用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的制作方法

本实用新型涉及用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置，更详细而言，涉及能够利用微波净化被水银污染的土壤的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置。

背景技术：

通常，在选择用于净化被污染的地区时，最重要的基准由污染物质的特性和适用对象用地特性决定，因此需要开发经济且有效的、用于复原受污染的地区的技术。

即，对于城市地区或以后活用度高的地区的土壤污染用地而言，即使增加净化费用，通过迅速的复原来提高用地的活用性的方式更为经济。

尤其是，根据计划而原本位于城市中心的工厂地带及军部队移到外围时，为了城市的有效的开发，需要对这些用地的受污染的土壤的迅速的净化。

另外，大部分的水银是污染物质，通过采矿、煤炭燃烧设施、非铁金属提炼设施、及废物销毁设施排出，这种水银排出到大气中移动到地表环境及污染周边土壤。

作为这种污染土壤的处理技术了，有着生物学技术、物理化学技术、固定化技术、及热处理技术等。其中热处理技术广泛应用于各种污染土壤。

但是，现有的热处理技术使用着在高温燃烧土壤的污染物质或用高温空气来蒸发污染物质的方法，此时，为了蒸发污染物质将土壤加热为高温，存在着使用较多的燃料的问题，而且还会存在需要处理燃烧污染物质时发生的二次污染物质的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置，捕集通过照射微波来加热污染土壤时发生的废气，并将捕集的废气冷却至对于水银的露点以下的温度，以元素水银的状态回收，选择性地存储，从而能够将被水银污染的土壤内的水银、水银化合物去除或减少至能够接受的水准。

本实用新型采用如下技术方案来实现技术目的。

本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的特征在于，包括：微波照射部，其形成为向包括水银的污染土壤照射微波来进行加热；废气移动部，其向通过所述微波照射部发生的废气提供移动路径；凝缩部，其与所述废气移动部连接，且捕集沿着所述移动路径移动的废气并冷却至露点(dewpoint)以下的条件；以及水银存储部，其选择性地存储通过所述凝缩部被冷却至所述露点以下的条件而以元素水银状态被回收的水银。

其中，本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置还包括：过滤部，其净化通过所述凝缩部而被去除水银的状态的废气；以及泵部，其引导废气沿着所述移动路径移动，并使通过所述过滤部的废气向外部排出。

而且，所述微波照射部形成为腔室形态，在一侧形成有投入所述污染土壤的投入口，且形成有排出废气蒸发了的状态的所述污染土壤的排出口。

另外，所述微波照射部形成为，在一侧形成有投入所述污染土壤的投入口，在内部具有移送机构而使微波向移动的所述污染土壤照射，且形成有排出废气蒸发了的状态的所述污染土壤的排出口。

而且，所述微波照射部具备控制部，其对所述污染土壤实时测量用于发生废气的温度并存储，并控制为所述污染土壤的温度维持在用于发生废气的温度。

而且，所述凝缩部引导流体沿着执行废气的捕集的所述移动路径连续地循环而使废气冷却至露点以下的条件。

本实用新型的效果如下。

根据本实用新型，能够捕集通过照射微波来加热污染土壤而发生的废气，并将捕集的废气冷却至对于水银的露点以下的温度，以元素水银的状态回收，选择性地存储，从而能够将被水银污染的土壤内的水银、水银化合物去除或减少至能够接受的水准。

而且，根据本实用新型，微波相比于其他物理照射方法能量消耗较少，能够较大地改变污染物质与土壤的结合度，因而能够提高对污染物质的脱附效率，从而能够提高对土壤的污染物质的净化效率。

而且，根据本实用新型，由于是微波能从污染土壤的内部进行加热的方式，因此加热时间短，温度分布均匀，热效率高，同时装置的构成比较简单，能量消耗小，不需要其他操作，因而装置的设置及维持费用低廉。

附图说明

图1是概略地表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的图。

图2是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的水银的排出及移动特性的图。

图3是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的微波照射部的另一结构的图。

图4是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的凝缩部的结构的图。

图5是依次表示基于本实用新型的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化方法的图。

符号说明

10－污染土壤，100－照射部，100a－投入口，100b－移送机构，100c－排出口，100d－微波震荡装置，110－控制部，200－移动部，300－凝缩部，310－圆柱，400－水银存储部，500－过滤部，600－泵部，h－检查口，p－移动路径。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。

本实用新型的优点和特征、及实现这些的方法会通过参照与附图一同详细说明的实施例更为明确。

但是，本实用新型并不限定于以下公开的实施例，可以由不同的各种形态实现，本实施例只是使本实用新型的公开完整，用于让本实用新型所属技术领域中掌握了通常的知识的人员完整地理解本实用新型的范围而提供，本实用新型将由权利要求的范围定义。

而且，在说明本实用新型时若判断为相关的公知技术等会混淆本实用新型的要旨时，将省略对其的详细说明。

图1是概略地表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的图，图2是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的水银的排出及移动特性的图。

