一种污染土壤间接热脱附处置系统及处理方法与流程

1.本发明涉及污染土壤处理技术领域，尤其是涉及一种污染土壤间接热脱附处置系统及处理方法。


背景技术：

2.污染土壤的异位热脱附技术是通过直接或间接加热的方式，将土壤中的污染物加热至一定温度，使其蒸发成气态与土壤分离，再通过尾气处理系统将尾气处理后达标排放，实现土壤修复。作为一种非燃烧技术，异位热脱附可以避免含氯有机物处置过程中二噁英的生成，以及具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优势，该技术可广泛应用于有机污染或汞等低沸点金属污染土壤的修复。间接热脱附是通过装置内燃烧器产生的火焰均匀加热回转窑外部，火焰和热气体都不接触污染物或处理尾气。污染土壤被间接加热至污染物的沸点后，目标污染物与土壤分离，富集气化污染物的尾气通过尾气处理装置去除尾气中的污染物。
3.目前所采用的异位间接热脱附设备的热源多为天然气、丙烷等气体燃料的燃烧，或热油的循环，需要增加额外的原料来源和储存设施；土壤热脱附后产生的尾气需要经过过滤器、冷凝器、超滤设备等一系列环节进行净化处理，工艺路线较长。此外，以上两种原因也使得土壤修复的运行成本升高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种污染土壤间接热脱附处置系统，该污染土壤间接热脱附处置系统工艺路线短、结构简单、成本低。本发明还提供了一种污染土壤的处理方法。
5.本发明提供的一种污染土壤间接热脱附处置系统，包括依次连接的土壤预处理设备、回转窑和土壤冷却器；
6.所述回转窑的进料口与所述土壤预处理设备连接，所述回转窑的出料口与所述土壤冷却器连接；
7.所述回转窑的蒸气入口通过管道与电厂的高温蒸汽管道连接，所述回转窑的蒸汽出口通过管道与电厂的低温蒸汽管道或与蒸汽冷凝设备连接，所述回转窑的尾气出口通过管道与空气预热器的热空气出口管道连接。
8.进一步地，所述回转窑蒸汽入口处和蒸汽出口处均设有气体流量仪和温度测定仪，所述回转窑尾气出口处设有气体流量仪、有机物浓度测定仪和温度测定仪。
9.进一步地，所述回转窑设有智能控制系统，所述智能控制系统与所述气体流量仪、所述温度测定仪、所述有机物浓度测定仪连接。
10.进一步地，还包括锅炉，所述锅炉通过管道与所述空气预热器的热空气出口管道连接。
11.进一步地，还包括烟气处理系统，所述烟气处理系统包括依次通过所述烟气通道连接的scr脱硝装置、电除尘器、烟气湿法脱硫塔、烟囱，所述空气预热器设在所述scr脱硝
装置和所述电除尘器之间的烟气通道上。
12.进一步地，所述回转窑包括壳体，所述壳体内部设有窑炉，所述窑炉一端设有进料口，所述窑炉远离所述进料口的一端设有出料口，所述出料口上侧设有尾气出口；所述壳体靠近所述窑炉出料口一端设有蒸汽入口，所述壳体靠近所述窑炉进料口一端的侧壁设有蒸汽出口。
13.进一步地，所述壳体与所述窑炉之间设有蒸汽通道，所述蒸汽通道与所述蒸汽入口、所述蒸汽出口连通。
14.本发明提供的一种污染土壤间接热脱附的处理方法，包括以下步骤：
15.(1)将污染土壤送入土壤预处理设备进行预处理，筛除杂质，进行土壤疏松，调节土壤水分；
16.(2)将步骤(1)中预处理后的土壤输送至回转窑内进行加热；
17.(3)步骤(2)中加热处理后产生的有机尾气通过管道输送至空气预热器的热空气出口管道；
18.加热处理后的低温蒸汽通过管道输送至电厂低温蒸汽管道或蒸汽冷凝设备；
19.加热处理后的土壤排至土壤冷却器中冷却。
20.进一步地，还包括以下步骤：步骤(3)中的有机尾气与预热后的空气混合输送至锅炉内，高温焚烧处置后进入烟气处理系统中处理。
