热脱附装置和热脱附修复系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及土壤修复技术领域，尤其涉及热脱附装置和热脱附修复系统。
【背景技术】
[0002]热脱附修复技术是经过直接加热或间接加热将污染土壤加热到足够的温度，使其所含的有机污染物得以挥发或分离的过程。热脱附是将污染物从某一相转化为另一相的物理分离过程，通过控制热脱附系统的温度和物料停留时间可以有选择性的使目标污染物挥发。
[0003]热脱附修复技术一般分为低温热脱附技术(加热温度为150?315°C )和高温热脱附技术(加热温度为315?540°C)两类。目前，许多热脱附修复工程已经涉及到苯、甲苯、二甲苯、乙苯及TPH等污染物，并取得了很好的修复效果。
[0004]通常，热脱附修复技术可分为两步:一为加热污染土壤使其中的有机污染物挥发；二为热脱附后的尾气处理。虽然，热脱附修复技术具有处理效率高、二次污染小以及修复后土壤可利用等特点，但也存在运行能耗高、处理成本大等问题。
[0005]申请公布号为CN101712042A的实用新型专利申请文献公开了一种直接热解析设备，该设备包括送料部分、辅助部分、加热部分、除尘部分、急冷部分、洗涤部分和排放部分，其中，所述的加热部分包括一次加热部分和二次加热部分，所述送料部分及所述辅助部分均与所述一次加热部分相连接，所述除尘部分包括一次除尘部分和二次除尘部分，所述排放部分包括气体排放装置与土壤排放装置，所述依次加热部分依次与所述一次除尘部分、所述二次加热部分、所述急冷部分、所述二次除尘部分、所述洗涤部分以及所述气体排放装置相连接，所述一次加热部分还与所述土壤排放装置相连接，所述洗涤部分为洗涤塔，所述洗涤塔的末端与所述气体排放装置相连接。该设备采用直接加热方式进行热脱附，处理量大、能耗低、处理费用低，但是热源气体与挥发出的污染气体相互混合，增大了后续尾气的处理成本。
[0006]申请公布号为CN101780467A的实用新型专利申请文献公开了一种间接热解析设备，该设备包括送料部分、辅助部分、加热部分、除尘部分、洗涤冷却部分、废液净化-再利用部分、废气吸附过滤部分、排放部分与监控部分，其中，送料部分、辅助部分与加热部分相连接，排放部分由气体排放装置与土壤排放装置构成，洗涤冷却部分与洗涤冷却塔，废液净化-再利用部分与洗涤冷却塔相连接，加热部分依次与除尘部分、洗涤冷却塔、废气吸附过滤部分相连接，上述组件还分别与监控部分相连接，废气吸附过滤部分与辅助部分中的空气导入装置相连接。该设备采用双层回转窑对污染土壤进行间接加热，尽管减少了尾气处理量，但系统能耗高且热利用率低。
[0007]由于热脱附修复技术存在上述高能耗、高成本等问题，使该技术的推广应用受到了很大的限制；因此，如何降低热脱附系统运行能耗是当前热脱附修复技术亟待解决的问题。【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供了一种热脱附装置和热脱附修复系统，采用该装置及热脱附系统修复污染土壤可显著降低土壤热脱附过程的能耗，降低处理成本，提高土壤热脱附效果。
[0009]—种热脱附装置，包括槽式反射镜和集热管，所述集热管由自外向内依次穿套的外层套管、中间套管和内层套管组成，所述外层套管为透明，外层套管与中间套管之间设有真空隔层，所述中间套管和内层套管之间为热交换区，所述热交换区通过管路外接循环栗和油炉，所述内层套管的内部空间为工作区。
[0010]所述中间套管和内层套管采用导热材质，热交换区内流通有导热油，该导热油通过循环栗和油炉在热交换区内循环流动；槽式反射镜可将太阳光反射到集热管的外层套管上，并透过真空隔层被中间套管吸收，进而对导热油进行加热，导热油的温度可加热至300?400°C。外层套管与中间套管之间设置真空隔层可防止热量逆向扩散造成的损失。
[0011]本实用新型将集热管设置成三层套管结构，并在中间套管和内层套管之间设置能够循环流通导热油的热交换区，利用导热油热传导效果好、热稳定性高的特点，使在热交换区内流通的导热油吸收中间套管的热量，提升自身温度，并将热量传递至内层套管，从而对内层套管内部的污染土壤进行热脱附。
[0012]采用上述结构进行土壤热脱附不仅能够减少热脱附过程的能耗，也可使污染土壤受热均匀，提高脱附效果。
[0013]作为优选，所述内层套管内设有搅龙，其用于搅拌输送工作区内的污染土壤。搅龙在电机的带动下可以以一定转速旋转，推动土壤在工作区内前行，保证土壤在工作区内停留一定的时间，通过调节搅龙的转速来调整土壤在热脱附装置内的停留时间。
