一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法技术方案

本发明专利技术公开了一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法，热脱附系统通过在螺旋上料设备的螺旋出口处设置活动挡板，在回转窑的进料口处设置活动盖板，在回转窑的进料口处设置有进料导流板，在旋风除尘设备的料仓下部设置振打器等方式提升整个系统运行的连续性。本发明专利技术提供的污染土壤直接热脱附系统维保人员的工作量大大减少，装备和操作人员的安全性得到很大提高，在国内同类展品中技术上占据领先位置。

【技术实现步骤摘要】
一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法
本专利技术属于污染土壤修复领域，具体涉及一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法。
技术介绍
在大型化工污染场地，直接热脱附设备是处理有机物污染土壤或有机物与重金属复合污染土壤最常用、处理效率最高、修复时间最短的设备，也是国内比较常用的土修设备。国内的第一套连续工程化的直接热脱附设备是在2013年使用在土修项目上，经过连续7年多的发展和改进，直接热脱附设备的处理效果、连续稳定运行能力得到了很大提升，设备的工艺路线渐趋稳定(工艺路线见附图1)。直接热脱附设备在连续稳定运行过程中，一般会因以下故障导致停止进料或停机维修：1、料仓内架桥后导致污染土壤无法输送：料仓内由于添加污染土壤太多，或污染土壤含水率太高导致污染土壤在料仓内架桥后无物料下落；由于回转窑内长时间无物料进入导致燃烧器暂停工作以降低回转窑内热风氛围温度，防止“红窑”现象的发生，处置不当直接导致回转窑筒体变形后无法使用；待架桥现象排除且进土能力恢复后，待回转窑内热风氛围温度达到热脱附温度后，再次恢复进土作业，热脱附过程才得以继续进行。2、进料螺旋过载导致无法保证连续进料：进料螺旋因污染土壤含水率过高，在输送过程中被挤压摩擦力急剧增大导致电机过载无法输送，或因小硬块物质被卡在螺旋叶片与螺旋壳体之间的缝隙处产生卡料现象，导致电机过载。这两种故障出现后须停止进料，对进料螺旋进行清堵作业后才能恢复进料。3、尾气管道堵塞导致系统停机：热脱附尾气中含有一定量的灰尘，尾气在经过长距离的水平段管道时，由于热脱附尾气与外部温度存在较大的温度差，热脱附尾气会通过管道壁与外部大气进行热交换，导致热脱附尾气温度的降低，随着热脱附尾气温度的降低，热脱附尾气中水分含量由不饱和状态转变为饱和状态，甚至过饱和状态，热脱附尾气中的水分会与灰尘颗粒结合形成细小泥浆颗粒，粘附在管道壁下部，形成泥浆；随着热脱附过程的进行，这些泥浆会占据一半以上，甚至75％的管道空间，导致管道通道变窄后无法保证回转窑内热脱附尾气的抽风量和抽风负压，导致有毒有害气体外泄，对操作人员造成伤害，对外部环境造成二次污染，也导致尾气处理设备无法正常工作。4、因操作不当导致旋风除尘器堵塞后系统停机：旋风除尘器的除尘效果是靠进入旋风除尘器的风速和风的方向来共同实现的，旋风除尘器的进风风向是在旋风除尘器设计和制造时就确定好的，所以确保进风风速是确保旋风除尘器除尘效果的前提。由于引风机属于变频控制，且回转窑内热脱附尾气的产生量是一个变化值，所以要确保引风机的频率设定与回转窑内热脱附尾气的产生量匹配。若风速过高，除尘效果差，若风速过低，灰尘会大部分在旋风除尘器内沉积，再加上旋风除尘器下部出灰不及时，就导致旋风除尘器内灰尘积压，严重导致整个旋风除尘器堵塞，最终不得不停机清堵。5、换热器堵塞：在污染土壤中夹带较多且碎小的塑料制品时，在热脱附过程中，燃烧的塑料制品会随着热脱附尾气被吸入尾气处理系统中，在换热器内冷却时，塑料制品很可能会附着在管壁上并逐渐冷却，堵塞换热通道，降低换热器的换热效率；随着热脱附过程的继续，这些附着在管壁上的塑料制品越来越厚。为确保换热器的换热效果，需要定期(1周/次)停机对换热器进行维保及清灰作业。6、布袋除尘器中布袋烧穿：污染土壤夹带的小而轻的易燃物被热脱附尾气夹带到布袋除尘器内，因还在燃烧或燃烧后仍具有较高的温度，附着在布袋表面导致布袋烧穿。