双热源复用三重转窑、双层转窑、土壤修复系统及工艺的制作方法

1.本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种双热源复用三重转窑、双层转窑、土壤修复系统及工艺。


背景技术：

2.污染土壤修复是指通过物理、化学、生物和生态学等方法实现污染物无害化和稳定化，其中，重金属污染土壤修复和有机污染土壤修复是研究重点。热脱附技术是利用直接或间接的热交换加热土壤中有机污染组分，使重金属或有机污染物在足够高的温度下蒸发并与土壤介质相分离的过程，适用于挥发性或半挥发性污染物。直接加热可采用火焰加热和直接接触对流加热，间接加热则将热源和加热介质分开加热，包括间接火焰和间接接触加热热解吸系统。
3.现有的直接热脱附设备，采用回转窑+旋风除尘+二燃+急冷+布袋除尘+酸洗塔的方式完成土壤修复的尾气终端处理。二燃时需要消耗大量天然气将温度升高至1100℃，在二燃室内1100℃-1300℃的温度下，通过高温氧化将污染物彻底氧化分解，随后尾气进入后续急冷和布袋除尘处理工艺，高温气体在后续工艺中通过急冷直接降至200℃，造成了能耗的大量浪费。
4.现有技术中，利用直接热脱附处理重金属/有机污染土壤存在的缺点：1、二燃室天然气耗能太大且浪费严重，增加单吨处理成本，土壤修复设备占用空间较大；2、针对含铅、汞、砷等挥发性金属污染浓度过大的土壤，金属污染物在二燃时难以除去，尾气排放很难达标；3、针对高浓度tph（total petroleum hydrocarbon，总石油烃）等有机污染物污染的土壤，在二燃时会产生大量烟气，后续处理时会造成布袋堵塞，布袋频繁更换、增大处理成本。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的全部或部分不足，本发明的目的在于：提供一种双热源复用三重转窑、双层转窑、土壤修复系统及工艺，能够充分利用二燃能耗，减少能耗浪费，提供的双热源复用三重转窑作为土壤修复设备，其结构紧凑、占用空间小，提供的土壤修复系统及工艺提升了对土壤中的重金属/有机污染物的去除效果。
6.为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一方面，本发明提供了一种双热源复用三重转窑，包括双层转窑、直接转窑和密封连接罩，所述双层转窑由内转窑和外转窑套设形成，所述内转窑与外转窑之间形成二燃空间；所述二燃空间设有第一点燃器，所述直接转窑设有第二点燃器；所述外转窑窑尾端和所述直接转窑窑头端分别与所述密封连接罩可转动连接，所述内转窑窑尾端延伸至所述直接转窑内部，土壤从所述内转窑进入所述直接转窑；所述内转窑与直接转窑之间留有焚烧尾气通道，所述二燃空间连接有第一负压单元，所述二燃空间内设有旋风除尘机构。
7.本发明提供的双热源复用三重转窑中，双层转窑为内转窑和外转窑套设形成的转窑结构，所述内转窑和外转窑均可独立的旋转，包括同步旋转或非同步旋转。其中，待修复
土壤进入所述内转窑进行间接热脱附，具体地，在内、外转窑之间的二燃空间内设有第一点燃器，即采用第一外热源进行二燃。所述内转窑内部即间接热脱附室利用二燃温度进行间接加热，即采用内热源对待修复土壤进行间接热脱附。所述内转窑作为间接热脱附室，所述内转窑外壁与所述外转窑内壁之间的空间作为二燃空间即二燃室，本发明将间接热脱附室设置在外转窑内即二燃室中，形成一个间接热脱附模型。相比于传统直接对土壤进行直接热脱附，本发明在直接热脱附之前，利用双层转窑内部的内转窑可以对土壤进行间接热脱附，同时将二燃部分以双层转窑的形式处理尾气。本发明采用的双层转窑不但节约了天然气能耗、提高二燃工艺的能耗使用，同时兼顾间接热脱附优势。节约了连接管路的同时还节约了整体设备的造价成本，有效解决了转窑的保温散热问题。
8.本发明提供的双热源复用三重转窑中，直接转窑可独立的旋转，即可以与双层转窑同步旋转或非同步旋转。在双层转窑的内转窑中完成土壤的间接热脱附后，土壤经过密封连接罩进入所述直接转窑进行焚烧即直接热脱附。在二燃空间连接的第一负压单元作用下，直接转窑内处理土壤产生的焚烧尾气可以从焚烧尾气通道进入内转窑和外转窑之间的二燃空间内进行二燃。在二燃空间内设置旋风除尘机构，旋风除尘机构改变了二燃空间内的气体流向，增加了局部气体阻力，使粉尘从气体中去除，可适用于对焚烧尾气等进行旋风除尘，即二燃空间还相当于旋风除尘设备，从而节约了常规焚烧尾气处理所需单独设置的旋风除尘设备，进一步节约了连接管路、且可以减少扬尘导致的管路堵塞，减少温度损失以及整体设备的造价成本。直接转窑和双层转窑同时转动时，实现输料的同时可以有效的去除焚烧尾气中的粉尘，从而减少原工艺中另设的旋风除尘环节，节约了设备占地面积。