[0014]作为优选，所述中间套筒和内层套筒为金属材质，利于中间套管、内层套管与热交换区之间的热量传递。
[0015]本实用新型还提供了一种污染土壤的热脱附修复系统，包括依次连接的预处理装置、进料装置、热脱附装置、除尘装置和尾气处理系统，热脱附装置如上文所述。
[0016]所述预处理装置由土壤破碎装置和振动筛分装置构成，两者相互连接。污染土壤依次经过破碎、筛分处理后，粒径达到10mm以下。
[0017]所述进料系统由板式输送机、磁选器和计量称构成，所述板式输送机与振动筛分装置连接，磁选器和计量称分别与板式输送机连接。预处理后的污染土壤在由板式输送机运往热脱附装置的过程中，进行磁选，去除铁块等磁性固体，并进行计量。
[0018]作为优选，所述的除尘装置为两个旋风除尘器串联使用的两级除尘装置。上述除尘装置分别通过调整旋风除尘器的风速实现两级除尘处理，在除尘装置和热脱附装置之间设置引风机，热脱附过程后产生的污染尾气，在引风机的作用下，进入两级除尘装置中。
[0019]作为优选，所述尾气处理系统包括依次连接的催化燃烧装置、碱洗装置和气体排放装置。
[0020]为了进一步降低土壤热脱附修复过程中的能量消耗，作为优选，所述催化燃烧装置与碱洗装置之间还连接有热交换装置。
[0021]上述热交换装置的热流体进口端通过引风机与催化燃烧装置相连，而冷流体进口端与热源装置的油炉连通，催化燃烧后排出的剩余尾气，在引风机的作用下，进入热交换装置中，并作为热流体进行热交换；而导热油炉中的导热油通过循环栗从冷流体进口端栗入热交换装置中。
[0022]更优选，所述热脱附装置与热源装置相连，所述热源装置由油炉和蓄热装置组成，热脱附装置、油炉和蓄热装置通过管路两两相连接。油炉属于辅助加热装置，在太阳能辐射不足或阴雨天气时，为热脱附系统供热，保证热脱附系统正常运行；与此同时，蓄热装置也为油炉提供能量，并在太阳辐射过强时，通过与热脱附装置连接而将过量太阳能存蓄于蓄热器内。
[0023]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0024](1)本实用新型采用太阳能集热以及导热油传热的方式对污染土壤进行热脱附，大大降低了土壤热脱附修复过程的能耗，有利于太阳能集热技术在土壤热脱附领域的推广。
[0025](2)本实用新型在采用太阳能集热的同时还设置了热源装置，保证在太阳能辐射不足情况下，热脱附系统能够正常供热和运行。
[0026](3)本实用新型采用催化燃烧技术对尾气进行处理，使得在较低的温度下，尾气中的有机污染物去除率超过99%，显著降低处理成本的同时，实现了尾气安全、高效的排放。
[0027](4)本实用新型采用监控系统，在系统运行过程中，对各个设备的运行状态进行全程自动监控，实现了热脱附系统的自动化控制。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型污染土壤热脱附修复系统的结构框图；
[0029]其中，1-预处理装置，2-进料装置，3-热脱附装置，4-出料装置，5-除尘装置，6-催化燃烧装置，7-热交换装置，8-碱洗装置，9-热源装置，10-气体排放装置，11-监测系统，20-导热油炉，23-蓄热器。
[0030]图2为本实用新型热脱附修复系统中的热脱附装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施案例对本实用新型提供的污染土壤热脱附系统做进一步详细说明。
[0032]—种污染土壤的热脱附修复系统，如图1所示，该系统包括依次连接的预处理装置1、进料装置2、热脱附装置3、除尘装置5、催化燃烧装置6、热交换装置7、碱洗装置8和气体排放装置10 ;此外，该系统还包括与热脱附装置3连接的出料装置4，以及连接热交换装置7以及与热脱附装置3连通的热源装置9。
[0033]其中，预处理装置1由土壤破碎机和振动筛分机构成，污染土壤依次经过破碎、筛分处理后，粒径达到10mm以下。
[0034]进料装置2由板式输送机、磁选器和计量称组成，预处理后的污染土壤由板式输送机运往热脱附装置的过程中，进行磁选，去除铁块等磁性固体，并进行计量。所述板式输送机与振动筛分装置连接，磁选器和计量称分别与板式输送机连接。
[0035]热脱附装置3由槽式太阳能反射镜12和集热管13组成；如图2所示，