一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统及使用方法与流程

本发明涉及土壤干燥系统技术领域，具体领域为一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统及其使用方法。

背景技术：

土壤热脱附技术是一种非常有前景的土壤修复技术，它是以加热方式将受有机物污染的土壤加热至一定温度，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，达到将污染物与土壤颗粒分离，并进行后续处理的过程。

目前为达到防止二次污染的目的，一般会将热脱附尾气通至二燃室燃尽后送入急冷塔。然而二燃室内烟气温度约为800—1000℃，直接通入急冷塔急冷至200℃，这样不仅会生成二噁英等有毒物质还造成了巨大的能量浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统，以解决现有技术中二燃室处理过程中出现有毒物质和后期能源利用率不足造成浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统，包括二燃室、水气换热器、调温换热器、循环泵、预干燥模块、急冷塔、急冷水箱和急冷循环泵，

水气换热器安装在二燃室内，且水气换热器的进口端和出口端位于二燃室外部，

调温换热器的主出口端与水气换热器的进口端连通，循环泵连通在调温换热器的主出口端与水气换热器的进口端之间，

预干燥模块用于对土壤进行余热热脱附预干燥，预干燥模块上的水出口端与调温换热器的主进口端连通，预干燥模块上的水进口端与水气换热器的出口端连通，

急冷塔的进气端与二燃室的烟气出口连通，

急冷水箱的出水喷淋口连通到急冷塔内，急冷水箱上的急冷水循环进出口与调温换热器的急冷水进出口连通，且急冷循环泵连通在急冷水箱与调温换热器的连接管路上。

优选的，所述预干燥模块包括盘式干燥机和鳍片管冷凝器，盘式干燥机的气相出口与鳍片管冷凝器的进口端连通，盘式干燥机的出水口与调温换热器的主进口端连通，盘式换热器的进水口与水气换热器的出口端连通。

优选的，所述预干燥模块的水出口端上连通有出水阀门，出水阀门的另一端与调温换热器的主进口端连通，

预干燥模块的水进口端上连通有进水阀门，进水阀门的另一端水气换热器的出口端连通。

优选的，所述出水阀门和进水阀门均远离预干燥模块的一端之间串联连通有故障阀门。

优选的，所述调温换热器的主进口端处连通有补充水箱和补充泵，补充水箱的出水口连通补充泵的进水口，补充泵的出水口连通调温换热器的主进口端。

优选的，所述出水阀门、进水阀门和故障阀门均为蝶阀。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统的使用方法，其步骤为：

(1)干燥系统的管路内均充满水后，打开进水阀门和出水阀门，然后关闭故障阀门；

(2)二燃室的进口通入土壤热脱附尾气，然后对二燃室内点火；

(3)尾气在二燃室内充分燃烧，燃烧过程中产生的热量传递至水气换热器；

(4)水气换热器内的水加热后通过管路上的循环泵输送到盘式干燥机内，对盘式干燥机进行加热；

(5)盘式干燥机的土壤进口填入需要预干燥的土壤，该土壤通过热水的热量达到预干燥的目的；

(6)然后将预干燥好的土壤由盘式干燥机的土壤出口排出至热脱附设备；

(7)盘式干燥机在预干燥土壤过程中产生的尾气通入鳍片管冷凝器内；

(8)鳍片管冷凝器吸收来自盘式干燥机的尾气并进行冷凝，冷凝水由鳍片管冷凝器的冷凝水出口送至水处理单元，其余气体由鳍片管冷凝器的气体出口送入二燃室；

(9)二燃室内燃烧后的气体通入急冷塔，急冷塔对该气体进行冷凝，其余气体由急冷塔的出口端送入尾气处理单元；

(10)急冷塔在进行燃烧后的气体处理过程中，急冷水箱内的急冷水喷淋到急冷塔内对烟气进行急冷，防止二恶英的生成。

优选的，在循环泵运行过程中管路内的水量减少后，通过打开补充泵，将补充水箱内的水补充到循环泵的水循环管路中。

优选的，在循环泵运行过程中，通过打开急冷循环泵，使得调温换热器与急冷水箱之间连通的管路进行急冷水循环，通过急冷水对调温换热器内的热水循环管路进行降温和温度调控，使得调控水气换热器出水口的出水温度。

优选的，当盘式干燥机或鳍片管冷凝器发生故障无法进行预干燥时，关闭进水阀门与出水阀门，同时打开故障阀门，循环泵管路的循环水将只在水气换热器与调温换热器之间循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将二燃室余热回用至土壤预干燥设备中，不但充分利用了二燃室烟气能量，而且可进一步降低待修复土壤的湿度，使土壤热脱附时耗费能量进一步降低；

本发明中水气换热器吸收二燃室余热，通过进水管路将能量输送至预干燥模块的盘式干燥机中，使预干燥土壤湿度降低，这进一步降低了热脱附时的能量消耗；

水气换热器与调温换热器为蛇形管布置，增加了换热效率；

调温换热器设于水气换热器进水口前端，可以有效控制水气换热器内循环水的温度；

通过进水阀门、出水阀门与故障阀门的设置，当盘式干燥机发生故障时，可将进水阀门、出水阀门关闭，故障阀门打开，使水气换热器出水避开故障区域，防止盘式干燥机故障严重，方便设备的维修更换；

