用于高浓度污染土壤的高效节能异位热脱附系统的制作方法

本发明涉及土壤修复技术领域，具体的涉及一种用于高浓度污染土壤的高效节能异位热脱附系统。

背景技术：

随着工农业的发展和城镇化进程的加快，产业结构的调整及城市化进程的加快，大批涉及化工、冶金、石油、交通运输、轻工等行业的污染企业先后搬迁或关闭。很多工业企业搬迁遗留场地的土壤中存在的挥发性污染物，在再开发利用过程中，土壤中的挥发性及半挥发性污染物可以通过气-土循环和水-土循环进入到其他环境介质中，也可以直接通过食物链或人类呼吸进入人体，危害人类健康。土壤中的挥发性及半挥发性污染物被列为环境中潜在危险性大、应优先控制的毒害性污染物。

目前，针对污染土壤的修复技术有原位修复和异位修复两种方式，其中：

污染土壤原位修复不需要挖掘运输土壤，因而所需工程量相对较小，常用工艺有原位气相抽提和原位化学修复等，但这些原位处理工艺普遍存在处理时间长、处理效率低、挥发性及半挥发性污染物去除率低等缺陷，采用原位化学修复工艺还可能造成二次污染等问题；

污染土壤异位修复常用工艺有异位热脱附处理、异位化学修复等，其中以异位热脱附处理效果较佳，而异位热脱附处理中又以回转窑作为热脱附设备应用较广。采用回转窑处理污染土壤时，污染土壤在回转窑内翻转，并与逆行的烟气进行换热，达到使挥发性及半挥发性污染物从土壤中脱除的目的；但是经过二燃室的烟气往往只是进行直接冷却，对热量不进行回收利用，从而会造成极大的能源浪费，大大增加了成本。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于高浓度污染土壤的高效节能异位热脱附系统，在二燃室与布袋除尘器之间设置有换热冷却器，通过换热冷却器不仅能够降低排出空气中的温度，而且能够对热量进行采集并且重新输送进回转窑和二燃室，起到了降低成本和节约资源的作用。

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于高浓度污染土壤的高效节能异位热脱附系统，包括回转窑、二燃室、布袋除尘器和脱硫塔，所述的回转窑一端的进料口连接有螺旋输送器，所述的回转窑的另一端以及二燃室的一端分别设置有天然气燃烧器，所述的布袋除尘器的出气口通过第一管道与脱硫塔的进气口相连，所述的第一管道上安装有第一引风机，其特征在于：还包括预粉碎箱体、上料机、料斗输送机构和换热冷却器，所述的预粉碎箱体固定在上料机左端的顶部，所述的料斗输送机构包括料斗、行走机构和牵引机构，所述的料斗通过行走机构悬挂在滑轨的下方，所述的行走机构通过传动杆与设置在滑轨上的牵引机构相连，所述的上料机的右端伸至滑轨左端的正下方，所述的螺旋输送器的进料口位于滑轨右端的正下方，所述的回转窑的排气口与除尘器相连，所述的除尘器通过第二管道与二燃室的进气口相连通，所述的第二管道上安装有第二引风机，所述的二燃室的排气口与换热冷却器的进气口相连，所述的换热冷却器的排气口与布袋除尘器的进气口相连。

进一步：所述的换热冷却器表面环绕的换热管道的一端与五通阀相连，所述的五通阀通过热量回用管道与回转窑的进气口相连通，所述的五通阀还分别与热量处理管道、第一燃烧器回用管道和第二燃烧器回用管道，所述的第一燃烧器回用管道与设置在回转窑一端的天然气燃烧器相连并且其上设置有第一鼓风机，所述的第二燃烧器回用管道与设置在二燃室一端的天然气燃烧器相连并且其上设置有第二鼓风机，所述的热量回用管道和热量处理管道上都设置有开关阀。

又进一步：所述的二燃室的排气口通过特斯拉阀与换热冷却器的进气口相连，所述的特斯拉阀的左右两端分别安装有第一三向阀和第二三向阀，所述的第一三向阀分别与二燃室的排气口和充水管道相连，所述的充水管道上安装有水泵并与存水罐体相连，所述的第二三向阀分别与换热冷却器的进气口和排水管道相连，所述的排水管道又与废渣存储箱相连。

又进一步：所述的脱硫塔的底部通过回收管道与水处理池相连，所述的水处理池又通过循环管道与设置在脱硫塔内部的喷淋管相连，所述的循环管道上设置有第二水泵。

又进一步：所述的上料机包括水平导料罩、斜置导料罩、主动输送轮、第一从动输送轮、第二从动输送轮和输送带，所述的水平导料罩和斜置导料罩左右连成一体，所述的预粉碎箱体固定在水平导料罩左端的顶部，所述的主动输送轮和第一从动输送轮分别安装在水平导料罩的左右两端内，所述的第二从动输送轮通过固定架从斜置导料罩的右端伸出并且位于滑轨左端的正下方，所述的输送带套装在主动输送轮、第一从动输送轮和第二从动输送轮的外侧。