9.土壤从双层转窑的内转窑中排出，排出的土壤进入直接转窑进行焚烧，焚烧过程产生直接热脱附的效果，在第一负压单元的作用下，焚烧尾气从焚烧尾气通道被抽提至二燃空间。焚烧尾气中主要包括直接热脱尾气，直接热脱尾气即进行直接热脱附产生的热脱尾气，对应地，间接热脱尾气即进行间接热脱附产生的热脱尾气。本发明在直接热脱附的工艺基础上，通过利用双层转窑增加对土壤的间接热脱附，可以补足直接热脱附的不足。本发明采用间接热脱附结合直接热脱附，热脱附效果更好，对有机污染物和重金属污染物的去除效果得到提升。其中，在进行间接热脱附（类似预热的过程）时通过双层转窑产生了间接窑的优势。第一点燃器作为双层转窑进行二燃的直接热源，第二点燃器作为直接转窑进行焚烧的直接热源，此即构成本发明采用的双热源复用方式。采用双热源共同调节的方式，可以更好的控制设备整体温度，节约能耗。
10.所述内转窑窑尾端的窑体外壁上可转动套设有气体捕捉仓，所述内转窑与所述气体捕捉仓的接触面设有若干透气孔；所述气体捕捉仓上设有间接热脱尾气出口和至少一个落灰口，所述落灰口与所述直接转窑的内壁相对设置；所述间接热脱尾气出口连接有第二负压单元。所述气体捕捉仓用于捕捉内转窑中间接热脱附产生的间接热脱尾气，并在第二负压单元的作用下通过所述间接热脱尾气出口排出至后续间接热脱尾气处理设备，在间接热脱尾气从内转窑排出至气体捕捉仓时，存在部分粉尘从内转窑中被带出，内转窑和直接转窑的旋转带动该部分粉尘掉落至落灰口，落灰口收集粉尘并排出至直接转窑内。通过气体捕捉仓的设置，使间接热脱尾气排出时，泄漏的部分粉尘得到有效收集，减少后续尾气处理以及二燃部分的粉尘，降低管路被堵塞的几率。
11.所述密封连接罩固定安装，所述气体捕捉仓与所述密封连接罩固定连接；所述气
体捕捉仓的材质为耐热钢。气体捕捉仓设置在三窑交汇处即内转窑、外转窑和直接转窑的交汇处，高温的焚烧尾气通过气体捕捉仓和直接转窑之间的焚烧尾气通道进入二燃空间，气体捕捉仓采用耐热钢制成可以延长其使用寿命。将密封连接罩和气体捕捉仓固定不发生旋转，密封连接罩与间接热脱尾气出口之间设有间接热脱尾气通道即可实现间接热脱尾气从密封连接罩上排出，且间接热脱尾气出口在三重转窑设备上方，落灰口在三重转窑设备下方，可以便于间接热脱尾气的排出和粉尘的收集。
12.所述密封连接罩的两端贯通，其中，一端与所述外转窑窑尾端可转动连接，另一端与所述直接转窑窑头端可转动连接；所述密封连接罩上设有二燃烟气进口，所述二燃烟气进口与二燃空间连通。所述二燃烟气可以是间接热脱尾气经处理或非经处理产生的烟气，所述二燃烟气和焚烧尾气均为待二燃处理的尾气。所述外转窑的窑尾端不密封，二燃烟气从外部进入密封连接罩，二燃烟气和焚烧尾气可以直接到达内、外转窑之间的二燃空间进行二燃。
13.所述旋风除尘机构为螺旋片，所述螺旋片安装在所述外转窑的内壁上，所述螺旋片上设有耐火泥层；所述螺旋片为实体螺旋面、带式螺旋面或叶片螺旋面。所述耐火泥层用于二燃时高温氧化过程中对螺旋片进行保护。
14.所述内转窑和外转窑均为中空筒状结构且同轴设置，所述内转窑与外转窑通过连接轴可转动连接，所述外转窑连有第一驱动机构，在所述第一驱动机构作用下，所述内转窑与外转窑沿所述双层转窑的中心轴旋转。将内转窑和外转窑同轴设置可以便于双层转窑的稳定转动运行，具体的，所述连接轴可套设在所述内转窑和外转窑之间，实现内转窑和外转窑做相同或相反方向的转动。优选地，所述内转窑可以利用外转窑进行传动，内转窑无需单独设置独立的驱动机构。根据实际需要，在其他技术方案中，内转窑还可以通过独立设置的其他驱动机构实现旋转，例如在内转窑外壁上安装电机和齿轮组件，即内外转窑可以通过不同的驱动机构实现相同或不同方向、同步或非同步的旋转。或者内外转窑之间还可以通过例如固定杆等方式实现固定连接，即实现内外转窑的同步旋转。
15.所述连接轴为反转连接轴，所述反转连接轴的轴承内圈与所述内转窑外壁固定连接，轴承外圈与所述外转窑内壁固定连接；所述连接轴的材质为耐热钢，表面依次设有岩棉层、耐火泥层。利用反转连接轴使所述内转窑和外转窑沿相反方向旋转，可以提高二燃室对间接热脱附室即内转窑内部的加热效果。在其他技术方案中当然也可以采用其他换向机构实现内转窑和外转窑沿相反方向转动。所述连接轴还可起到固定支撑所述内转窑的作用，在其他方案中也可以采用其他辅助支撑机构连接外转窑与内转窑。在二燃室内设有第一点燃器，进行高温氧化，位于内转窑和外转窑之间的连接轴采用耐热材质并设岩棉层和耐火泥层进行保护，可以延缓连接轴的老化，延长双层转窑的使用寿命。
16.所述三重转窑还包括二燃尾气出口和两个粉尘出料口，所述外转窑包括套设在所述内转窑外壁上的外窑头罩；所述二燃尾气出口设于所述外窑头罩上，两个所述粉尘出料口分别设于所述外窑头罩和密封连接罩上、并沿径向开口设置。通过外转窑的旋转，焚烧尾气经旋风除尘、二燃产生的粉尘从粉尘出料口排出，外转窑内壁、内转窑外壁以及内、外转窑之间的粉尘在重力的作用下向下掉落，特别地，粉尘出料口朝向地面，粉尘从粉尘出料口排出，余热回收时回收管路不易出现堵塞现象。在充分使用二燃余热的同时还解决了设备中粉尘含量大的问题、达到节约能耗、绿色生产的目的，大大降低单吨处理成本、运行成本。
