一种污染土壤热处理系统及工艺的制作方法

1.本发明属于污染场地修复技术领域，具体涉及一种污染土壤的热处理系统及工艺。


背景技术：

2.土壤是是人类赖以生存的物质基础，但当排入土壤的污染物超过土壤的自净能力，就产生土壤污染。近年来我国城市与工业的发展扩张，使得土地资源变得尤为紧缺，用地污染问题也逐渐暴露，为实现污染土壤的安全利用，土壤修复技术应运而生。
3.异位热脱附技术是通过异位处理的方式，将污染土壤挖掘出来，在车间内进行筛分破碎和含水率调节等预处理，然后利用旋转窑等加热装置加热污染土壤，通过控制合理的加热温度和停留时间使污染物挥发进入气体处理系统中，从而达到修复目的。土壤中的有机污染物如苯、甲苯、乙苯、二甲苯或石油烃化合物(tphs)采用异位热脱附技术，可以成功并很快达到修复目的。相对原位热脱附，污染土壤在旋转窑内停留时间短、加热温度更高，且其修复时间同土壤修复规模直接相关。所有的异位热脱附技术均可分成两步：一是加热被污染的物质使其中的有机污染物挥发；二是处理废气，防止挥发污染物扩散到大气。热交换的方式、污染物的种类和挥发气体处理系统不同，异位热脱附装置也会有差异。加热可以采用火焰辐射直接加热、燃气对流直接加热，采用这两种方式加热的热脱附系统被称为直接火焰加热或直接接触加热异位热脱附系统。加热也可以采用间接方式，即通过物理阻隔，如钢板，将热源与被加热污染物分开，采用这种方式加热的异位热脱附系统被称为间接火焰加热或间接接触加热异位热脱附系统。
4.异位热脱附系统可以进一步分为连续给料系统和批量给料系统两类。连续给料系统采用异位处理方式，即污物必须从原地挖出，经过一定处理后加入处理系统。连续给料系统既可采用直接加热方式，也可采用间接火焰加热方式。代表性的连续给料异位热脱附系统包括：
①
直接接触异位热脱附系统旋转干燥机；
②
间接接触异位热脱附系统
‑
旋转干燥机和热螺旋。批量给料系统既可是原位修复，如热毯系统、热井和土壤气体抽提设备，也可以是异位修复，如加热灶和热气抽提设备。无论采用哪种修复方式，产生的废气必须在排放到外界之前先行处理。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种土壤热处理系统及工艺，通过该系统及工艺可实现有机污染土壤的异位热脱附修复，既可以作为实验室试验中试装置，也可以用于土壤修复工程。
6.本发明首先提供一种污染土壤热处理系统，包括上料装置、热处理装置和尾气处理装置；其中，
7.所述上料装置与热处理装置相连接，用于土壤上料和计量并将土壤输送至热处理装置；
8.所述热处理装置为回转式热脱附装置，用于对上料装置输送的土壤进行热脱附处
理，处理过程中产生的尾气进入尾气处理装置；
9.所述尾气处理装置与热处理装置连接，用于处理热脱附过程中产生的尾气使其能够达标排放。
10.作为一种具体改进，所述上料装置包括斗式提升机1、物料储仓2、星型卸料器3、三通分料阀4和直线振动筛5，斗式提升机1位于物料储仓2的正上方，物料储仓2下部设置星型卸料器3，星型卸料器3连接三通分料阀4，三通分料阀4能够将土壤送至直线振动筛5，直线振动筛5用于筛去土壤中的石子。
11.作为一种具体改进，所述上料装置还包括土壤计量仓6，筛分后的土壤进入土壤计量仓6，土壤计量仓6用于计量土壤重量后将土壤送至热处理装置。
12.作为一种具体改进，所述上料装置还包括废料管道7，用于将筛分后不使用的土壤从废料管道7卸出。
13.作为一种具体改进，所述热处理装置包括进料漏斗8和与进料漏斗8连接的电热回转炉9，进料漏斗8与土壤计量仓6连接，用于接收来自土壤计量仓6的土壤，电热回转炉9具有一回转筒体，回转筒体在热脱附处理过程中可旋转。
14.作为一种具体改进，所述回转筒体自进料端向出料端以一定的倾斜角度向下倾斜。
15.作为一种具体改进，所述回转筒体从外向内依次分为保温隔热层、加热层、物料布设及导热层，所述保温隔热层提供整体支撑并能够保温，所述加热层布设电热管为装置提供热量，用于污染土壤热脱附的热量供应，所述物料布设及导热层为污染土壤的放置空间，用于对污染土壤进行热脱附处理，同时物料布设及导热层与进、出料口相连通实现物料传输。
16.作为一种具体改进，所述加热层安装有温度监测装置，用于监测加热的温度。
17.作为一种具体改进，所述尾气处理装置包括连接管道11、旋风除尘器12、多管冷却器13、活性碳吸附箱14、引风机15、烟囱16；污染土壤在热脱附过程中产生的有害气体通过连接管道11首先进入旋风除尘器12进行除尘，然后进入多管冷却器13进行蒸汽冷凝，再进入活性碳吸附箱14进行吸收气味，最后由引风机15将处理后的尾气从烟囱16排出。
18.本发明还提供一项所述处理系统的热处理工艺，包括：
19.第一步，将污染土壤倒入斗式提升机1，斗式提升机1把土壤运送至物料储仓2，土壤经物料储仓2下面的星型卸料器3和三通分料阀4进入到直线振动筛5，筛分后的土壤输送至土壤计量仓6计量重量后进入电热回转炉9中；
20.第二步，电热回转炉9按照设定的温度、停留时间对污染土壤进行热脱附处理，处理后的土壤倒入出料小车拉走；
21.第三步，电热回转炉9处理过程中产生的尾气由连接管道11依次进入旋风除尘器12、多管冷却器13、活性炭吸附箱14、引风机15，经过除尘、冷凝、吸附的尾气从烟囱16排出。
