土壤修复装置的制作方法

本实用新型涉及一种土壤修复装置，特别涉及一种强化逆流悬浮热脱附土壤修复装置。

背景技术：

土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。现有的物理修复技术能量消耗高、处理成本大而且需要专门的设备，它只能处理小面积的土壤污染；化学法处理成本高而且存在二次污染的风险；生物修复过程缓慢，场地条件和环境因素对修复效率影响较大，因此修复效果不稳定；生物修复技术的环境条件苛刻、修复周期长，但具有不产生二次污染的特点。

技术实现要素：

鉴于以上，有必要提供一种高效、能耗低、且在修复过程中不容易破坏土壤成分结构的土壤修复装置。

一种土壤修复装置，包括进行热脱操作的悬浮逆流预脱附器、将脱附产生的废气进行焚烧热解的尾气终燃室、成品冷却单元、物料处理单元、加速热解和污染物脱附的强化旋流悬浮热脱附炉及对进入其较低温度的环境空气和经焚烧的废气进行热交换的空气逆流强化换热器，其特征在于：所述悬浮逆流预脱附器包括第一旋风筒、第二旋风筒及第三旋风筒，所述成品冷却单元包括对颗粒进行冷却后输出的滚筒冷却机，所述物料处理单元包括对土壤进行烘干和研磨并对研磨后粒度合格的颗粒进行筛选的粉磨烘干热脱附器，所述悬浮逆流预脱附器包括通过气流对土壤中的污染物进行脱附操作的第一旋风筒和通过气流与颗粒进行逆流热交换的第二旋风筒和第三旋风筒。

优选地，所述第二旋风筒和第一旋风筒、所述第三旋风筒和第二旋风筒之间、所述强化旋流悬浮热脱附炉和第三旋风筒之间分别通过对颗粒进行减速和分散的换热风管串联在一起。优选地，所述成品冷却单元还包括第四旋风筒，所述空气逆流强化换热器和强化旋流悬浮热脱附炉之间设置有第一风机，所述第一旋风筒和粉磨烘干热脱附器之间设置有在负压作用下，吸收了热量的环境空气经由所述第一风机进入所述强化旋流悬浮热脱附炉供炉内燃烧和气流流动，及进入所述滚筒冷却机较低温度的环境空气流经并冷却颗粒，吸收了热量 的环境空气经由所述第四旋风筒进入所述强化旋流悬浮热脱附炉以供给气流的第二风机。优选地，所述土壤修复装置还包括对进行过热量传递的废气进行冲洗吸收的酸洗塔和对颗粒进行泥化或造粒处理后输送至堆放处的成品处理单元，所述尾气终燃室内设置有脱硝装置，所述成品处理单元内设置有泥化或造粒设备，所述物料处理单元还包括对筛选后的颗粒进行储存的收尘器和生料仓，所述酸洗塔和烟囱之间设置有在负压作用下，处理后的尾气经由所述烟囱排入大气，及所述空气逆流强化换热器对进入其较低温度的环境空气和经焚烧的废气进行热交换的第三风机，所述收尘器和尾气终燃室之间设置有在负压作用下，所述收尘器将脱附产生的废气排入所述尾气终燃室的第四风机，所述生料仓和悬浮逆流预脱附器之间设置有将生料仓内的颗粒提升至所述第一旋风筒和第二旋风筒之间的换热风管的提升机。

优选地，所述换热风管为直管或弯管，所述换热风管内的设计风速为20～22米/秒。

优选地，所述悬浮逆流预脱附器包括三个或三个以上的旋风筒，多个旋风筒之间换热风管的连接方式采用串联或串并联混合的方式连接，所述第二旋风筒出口处的气流温度为400～450摄氏度，所述第三旋风筒出口处的气流温度为550～600摄氏度。

优选地，所述滚筒冷却机和第四旋风筒同时或分别单独使用，所述滚筒冷却机在安装时沿排料方向具有2％～5％的倾斜度，所述滚筒冷却机内的设计风速为0.5～1.2米/秒。

优选地，所述粉磨烘干热脱附器采用立式辊磨、辊压机或球磨粉磨工艺，所述粉磨烘干热脱附器内粉碎和研磨粒度为80～200微米，所述粉磨烘干热脱附器内烘干后水分含量低于15％。