17.所述内转窑的窑尾端设有下料锁风机构，所述下料锁风机构包括至少一个透气板，所述透气板上设有若干透气孔；所述透气板与所述内转窑内壁的形状、大小匹配，且与所述内转窑内壁弹性连接。间接热脱尾气从透气孔进入间接热脱尾气出口后排出，土壤则排至直接转窑进行直接热脱附焚烧。内转窑的窑尾端处土壤积累至一定重量时，透气板受到一定压力，在弹性作用下透气板翻转翘起，土壤从第一土壤出口排出。
18.所述内转窑内壁上从窑头端至窑尾端分布有数个扬料板，所述密封连接罩通过迷宫式双层鱼鳞片分别与所述外转窑、直接转窑密封连接。所述扬料板使土壤在内转窑内停留一定时间，迷宫式的双层鱼鳞片的密封效果更优异。
19.所述内转窑外壁表面设有熔盐导热层，所述熔盐导热层表面设有第一耐火泥保护层；所述外转窑外壁表面设有第二耐火泥保护层，所述第二耐火泥保护层表面设有硅酸铝棉层。第一、第二耐火泥保护层以及硅酸铝棉层具有保护和隔温效果，所述熔盐导热层用于调控内转窑内部的温度。
20.所述双层转窑上安装有第一驱动机构和至少两个第一拖轮，所述直接转窑上安装有第二驱动机构和至少两个第二拖轮；所述第一拖轮和第二拖轮底部安装有液压系统。在整个设备下端增加液压系统，可以有效的调整设备包括双层转窑和直接转窑的倾斜角度，更好的调整窑体内土壤停留时间，减少安装难度。
21.第二方面，本发明还提供一种双层转窑，所述双层转窑由内转窑和外转窑套设形成，所述内转窑与外转窑之间形成二燃空间；所述二燃空间设有第一点燃器；所述内转窑还包括第一土壤进口、第一土壤出口以及尾气排出口，所述第一土壤进口高于所述第一土壤出口；所述外转窑包括烟气进入口、二燃尾气出口、粉尘出料口；所述尾气排出口与所述烟气进入口连通。本发明提供的双层转窑结构紧凑，所述内转窑作为间接热脱附室，所述内转窑外壁与所述外转窑内壁之间的空间作为二燃室，本发明将间接热脱附室设置在外转窑内即二燃室中，形成一个间接热脱附模型。相比于将二燃产生的尾气换热后通过气体或液体作为介质二次传热，本发明直接利用二燃室的火焰间接加热作为间接热脱附的热源，减少了传热过程中的故障率。而现有技术中通过热风等方式传热进行间接热脱附的换热极限较小，由于风机使用条件的限制，其最大换热温度在200℃左右。
22.所述内转窑包括内窑头罩，所述外转窑包括外窑头罩；所述第一土壤进口设于所述内窑头罩处，所述二燃尾气出口设于所述外窑头罩上，所述二燃尾气出口高于所述烟气进入口。内窑头罩与外窑头罩朝向位置相对应，待二燃处理的间接热脱尾气从外转窑的窑尾端进入，从外转窑的窑头端排出，即内、外转窑之间的气体流向与内转窑内的土壤流向为逆流式，有利于提高介质的热传递效果。
23.第三方面，本发明还提供一种双热源复用土壤修复系统，包括上述任一方案中的双热源复用三重转窑、与所述三重转窑相连的尾气处理系统。
24.所述尾气处理系统包括淋洗塔，所述三重转窑包括间接热脱尾气出口和二燃烟气进口，所述间接热脱尾气出口与所述淋洗塔相连，间接热脱尾气经淋洗处理后从所述二燃烟气进口进入所述三重转窑；所述淋洗塔连接有第二负压单元。可以将间接热脱尾气进行清水淋洗后再进行二燃，淋洗主要通过冷凝对tph及汞、铅、砷等有害物质进行预先处理，防止有害物质在二燃室内生成污染物，汞、铅、砷等重金属污染物难以在二燃时除去，tph等二燃后产生大量烟气造成后续布袋堵塞，因此，在间接热脱尾气进行二燃前通过清水淋洗，可
以进一步提升重金属/有机污染物特别是tph的去除效果。
25.所述尾气处理系统还包括依次相连的急冷换热设备、布袋除尘器和尾气排放装置，所述三重转窑包括二燃尾气出口，所述二燃尾气出口与所述急冷换热设备连通。
26.第四方面，本发明还提供一种双热源复用土壤修复工艺，包括：利用上述任一方案中的双热源复用三重转窑，和/或，上述任一方案中的双热源复用土壤修复系统对污染土壤进行修复。
27.双热源复用土壤修复工艺包括以下步骤：步骤1：污染土壤在内转窑内进行间接热脱附，产生间接热脱尾气；步骤2：所述间接热脱尾气经淋洗塔淋洗处理，得到第一烟气；步骤3：间接热脱附后的土壤进入直接转窑内焚烧，产生焚烧尾气；步骤4：所述焚烧尾气经焚烧尾气通道进入所述二燃空间进行二次燃烧，所述第一烟气进入所述二燃空间进行二次燃烧，产生二燃尾气；步骤5：所述二燃尾气经急冷换热设备、布袋除尘器进一步处理，达标后通过尾气排放装置排放。
28.先完成污染土壤的间接热脱附，对间接热脱附后的土壤再进行直接加热焚烧，可以提高热脱附效果。而对间接热脱尾气进行淋洗后再进入二燃室，可以解决仅采用直接热脱附对于含铅、汞、砷等挥发性金属以及高浓度tph污染无法处理的问题，提升重金属/有机污染物的去除效果。
29.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：1、本发明将间接热脱附室设置在外转窑内即二燃室中，形成一个间接热脱附模型，提供的双层转窑结构紧凑，节约连接管路、同时还节约整体设备的造价成本，有效解决了转窑的保温散热问题。本发明直接利用二燃室作为间接热脱附的热源，减少了传热过程中的故障率。
