被直接加热时，由于直接加热空气的扰动，以及回转窑的转动，会形成一定的扬尘进入加热空气中，旋风除尘器可以去除99％以上的5微米以上的颗粒物。进一步地，所述一级回转窑为低温加热段，其将土壤加热至150-250℃，土壤停留时间在5-20分钟，以脱除其中的水分和低沸点的有机物，土壤经一、二级回转窑的连接筒体进入二级回转窑；所述二级回转窑为高温加热段，将土壤加热至400-500℃，土壤停留时间在5-20分钟，以脱除99％以上的高沸点有机物；所述燃烧器排出的热烟气的温度为600-700℃；所述换热器出口的热空气温度为600-700℃；二次燃烧室出口的高温烟气温度为1000～1200℃，烟气停留时间2秒以上，使有机物分子完全氧化，生成二氧化碳和水；换热器出口的烟气温度为500-650℃，由顶部进入急冷塔，急冷塔使烟气在1秒内被冷却至180～220℃，迅速跨过的二噁英的生成温度区间，大大减少了二噁英的生成。进一步地，所述二次燃烧室中段设置二次风供风系统，从换热器排出的热空气的第一部分通过沿二次燃烧室炉壁的一圈二次风管向炉内切向供风，使烟气形成旋流，保证烟气的燃烧效率和效果。进一步地，所述文丘里脱酸脱二噁英系统入口处可设置消石灰罐及活性炭料罐，所述消石灰及活性炭粉末经压缩空气喷入文丘里装置与经急冷塔降温后的烟气混合，随后经烟道进入袋式除尘器。消石灰和活性炭颗粒附着到滤袋表面形成滤饼，与缓慢通过滤袋的烟气充分接触，从而提高重金属、二噁英类物质和酸性污染物的去除效率；最后，尾气由引风机抽出，进入烟囱达标排放。进一步地，所述消石灰及活性炭粉末的喷入量由星型卸料装置根据酸性气体含量变频控制喷射量。进一步地，所述袋式除尘器采用脉冲清灰式，消石灰和活性炭颗粒被附着到滤袋表面继续吸附，从而提高二噁英类物质和酸性污染物的去除效率，袋式除尘器监测进出口压差，当阻力达到设定值时，压缩空气将附着于滤袋表面的灰尘吹扫坠入灰斗，灰尘经由螺旋出灰机排出。进一步地，在急冷塔中，急冷水从塔顶进入，经由喷嘴被雾化为大量小粒径的液滴，与同样从塔顶进入的烟气同向流动进行换热。进一步地，所述急冷塔设置急冷塔储水罐和喷淋泵，所述喷淋泵将急冷水由急冷塔储水罐输送至急冷塔顶部，过量的急冷水返回至急冷塔储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染土壤热脱附修复系统，其特征在于，包括：/n用于土壤热脱附的回转窑系统，所述回转窑系统包括一级回转窑(3)、二级回转窑(7)以及用于连接一级回转窑窑尾与二级回转窑窑头的连接筒体(5)，污染土壤通过土壤进料口(6)依次进入一级回转窑(3)、连接筒体(5)、二级回转窑(7)进行热脱附，二级回转窑(7)窑尾排出的热脱附后的洁净土壤进入后续处理设备；/n用于回收高温烟气热量的余热回收系统，所述余热回收系统包括换热器(2)和鼓风机(1)，由鼓风机(1)引入换热器(2)的新风(23)与二次燃烧室(12)出口的高温烟气换热；换热器(2)出口的热空气分为三部分，第一部分进入二次燃烧室(12)用于烟气的燃烧，第二部分和第三部分分别进入一级回转窑加热夹套(4)和二级回转窑加热夹套(8)以对回转窑内的污染土壤进行间接加热；/n用于提供热烟气的燃烧系统，所述燃烧系统包括燃烧器(10)和助燃风机，一级回转窑加热夹套(4)和二级回转窑加热夹套(8)排出的空气进入燃烧器(10)，助燃新风(24)经由助燃风机引入燃烧器(10)，燃料(25)经由喷嘴(9)进入燃烧器(10)，由燃烧器(10)排出的热烟气依次逆向进入由二级回转窑(7)、连接筒体(5)和一级回转窑(3)以对回转窑内的污染土壤进行直接加热，由一级回转窑(3)窑头排出的富含污染物的烟气进入尾气处理系统。/n...

【技术特征摘要】
1.一种污染土壤热脱附修复系统，其特征在于，包括：
用于土壤热脱附的回转窑系统，所述回转窑系统包括一级回转窑(3)、二级回转窑(7)以及用于连接一级回转窑窑尾与二级回转窑窑头的连接筒体(5)，污染土壤通过土壤进料口(6)依次进入一级回转窑(3)、连接筒体(5)、二级回转窑(7)进行热脱附，二级回转窑(7)窑尾排出的热脱附后的洁净土壤进入后续处理设备；
用于回收高温烟气热量的余热回收系统，所述余热回收系统包括换热器(2)和鼓风机(1)，由鼓风机(1)引入换热器(2)的新风(23)与二次燃烧室(12)出口的高温烟气换热；换热器(2)出口的热空气分为三部分，第一部分进入二次燃烧室(12)用于烟气的燃烧，第二部分和第三部分分别进入一级回转窑加热夹套(4)和二级回转窑加热夹套(8)以对回转窑内的污染土壤进行间接加热；
用于提供热烟气的燃烧系统，所述燃烧系统包括燃烧器(10)和助燃风机，一级回转窑加热夹套(4)和二级回转窑加热夹套(8)排出的空气进入燃烧器(10)，助燃新风(24)经由助燃风机引入燃烧器(10)，燃料(25)经由喷嘴(9)进入燃烧器(10)，由燃烧器(10)排出的热烟气依次逆向进入由二级回转窑(7)、连接筒体(5)和一级回转窑(3)以对回转窑内的污染土壤进行直接加热，由一级回转窑(3)窑头排出的富含污染物的烟气进入尾气处理系统。


2.根据权利要求1所述的一种污染土壤热脱附修复系统，其特征在于，所述一级回转窑(3)包括筒体、进料斗、密封装置、加热夹套、传动装置、支撑装置；所述二级回转窑(7)包括筒体、密封装置、加热夹套，传动装置、支撑装置、出料装置；所述一级回转窑(3)和二级回转窑(7)为卧式可旋转的圆柱形筒体，其外部轮廓由钢板卷制而成，内衬耐火材料，筒体的轴线与水平面保持一定的倾角。


3.根据权利要求1所述的一种污染土壤热脱附修复系统，其特征在于，所述土壤进料口(6)还与进料系统连通，所述进料系统包括依次连接的破碎机、振动筛和输送螺杆，污染土壤经破碎、筛分后由输送螺杆输送至所述土壤进料口(6)。


4.根据权利要求1所述的一种污染土壤热脱附修复系统，其特征在于，所述尾气处理处理包括旋风除尘器(11)、二次燃烧室(12)、急冷塔(13)、文丘里脱酸脱二噁英系统、袋式除尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵修华，胡雪沁，
申请(专利权)人：上海同济华康环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31