一种有机污染土热脱附装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术属于土壤异位修复技术领域，具体涉及一种有机污染土热脱附装置及工艺，其解决了现有技术操作步骤繁琐、能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量并且余热利用效率低的问题。本装置包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元和尾气净化系统；热脱附系统包括热脱附腔和燃烧室，热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的灼烧同时进行；热脱附腔土料入口与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口与土体换热单元相连，热脱附腔土料入口与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。本发明专利技术缩短工艺，降低工艺周期和工艺成本，既实现热脱附的高效处理，大大降低能量消耗，又能够对余热进行充分的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染土热脱附装置及工艺
本专利技术属于土壤异位修复
，具体涉及一种有机污染土热脱附装置及工艺。
技术介绍
随着城市的产业结构调整，大量工业场地需变更土地利用方式。各地政府均提出将引导高污染、高能耗、资源型产业全面退出中心城区，推动中心城区零散的工业企业搬迁，向园区集聚。在解决重污染工业企业搬迁的同时，搬迁和关闭的工业企业场地污染由于其积累性与高风险性巳经引起相关部门的高度关注。为避免污染场地对人体健康和生态环境的危害，大量污染场地的土壤修复治理工作追在眉睫。热脱附技术是一种能够高效去除土壤中污染物的加热处理技术，通过直接或者间接热交换，将污染介质及其所含的污染物加热到足够的温度，以使污染物从污染介质上得以发挥或分离的过程，能够高效地去除污染场地内的各种挥发或者半挥发性有机污染物，污染物去除率可达99.98%以上。其具有工艺简单，技术成熟等优点，但是热脱附装置结构复杂，建造成本较高，运行费用昂贵，操作运行不方便，能量消耗巨大，余热无法充分利用且对于处理土壤的粒径和含水量都有一定的要求。专利技术专利201810987522.3公开了一种有机污染土壤热脱附尾气处理的方法，对有机污染土壤热脱附处理所产生的高温尾气进行除尘预处理；除尘后的热脱附尾气通入蓄热式换热设备，在高温环境中，其中的有机污染物与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水，实现有机物的高温热分解；处理后的烟气引入炼铁高炉，利用炼铁高炉的超高温及氧化还原氛围，实现烟气中残余有机污染物的彻底分解。本专利技术可充分利用钢铁等冶金行业的生产设施及能源，实现对土壤热脱附尾气中有机污染物的彻底分解。但是这种余热利用是有局限性的，不能大范围的普及利用。专利技术专利201810554641.X公开了一种高效能级梯度利用的间接热脱附修复有机污染土的装置。通过整合间接热脱附过程中各个气相环节的余热并且加以利用，使得整个系统得能量高效梯度得利用。同时通过冷凝、三相分离、水处理、泥处理、活性炭吸附等工艺提高了污染物得去除效果，能够有效得避免副产品得产出及二次污染。但是热脱附和焚烧有机污染废气分开处理本身能量消耗巨大，在余热利用的过程中步骤较为繁琐。不难看出，现有的热脱附装置均为土壤热脱附和热脱附出的有机污染物分别处理，这样操作步骤繁琐、能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量，同时缺乏对于余热的有效利用。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术能量消耗巨大，不能充分利用热脱附腔中的热量且能耗较高，并且余热利用效率低等一系列的问题，提供了一种有机污染土热脱附装置及工艺。