30.2、本发明在双层转窑和直接转窑之间留有焚烧尾气通道，通过第一负压单元将焚烧尾气直接抽提至二燃空间内，且采用旋风除尘机构达到类似旋风除尘的效果，省去了单独设置的旋风除尘设备。通过直接转窑与二燃对接的方式不但节约了管路，减少了流程中的温度损失，还可以更好的防止扬尘的发生，减少后续管路堵塞的几率。
31.3、本发明提供的双热源复用三重转窑以及土壤修复系统采用三重转窑的双热源复用以及双层转窑内部的内外热源联用，在满足原有直接热脱附的优势下，结合新型双层转窑，进一步在间接热脱尾气进行二燃前通过淋洗，不但节约了能耗，同时还可以解决直接热脱附对于含铅、汞、砷等挥发性金属以及高浓度tph污染无法处理的劣势，从而适用更广范围的污染土壤修复，同时达到节约能耗、绿色生产的目的，大大降低单吨处理成本、运行成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
33.图1是本发明实施例3中的双热源复用土壤修复系统的结构透视示意图（含实施例1中的双热源复用三重转窑）；图2是本发明实施例1中的三窑交汇处的局部结构示意图；图3是图1中沿a-a剖面线得到的三窑交汇处的局部剖面示意图；图4是本发明实施例1中的下料锁风机构的放大图；图5是图1中沿b-b剖面线得到的双层转窑的局部剖面示意图；图6是本发明实施例1中的反转连接轴的连接关系示意图；图1中，箭头标记的是气体的流动方向。
34.附图标记：1-内转窑；14-第一土壤出口；15-间接热脱尾气出口；16-熔盐导热层；17-第一耐火泥保护层；2-外转窑；21-外窑头罩；22-密封连接罩；23-二燃烟气进口；24-二燃尾气出口；25-第一点燃器；26-粉尘出料口；27-第二耐火泥保护层；28-气体捕捉仓；281-落灰口；3-双层鱼鳞片；4-扬料板；5-下料锁风机构；51-第一透气板；52-第二透气板；501-透气段；502-密实段；503-弹簧；61-反转连接轴；62-第一齿轮组件；63-第一拖轮；64-第二齿轮组件；65-第二拖轮；7-直接转窑；71-第二土壤进口；72-第二土壤出口；73-焚烧尾气通道；74-直接转窑的窑尾罩；75-第二点燃器；82-淋洗塔。
具体实施方式
35.下面将对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，为了更加具体地描述技术方案，以下实施例中所描述的步骤并不严格和发明内容部分描述的步骤一一对应。
37.本发明实施例中所涉及的术语解释如下：直接热脱附工艺：火焰与土壤直接接触的热脱工艺；间接热脱附工艺：火焰与土壤不直接接触，通过间接传热完成热脱的工艺；耐火泥：又称火泥或接缝料（粉装物），用作耐火制品砌体的砌缝材料，按材质可分为黏土质、高铝质、硅质和镁质耐火泥等；鱼鳞片：一种转窑的密封形式。
38.实施例1本实施例提供一种双热源复用三重转窑，参照图1至图3，包括双层转窑和直接转窑7。所述双层转窑为内转窑1和外转窑2套设形成的转窑结构，内转窑1和外转窑2之间形成二燃空间。即内转窑1为间接热脱附室，内转窑1的外壁与外转窑2的内壁之间的空间为二燃室。具体地，内转窑1和外转窑2均为中空筒状结构，其材质为耐热钢。外转窑2的长度小于内转窑1的长度，外转窑2套设在内转窑1外侧。本实施例中内转窑1和外转窑2同轴设置，可以提高窑体旋转的稳定性，当然在其他实施例中，根据需要内转窑1和外转窑2完全可以不同轴设置。所述二燃空间设有第一点燃器25，直接转窑7设有第二点燃器75；还包括密封连接罩22，外转窑2窑尾端与密封连接罩22可转动连接，直接转窑7窑头端与密封连接罩22可转动连接，密封连接罩22固定安装。内转窑1窑尾端延伸至直接转窑7内部，土壤从内转窑1进入直接转窑7。内转窑1窑尾端的窑体外壁上可转动套设有气体捕捉仓28，内转窑1与气体捕捉仓28的接触面设有若干透气孔，用于间接热脱尾气从内转窑1进入气体捕捉仓28，在本实
施例中该若干透气孔的孔径在0.1mm-2mm。
39.参考图1并结合图2，密封连接罩22固定安装，气体捕捉仓28与密封连接罩22固定连接，固定连接可以通过固定杆连接或焊接等方式连接，例如通过至少一个固定杆的一端连接密封连接罩22，另一端连接气体捕捉仓28；气体捕捉仓28的材质在本实施例中为耐热钢。气体捕捉仓28上设有间接热脱尾气出口15和至少一个落灰口281，落灰口281与直接转窑7的内壁相对设置；间接热脱尾气出口15连接有第二负压单元。在本实施例中，间接热脱尾气出口15朝三重转窑的上方开口设置，落灰口281共两个，且并排朝三重转窑的下方开口设置。密封连接罩22与间接热脱尾气出口15之间设有间接热脱尾气通道，间接热脱尾气从间接热脱尾气出口15排出并通过间接热脱尾气通道到达后续尾气处理装置。
