一种有机污染土壤微波热脱附装置的制作方法

1.本技术属于有机土壤修复技术领域，更具体地说，是涉及一种有机污染土壤微波热脱附装置。


背景技术：

2.现有的有机污染土壤修复方法有常温解析法、化学氧化法、气相抽提法、高温热脱附、淋洗法以及生物堆法等方法。其中，高温热脱附是使用的比较多的一种方法。
3.热脱附的技术原理是通过直接或间接加热，将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，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使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。现有有机污染土壤异位热脱附技术，主要采用滚筒式热脱附技术，技术最早从国外引进。国内异位热脱附技术主要采用回转窑内燃烧或者电热加热进行脱附，然后针对热脱附产生的尾气采用生物法、冷凝法、吸附法和二次燃烧法等进行处理，由于土壤厚度不均，加热时间长，导致热脱附时的能耗大、脱附效率较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种有机污染土壤微波热脱附装置，以解决现有技术中热脱附存在能耗大、脱附效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种有机污染土壤微波热脱附装置，包括依次连接的进料系统、微波热脱附回转窑系统、出料冷却系统以及废气处理系统；所述微波热脱附回转窑系统包括回转窑主体、多个间隔设于所述回转窑主体内的微波发生器、温度计以及设于回转窑主体两端的微波抑制器，所述回转窑主体倾斜设置且所述进料系统设置在回转窑主体的较高端，所述废气处理系统与所述回转窑主体的较高端连通。
6.在一个实施例中，所述回转窑主体由内至外依次包括反射层、耐温浇筑层、保温层以及窑外筒体。
7.在一个实施例中，所述回转窑主体的倾斜角度为3-10
°
，回转窑主体的转速为3～10rpm。
8.在一个实施例中，所述微波抑制器为屏蔽式漏能抑制器。
9.在一个实施例中，所述微波抑制器包括内层的铅板层及外层的不锈钢板层。
10.在一个实施例中，所述进料系统包括进料斗、进料皮带输送机、接料斗以及螺旋输送机，所述进料皮带输送机倾斜设置，所述进料斗设置在所述进料皮带输送机的较低端，所述螺旋输送机水平设置。
11.在一个实施例中，所述回转窑主体的较低端为土壤出料端，所述出料冷却系统包括设于所述回转窑主体的较低端下方的出料斗、设于所述出料斗下方的出料皮带输送机，以及用于对所述出料斗进行冷却的出料冷却装置，所述出料皮带输送机倾斜设置。
12.在一个实施例中，所述进料皮带输送机和所述出料皮带输送机的倾斜角度均为
10-30
°
。
13.在一个实施例中，所述废气处理系统包括通过管道依次连接的旋风分离器、喷雾冷却塔、袋式除尘器及尾气风机，所述旋风分离器与所述回转窑主体的较高端连通。
14.在一个实施例中，所述旋风分离器、所述喷雾冷却塔及袋式除尘器的底部均设有下料阀，所述袋式除尘器与所述尾气风机之间的管道上设有控制阀和压力表。
15.本技术提供的有机污染土壤微波热脱附装置的有益效果在于：回转窑主体内通过设置多个微波发生器，从而对回转窑主体内发出微波能量，同时回转窑主体在转动使其内部物质中原有分子的无规律热运动和相邻分子之间作用分子的转动受到干扰和限制，产生“摩擦效益”，结果一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而使回转窑主体内的温度上升快且能耗低，提高了脱附效率，回转窑主体倾斜设置且使土壤自动脱离，且废气处理系统与回转窑主体的较高端连接，可以对废气进行收集和处理，绿色环保。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的有机污染土壤微波热脱附装置的连接示意图；
18.图2为本技术实施例提供的有机污染土壤微波热脱附装置中微波热脱附回转窑系统的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的有机污染土壤微波热脱附装置中回转窑主体的层结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的有机污染土壤微波热脱附装置中微波抑制器的层结构示意图。
21.其中，图中各附图标记：
22.1、进料斗；2、进料皮带输送机；3a、接料斗；3b、出料斗；4、螺旋输送机；5a、进口微波抑制器；5b、出口微波抑制器；51、不锈钢板层；52、铅板层；6、微波热脱附回转窑系统；61、回转窑主体；62、尾气收集管；63、微波发生器；64、温度计；65、窑外筒体；66、保温层；67、耐温浇筑层；68、反射层；7、出料冷却装置；8、出料皮带输送机；9、旋风分离器；10、喷雾冷却塔；11、袋式除尘器；12、控制阀；13、压力表；14、尾气风机；15a、第一下料阀；15b、第二下料阀；15c、第三下料阀。
具体实施方式
23.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
25.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.如图1所示，现对本技术实施例提供的一种有机污染土壤微波热脱附装置进行说明。该有机污染土壤微波热脱附装置，包括依次连接的进料系统、微波热脱附回转窑系统、出料冷却系统以及废气处理系统；其中，进料系统用于将待处理土壤输送至微波热脱附回转窑系统内，微波热脱附回转窑系统用于对土壤进行加热，使得有机物和土壤分离，出料冷却系统用于对排出的土壤进行冷却，废气处理系统用于对受热蒸发的有机物进行收集处理，防止其污染环境。