22.本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的一种土壤热处理系统及工艺，通过该系统及工艺可实现有机污染土壤的异位热脱附修复，既可以作为实验室试验中试装置，也可以用于土壤修复工程。本发明具有节省占地，操作灵活的特点，可根据需要选择连续或间断进料，热脱附效率高，热脱附处理的时间和温度可进行调控。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
24.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
25.图1为本发明一种实施方式的土壤热处理系统结构示意图。
[0026]1‑
斗式提升机；2
‑
物料储仓；3
‑
星型卸料器；4
‑
三通分料阀；5
‑
直线振动筛；6
‑
土壤计量仓；7
‑
废料管道；8
‑
进料漏斗；9
‑
电热回转炉；10
‑
出料小车；11
‑
连接管道；12
‑
旋风除尘器；13
‑
多管冷却器；14
‑
活性碳吸附箱；15
‑
引风机；16
‑
烟囱。
具体实施方式
[0027]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0028]
需要理解的是，术语“包括/包含”、“由
……
组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含
……”
、“由
……
组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
[0029]
还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
[0030]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]
参见图1，本发明的一种污染土壤热处理系统，包括上料装置、热处理装置和尾气处理装置；所述上料装置与热处理装置相连接，用于土壤上料、储存和计量并将土壤输送至热处理装置；所述热处理装置为回转式热脱附装置，用于对上料装置输送的土壤进行热脱
附处理，处理过程中产生的尾气进入尾气处理装置；所述尾气处理装置与热处理装置连接，用于处理热脱附过程中产生的尾气使其能够达标排放。
[0033]
作为一种具体实例，上料装置包括斗式提升机1、物料储仓2、星型卸料器3、三通分料阀4和直线振动筛5，斗式提升机1位于物料储仓2的正上方，物料储仓2下部设置星型卸料器3，星型卸料器3连接三通分料阀4，三通分料阀4能够将土壤送至直线振动筛5，直线振动筛5用于筛去土壤中的石子。
[0034]
较佳地，上料装置还包括土壤计量仓6，筛分后的土壤进入土壤计量仓6，土壤计量仓6用于计量土壤重量后将土壤送至热处理装置。
[0035]
较佳地，上料装置还包括废料管道7，用于将筛分后不使用的土壤从废料管道7卸出。
[0036]
作为一种具体实例，热处理装置包括进料漏斗8和与进料漏斗8连接的电热回转炉9，进料漏斗8与土壤计量仓6连接，用于接收来自土壤计量仓6的土壤，电热回转炉9具有一回转筒体，回转筒体在热脱附处理过程中可旋转。
[0037]
较佳地，回转筒体自进料端向出料端以一定的倾斜角度向下倾斜，可完成自动卸料。回转筒体的旋转速度、加热温度及倾斜角度可进行调整控制。
[0038]
较佳地，回转筒体从外向内依次分为保温隔热层、加热层、物料布设及导热层，保温隔热层提供整体支撑并能够保温，加热层布设电热管为装置提供热量，用于污染土壤热脱附的热量供应，物料布设及导热层为污染土壤的放置空间，用于对污染土壤进行热脱附处理，同时物料布设及导热层与进、出料口相连通实现物料传输。
[0039]
较佳地，加热层安装有温度监测装置，用于监测加热的温度。
[0040]
作为一种具体实例，尾气处理装置包括连接管道11、旋风除尘器12、多管冷却器13、活性碳吸附箱14、引风机15、烟囱16；污染土壤在热脱附过程中产生的有害气体通过连接管道11首先进入旋风除尘器12进行除尘，然后进入多管冷却器13进行蒸汽冷凝，再进入活性碳吸附箱14进行吸收气味，最后由引风机15将处理后的尾气从烟囱16排出。
[0041]
本发明的处理系统的热处理工艺按如下流程进行：
[0042]
第一步，将污染土壤倒入斗式提升机1，斗式提升机1把土壤运送至物料储仓2，物料储仓可实现土壤的短期储存，土壤经物料储仓2下面的星型卸料器3和三通分料阀4进入到直线振动筛5，筛分后的土壤输送至土壤计量仓6计量重量后进入电热回转炉9中；
[0043]
第二步，电热回转炉9按照设定的温度、停留时间对污染土壤进行热脱附处理，在热脱附处理过程中，回转筒体一边回转一边加热，污染土壤从处理装置的进料端移动到出料端，可以连续、自动运行，处理后的土壤倒入出料小车拉走；
[0044]
第三步，电热回转炉9处理过程中产生的尾气由连接管道11依次进入旋风除尘器12、多管冷却器13、活性炭吸附箱14、引风机15，经过除尘、冷凝、吸附的尾气从烟囱16排出。
[0045]
至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。