补充水箱通过补充泵为系统补充损耗的水，防止水循环管路内水份流失，造成设备干烧损坏；

急冷水箱通过急冷水循环泵为系统提供急冷水，防止水气换热器与调温换热器管路烧坏，提高设备使用寿命，并进一步降低烟气温度。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图中：1、预干燥模块；101、鳍片管冷凝器；1011、冷凝器冷凝水出口；1012、冷凝器气体出口；102、盘式干燥机；1021、土壤进口；1022、土壤出口；2、出水阀门；3、进水阀门；4、故障阀门；5、补充泵；6、补充水箱；7、急冷塔；701、急冷塔出口；8、急冷水箱；801、急冷水补充口；9、急冷循环泵；10、调温换热器；11、循环泵；12、水气换热器；13、二燃室；1301、二燃室进口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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气体实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种二燃室余热回用的热脱附土壤干燥系统，包括二燃室13、水气换热器12、调温换热器10、循环泵11、预干燥模块1、急冷塔7、急冷水箱8和急冷循环泵9，

水气换热器12安装在二燃室13内，且水气换热器12的进口端和出口端位于二燃室13外部，

调温换热器10的主出口端与水气换热器12的进口端连通，循环泵11连通在调温换热器10的主出口端与水气换热器12的进口端之间，

预干燥模块1用于对土壤进行余热热脱附预干燥，预干燥模块1上的出口端与调温换热器10的主进口端连通，预干燥模块1上的进口端与水气换热器12的出口端连通，

急冷塔7的进气端与二燃室13的烟气出口连通，

急冷水箱8的出水喷淋口连通到急冷塔7内，急冷水箱8上的急冷水循环进出口与调温换热器10的急冷水进出口连通，且急冷循环泵9连通在急冷水箱8与调温换热器10的连接管路上。

急冷水箱8上还是设置有急冷水补充口801，在急冷水箱8内的急冷水容量较少时，通过急冷水补充口801加注急冷水到急冷水箱8内。

水气换热器12内的管路和调温换热器10内的管路均为蛇形盘布置，提高了管路内水循环过程中，管路内的水与水气换热器12和调温换热器10的换热效率。

所述预干燥模块1包括盘式干燥机102和鳍片管冷凝器101，盘式干燥机102的气相出口与鳍片管冷凝器101的进口端连通，盘式干燥机102的出水口与调温换热器10的主进口端连通，盘式换热器的进水口与水气换热器12的出口端连通。

所述预干燥模块1的出口端上连通有出水阀门2，出水阀门2的另一端与调温换热器10的主进口端连通，

预干燥模块1的进口端上连通有进水阀门3，进水阀门3的另一端水气换热器12的出口端连通。

所述出水阀门2和进水阀门3均远离预干燥模块1的一端之间串联连通有故障阀门4。

所述调温换热器10的主进口端处连通有补充水箱6和补充泵5，补充水箱6的出水口连通补充泵5的进水口，补充泵5的出水口连通调温换热器10的主进口端。

所述出水阀门2、进水阀门3和故障阀门4均为蝶阀。

鳍片管冷凝器101、盘式干燥机102、调温换热器10和水气换热器12内均为管束换热器结构组成。

通过本技术方案，本发明还提出一种二燃室13余热回用的热脱附土壤干燥系统的使用方法，其步骤为：

(1)干燥系统的管路内均充满水后，打开进水阀门3和出水阀门2，然后关闭故障阀门4；

(2)二燃室13的进口通入土壤热脱附尾气，然后对二燃室13内点火；

(3)尾气在二燃室13内充分燃烧，燃烧过程中产生的热量传递至水气换热器12；

(4)水气换热器12内的水加热后通过管路上的循环泵11输送到盘式干燥机102内，对盘式干燥机102进行加热；

(5)盘式干燥机102的土壤进口填入需要预干燥的土壤，该土壤通过热水的热量达到预干燥的目的；

(6)然后将预干燥好的土壤由盘式干燥机102的土壤出口排出至热脱附设备；

(7)盘式干燥机102在预干燥土壤过程中产生的尾气通入鳍片管冷凝器101内；

(8)鳍片管冷凝器101吸收来自盘式干燥机102的尾气并进行冷凝，冷凝水由鳍片管冷凝器101的冷凝水出口送至水处理单元，其余气体由鳍片管冷凝器101的气体出口送入二燃室13；

(9)二燃室13内燃烧后的气体通入急冷塔7，急冷塔7对该气体进行冷凝，其余气体由急冷塔7的出口端送入尾气处理单元；

(10)急冷塔在进行燃烧后的气体处理过程中，急冷水箱内的急冷水喷淋到急冷塔内对烟气进行急冷，防止二恶英的生成。

在循环泵11运行过程中管路内的水量减少后，通过打开补充泵5，将补充水箱6内的水补充到循环泵11的水循环管路中。

在循环泵11运行过程中，通过打开急冷循环泵9，使得调温换热器10与急冷水箱8之间连通的管路进行急冷水循环，通过急冷水对调温换热器10内的热水循环管路进行降温和温度调控，使得调控水气换热器12出水口的出水温度。

当盘式干燥机102或鳍片管冷凝器101发生故障无法进行预干燥时，关闭进水阀门3与出水阀门2，同时打开故障阀门4，循环泵11管路的循环水将只在水气换热器12与调温换热器10之间循环。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。