[发明专利]一种修复有机污染土壤的分段式加热、模块化热脱附设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种修复有机污染土壤的设备及其方法。

背景技术

近年来，随着工业的快速发展和城市化规模的不断扩大，同时对于矿产资源的不合理开发及其冶炼排放、导致土地污染面积不断扩大，土壤污染的程度日益严重。其中，大量半挥发性有机污染物(Semi-VolatileOrganicCompounds,简称SVOCs)因其高毒性需要极高的去除率，但因为此类SVOCs具有难挥发、结构稳定难降解/分解等特点，当该类污染物浓度达到一定程度时，常规化学和生物修复方法较难达到修复目标。因此如何处置半挥发性高毒有机物污染土壤已成为亟需解决的技术难题。

热解吸修复技术是利用物理分离手段将污染土壤中污染物去除，通过提高土壤温度从而增加有机污染物的饱和蒸汽压，加速污染物解吸和分离，并对尾气进行后续处理。热解吸设备的加热温度范围较宽（一般150至650摄氏度），适宜修复各类挥发性有机物、半挥发性有机物、PCBs、农药、除草剂、二恶英/呋喃、汞等污染物。

目前的现有技术中使用热脱附设备对污染土壤进行热脱附处理过程中，多存在热能利用率低、经常堵料等缺点。

国内已披露的热脱附设备专利文献中，如中国专利CN10235721A及CN201511036U中所公开进料前添加了颚式破碎机或振动筛作为前处理手段，但此类前处理手段不能直接的降低土壤含水率，对于粘性土壤可能造成堵塞输送系统并磨损回转窑内壁的浇注料，从而大幅降低设备的使用寿命并增加维护成本。中国专利CN101780467A中公开一种污染土壤间接热解析设备，该系统通过加热系统在内层结构与外层结构之间加热，热脱附效率较低，对能源浪费大。中国专利CN103341486A中公开一种污染土壤电磁热脱附系统，该系统通过电磁热对窑体进行加热，相较于燃气及燃油的热脱附系统，成本较高，能源浪费大。中国专利CN102029287A中公开的一种有机物污染土壤滚筒式逆向热脱附系统，该系统通过在回转窑尾部设置燃烧器，逆向往窑内通入高温空气，但由于土壤流向与气体流向是相反的，土壤均匀受热时间较短，相对顺向系统对能源浪费较大。目前国内公开的热脱附/热解析设备专利中均未设置热量回收系统，造成一定的能源浪费。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种有机污染土壤的分段式加热、模块化热脱附设备，以实现连续进料、分段式加热，提高热脱附效率，污染土壤经修复后达到环保目标。

本发明的有机污染土壤的分段式加热、模块化热脱附设备，是由筛分装置、进料输送系统、低温烘干系统、高温热脱附系统、出料输送系统、尾气成套处理系统、热交换系统、控制系统构成；所述的进料输送系统与低温烘干系统相连接，低温烘干系统与尾气处理系统和高温热脱附系统相连接，所述的高温热脱附系统与出料输送系统相连接；所述的进料输送系统、低温烘干系统、高温热脱附系统、出料输送系统、热交换系统及尾气处理系统均与控制系统相连接，并由控制系统监控整个处理过程。

进一步的，上述的筛分装置的斗内设有带齿滚轴，可根据处理土壤的特征更换不同齿距的筛分斗或空斗。所述筛分装置位于进料系统之前，采用斗式筛分设备作为预筛分装置。

进一步的，上述的进料输送系统包含皮带输送机及中空螺旋输送机，且皮带输送机位于中空螺旋进料机之前，皮带输送机位于前述筛分装置下部，中空螺旋输送机设置于高于地面3米处；通过进料输送系统可以实现连续、均匀的进料，保证热脱附装置可连续处理污土。

进一步的，上述分段式加热装置的低温烘干系统包括烘干机及短距螺旋输送机，位于前述进料输送系统的中空螺旋输送机之后，并与高温热脱附系统相连，烘干机内部布设有规则的扬料板及链条，可防止粘性较大的土壤粘在设备内壁。

进一步的，上述分段式加热装置的高温热脱附系统包括回转窑及轻油燃烧器，轻油燃烧器安置于回转窑的窑头位置，回转窑内壁有浇注料，外壁包裹隔热材料。

进一步的，前述低温烘干系统的烘干机与高温热脱附系统的回转窑是首尾对应的平行放置方式，且烘干机的出料口略高于回转窑的进料口，便于物料的输送。

进一步的，上述回转窑采用直接加热，轻油燃烧器启动，回转窑炉内温度达到500~800℃。

进一步的，上述低温烘干系统对污染土壤进行烘干脱水处理，脱水后的土壤含水率降至约25%，脱水后的污染土壤再进入高温热脱附系统进行热脱附处理。