优选地，所述强化旋流悬浮热脱附炉底部气流的风速为28～30米/秒，所述强化旋流悬浮热脱附炉内气流的风速20～25米/秒，所述强化旋流悬浮热脱附炉内的气流温度为800～850摄氏度。

优选地，经焚烧的废气和较低温度的环境空气进入所述空气逆流强化换热器的方向相反、倾斜相交或垂直。

相较于现有技术，本实用新型土壤修复装置通过粉磨烘干热脱附器对土壤进行烘干和研磨，并通过来自第一旋风筒的气流对土壤中的污染物进行脱附操作；通过所述粉磨烘干热脱附器对研磨后粒度合格的颗粒进行筛选，并通过来自第二旋风筒和第三旋风筒的气流与颗粒进行逆流热交换；及通过强化旋流悬浮热脱附炉内的气流对颗粒进行减速和分散使得颗粒悬浮在炉内并向上运动，加速热解和污染物的脱附，提高了热脱附率并降低了能耗低，且在修复过程中不容易破坏土壤成分结构。

附图说明

图1是本实用新型土壤修复装置的一较佳实施方式的结构图。

图2是采用图1中土壤修复装置进行土壤修复的一较佳实施方式的流程图。

具体实施方式

请参照图1，本实用新型一种土壤修复装置的较佳实施方式包括一悬浮逆流预脱附器100、一强化旋流悬浮热脱附炉200、一成品冷却单元300、一物料处理单元400、一酸洗塔500、一尾气终燃室600、一空气逆流强化换热器700及一成品处理单元800。

所述悬浮逆流预脱附器100包括一第一旋风筒C1、一第二旋风筒C2及一第三旋风筒C3。所述第二旋风筒C2和第一旋风筒C1、所述第三旋风筒C3和第二旋风筒C2之间、所述强化旋流悬浮热脱附炉200和第三旋风筒C3之间分别通过换热风管串联在一起。所述悬浮逆流预脱附器100并不限于包括三个旋风筒，也可由三个以上的旋风筒组成。多个旋风筒之间换热风管的连接方式不限于串联方式，也可采用串并联混合的方式连接。所述换热风管内的设计风速为20～22米/秒。所述换热风管可设计为直管或弯管。

所述成品冷却单元300包括一滚筒冷却机310和一第四旋风筒C4。所述滚筒冷却机310在安装时沿排料方向具有2％～5％的倾斜度。所述滚筒冷却机310内的设计风速为0.5～1.2米/秒。所述滚筒冷却机310和第四旋风筒C4可同时使用，也可分别单独使用。

所述物料处理单元400包括一粉磨烘干热脱附器410、一袋式收尘器420及一生料仓430。所述粉磨烘干热脱附器410内粉碎和研磨粒度为80～200微米。所述粉磨烘干热脱附器410内烘干后水分含量低于15％。所述粉磨烘干热脱附器410采用立式辊磨粉磨工艺，但并不限于立式辊磨粉磨工艺，也可采用辊压机粉磨工艺或球磨粉磨工艺。

所述尾气终燃室600内设置有脱硝装置。

所述成品处理单元800内设置有泥化或造粒设备。

所述空气逆流强化换热器700和强化旋流悬浮热脱附炉200之间设置一第一风机910。所述第一旋风筒C1和粉磨烘干热脱附器410之间设置一第二风机920。所述酸洗塔500和一烟囱900之间设置一第三风机930。所述袋式收尘器420和尾气终燃室600之间设置一第四风机940。所述生料仓430和悬浮逆流预脱附器100之间设置一提升机950。