布袋烧穿后不得不停机更换布袋。7、循环冷却水中泥沙含量过高导致喷嘴堵塞：进入喷淋塔的尾气中含有一定的灰尘，在喷淋脱酸的过程中，大部分灰尘会被夹带到循环冷却水中；随着热脱附的进行，循环冷却水中的泥沙含量越来越高。在高压喷枪内，夹带泥沙的循环冷却水在小通道的喷嘴处容易发生堵塞，当堵塞导致一定程度后，不得不停机维修。目前，直接热脱附设备在使用过程中不断总结经验教训，已经通过以下手段解决了部分问题：1、加强对污染土壤的预处理，通过筛分，把5cm以上大块硬质物质、塑料制品分离出去，通过翻抛、晾晒或掺混生石灰，降低污染土壤的含水率至20％左右及改善污染土壤的输送性，减少污染土壤在料仓架桥的可能，减少进料螺旋电机过载故障发生的机率。同时也减少换热器换热管道堵塞和布袋烧穿等故障发生的机率。2、在进料皮带上方设置除铁器，去除污染土壤中的铁基质的金属，减少进料螺旋卡顿现象。3、长距离管道设置采用＞45°倾角的倾斜布设方式，设置管道内尾气风速为7-8m/s，同时对管道进行保温处理，以减少管道积灰现象的发生。4、通过设置合适的高温尾气管径和合适的引风机抽风风量来确保旋风除尘器内部不发生堵塞。5、在换热器内设置超声波吹灰装置，定时吹灰，保证换热器管道的通畅性。直接热脱附装备做了以上改进后，装备的运行稳定性得到了很大提高，但直接热脱附装备还存在一些问题，导致目前的直接热脱附装备每运行7天后需要正常停机维保一次，且维保的工作量相对比较大。目前直接热脱附装备存在的问题为：(1)进料螺旋卡料问题：一般螺旋叶片与壳体之间有10mm左右的间隙，污染土壤在被螺旋叶片推动时，污染土壤以滚动方式前进，有一定几率导致污染土壤中的小块硬质物质中尖锐部位被卡在螺旋叶片和壳体之间的缝隙处，导致进料螺旋电机过载而停机。目前对于进料螺旋卡料故障的排除是采用人工进行清理，费时费工不说，在高温高空环境中作业，具有一定的安全风险。(2)进料螺旋出料不畅问题：在进料螺旋出料部位上方设置有高温尾气抽排管道，因此在此部位冷态的污染土壤与含有一定水分的高温热脱附尾气进行热交换时，冷凝下来的水与污染土壤接触后加大污染土壤的含水率，甚至导致污染土壤泥浆化后附着在进料螺旋出料口管壁上并被逐渐挤压后越来越厚实，逐渐导致进料螺旋出料不畅，最终导致进料螺旋电机过载而不得不停机清除附着在进料螺旋出料口部位的厚实且硬度较高的土层后再次恢复热脱附作业。(3)旋风除尘器堵塞问题：在正常情况下，旋风除尘器发生堵塞的几率很小；但由于操作人员的疏忽、或物料特性发生较大范围内变化时，有很大可能导致旋风除尘器发生堵塞现象。(4)喷淋塔内喷枪或喷淋管路堵塞问题：经过布袋除尘器除尘的尾气中仍含有一定量的灰尘，在喷淋塔内对尾气进行喷淋脱酸作业时，灰尘会被喷淋水夹带进入循环冷却水中；随着热脱附的进行，循环冷却水中的泥浆含量越来越高，当泥浆含量高到一定程度，会堵塞喷枪和循环冷却水管道。(5)使用润滑脂的轴承加注润滑脂方式为手动加油，而轴承处润滑脂的加注周期一般为250小时左右。以上因素决定了直接热脱附装备每工作7天后必须停机维保一次，维保时间一般为6-8小时(包括直接热脱附装备自燃冷却时间)，维保内容为：1、轴承处加注润滑脂，直至有新的润滑脂丛轴承缝隙处冒出；2、进料螺旋清理，包括清理出小块坚硬物质和可附着在进料螺旋壳体内壁上的压得密实的圈型污染土；3、旋风除尘器清灰作业；4、管道清灰作业；5、喷淋塔底部清淤作业；6、设备正常维保。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污染土壤直接热脱附系统，包括用于将污染土壤输送上料的螺旋上料设备（1），用于热脱附的回转窑（2），用于除尘的旋风除尘设备（3），用于热脱附尾气高温焚烧的二次燃烧室（4），冷却器（5），除尘器（6）和脱硫塔（7），其中螺旋上料设备（1）、回转窑（2）、旋风除尘设备（3）、二次燃烧室（4）、冷却器（5），除尘器（6）和脱硫塔（7）依次顺次连接；其特征在于，在所述螺旋上料设备（1）的螺旋出口处设置有活动挡板（11），所述活动挡板（11）活动连接在所述螺旋上料设备（1）的螺旋出口，板面覆盖螺旋出口，在进料过程中，通过土壤进料推力顶开所述活动挡板（11）进行正常进料。/n