40.在内转窑1的窑头端设有内窑头罩（图中未示出），在外转窑2的窑头端设有外窑头罩21。内窑头罩和外窑头罩21通过鱼鳞片密封方式进行密封，本实施例中，采用迷宫式的双层鱼鳞片3（迷宫式的鱼鳞片为常规结构，在图中未示出其细节结构）进行密封，可以实现双重密封效果。外窑头罩21套设固定在内转窑1的外壁上且不随着双层转窑的旋转而旋转，并通过迷宫式双层鱼鳞片密封方式将外窑头罩21与内转窑1的外壁之间密封，防止气体（尾气）和固体（粉尘）的泄漏。在其他实施例中，还可以采用例如石墨密封、轴向密封的密封方式。
41.内转窑1即间接热脱附室设有第一土壤进口（图中未示出）和第一土壤出口14，土壤在所述间接热脱附室内热脱产生间接热脱尾气。作为最优选的实施例，第一土壤进口设置在内窑头罩的一端，第一土壤出口14与直接转窑7连通。内转窑1相对于水平面的倾斜角度为1-10度，第一土壤进口高于第一土壤出口14，内转窑1的窑头端和窑尾端之间的窑体设置倾斜角度可以有利于土壤的定向流动。土壤在内转窑1内停留时间通常设置在5-20 min，并根据所需停留时间调整内转窑1的转速。
42.参照图1并结合图2和图4，第一土壤出口14处设有下料锁风机构5，下料锁风机构5包括至少一个透气板，所述透气板上设有透气孔；所述透气板与内转窑1的内壁形状、大小匹配，且与内转窑1的内壁弹性连接。在本实施例中，下料锁风机构5包括两个沿内转窑1的窑体平行设置的第一透气板51和第二透气板52，在其他实施例中也可以设置一个或更多个透气板。所述透气板分为两部分，分别为设有透气孔的透气段501和不含透气孔的密实段502，在本实施例中，透气板为圆形板，透气段501和密实段502对称设置。第一透气板51和第二透气板52均倾斜设置且第一透气板51和第二透气板52平行，倾斜角度为30-60度。透气段501朝向内窑头端，透气段501靠近内窑尾端的一侧设有弹性件例如平行排列的两段弹簧503，所述弹性件的一端与透气段501固定连接，另一端与内转窑1的内壁固定连接。内转窑1和气体捕捉仓28的接触面上的透气孔设置在第二透气板52和内转窑1窑尾最末端之间，间接热脱尾气先从所述透气板上的透气孔处排出，通过第二负压单元，使间接热脱尾气从内转窑1窑尾端的若干透气孔中排至气体捕捉仓28，并通过间接热脱尾气出口15排出。内转窑1运行时，同一时间到达第一透气板51和第二透气板52的土壤量不会过大，且内转窑1转速较快，速度在1-2 rpm，因此土壤不会影响间接热脱尾气的排出，可以实现气体和土壤分别排出。间接热脱尾气从内转窑1排至气体捕捉仓28时会带出一部分细小的粉尘，该部分粉尘可以通过落灰口281排至直接转窑7进行焚烧而不直接进入后续间接尾气处理装置以及二燃空间。
43.密实段502处积累一定量的土壤后，弹簧503被挤压后出现压缩，密实段502翻转翘起，土壤从第一透气板51到达第二透气板52，弹簧503恢复，密实段502再次与内转窑1的内壁贴合密封。再积累一定量的土壤后，弹簧503再次被挤压压缩，密实段502再次翻转翘起，部分土壤再次从第一透气板51到达第二透气板52。当第二透气板52与第一透气板51之间积累一定量的土壤后，第二透气板52的弹簧503压缩，第二透气板52的密实段502翻转翘起，土壤从第一土壤出口14排出。具体地，在本实施例中，第一透气板51和第二透气板52的材质为耐热钢。第一透气板51和第二透气板52上透气孔的孔径在0.1mm-2mm，靠近内转窑1内壁的透气孔孔径小于远离内转窑1内壁的透气孔孔径，即透气孔孔径从透气板中央向透气板边缘呈梯度递减，可以有效降低土壤从透气孔排出的几率，同时加快间接热脱尾气从透气板中央的透气孔排出。总体上，第一透气板51和第二透气板52上透气孔的孔径较小，土壤不易从透气孔排出，即便有一小部分土壤从透气孔排出，通过设置两个透气板可以降低土壤从透气孔直接进入第一土壤出口14的几率，即利用第二透气板52对土壤再次拦截。而经过处理后土壤的含水率较低，不会在透气板上出现粘壁情况，土壤也不会影响到间接热脱尾气的排出。即便少量粉尘仍然从第二透气板52的透气孔排出，经过气体捕捉仓28的粉尘会在重力作用下降落至落灰口281完成收集并进入直接转窑7焚烧，对后端尾气处理的影响也不大。