本专利技术采用如下的技术方案实现：一种有机污染土热脱附装置，包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元和尾气净化系统；热脱附系统包括热脱附腔和燃烧室，热脱附腔和燃烧室之间设有用于连接两者的通道，热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的灼烧同时进行；热脱附系统上设有热脱附腔土料入口、热脱附腔土料出口和燃烧室烟气出口，热脱附腔土料入口与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口与土体换热单元相连，土体换热单元产生的热空气通入燃烧室中，土体换热单元对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。进一步的，所述热脱附系统的热脱附腔为筒状结构，热脱附腔内部设有内腔，内腔的内部设有螺旋钻，热脱附腔上开设有与内腔连通的热脱附腔土料出口和与内腔连通的热脱附腔气体出口，热脱附腔土料出口与所述土体换热单元连通，热脱附腔的壁体上设有用于热空气流通的空腔，空腔与内腔相互隔离，空腔上开设有与连通至外部的用于将尘土颗粒排出空腔的排尘口；所述燃烧室上设有燃烧器，燃烧室的底部开设有通道和有机污染废气入口，通道将燃烧室与空腔连通，有机污染废气入口与热脱附腔气体出口通过管路连通，管路上设有引风机，燃烧室还设有燃烧室烟气出口和余热回收热空气入口，燃烧室烟气出口与尾气净化系统连通，余热回收热空气入口与土体换热单元连通。进一步的，所述燃烧室的壁体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设有夹层，内壁上设有若干个小孔，夹层与通道连通。进一步的，所述热脱附系统的燃烧室的燃烧器为两个，分别为燃烧器Ⅰ和燃烧器Ⅱ，两个燃烧器斜对角布置；通道也为两个，分别为气体通道Ⅰ和气体通道Ⅱ；每个燃烧器对应一个通道。进一步的，所述空腔的内壁采用耐高温导热材料、外壁采用耐高温绝热材料。进一步的，所述土体换热单元上设有鼓风机Ⅰ和鼓风机Ⅱ，土体换热单元的顶部设有入料口和冷却的土壤出口，入料口与热脱附腔土料出口相连，冷却的土壤出口连接有用于冷却出土的皮带输送机相连，土体换热单元的底部连接有土体换热单元排气管，土体换热单元排气管与余热回收热空气入口相连，土体换热单元排气管上设有引风机。进一步的，所述尾气净化系统包括依次相连的旋风除尘器、布袋除尘器、喷雾冷却塔和活性炭吸附装置；所述旋风除尘器的顶部设有进气管和排气管、底部设有灰斗，灰斗的出口端设有星形下料阀；所述布袋除尘器上设有布袋除尘器烟气入口和布袋除尘器烟气出口；所述活性炭吸附装置上设有活性炭吸附装置烟气入口和活性炭吸附装置烟气出口，活性炭吸附装置烟气出口上设有离心风机；所述旋风除尘器的进气管与燃烧室的燃烧室烟气出口相连，排气管与布袋除尘器烟气入口相连，布袋除尘器烟气出口通过喷雾冷却塔与活性炭吸附装置烟气入口相连。进一步的，所述热脱附系统的热脱附腔的尾部设有温度传感器和压强传感器；燃烧室的顶部设有温度传感器和压强传感器。一种有机污染土热脱附工艺，所述有机污染土在热脱附系统中进行间接热脱附，间接热脱附过程中利用金属的热传导使热脱附系统中的有机污染土在不接触高温气体的情况下受热进行热脱附，热脱附的同时对热脱附产生的废物进行二次灼烧，再利用斜对角布置的燃烧器所形成的气流对灼烧产生的尘土颗粒进行初步的除尘处理；热脱附后的土体经过土体换热单元冷却后直接排出，土体换热单元换热过程中产生的余热回收利用到热脱附系统中，为热脱附系统提供燃料和热量，实现热量的高效率利用；最后对热脱附过后的烟气进行进一步的除尘、冷却和吸附处理。进一步的，在对有机污染土进行热脱附之前，对其进行预处理，通过预处理调节土壤水分，控制土壤的颗粒粒径至合适的尺寸。本专利技术相比现有技术的有益效果：1.本申请将燃烧室和热脱附腔设在一起，并且两者通过通道相互连通，从而将燃烧室燃烧产生的热空气通入热脱附腔中，通过金属的热传导对热脱附腔进行加温进行热脱附，并且热脱附产生的废气通过引风机的引导进入燃烧室进行二次灼烧，并将灼烧产生的热量再输入到热脱附腔内，从而实现热脱附和热脱附产生的废气二次灼烧同时利用，并且将废气灼烧产生的热量用于热脱附，从而极高的利用了燃烧器所产生的能量，大大降低能源消耗；2.