21.进一步地，步骤(2)中采用电厂的高温蒸汽进行加热，高温蒸汽的输送方向与污染土壤的输送方向相向。
22.与现有技术相比，本法发明具有以下优点：
23.(1)本发明提供的一种污染土壤间接热脱附处置系统，通过设置依次连接的土壤预处理设备、回转窑、土壤冷却器，缩短了工艺链，简化了系统设备，降低了处理成本。
24.(2)本发明提供的一种污染土壤间接热脱附处置系统，设置的回转窑采用电厂的高温蒸汽作为热源对污染土壤进行加热，将土壤中的挥发性污染物脱附出来，免去了热脱附系统中的燃料燃烧加热模块，系统设备更少；高温蒸汽在回转窑中换热降温后通过管道输送至电厂低温蒸汽管道或蒸汽冷凝设备进行回用，实现了电厂蒸汽的阶梯利用。
25.(3)本发明提供的污染土壤间接热脱附处理方法，采用火电厂高温蒸汽作为回转窑的热源，免去了传统回转窑需要使用燃油、天然气、丙烷燃烧加热的技术，降低热脱附成本；热脱附过程中产生的有机尾气与空气预热器中预热的空气一同进入电厂锅炉内进行焚烧处置，省去了热脱附的尾气处置费用。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中污染土壤间接热脱附处置系统的结构示意图；
28.图2为本发明实施例中污染土壤间接热脱附处置系统的回转窑的结构示意图。
29.附图标记说明：1-土壤预处理设备、2-回转窑、201-进料口、202-壳体、203-窑炉、
204-出料口、205-尾气出口、206-蒸汽入口、207-蒸汽出口、208-底座、209-回转窑蒸汽通道、3-土壤冷却器、4-高温蒸汽管道、5-汽轮机辅机、6-蒸汽冷凝设备、7-锅炉、8-烟气通道、9-scr脱硝装置、10-空气预热器、11-电除尘器、12-烟气湿法脱硫塔、13-烟囱。
具体实施方式
30.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.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所述特征。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。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.实施例
34.一种污染土壤间接热脱附处置系统，如图1所示。
35.间接热脱附设备采用回转窑2，如图2所示，回转窑2包括壳体202，壳体202内部设有窑炉203，窑炉203和壳体202之间设有蒸汽通道，将其命名为回转窑蒸汽通道209，回转窑蒸汽通道209围绕在窑炉203外周，回转窑蒸汽通道209与壳体202的蒸汽入口206和蒸汽出口207连通，蒸汽入口206位于壳体202的左端，蒸汽出口207位于壳体202右端的上侧壁。窑炉203的右端设有进料口201，窑炉203的左端设有出料口204，出料口204位于蒸汽入口206上方，出料口204上方设有尾气出口205。壳体202底部设有底座208，底座208与壳体202固定连接。
36.回转窑2的蒸汽入口206处和蒸汽出口207处均设有气体流量仪和温度测定仪，尾气出口205处设有气体流量仪、有机物浓度测定仪和温度测定仪。回转窑2设有用于对气体流量仪、温度测定仪、有机物浓度测定仪进行数据处理分析的智能控制系统，该智能控制系统还能实现对回转窑2的控制。本实施例中回转窑的智能控制系统采用现有的回转窑智能控制系统。
37.回转窑2的进料口201通过管道与土壤预处理设备1连接，土壤预处理设备1能够筛除污染土壤中的石粒、动植物残骸等杂质，进行土壤疏松，调节土壤水分；出料口204通过管道与土壤冷却器3连接；蒸汽入口206通过管道与电厂的高温蒸汽管道4连接，蒸汽出口207通过管道与电厂的低温蒸汽管道或蒸汽冷凝设备连接，本实施例中蒸汽出口207通过管道