又进一步：所述的斜置导料罩的右端还可拆卸地连接有刮料板，所述的刮料板与伸出斜置导料罩的输送带的底部相接触。

又进一步：所述的料斗连接在翻转轴上，所述的翻转轴的两端从料斗的两侧壁伸出并分别转动连接在左支架和右支架上，所述的翻转轴又与固定在右支架上的伺服电机相连，所述的料斗通过伺服电机的驱动随着翻转轴一起转动，所述的左支架和右支架的顶部各设置有一个行走机构，所述的行走机构包括行走支架和固定在行走支架内的上下两个导向轮，上下两个导向轮分别与滑轨的上下表面相接触。

又进一步：所述的牵引机构包括牵引支架、辅助支架、摩擦轮、压紧轮、螺杆和限位螺母，所述的辅助支架设置在牵引支架的下端内，所述的螺杆的上端固定在辅助支架的底部，所述的牵引支架的底部开设有与螺杆相匹配的螺纹孔，所述的螺杆的下端穿过螺纹孔并且其上连接有限位螺母，所述的限位螺母与牵引支架的底部相接触，所述的摩擦轮安装在牵引支架内并与固定在牵引支架外壁上的行走电机相连，所述的压紧轮连接在辅助支架内并且位于摩擦轮的正下方，所述的摩擦轮和压紧轮分别与滑轨的上下表面相接触。

又进一步：所述的预粉碎箱体是由导料箱体和粉碎箱体上下连成一体所组成，所述的粉碎箱体内还连接有两个第一粉碎滚筒和三个第二粉碎滚筒，两个第一粉碎滚筒呈一字型排列并且分别套装在一根第一转轴上，两根第一转轴上各套装有一个链轮并且其中的一根与第一旋转电机相连，两个链轮通过链条彼此连接，三个第二粉碎滚筒也呈一字型排列并且分别套装在一根第二转轴上，三根第二转轴上各连接有一个第一传动齿轮并且位于中间的第二转轴还与第二旋转电机相连，相邻两个第一传动齿轮之间都设置有一个第二传动齿轮，所述的第二传动齿轮通过第三转轴连接在粉碎箱体的侧壁上，相邻两个第一传动齿轮通过位于其之间的第二传动齿轮彼此连接。

再进一步：所述的导料箱体呈上宽下窄状，所述的粉碎箱体呈上窄下宽状，每个第一粉碎滚筒都位于相邻两个第二粉碎滚筒之间空间的正上方。

采用上述结构后，本发明在二燃室与布袋除尘器之间设置有换热冷却器，通过换热冷却器不仅能够降低排出空气中的温度，而且能够对热量进行采集并且重新输送进回转窑和二燃室，起到了降低成本和节约资源的作用；本发明在二燃室与换热冷却器之间还设置有特斯拉阀，通过特斯拉阀的特殊式结构减少了排出的热气进入换热冷却器的时间，从而减少了热量在输送过程中的损耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的局部结构图。

图3为牵引机构的结构图。

图4为预粉碎箱体的内部结构图。

图5为特斯拉阀的内部结构图。

具体实施方式

如图1所示的一种用于高浓度污染土壤的高效节能异位热脱附系统，包括回转窑6、二燃室13、布袋除尘器21和脱硫塔22，所述的回转窑一端的进料口连接有螺旋输送器5，所述的回转窑的另一端以及二燃室的一端分别设置有天然气燃烧器8，所述的布袋除尘器的出气口通过第一管道与脱硫塔的进气口相连，所述的第一管道上安装有第一引风机23，还包括预粉碎箱体1、上料机2、料斗输送机构和换热冷却器19，所述的预粉碎箱体固定在上料机左端的顶部，所述的料斗输送机构包括料斗3、行走机构和牵引机构，所述的料斗通过行走机构悬挂在滑轨4的下方，所述的行走机构通过传动杆3-11与设置在滑轨4上的牵引机构相连，所述的上料机的右端伸至滑轨左端的正下方，所述的螺旋输送器的进料口位于滑轨右端的正下方，所述的回转窑的排气口与除尘器7相连，所述的除尘器7通过第二管道与二燃室的进气口相连通，所述的第二管道上安装有第二引风机9，所述的二燃室的排气口与换热冷却器的进气口相连，所述的换热冷却器的排气口与布袋除尘器的进气口相连。土壤经过预粉碎箱体粉碎后掉落进上料机内，然后通过上料机输送进料斗内，通过牵引机构的作用使料斗输送到螺旋输送器进料口的正上方，然后翻转料斗把土壤倒进螺旋输送器内并通过螺旋输送器输送进回转窑，土壤在回转窑内经过加热去除土壤中的杂质，杂质气体进入二燃室内后继续燃烧，进行进一步除杂，进一步处理后的废气经过换热冷却器冷却后依次输送进布袋除尘器21和脱硫塔22，通过布袋除尘器和脱硫塔进行再一步处理。本发明在二燃室与布袋除尘器之间设置有换热冷却器，通过换热冷却器不仅能够降低排出空气中的温度，而且能够对热量进行采集并且重新输送进回转窑和二燃室，起到了降低成本和节约资源的作用。