而且，图3是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的微波照射部的另一结构的图，图4是表示本实用新型的一实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置的凝缩部的结构的图。

如图1所示，本实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置包括微波照射部100、废气移动部200、凝缩部300、及水银存储部400。

微波照射部100形成为向包括水银的污染土壤10照射微波来进行加热。

这是利用通过微波装置发生的微波来加热污染土壤10的方式，微波是被电介质物质吸收并由微波的固定频率(2.45ghz)振动被加热并发生能量的原理。

微波照射到污染土壤10的内部，通过具有极性的土壤水分的水分子的双极旋转、即双极转矩作用来加热污染土壤10，通常如图2所示地，通过火力发电厂等煤炭燃烧设施排出的气体状态的水银被暴露到地表环境。

换言之，土壤内的水银以粒状水银(hg⁰)、元素水银(hg⁰)、氧化汞(hg¹⁺,hg²⁺)等状态存在，且主要以无机物或天然有机物和形成络合(complex)的形态、即甲基化的甲基汞(hgch3)的形态存在。

在此，液体状态的水银较强地吸附于土壤内的黏土和氧化铁，且若不存在有机物时，在酸性土壤中相对移动性提高，会向大气蒸发或向地下水浸出。

如此的作为污染物质的水银与土壤的结合力(吸附、脱附)根据土壤有机物、水分含量等决定其结合关系，因此，土壤内的水分含量越高，介电常数(permittivity)也会增加。

土壤有机物是在地表环境中自然地形成的地球化学的物理、化学变化，随之，与地表内的各种物质的结合特性及反应性变化，对污染物质的污染特性和移动产生较大的影响。

以如上所述的形态吸附于土壤的水银具有较高的介电常数，由此，微波可以维持土壤固有成分的同时，通过高温脱附蒸发来增加水蒸气压、溶解度、污染源的移动，并减小表面张力来去除水银。

也就是说，由于微波可以选择性得仅加热极性分子，因此可以通过土壤内的络合态的水银分子结合破坏及土壤内水分被加热而以汽提(stripping)效果使蒸汽排出到土壤外部，能够去除吸附于土壤的水银。

如此的微波照射部100可以以多种形态构成而对投入的污染土壤10有效地照射微波，作为一例，可以形成为如图1所示的腔室形态。

更详细而言，微波照射部100可以形成为腔室形态，在一侧形成有投入污染土壤的投入口，且形成有排出废气蒸发了的状态、即完成了通过微波的加热的而被净化的状态的土壤的排出口。

而且，微波照射部100可以如图3所示地构成为，在一侧形成有投入污染土壤的投入口100a，在外周面具备能够确认工序的检查口h，在内部具有移送机构100b而向移动的污染土壤10驱动微波震荡装置100d，以连续地照射微波。

另外，在微波照射部100上形成有排出通过加热污染土壤10而废气被蒸发的状态、即被净化的状态的土壤的排出口100c，通过这种结构，从投入口100a连续地投入污染土壤10的同时，由于具有排出向移动的污染土壤10照射微波而被净化的状态的土壤的结构，因此能够同时进行多量的污染土壤的净化。

而且，通过微波照射部100照射的微波相比于其他物理照射方法能量消耗较少，能够较大地改变污染物质与土壤的结合度，因而能够提高对污染物质的脱附效率，从而能够提高对土壤的污染物质的净化效率，而且由于是微波能从污染土壤10的内部进行加热的方式，因此加热时间短，温度分布均匀，热效率高，同时能量消耗小，装置的设置及维持费用低廉。

另外，如上所述的各种形态的微波照射部100均设置有控制部110，该控制部100对污染土壤10实时测量用于发生废气的温度并存储，并控制为污染土壤10的温度维持在用于发生废气的温度。

也就是说，在微波照射部100上安装有红外线温度计，实时测量污染土壤10的温度，作为对象污染物质的水银的沸点(boilingpoint)为356.73℃，从300℃开始蒸发，因此考虑安全度，使污染土壤10的温度维持400℃左右，以使在污染土壤10发生包括水银的废气。

在此，通过控制部100污染土壤10的温度达到目标温度时，废气挥发了的净化状态的土壤通过排出口排出。

废气移动部200是对通过微波照射部100发生的废气提供移动路径p的结构，具有管形态，通过后述的泵部600的驱动而向凝缩部300移动。

而且，凝缩部300与废气移动部200连接，捕集沿着移动路径p移动的废气，并冷却至露点(dewpoint)以下的条件。

如图4所示，上述的凝缩部300引导废气沿着执行废气的捕集的移动路径p、即以使冷却流体连续地循环的方式形成的多个圆柱310连续地通过而使废气冷却至露点以下的条件。

也就是说，由于包含于废气中的水银气体的露点比包含于废气中的其他气体的露点高，通过凝缩部300进行冷却时，水银从蒸汽化的状态最先变换为元素水银状态，从而能够去除包含于废气中的水银。