44.参照图1和图2，内转窑1与直接转窑7之间留有焚烧尾气通道73，所述二燃空间连接有第一负压单元和旋风除尘机构，利用所述第一负压单元，直接转窑7内处理土壤产生的焚烧尾气从焚烧尾气通道73进入内转窑1和外转窑2之间的二燃空间内进行二燃。在本实施例中，所述旋风除尘机构为螺旋片，所述螺旋片表面设有耐火泥层，所述螺旋片围绕安装在外转窑2的内壁上。所述螺旋片为实体螺旋面、带式螺旋面或叶片螺旋面等。密封连接罩22的两端贯通，其中，一端与外转窑2窑尾端可转动连接，另一端与直接转窑7窑头端可转动连接；密封连接罩22上设有二燃烟气进口23，二燃烟气进口23与二燃空间连通。外转窑2的外窑头罩21上设有二燃尾气出口24，焚烧尾气或二燃烟气进入二燃空间，在螺旋片作用下，实现旋风除尘的效果，继续在所述二燃室内焚烧产生二燃尾气。本实施例中焚烧尾气或二燃烟气进入二燃空间，气流由直线运动变为圆周运动。具体地，是利用围绕安装在外转窑2内壁上的呈15-30度的角度设置的螺旋片（朝向外转窑2窑头端倾斜）使进入二燃空间的含尘气流旋转，旋转的含尘气流所产生的离心力将尘粒从含尘气流中分离出来。即旋转气流的绝大部分沿外转窑2内壁螺旋运动。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的颗粒甩向外转窑2内壁或内转窑1外壁，颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度（利用第一负压单元的抽提）的动量和向下的重力沿壁而下落。本发明中的烟气并不严格限定经过焚烧产生的含固体颗粒的气体，而是指代进入二燃室且尚未经二燃处理的气体。外转窑2相对于水平面的倾斜角度为1-10度，二燃尾气出口24高于二燃烟气进口23。二燃烟气从密封连接罩22进，外窑头罩21出，与间接热脱附室内土壤流向采用逆流式，有利于提高介质的热传递效果。间接热脱尾气出口15与二燃烟气进口23连通，可以选择通过三重转窑外部的管道直接连通，也可以通过其他处理设备例如淋洗塔进行连通。
45.外转窑2的外窑头罩21上设有一个粉尘出料口26，密封连接罩22上也设有一个粉尘出料口26，二燃产生的全部或部分粉尘通过两个粉尘出料口26排出，由于气体中粉尘含量较高，通过外部二燃室的旋转，粉尘从粉尘出料口26排出，可以具有一定的除尘效果，特
别是采用螺旋片等旋风除尘机构后，可实现类似旋风除尘的效果。通过定向传输，防止二燃室存在积灰现象，从而减少后续布袋堵塞现象，避免布袋频繁更换。粉尘出料口26通过重力阀或星型卸料器等方式进行下料。在本实施例中，两个粉尘出料口26分别沿外窑头罩21和密封连接罩22的径向向下开口设置，方便粉尘出料，运行时大部分粉尘从高度较低的密封连接罩22处的粉尘出料口26卸出，解决了由于粉尘过多，使用余热回收设备时出现故障多的问题。
46.如图5所示，内转窑1的外壁表面设有熔盐导热层16，熔盐导热层16的表面设有第一耐火泥保护层17。外转窑2的外壁表面设有第二耐火泥保护层27，第二耐火泥保护层27的表面设有硅酸铝棉层。第一耐火泥保护层17用于保护内转窑1，确保内转窑1内部的温度控制在100-400℃；第二耐火泥保护层27和硅酸铝棉层用于保护外转窑2，防止外部温度过高、热量散失，外部温度控制在80℃以下。第一耐火泥保护层17、第二耐火泥保护层27以及硅酸铝棉层具有保护和隔温效果，熔盐导热层16用于调控内转窑1内部的温度。二燃室运行温度通常控制在700-1100℃。在本实施例中，熔盐导热层16的材料主要是氧化铝、岩棉、硅酸铝等的复合材料。参照图5，内转窑1的内壁上从窑头端至窑尾端分布有数个扬料板4，数个扬料板4条形排列在内转窑1的内壁上，或者交错排列在内转窑1的内壁上。在本实施例中，若干扬料板4均匀分布、间距和角度相等。土壤在扬料板4的作用下在内转窑1中停留相应时间。
47.参照图1和图6，外转窑2连有第一驱动机构，内转窑1与外转窑2之间通过至少一个连接轴可转动连接；在所述第一驱动机构作用下，内转窑1与外转窑2沿所述双层转窑的中心轴旋转。在本实施例中连接轴为三个，且均为反转连接轴61，反转连接轴61的轴承内圈与内转窑1的外壁固定连接，反转连接轴61的轴承外圈与外转窑2的内壁固定连接。在本实施例中，采用的反转连接轴61可以是外购的连接轴，当然还可以采用其他反转换向机构实现内转窑1和外转窑2反转的作用。具体地，反转连接轴61可以包括相互啮合的内齿轮组和外齿轮组，其中内齿轮组与内转窑1连接，外齿轮组与外转窑2连接，内齿轮进行顺时针旋转时带动外齿轮进行逆时针旋转。本实施例中，所述第一驱动机构包括电机和第一齿轮组件62，由电机驱动第一齿轮组件62运动，带动外转窑2转动，从而通过反转连接轴61带动内转窑1沿相反方向转动。
48.反转连接轴61的材质为耐热钢，反转连接轴61表面设有岩棉层，所述岩棉层表面设有耐火泥层，确保了在高温环境下的设备即内转窑1与外转窑2之间的固定。外转窑2外侧还设置有两个第一拖轮63，三个反转连接轴61分别位于第一齿轮组件62对应的位置处、两个第一拖轮63对应的位置处，可以完成内转窑1的固定。第一齿轮组件62和第一拖轮63为土壤处理中回转窑的常规设置，不作赘述。两个第一拖轮63底部均安装有液压系统，用于调整双层转窑的倾斜角度。在整个设备下端增加液压系统，可以有效的调整设备的倾斜角度，更好的调整停留时间，减少安装难度。驱动外转窑2旋转，内转窑1无需连接单独的驱动机构，反转连接轴61通过固定连接的方式，连接外转窑2和内转窑1，外转窑2在外力驱动下，通过反转连接轴61形成反向驱动力，驱动内转窑1沿与外转窑2旋转方向相反的方向进行反向旋转。外转窑2受第一驱动机构直接驱动，其旋转速度略快于内转窑1的旋转速度。即二燃室与间接热脱附室同时反向转动，实现输料的同时可以有效去除二燃室中的粉尘。
