【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机污染土壤治理与修复，涉及一种有机污染土壤修复中尾气的处理方法。
技术介绍
1、土壤是一种重要的自然资源，目前有大量的被污染的土地，主要有重金属或有机污染土壤。在采用原位或异位的方式对有机污染土壤进行治理或修复过程中，热脱附、多相抽提、微生物处理及其组合技术被大量使用，在这些技术的使用过程中会有含有机物的高湿尾气产生，这部分尾气必须处理合格达标后才能排放。
2、对于低浓度的尾气可用吸附或者生物修复的方法进行处理；对于中、高浓度的尾气可采用热燃烧、催化烧然、喷淋吸收、吸附等多种手段结合的方式进行处理。最常用的处理方法是采用活性炭进行吸附处理，但是一般土壤修复尾气中都含有大量的水，水在活性炭表面会与有机物形成竞争吸附，一方面会导致有机尾气的处理深度不够，另一方面会减少有机物的吸附量，降低活性炭的吸附效率，并且吸附饱和后的活性炭常很难二次使用，最终作为危废进行处理。
3、cn110876888a公开了一种持久性有机物土壤修复过程中热脱附尾气处理工艺及装置。该方法将尾气通过除尘、碱液喷淋后循环吸收、等离子反应器、活性炭吸附的方式去解决土壤修复过程中脱附废气处理不完善的问题，但是以活性炭为吸附剂会产生大量的危废。
4、cn103990645a公开了一种利用锅炉烟气处理有机污染土壤的热脱附方法。该方法利用高温锅炉的烟气将土壤中的有机物脱附出来，再将这部分含有机物的尾气采用炉膛内高温烧燃的方式将有机物彻底分解从而实现无害化。该方法对于有高温锅炉的现场适用性强，但是新建锅炉设备费用高，并且高温
5、目前的土壤修复技术中，对于现场尾气的处理仍有不足之处，需要新的技术去减少固废的产生，并且高效、低成本的处理有机尾气。
技术实现思路
1、针对现有技术中土壤修复过程中脱附尾气处理不完善的问题，本专利技术提供了一种有机污染土壤修复中尾气的处理方法。该方法能够深度脱除尾气中的有机物，使尾气达标排放，而且吸附剂单次使用时间长，并容易再生，再生后吸附效果与新鲜吸附剂相当，同时能够有效回收大部分有机物，减少碳排放。
2、本专利技术提供了一种有机污染土壤修复中尾气的处理方法，包括：
3、(1)利用介孔材料吸附剂吸附处理除尘后的尾气中大部分有机污染物；
4、(2)利用分子筛吸附剂深度处理步骤(1)所得的尾气，得到净化尾气。
5、进一步地，本专利技术有机污染土壤修复中尾气的处理方法采用固定床工艺。所述介孔材料吸附剂和分子筛吸附剂可以采用成型颗粒，成型方法可以采用常规的成型方法，比如挤压成型，压片成型等，颗粒大小可以为2-4mm。所述介孔材料吸附剂在成型过程中，可以在介孔材料中加入成型助剂(比如粘结剂，助挤剂等)混合均匀后成型，成型助剂的加入质量占介孔材料的30％以下，然后经干燥和焙烧，得到介孔材料吸附剂。其中干燥可以采用常规的干燥条件，目的是除去水分，焙烧可以采用常规的焙烧条件，一般在400～600℃下焙烧1-8小时。
6、进一步地，所述的尾气为被有机物污染的土壤在修复过程中，采用热脱附而产生的含有机物的尾气，其中的有机物为tph，即c3-c30的总石油烃，尾气的相对湿度为50％～100％，进一步为80％～100％。进一步地，所述有机物中，c3-c6的石油烃的质量比占3％～25％，c7～c16的石油烃的质量比占50％～85％，其余为c16-c30的石油烃。
7、进一步地，所述尾气中有机物的浓度为100000mg/m3以下，进一步地，可以为1000～100000mg/m3。具体地，所述尾气中有机物的浓度可以为1000、3000、5000、6000、8000、10000、15000、50000、80000mg/m3等。
8、进一步地，本专利技术中步骤(2)所述的净化尾气为达标尾气，优选地，净化尾气中tph的浓度为100mg/m3以下，进一步优选地，净化尾气中tph的浓度为80mg/m3以下，再优选地，达到25mg/m3以下。
9、进一步地，所述介孔材料吸附剂与分子筛吸附剂的装填体积比为1：1～5：1。
10、进一步地，步骤(1)所述的除尘可以采用常规方法进行，比如机械除尘、过滤式除尘、电除尘的一种或多种。一般地除尘后粉尘浓度为100mg/m3以下。其中，除尘是为了避免影响后续的工段，在土壤修复产生的尾气中可能会有大量的粉尘带出，进入到废水处理会产生大量的淤泥，进入到尾气吸附罐中会堵塞吸附罐。
11、进一步地，步骤(1)所述的介孔材料的最可几孔径分布为2～20nm，其比表面积为200～1200m2/g，优选为500～1200m2/g。所述介孔材料优选为mcm-41、mcm-48、硅胶中的至少一种。进一步优选地，mcm-41、mcm-48在小角度衍射2θ＝1～4°具有衍射峰。