本装置设置的土体换热单元，利用冷空气有效的降低土壤温度，并且将高温的热空气通入燃烧器中，为燃烧器的燃烧提供燃料和热量，从而高效的利用土壤的余热，节约燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元（28）和尾气净化系统；/n热脱附系统包括热脱附腔（5）和燃烧室（7），热脱附腔（5）和燃烧室（7）之间设有用于连接两者的通道（36），热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的二次灼烧同时进行；/n热脱附系统上设有热脱附腔土料入口（4）、热脱附腔土料出口（10）和燃烧室烟气出口（8），热脱附腔土料入口（4）与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口（10）与土体换热单元（28）相连，土体换热单元（28）产生的热空气通入燃烧室（7）中，土体换热单元（28）对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口（4）与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：包括降低热脱附过程能量消耗的热脱附系统、计量进料系统、土体换热单元（28）和尾气净化系统；
热脱附系统包括热脱附腔（5）和燃烧室（7），热脱附腔（5）和燃烧室（7）之间设有用于连接两者的通道（36），热脱附系统对有机污染土的热脱附和热脱附产生的废物的二次灼烧同时进行；
热脱附系统上设有热脱附腔土料入口（4）、热脱附腔土料出口（10）和燃烧室烟气出口（8），热脱附腔土料入口（4）与计量进料系统相连，热脱附腔土料出口（10）与土体换热单元（28）相连，土体换热单元（28）产生的热空气通入燃烧室（7）中，土体换热单元（28）对热脱附后的土体降温的同时为热脱附系统提供燃料和热量，热脱附腔土料入口（4）与对热脱附产生的尾气净化处理的尾气净化系统相连。


2.根据权利要求1所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统的热脱附腔（5）为筒状结构，热脱附腔（5）内部设有内腔（5.1），内腔（5.1）的内部设有螺旋钻（6），热脱附腔（5）上开设有与内腔（5.1）连通的热脱附腔土料出口（10）和与内腔（5.1）连通的热脱附腔气体出口（38），热脱附腔土料出口（10）与所述土体换热单元（28）连通，热脱附腔（5）的壁体上设有用于热空气流通的空腔（5.2），空腔（5.2）与内腔（5.1）相互隔离，空腔（5.2）上开设有与连通至外部的用于将尘土颗粒排出空腔（5.2）的排尘口（41）；
所述燃烧室（7）上设有燃烧器，燃烧器的底部开设有通道（36）和有机污染废气入口（37），通道（36）将燃烧室（7）与空腔（5.2）连通，有机污染废气入口（37）与热脱附腔气体出口（38）通过管路连通，管路上设有引风机，燃烧室（7）还设有燃烧室烟气出口（8）和余热回收热空气入口（9），燃烧室烟气出口（8）与尾气净化系统连通，余热回收热空气入口（9）与土体换热单元（28）连通。


3.根据权利要求2所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述燃烧室（7）的壁体包括内壁（33）和外壁（32），内壁（33）和外壁（32）之间设有夹层，内壁（33）上设有若干个小孔（31），夹层与通道（36）连通。


4.根据权利要求3所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述热脱附系统的燃烧室（7）的燃烧器为两个，分别为燃烧器Ⅰ（29）和燃烧器Ⅱ（30），两个燃烧器斜对角布置；
通道（36）也为两个，分别为气体通道Ⅰ（34）和气体通道Ⅱ（35）；
每个燃烧器对应一个通道（36）。


5.根据权利要求4所述的一种有机污染土热脱附装置，其特征在于：所述空腔（5.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓强，吴敏，段伟，王晨，左文建，冯文奎，胡顺磊，孟祥鑫，李旭，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14