分别与汽轮机辅机5、蒸汽冷凝设备6连接；回转窑2的尾气出口205通过管道与空气预热器10的热空气出口管道连通，空气预热器10的热空气出口管道与电厂锅炉7连接，电厂锅炉7尾部的烟气通道8与电厂现有的烟气处理系统连接；烟气处理系统包括依次通过烟气通道8连接的scr脱硝装置9、电除尘器11、烟气湿法脱硫塔12、烟囱13；空气预热器10设在scr脱硝装置9和电除尘器11之间，烟气通道8依次连接scr脱硝装置9、空气预热器10、电除尘器11、烟气湿法脱硫塔12、烟囱13。
38.采用上述系统对污染土壤进行处理的方法为：
39.(1)将污染土壤送入土壤预处理设备1中进行预处理，筛除石粒、动植物残骸等杂质，进行土壤疏松，调节土壤水分；
40.(2)将步骤(1)中预处理后的土壤输送至回转窑2的窑炉203内进行加热，加热采用电厂的高温蒸汽，电厂的高温蒸汽通过高温蒸汽管道4经过回转窑2的蒸汽入口206进入回转窑蒸汽通道209中对窑炉203进行加热；高温蒸汽从回转窑2左端的蒸汽入口206进入，预处理后的污染土壤从回转窑2右端的进料口201进入，高温蒸汽的输送方向与污染土壤的输送方向相对，能够对污染土壤进行全面充分的加热；
41.(3)步骤(2)中经过回转窑2加热处理后从污染土壤中脱附出来的有机尾气通过尾气管道输送到空气预热器10的热空气出口管道中；
42.加热过程中高温蒸汽经过换热降温形成的低温蒸汽经过蒸汽出口207通过管道输送至汽轮机辅机5和蒸汽冷凝设备6中进行回用，较高品质的低温蒸汽输送至汽轮机辅机5，较低品质的低温蒸汽输送至蒸汽冷凝设备6；
43.加热处理后的土壤经过出料口204通过管道输送至土壤冷却器3中冷却后外运回填；
44.(4)步骤(3)中的有机尾气与预热后的空气混合之后一同输送至锅炉7，进行高温焚烧处置后进入烟气处理系统中处理。
45.火电厂生产过程中可以产生大量的热蒸汽，蒸汽温度最高可达500余摄氏度，因此采用蒸汽做热源可用于低温和高温的土壤间接热脱附。此外，利用火电厂锅炉内的高温气氛和已有的烟气处置工艺可以实现对热脱附尾气的高效处置，还能够节省土壤修复的折本投资和运行成本。
46.本发明提供的利用电厂蒸汽为热源的污染土壤间接热脱附处置系统，一方面实现了火电厂蒸汽的梯级利用，另一方面简化了污染土壤异位热脱附的处置工艺，降低了运行成本。
47.本发明采用上述间接热脱附处理系统进行污染土壤的处理方法，采用火电厂现有的生产工艺路线，将电厂的高温蒸汽作为回转窑热源，不仅实现火电厂能源的梯级利用，还免去了热脱附处理系统中的加热模块，简化了系统设备免去了传统回转窑需要使用燃油、天然气、丙烷燃烧加热的技术，降低了热脱附成本。
48.用于进行热脱附处理的高温蒸汽在进行热脱附换热降温后，根据低温蒸汽的品质，通过管道输送回到汽轮机辅机或蒸汽冷凝设备，用于辅机运行或冷凝水回收利用。
49.污染土壤经预处理后输送到回转窑窑炉中，高温蒸汽通过回转窑蒸汽入口进入到回转窑蒸汽通道中，通过间接加热的方式对污染土壤进行热脱附处理；从污染土壤中解吸脱附出来的挥发性气体通过尾气出口输送至空气预热器热的热空气出口管道中，随着一次
风和二次风进入到锅炉中，尾气在锅炉内经高温焚烧分解，实现了有机污染物的降解，分解后的气体随着烟气一同经过电厂的烟气处理系统进行净化处理，不仅实现了热脱附尾气的无害化处理，还省去了热脱附尾气处置费用。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。