28.如图1和图2所示，在本实施例中，微波热脱附回转窑系统包括回转窑主体61、多个间隔设于回转窑主体61内的微波发生器63、温度计64以及设于回转窑主体61两端的微波抑制器，回转窑主体61的外周设有主传动齿轮，回转窑主体61的两端转动设置在辊轮座上，电机上的驱动齿轮与柱传动齿轮啮合，从而驱动回转窑主体61转动，这样可以实现回转窑主体61内的土壤进行转动搅拌，提高受热效率。温度计64用于测量回转窑主体61内的温度，使得回转窑主体61内的温度可控，微波抑制器用于吸收微波，防止造成不必要的危害。两个微波抑制器分别为进口微波抑制器5a和出口微波抑制器5b。
29.在本实施例中，回转窑主体61倾斜设置且进料系统设置在回转窑主体61的较高端，这样回转窑主体61在转动过程，使得其内部的土壤逐渐转移的回转窑主体61的较低端，无需增加其他设备，实现自动排料。废气处理系统与回转窑主体61的较高端连通，这样利用废气向上排出的特性，迅速将废气排出，避免废气重新与土壤结合，保证脱附效果。
30.在本实施例中，回转窑主体61内通过设置多个微波发生器63，从而对回转窑主体61内发出微波能量，同时回转窑主体61在转动使其内部物质中原有分子的无规律热运动和相邻分子之间作用分子的转动受到干扰和限制，产生“摩擦效益”，结果使一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而使回转窑主体61内的温度上升快且能耗低，提高了脱附效率，回转窑主体61倾斜设置且使土壤自动脱离，且废气处理系统与回转窑主体61的较高端连接，可以对废气进行收集和处理，绿色环保。
31.如图1和图2所示，在本实施例中，回转窑主体61由内至外依次包括反射层68、耐温浇筑层67、保温层66以及窑外筒体65。反射层68的目的是将能量反射，从而使得能量重复对土壤加热，提高能量利用率。耐温浇筑层67是保证该回转窑主体61能承受高温，保温层66是防止热量散失，窑外筒体起承载作用。反射层68上喷涂铝粉层，具有良好的反射能力。耐温浇筑层67采用碳化硅粉末和水泥混合制成。
32.在本实施例中，回转窑主体61的倾斜角度为3-10
°
，优选为10
°
，这样进料端高，出料端低，回转窑主体6161的转速为3-10rpm，优选为10rpm，这样保证土壤滚动受热均匀。
33.在本实施例中，微波抑制器为屏蔽式漏能抑制器。微波抑制器在回转窑主体61的
进料端为进口微波抑制器5a，微波抑制器在回转窑主体61的出料端为出口微波抑制器5b。如图4所示，微波抑制器包括内层的铅板层52及外层的不锈钢板层51。
34.如图1所示，在本实施例中，进料系统包括进料斗1、进料皮带输送机2、接料斗3a以及螺旋输送机4，进料皮带输送机2倾斜设置，进料斗1设置在进料皮带输送机2的较低端，螺旋输送机4水平设置。进料斗1用于将土壤导入至进料皮带输送机2上，进料皮带输送机2将土壤输送至螺旋输送机4内，螺旋输送机4再将土壤输送至回转窑主体61内进行微波加热。
35.如图1所示，回转窑主体61的较低端为土壤出料端，出料冷却系统包括设于回转窑主体61的较低端下方的出料斗3b、设于出料斗3b下方的出料皮带输送机8，以及用于对出料斗3b进行冷却的出料冷却装置7，出料皮带输送机8倾斜设置。出料斗3b用于接回转窑主体61排出的土壤，出料冷却装置7用于对土壤进行冷却，同时出料皮带输送机8一方面将土壤输送至后续处理设备处，另一方面也方便土壤进行自然冷却。在本实施例中，出料冷却装置7为风冷机或鼓风机。其他实施例中，可以为对出料斗3b进行水冷的循环水管。
36.在本实施例中，进料皮带输送机2和出料皮带输送机8的倾斜角度均为10-30
°
，比如为10
°
、15
°
、20
°
和30
°
，这样可以根据空间环境进行选择，同时也避免土壤自行滚动，保证土壤停留在皮带在的稳定性。进料皮带输送机2和出料皮带输送机8均为常规的皮带输送机，如包括皮带、减速机、托辊、滚筒、支架和电机等结构。
37.如图1所示，废气处理系统包括通过管道依次连接的旋风分离器9、喷雾冷却塔10、袋式除尘器11及尾气风机14，旋风分离器9与回转窑主体61的较高端连通。回转窑主体61的较高端设有尾气收集管62，尾气收集管62通过管道与旋风分离器9连接。这样可以实现有机废气的净化，其实达标排放。具体地，旋风分离器9、喷雾冷却塔10及袋式除尘器11的底部均设有下料阀，旋风分离器9上的下料阀为第一下料阀15a，喷雾冷却塔10上的下料阀为第二下料阀15b，袋式除尘器11上的下料阀为第三下料阀15c，下料阀均为星型排放阀。袋式除尘器11与尾气风机14之间的管道上设有控制阀12和压力表13，用于保证压力均衡。尾气风机14是用于形成负压，方便回转窑主体61内的尾气快速抽出。
38.在本实施例中，进入到进料斗1内的土壤先在密闭的大棚内自然干燥、破碎、筛分以及常温解析；的破碎筛分后的粒径分为小于10mm、10-20mm、20-40mm以及大于40mm；土壤通过自然干燥、破碎筛分后，易挥发的有机污染物得到解析，降低土壤污染程度。
39.在本实施例中，微波热脱附机升温快，在较短的时间达到热脱附温度，提高了工作效率，缩短了工作时间；微波加热的最大特点是加热是在被加热物内部产生的，热源来自物体内部，使里外同时加热，使脱附效果好、时间短、效率高，同时可避免温度不均对设备造成的热应力，保证工作安全；该有机污染土壤微波热脱附装置具有占地面积少，环境好，避免了环境高温，工人的劳动条件得到了改善。
40.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。