【技术特征摘要】
1.一种污染土壤直接热脱附系统，包括用于将污染土壤输送上料的螺旋上料设备（1），用于热脱附的回转窑（2），用于除尘的旋风除尘设备（3），用于热脱附尾气高温焚烧的二次燃烧室（4），冷却器（5），除尘器（6）和脱硫塔（7），其中螺旋上料设备（1）、回转窑（2）、旋风除尘设备（3）、二次燃烧室（4）、冷却器（5），除尘器（6）和脱硫塔（7）依次顺次连接；其特征在于，在所述螺旋上料设备（1）的螺旋出口处设置有活动挡板（11），所述活动挡板（11）活动连接在所述螺旋上料设备（1）的螺旋出口，板面覆盖螺旋出口，在进料过程中，通过土壤进料推力顶开所述活动挡板（11）进行正常进料。


2.根据权利要求1所述的污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述回转窑（2）的进料口处设置有进料导流板（22），所述进料导流板（22）导流方向朝向回转窑的热脱附段。


3.根据权利要求1所述的污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述旋风除尘设备（3）的料仓下部设置有振打器（31）。


4.根据权利要求1所述的污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述脱硫塔（7）为喷淋塔。


5.根据权利要求4所述的污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述喷淋塔的底部出水端设置排水管（71），还包括为喷淋塔供水的循环水箱（72），所述循环水箱包括串接的两个以上沉淀箱（721），每个沉淀箱（721）内部均设置一个以上隔板（722），将沉淀箱（721）内部分为两个以上的沉淀区（723），所述排水管（71）通过管道和循环泵（73）与所述循环水箱（72）入口连接，所述循环水箱（72）的出口与所述喷淋塔的喷淋入口连接。


6.根据权利要求1所述的污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述螺旋上料设备（1）上设置有检测螺旋上料设备（1）程序运行电流的电流传感器。


7.根据权利要求6所述的污染土壤直接热脱附系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：万德山，赵峰，曲风臣，黄建军，翟富科，李绍华，孟藤藤，矫百玲，
申请(专利权)人：上海圣珑环境修复技术有限公司，山东大成环境修复有限公司，中化环境控股有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31