如图1所示的换热冷却器表面环绕的换热管道的一端与五通阀27相连，所述的五通阀通过热量回用管道与回转窑的进气口相连通，所述的五通阀还分别与热量处理管道、第一燃烧器回用管道和第二燃烧器回用管道，所述的第一燃烧器回用管道与设置在回转窑一端的天然气燃烧器相连并且其上设置有第一鼓风机11，所述的第二燃烧器回用管道与设置在二燃室一端的天然气燃烧器相连并且其上设置有第二鼓风机12，所述的热量回用管道和热量处理管道上都设置有开关阀。

如图1和图5所示的二燃室的排气口通过特斯拉阀14与换热冷却器的进气口相连，所述的特斯拉阀的左右两端分别安装有第一三向阀15和第二三向阀16，所述的第一三向阀分别与二燃室的排气口和充水管道相连，所述的充水管道上安装有水泵26并与存水罐体17相连，所述的第二三向阀分别与换热冷却器的进气口和排水管道相连，所述的排水管道又与废渣存储箱18相连。本发明在二燃室与换热冷却器之间还设置有特斯拉阀，通过特斯拉阀的特殊式结构减少了排出的热气进入换热冷却器的时间，从而减少了热量在输送过程中的损耗；并且可以通过启动水泵对特斯拉阀进行冲洗，去除气体带入的杂质，防止特斯拉阀发生不必要的堵塞。

如图1所示的脱硫塔的底部通过回收管道与水处理池24相连，所述的水处理池又通过循环管道与设置在脱硫塔内部的喷淋管相连，所述的循环管道上设置有第二水泵25。

如图2所示的上料机包括水平导料罩2-1、斜置导料罩2-2、主动输送轮2-3、第一从动输送轮2-4、第二从动输送轮2-5和输送带2-6，所述的水平导料罩和斜置导料罩左右连成一体，所述的预粉碎箱体固定在水平导料罩左端的顶部，所述的主动输送轮2-3和第一从动输送轮2-4分别安装在水平导料罩的左右两端内，所述的第二从动输送轮通过固定架从斜置导料罩的右端伸出并且位于滑轨左端的正下方，所述的输送带套装在主动输送轮、第一从动输送轮和第二从动输送轮的外侧。

如图2所示的斜置导料罩的右端还可拆卸地连接有刮料板2-7，所述的刮料板与伸出斜置导料罩的输送带的底部相接触，通过刮料板能够把残留在输送带上的土壤刮落进料斗内，起到了增加其实用性能的作用。

如图1所示的料斗连接在翻转轴上，所述的翻转轴的两端从料斗的两侧壁伸出并分别转动连接在左支架3-2和右支架3-3上，所述的翻转轴又与固定在右支架上的伺服电机3-4相连，所述的料斗通过伺服电机的驱动随着翻转轴一起转动，所述的左支架和右支架的顶部各设置有一个行走机构，所述的行走机构包括行走支架3-5和固定在行走支架内的上下两个导向轮3-6，上下两个导向轮分别与滑轨的上下表面相接触。

如图3所示的牵引机构包括牵引支架3-7、辅助支架3-12、摩擦轮3-8、压紧轮3-9、螺杆3-13和限位螺母3-14，所述的辅助支架设置在牵引支架的下端内，所述的螺杆的上端固定在辅助支架的底部，所述的牵引支架的底部开设有与螺杆相匹配的螺纹孔，所述的螺杆的下端穿过螺纹孔并且其上连接有限位螺母，所述的限位螺母与牵引支架的底部相接触，所述的摩擦轮安装在牵引支架内并与固定在牵引支架外壁上的行走电机3-10相连，所述的压紧轮连接在辅助支架内并且位于摩擦轮的正下方，所述的摩擦轮和压紧轮分别与滑轨的上下表面相接触。本设计可以通过转动螺杆和调节限位螺母的位置来改变辅助支架的高度，从而使压紧轮始终与滑轨的底部相接触，起到了增加其实用性能的作用。

如图4所示的预粉碎箱体是由导料箱体1-1和粉碎箱体1-2上下连成一体所组成，所述的粉碎箱体内还连接有两个第一粉碎滚筒1-3和三个第二粉碎滚筒1-7，两个第一粉碎滚筒呈一字型排列并且分别套装在一根第一转轴1-4上，两根第一转轴上各套装有一个链轮1-5并且其中的一根与第一旋转电机相连，两个链轮通过链条1-6彼此连接，三个第二粉碎滚筒也呈一字型排列并且分别套装在一根第二转轴1-8上，三根第二转轴上各连接有一个第一传动齿轮1-9并且位于中间的第二转轴还与第二旋转电机相连，相邻两个第一传动齿轮之间都设置有一个第二传动齿轮1-10，所述的第二传动齿轮通过第三转轴1-11连接在粉碎箱体的侧壁上，相邻两个第一传动齿轮通过位于其之间的第二传动齿轮彼此连接；所述的导料箱体呈上宽下窄状，所述的粉碎箱体呈上窄下宽状，每个第一粉碎滚筒都位于相邻两个第二粉碎滚筒之间空间的正上方。本设计通过对土壤进行粉碎来提高回转窑的加热效率。