12、进一步地，步骤(1)所述的介孔材料吸附剂优选为改性后的介孔材料吸附剂，改性方法具体如下：将脂肪酸甲酯、硅烷偶联剂、醇类按照1：1～3：40～70的质量比配制成溶液，然后将介孔材料吸附剂按固液体积比为1：1～3浸泡于上述溶液中6～24h，脱除多余溶剂，得到改性后的介孔材料吸附剂。进一步优选地，脂肪酸甲酯选自c13～c19脂脂酸甲酯中的至少一种；硅烷偶联剂选自三甲基硅烷、三甲氧基硅烷的一种或多种；醇类选自甲醇、乙醇、异丙醇的一种或多种。
13、进一步地，步骤(1)利用介孔材料吸附剂的吸附方式为常温常压吸附，吸附的条件如下：常温常压，体积空速5～2000h-1，具体地可以为100h-1、200h-1、300h-1、500h-1、800h-1、1000h-1、1200h-1、1500h-1、1800h-1、2000h-1。
14、进一步地，步骤(1)所述的介孔材料吸附剂吸附后的出口尾气中有机物浓度为进口尾气中有机物浓度的0.1％～20.0％，优选为0.1％～10.0％。
15、进一步地，步骤(2)所述的分子筛选自次级结构单元具有8、10、12员环分子筛中的一种或多种，其比表面积为200～700m2/g，优选为300～700m2/g。优选地，所述分子筛为高硅分子筛，选自zsm-5、β分子筛中的至少一种；进一步优选地，所述分子筛的sio2/al2o3摩尔比为200以上。
16、进一步地，步骤(2)利用分子筛吸附剂深度吸附的吸附方式为常温常压吸附，吸附条件如下：常温常压，体积空速5～2000h-1，具体地可以为100h-1、200h-1、300h-1、500h-1、800h-1、1000h-1、1200h-1、1500h-1、1800h-1、2000h-1。
17、进一步地，步骤(2)经吸附剂深度处理的尾气不达标时，对步骤(1)和步骤(2)中的吸附剂分别进行再生。
18、进一步地，介孔材料吸附剂的再生方法可以为常温真空脱附或升温真空脱附，脱附的绝对压力为0～20kpa，温度为20～100℃。
19、进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机污染土壤修复中尾气的处理方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔材料吸附剂与分子筛吸附剂的装填体积比为1：1～5：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尾气中的有机物为TPH，即C3-C30的总石油烃，尾气的相对湿度为50％～100％，进一步为80％～100％；和/或，所述尾气中有机物的浓度为100000mg/m3以下，进一步地为1000～100000mg/m3。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的净化尾气中TPH的浓度为100mg/m3以下，优选地，净化尾气中TPH的浓度为80mg/m3以下。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)除尘后尾气中粉尘浓度为100mg/m3以下；和/或，步骤(1)所述的介孔材料吸附剂吸附后的出口尾气中有机物浓度为进口尾气中有机物浓度的0.1％～20.0％，优选为0.1％～10.0％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的介孔材料的最可几孔径分布为2～20nm，其比表面积为2
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述介孔材料为MCM-41、MCM-48、硅胶中的至少一种；优选地，MCM-41、MCM-48在小角度衍射2θ＝1～4°具有衍射峰。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的介孔材料吸附剂为改性后的介孔材料吸附剂，改性方法如下：将脂肪酸甲酯、硅烷偶联剂、醇类按照1：1～3：40～70的质量比配制成溶液，然后将介孔材料吸附剂按固液体积比为1：1～3浸泡于上述溶液中6～24h，脱除多余溶剂，得到改性后的介孔材料吸附剂；优选地，脂肪酸甲酯选自C13～C19脂脂酸甲酯中的至少一种；硅烷偶联剂选自三甲基硅烷、三甲氧基硅烷的一种或多种；醇类选自甲醇、乙醇、异丙醇的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)利用介孔材料吸附剂的吸附方式为常温常压吸附，吸附的条件如下：常温常压，体积空速5～2000h-1；和/或，步骤(2)利用分子筛吸附剂深度吸附的吸附方式为常温常压吸附，吸附条件如下：常温常压，体积空速5～2000h-1。