49.直接转窑7包括第二土壤进口71、第二土壤出口72和第二点燃器75，第二土壤进口
71与第一土壤出口14连通。直接转窑7没有相应窑头罩，直接将双层转窑的内转窑1窑尾端插入直接转窑7窑头端。直接转窑7包括窑尾罩74，第二土壤出口72设于直接转窑7的窑尾罩74上，第二点燃器75设置在窑尾罩74处，第二土壤出口72通过重力阀或星型卸料器等方式进行下料。直接转窑7连有第二驱动机构，所述第二驱动机构包括电机和第二齿轮组件64，直接转窑7的外侧还设置有两个第二拖轮65。两个第二拖轮65底部均安装有液压系统，用于调整直接转窑7的倾斜角度。在整个设备下端增加液压系统，可以有效的调整设备的倾斜角度，更好的调整停留时间，减少安装难度。
50.在双层转窑中，土壤预先进行间接热脱附，然后在直接转窑7中继续进行直接热脱附，本实施例结合间接热脱附和直接热脱附，在直接热脱附的处理工艺基础上，提前进行间接热脱附。在本实施例中，直接转窑7呈顺时针旋转（从窑尾罩74的方向观察），其旋转的速度按土壤在直接转窑7内所需停留的时间来调整，直接转窑7的旋转速度变频控制可调。土壤在直接转窑7内停留时间通常设置在10-30 min。而直接连通的双层转窑和直接转窑7的旋转方向和旋转速度可以相同或不同。直接转窑7与双层转窑直接连接，内转窑1的窑尾端设置的下料锁风机构5用于实现直接转窑7与双层转窑之间的下料锁风，而传统的例如重力阀、星型卸料器等锁风方式只能实现尺寸相对较小的土壤进出料口的锁风。而本实施例需要锁风的设备尺寸大，进出料口尺寸大，而且还伴有高温，因此采用透气板弹性连接的方式实现锁风。在本实施例中，双层转窑中内转窑1的第一土壤出口14处的出口直径为1 m左右。
51.实施例2本实施例提供一种双层转窑，与实施例1中的双层转窑结构类似。参照图1，包括：所述双层转窑为内转窑1和外转窑2套设形成的转窑结构，内转窑1和外转窑2之间形成二燃空间。所述二燃空间设有第一点燃器25，内转窑1还包括第一土壤进口、第一土壤出口14以及尾气排出口（相当于实施例1中内转窑1与气体捕捉仓28接触面的透气孔），所述第一土壤进口高于第一土壤出口14；外转窑2包括烟气进入口（相当于实施例1中外转窑2与密封连接罩22的接通敞口处）、二燃尾气出口24、粉尘出料口26；所述尾气排出口与所述烟气进入口连通。内转窑1包括内窑头罩，外转窑2包括外窑头罩21；所述第一土壤进口设于所述内窑头罩处，二燃尾气出口24设于外窑头罩21上，二燃尾气出口24高于所述烟气进入口。即内转窑1为间接热脱附室，内转窑1的外壁与外转窑2的内壁之间的空间为二燃室。具体地，内转窑1和外转窑2均为中空筒状结构，其材质为耐热钢。外转窑2的长度小于内转窑1的长度，外转窑2套设在内转窑1外侧。优选的，内转窑1和外转窑2同轴设置，可以提高窑体旋转的稳定性。其具体结构在此不作重复性描述。
52.在其他实施例中，双层转窑并不限定通过密封连接罩22与直接转窑7相连，可以通过其他窑头窑尾密封方式设计实现其单独使用。内转窑1还可以包括内窑尾罩，且所述尾气排出口还可以相当于实施例1中的间接热脱尾气出口15，将间接热脱尾气出口15设置在内窑尾罩上。在其他实施方式中，本实施例中的外转窑2还可以包括外窑尾罩，且所述烟气进入口还可以相当于实施例1中的二燃烟气进口23，将二燃烟气进口23设置在外窑尾罩上。焚烧尾气也可以不通过焚烧尾气通道73进入双层转窑，而是通过设置在外窑尾罩上的二燃烟气进口23进入双层转窑中的二燃空间。
53.实施例3本实施例提供一种双热源复用土壤修复系统，参照图1和图2，其包括实施例1中的
双热源复用三重转窑，还包括与所述三重转窑相连的尾气处理系统。
54.尾气处理系统包括淋洗塔82，间接热脱尾气出口15通过间接热脱尾气通道与淋洗塔82相连，间接热脱尾气经淋洗处理后从二燃烟气进口23进入所述三重转窑；淋洗塔82连接有所述第二负压单元。在本实施例中，淋洗塔82的淋洗处理为清水淋洗，目的主要是处理重金属例如铅、汞、砷和tph，如果重金属或者tph污染浓度高，通过冷凝，后续进行萃取再利用。间接热脱尾气中的其他有机污染和部分未去除干净的tph还可以通过二燃高温氧化处理。在二燃以及直接转窑7焚烧之前预先进行清水淋洗可以解决直接热脱附对于含铅、汞、砷等挥发性金属以及高浓度tph污染无法处理的劣势，从而适用更广范围的污染土壤修复。直接转窑7内的运行温度在400-500℃，二燃室运行温度通常控制在700-1100℃，预先去除重金属污染物以及tph等可以有利于节约能耗。
55.尾气处理系统还包括依次相连的急冷换热设备、布袋除尘器和尾气排放装置，所述双层转窑的二燃尾气出口24与所述急冷换热设备连通。二燃室内的温度在用于间接热脱附之后，剩余热量再经过急冷换热可以减少能耗浪费。因提前去除tph等以及粉尘出料口26的粉尘排放，减少了二燃烟气，可以减少布袋除尘器中布袋堵塞的几率，减少布袋更换频率。
