[发明专利]受污染土壤热解脱附修复设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤的再生技术领域，特别涉及一种受污染土壤热解脱附修复设备及方法。

背景技术

受污染的土壤是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度，造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化，破坏了土壤的自然动态平衡，从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降，产生一定的环境效应(水体或大气发生次生污染)，并可通过食物链对生物和人类构成危害。有毒有害的污染物进入土壤后会与土壤中其它物质发生一系列吸附、置换、反应、结合等作用，这些过程多数为不可逆的，因此作用后形成的难溶化合物在土壤中不断积累而超标。一旦土壤受到污染，就极难恢复，被某些重金属、多环芳烃污染的土壤可能需要100～200年才能够恢复。因此，污染过的土壤必然导致农作物减产，还会通过食物链的积累危害人类健康。

目前，受污染土壤修复的主要方法有：物理修复法、化学修复法、生物修复法和热处理法。采用物理修复法修复受污染的土壤，方法简单，能有效清洁土壤，但费用昂贵，不适于大面积应用；化学修复法是将受污染土壤中难降解的化合物进行消除、中和除去，但容易造成二次污染；生物修复是指在一定的条件下，利用土壤中的各种微生物、植物和其它生物吸收、降解、转化和去除土壤环境中的有毒有害污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，但处理过程相当漫长，同时不是所有受污染的土壤都适合此类方法；热处理法是将受污染的土壤在高温进行热处理，但传统的热处理方法是焚烧、直接用高温气化方式，这种方法能耗高、容易造成二次污染。

中国发明专利公开说明书CN104607455A公开了一种有机污染土壤多级热脱附修复系统。该系统采用热脱附装置是由直接加热的，这种方法能耗高，并容易产生挂焦，而且容易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种受污染土壤热解脱附修复设备及方法，该设备及方法的处理效果好，而且不易挂焦、不产生二次污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

受污染土壤热解脱附修复设备，包括热解脱附处理单元、气相产物处理单元、液相产物处理单元；

所述热解脱附处理单元为热解脱附炉，热解脱附炉包括物料层和加热层，物料层设置有土壤输送系统，受污染土壤在物料层进行热解脱附，物料层设置有供热解气导出的热解气出口；

所述气相产物处理单元包括燃烧室、烟气除尘装置、喷淋装置、烟气排放口，燃烧室、热解脱附炉的加热层、烟气除尘装置、喷淋装置之间通过烟道形成有循环回路，气相产物处理单元与热解脱附处理单元之间设置有三相分离装置，燃烧室用于燃烧燃料以产生高温烟气，燃烧室还用于燃烧热解气经由三相分离装置后得到的气相产物，烟气排放口用于将部分经过喷淋装置后的烟气排出；

所述液相产物处理单元用于处理热解气经由三相分离装置后得到的气相产物。

作为改进，所述燃烧室依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，热能回收区布置有气相产物进口，气相产物进口用于输入热解气经由三相分离装置后得到的气相产物，余热回收区布置有返混烟气进口，返混烟气进口用于将经过喷淋装置的烟气返混至余热回收区。

作为改进，所述燃烧室具有加热烟气出口，加热烟气出口位于余热回收区。

作为改进，所述烟气除尘装置为布袋除尘器。

作为改进，所述液相产物处理单元包括水处理装置、冷却水装置、深度水处理装置。

本发明还提供了一种受污染土壤热解脱附修复方法，包括

热解脱附处理：将受污染土壤送入热解脱附炉中进行热解脱附并导出热解气，之后将处理后的土壤排出；

气相产物处理：热解气经三相分离后得到气相产物，气相产物导入燃烧区进行燃烧，燃烧产生的热量辅助用于热解脱附；燃烧区产生的高温烟气经过热解脱附步骤后进行烟气除尘、喷淋洗涤，之后，部分烟气排放，部分烟气导回至燃烧区；

液相产物处理：将热解气经三相分离后得到液相产物处理后排放。

作为改进，所述燃烧区依次分为燃料燃烧区、热能回收区、余热回收区，气相产物导入热能回收区进行燃烧，喷淋洗涤后的部分烟气导回至余热回收区，将燃料送入燃料燃烧区产生高温烟气，导回至余热回收区的部分烟气在余热回收区与高温烟气进行混合调温后形成适于热解脱附的加热烟气。

作为进一步改进，所述加热烟气经由热解脱附处理时的温度为500~700℃。