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的分子筛选自次级结构单元具有8、10、12员环分子筛中的一种或多种，其比表面积为200～700m2/g；优选地，所述分子筛为高硅分子筛，选自ZSM-5、β分子筛中的至少一种；进一步优选地，所述分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为200以上。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)经吸附剂深度处理的尾气不达标时，对步骤(1)和步骤(2)中的吸附剂分别进行再生。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，介孔材料吸附剂的再生方法为常温真空脱附或升温真空脱附，脱附的绝对压力为0～20kPa，温度为20℃～100℃。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的分子筛吸附剂的再生利用现场的余热或蒸汽，其中余热为用于热脱附燃气的燃烧尾气，主要成分为二氧化碳，温度为200～600℃，所述的蒸汽为200～500℃的水蒸气。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对介孔材料吸附剂进行脱附再生后，回收大部分有机物；和/或，对分子筛吸附剂进行脱附再生后，所产生的有机废水通过化学氧化或生化处理的方式去除其中的有机物。
...【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤修复中尾气的处理方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔材料吸附剂与分子筛吸附剂的装填体积比为1：1～5：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尾气中的有机物为tph，即c3-c30的总石油烃，尾气的相对湿度为50％～100％，进一步为80％～100％；和/或，所述尾气中有机物的浓度为100000mg/m3以下，进一步地为1000～100000mg/m3。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述的净化尾气中tph的浓度为100mg/m3以下，优选地，净化尾气中tph的浓度为80mg/m3以下。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤(1)除尘后尾气中粉尘浓度为100mg/m3以下；和/或，步骤(1)所述的介孔材料吸附剂吸附后的出口尾气中有机物浓度为进口尾气中有机物浓度的0.1％～20.0％，优选为0.1％～10.0％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的介孔材料的最可几孔径分布为2～20nm，其比表面积为200～1200m2/g。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述介孔材料为mcm-41、mcm-48、硅胶中的至少一种；优选地，mcm-41、mcm-48在小角度衍射2θ＝1～4°具有衍射峰。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的介孔材料吸附剂为改性后的介孔材料吸附剂，改性方法如下：将脂肪酸甲酯、硅烷偶联剂、醇类按照1：1～3：40～70的质量比配制成溶液，然后将介孔材料吸附剂按固液体积比为1：1～3浸泡于上述溶液中6～24h，脱除多余溶剂，得到改性后的介孔材...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚城城，王德举，任杰，王宁，齐升东，丛文洁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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