在此，水银存储部400选择性地存储通过凝缩部300被冷却至露点以下的条件而以元素水银状态被回收的水银。

水银存储部400具有规定大小的内部空间，通过凝缩部300回收的水银存储于内部空间，在微波照射部100发生而移动的废气能够以不包括水银的状态排出到外部。

而且，由于水银存储部400在内部空间具有选择性地存储水银的结构，能够容易实现去除，从而能够有效地将被水银污染的土壤内的水银、水银化合物去除或减少至能够接受的水准。

另外，根据本实施例的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化装置如图1所示地还可以包括过滤部500及泵部600。

过滤部500设置在移动路径p的一端部，使通过凝缩部300而被去除了水银状态的废气通过其内部，结果起到在排出去除了水银状态的废气之前进行净化的作用。

在此，过滤部500优选由能够吸附hepa过滤器无法过滤的有害气体、微尘的活性炭过滤器(activatedcarbonfilter)构成，但也可以使用具有相同的租用或功能的其他过滤器。

而且，泵部600引导在微波照射部100发生的废气沿着多个移动路径p移动，并最终经过凝缩部300而被去除水银的状态的废气通过过滤部500，能够以被净化的状态向外部排出。

这种泵部600的结构相当于吸入及排出气体的通常的真空泵的结构，省略对其的说明。

下面，图5是依次表示基于本实用新型的用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化方法的图。

如图5所示，依次说明用于去除水银的污染土壤微波热脱附净化方法如下。

首先，通过微波照射部100向包括水银的污染土壤10照射微波，加热污染土壤10来发生废气(s100)。

在此，微波照射部100可以形成腔室的形态，可以构成为在内部具有移动机构的形态，向位于内部或在内部移动的污染土壤10照射微波，将污染土壤10加热至废气发生的温度。

微波相比于其他物理照射方法能量消耗较少，能够较大地改变污染物质与土壤的结合度，因而能够提高对存在于污染土壤10中的污染物质的脱附效率。

从而，能够提高对土壤的污染物质的净化效率，且由于是微波能从污染土壤10的内部进行加热的方式，因此加热时间短，温度分布均匀，热效率高，能量消耗小，装置的设置及维持费用低廉。

在此，为了有效地加热污染土壤10，可以在微波照射部100上安装有红外线温度计，实时测量污染土壤10的温度，作为对象污染物质的水银的沸点(boilingpoint)为356.73℃，从300℃开始蒸发，因此根据实时测量的温度信息，通过控制部110将污染土壤10的温度维持在考虑了安全度的400℃左右，以使在污染土壤10发生包括水银的废气。

之后，捕集从污染土壤10发生的废气，并通过凝缩部300将捕集的废气冷却至露点(dewpoint)以下的条件(s200)。

也就是说，沿着以使冷却流体连续地循环的方式形成的多个圆柱310连续地通过，使废气通过这种圆柱310之间而冷却至露点以下的条件。

换言之，包含于废气中的水银气体的露点比包含于废气中的其他气体的露点高，因此通过凝缩部300冷却时，水银从蒸汽化的状态最先变换为元素水银状态，从而能够容易去除包含于废气中的水银。

如此，将通过凝缩部300被冷却至露点以下的条件而以元素水银状态被回收的水银选择性地存储到具有规定的内部空间的水银存储部400(s300)。

从而，元素水银被选择性地回收到水银存储部400后，剩余的废气中不存在水银气体，这种废气通过过滤部500向外部排出。

也就是说，驱动泵部600使通过微波照射部100发生的废气依次通过凝缩部300及过滤部500后，使去除了水银的废气通过过滤部500，使被净化的状态的气体向外部排出。

根据本实用新型，能够捕集通过照射微波来加热污染土壤而发生的废气，并将捕集的废气冷却至对于水银的露点以下的温度，以元素水银的状态回收，选择性地存储，从而能够将被水银污染的土壤内的水银、水银化合物去除或减少至能够接受的水准。

而且，根据本实用新型，微波相比于其他物理照射方法能量消耗较少，能够较大地改变污染物质与土壤的结合度，因而能够提高对污染物质的脱附效率，从而能够提高对土壤的污染物质的净化效率。

而且，根据本实用新型，由于是微波能从污染土壤的内部进行加热的方式，因此加热时间短，温度分布均匀，热效率高，同时装置的构成比较简单，能量消耗小，不需要其他操作，因而装置的设置及维持费用低廉。

以上参照附图所示的实施例说明了本实用新型，但这只是示例，掌握了本技术领域的公知知识的人员可以从中做出各种变形，可以得知选择性地组合所述说明的实施例的全部或一部分来构成。因此，本实用新型的真正的技术保护范围应由权利要求书中限定的技术思想。