56.间接热脱附室内的温度为100-400℃，直接转窑7内的温度为400-500℃，因此对于沸点在200℃以下的重金属污染物例如铅、汞、砷等、低沸点有机污染物tph等以及水汽等，在间接热脱附室内即完成热脱附，并通过淋洗塔82清水淋洗后冷凝，不会进入到二燃室内进行二燃，即在二燃前提前处理，解决了重金属污染物例如铅、汞、砷等难以通过二燃除去而导致尾气不达标，还解决了低沸点有机污染物tph等二燃时产生大量烟气而造成后续布袋堵塞。而沸点在200℃以上的有机污染物例如多环芳烃pahs、苯系物betx、持久性有机污染物pops、半挥发性有机物svocs等主要在直接转窑7内通过直接热脱附解吸出来，并在二燃室内进行二燃除去。
57.实施例4一种双热源复用土壤修复工艺，包括：利用实施例1提供的双热源复用三重转窑，和/或，利用实施例3提供的双热源复用土壤修复系统对污染土壤进行修复。结合图1和图2，下面以利用实施例3提供的双热源复用土壤修复系统对污染土壤进行修复来说明本发明提供的一种双热源复用土壤修复工艺。以下步骤并不一定与发明内容部分完全一一对应，发明内容部分的步骤1-6并不作为步骤先后的绝对限定，参照图1至图6。
58.步骤1：经粉碎等预处理后的污染土壤通过送料机构送至内转窑1的第一土壤进口，通过内转窑1的旋转，在扬料板4的作用下土壤从第一土壤进口送至第一土壤出口14；外转窑2的温度传热至内转窑1，间接加热对污染土壤进行间接热脱附，易挥发的tph以及汞、砷、铅等金属污染物被脱附析出，产生间接热脱尾气和间接热脱附后的第一土壤。
59.步骤2：间接热脱尾气到达第一透气板51和第二透气板52，通过第一透气板51和第二透气板52上的透气孔到达内转窑1的窑尾端，利用第二负压单元从内转窑1窑体上的若干透气孔透出至气体捕捉仓28，再从气体捕捉仓28上的间接热脱尾气出口15排出。所述间接热脱尾气经淋洗塔82进行清水淋洗处理，大部分tph以及汞、砷、铅等金属污染物被清水带走、冷凝后，得到可能含有部分未被清水带走的tph以及沸点相对较低的其他有机污染物的第一烟气。
60.步骤3：第一土壤到达第一透气板51和第二透气板52，积累到一定量时，第一透气板51和第二透气板52翻转翘起，第一土壤从第一土壤出口14排出至直接转窑7。第一土壤进入直接转窑7，在直接转窑7内旋转直接加热焚烧，实现直接热脱附的效果，形成焚烧尾气和第二土壤，第二土壤从第二土壤出口72下料排出，进入堆放区。
61.步骤4：所述焚烧尾气通过二燃空间连接的第一负压单元的抽提作用，从焚烧尾气通道73排出至密封连接罩22，再进入内转窑1和外转窑2之间的二燃空间内，在二燃空间内焚烧尾气通过旋风除尘机构实现旋风除尘的效果。
62.步骤5：所述第一烟气从二燃烟气进口23进入所述双层转窑的外转窑2即二燃室内，二燃室内设有第一点燃器25，第一烟气和焚烧尾气在二燃室内再次燃烧，产生粉尘和二燃尾气，利用外转窑2的旋转以及旋风除尘机构的作用实现旋风除尘的效果，内转窑1和外转窑2之间的粉尘掉落，从两个粉尘出料口26排出。
63.步骤6：二燃尾气从二燃尾气出口24排出，经急冷换热设备、布袋除尘器进一步处理，达标后通过尾气排放装置排放。
64.本发明通过双层转窑加热对于一些易挥发的tph、汞、砷、铅等污染物进行间接热脱附处理，内转窑1窑体采用外部加热，外部为后端尾气处理的二燃室，尽可能利用二燃室的余热。淋洗塔82对tph及汞、铅、砷等有害物质进行去除。在二燃室内进行高温氧化后，尾气经急冷换热、布袋除尘等尾气处理后达标排放。二燃室和间接热脱附室采用双层窑旋转结构，通过类似于转窑输送的方式，将粉尘从粉尘出料口26排出，可以有效防止尾气中的粉尘在管路中堆积，出现管路堵塞。
65.工艺巧妙地将间接工艺和直接工艺串联，不但解决了间接工艺产量低、处理效果差的问题，又解决了直接工艺针对高浓度tph、砷、铅、汞等污染不适用的情况，本发明针对含汞、铅、砷气体的去除效果好，从而使工艺适应更广的生产环境。通过工艺及设备的巧妙配合，在原直接热脱附上未增加大量新的能耗引入，是一种环保高效的土壤热脱附处理工艺。本发明解决了能耗浪费的问题，实现能耗的二次利用，结合间接工艺和直接工艺的优点，增加了工艺的适用范围。
66.第一土壤出口14与后端的直接转窑7使用直接对接，不但减少了输送环节，通过特殊的锁风方式即透气板实现了气固分离，通过上端间接热脱尾气出口15将间接热脱尾气进行收集处理，使重金属尾气等不进入直接转窑7，解决了直接工艺中重金属尾气污染不易去除的缺点。本发明中进水、冷却、出料方式包括但不限于现在常用的方式。第一负压单元和第二负压单元可通过系统终端负压单元控制。
67.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。