请参照图2，为采用上述土壤修复装置对含有污染物的土壤进行修复的流程图，包括以下步骤：

S201：通过所述粉磨烘干热脱附器410对称重后的土壤进行烘干和研磨，并通过来自所述第一旋风筒C1的250～300摄氏度的气流对土壤中的污染物进行脱附操作。

S202：在所述第四风机940的负压作用下，通过所述袋式收尘器420将脱附产生的废气排入所述尾气终燃室600；

S203：通过所述尾气终燃室600将废气进行焚烧热解，在所述第三风机930的负压作用下，经焚烧的废气流经所述空气逆流强化换热器700并将热量传递给进入所述空气逆流强化换热器700较低温度的环境空气，

在所述第二风机920的负压作用下，吸收了热量的环境空气经由所述第一风机910进入所述强化旋流悬浮热脱附炉200供炉内燃烧和旋流流动，

经焚烧的废气和较低温度的环境空气进入所述空气逆流强化换热器700的方向相反，但并不限于相反，也可倾斜相交或垂直；

S204：通过所述酸洗塔500对进行过热量传递的废气进行冲洗吸收，

经焚烧热解或氧化的废气产生CO2、SO2等酸性气体，所述酸洗塔500对CO2、SO2等酸性气体进行冲洗吸收，在所述第三风机930的负压作用下，处理后的尾气经由所述烟囱900排入大气；

S205：通过所述粉磨烘干热脱附器410对研磨后粒度合格的颗粒进行筛选后经由所述袋式收尘器420送入生料仓430进行储存；

S206：通过所述提升机950将生料仓430内的颗粒提升至所述第一旋风筒C1和第二旋风筒C2之间的换热风管，经提升后的颗粒在换热风管内减速和充分分散，并与所述第二旋风筒C2出口处400～450摄氏度的高温气流进行逆流热交换后经所述第一旋风筒C1进入第二旋风筒C2和第三旋风筒C3之间的换热风管，在换热风管内减速和充分分散并与所述第三旋风筒C3出口处550～600摄氏度的高温气流进行逆流热交换后经所述第二旋风筒C2进入强化旋流悬浮热脱附炉200；

S207：通过所述强化旋流悬浮热脱附炉200底部28～30米/秒的高速气流对颗粒进行减速和充分分散后以20～25米/秒的高速旋流将颗粒悬浮在炉内并沿炉道螺旋向上运动，当颗粒运动至炉内800～850摄氏度的火焰区时加速热解和污染物的脱附，完全热解和脱附的颗粒经由换热风管和所述第三旋风筒C3进入所述滚筒冷却机310；

S208：通过所述滚筒冷却机310具有2％～5％的倾斜度将颗粒转向所述成品处理单元800，在所述第二风机920的负压作用下，进入所述滚筒冷却机310较低温度的环境空气沿与颗粒相反的运动方向流经并冷却颗粒，吸收了热量的环境空气经由所述第四旋风筒C4进入所述强化旋流悬浮热脱附炉200的底部以供给28～30米/秒的高速气流，被所述滚筒冷却 机310内风速为0.5～1.2米/秒的气流带走的部分颗粒经由所述第四旋风筒C4进入所述成品处理单元800；

S209：通过所述成品处理单元800对颗粒进行泥化或造粒处理后输送至堆放处，进而进行土壤回填并完成土壤修复。

通过CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)软件计算悬浮态下的气固换热效率，可以得出土壤颗粒分别在所述第一旋风筒C1、第二旋风筒C2及第三旋风筒C3内的收尘效率和换热效率如下表所示：

由上表可以看出，采用本实用新型土壤修复装置后，悬浮态下的收尘效率和换热效率都在90％以上，同时燃料消耗降低了30～40％。

本实用新型土壤修复装置通过粉磨烘干热脱附器410对土壤进行烘干和研磨，并通过来自第一旋风筒C1的气流对土壤中的污染物进行脱附操作；通过所述粉磨烘干热脱附器410对研磨后粒度合格的颗粒进行筛选，并通过来自第二旋风筒C2和第三旋风筒C3的气流与颗粒进行逆流热交换；及通过强化旋流悬浮热脱附炉200内的气流对颗粒进行减速和分散使得颗粒悬浮在炉内并向上运动，加速热解和污染物的脱附，提高了热脱附率并降低了能耗低，且在修复过程中不容易破坏土壤成分结构。