[发明专利]用于有机物污染土壤修复的多热源无轴间热式热脱附装置

说明书

技术领域

本发明涉及一套有机污染物污染土壤修复装置，通过间热式热脱附系统，将土壤中有机污染物脱附出来，属环保领域。

背景技术

我国有大量土壤遭受了有机污染物污染，污染物种类包括农业生产使用的杀虫剂、电力行业使用的多氯联苯、以及石油行业事故泄油等。随着公众对有机污染物环境和健康危害的逐步认识，迫切的需要经济而有效方法处理这些毒性物质。

主要的有机污染物污染土壤的修复技术有生物修复、化学修复、物理修复等。生物修复多为原位修复，其投资小、运行成本低、操作条件温和、对环境干扰小，但生物修复周期长，且受限于植物或微生物种类，仅能处理某些特定种类的有机污染物，且只能应用于较低浓度条件下；物理修复或化学修复多为异位修复，初始投资大、运行成本较高，但修复周期短，且适用于各种类型的有机污染物以及高浓度污染场地。比较而言，物理修复或化学修复有着更广泛的适用性，特别适用于高浓度、多组分有机污染污染场地。

在众多的物理修复或化学修复技术中，热脱附是公认处理有机物污染土壤的成熟可靠技术，是最广泛的应用于有机物污染场地修复技术之一。热脱附技术对不同有机污染物种类及浓度有着良好的适应性，同时修复速度快，周期短。按照加热方式，热脱附技术可分为直热式和间热式两类。直热式技术热源和污染土壤直接接触，传热效率高，处理能力大，但产生大量需进一步处理的有害气体；间热式技术热源不和污染物料直接接触，传热效率较低，但需处理的有害气体量少，特别适用于高毒性有机物污染土壤处理。

但是，目前的间接热脱附技术仍存在以下缺陷：热脱附器结构复杂，建造成本高，操作运行不便；传热效率低，能源利用效率低；对多种热源适应性不佳，不能充分利用低品味能源。对不同质地的土壤适应性差，热脱附过程中易发生土壤粘结现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于有机物污染土壤修复的多热源无轴间热式热脱附装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于有机物污染土壤修复的多热源无轴间热式热脱附装置，包括热脱附器；该热脱附器是间热式热脱附器，为夹套式加热炉；

间热式热脱附器包括水平方向布置的内筒和外筒，内筒的外壁上布置肋片用于促进传热；在外筒前端的上部设有接入至内筒中的土壤进料口、在内筒后端的下部设有出土器；在外筒后端的上部设有用于通入热量载体的多热源入口、在外筒前端的下部设有多热源出口；在内筒前端的下部设有用于通入载气的载气入口、在内筒后端的上部设有载气出口；热量载体在内筒外夹套中的流通路径与内筒中的土壤运动方向相反，载气在内筒中的流通路径与内筒中的土壤运动方向相同；在内筒的中心线上设有由连续螺旋状叶片构成的无轴式旋转轴。

本发明中，所述出土器的下端设置输送器，输送器的上方设增湿器。

本发明中，所述多热源入口接至燃油高温烟气出口、余热锅炉废气出口或电厂锅炉废气出口。

本发明进一步提供了利用前述装置实现有机物污染土壤修复的方法，包括以下步骤：

有机物污染土壤从土壤进料口以固定速率进入内筒；

自多热源入口引入300～1300℃的高温烟气、余热锅炉废气或电厂锅炉废气至内筒和外筒之间的夹套中，热量载体在夹套中的流通路径与内筒中的土壤运动方向相反；从载气入口引入惰性气体进入内筒，载气在内筒中的流通路径与内筒中的土壤运动方向相同；

土壤在内筒中被加热至220～600℃，所含有机污染物被脱附出来并由惰性气体携带；经热脱附处理后，99.9%以上的有机污染物被脱附出来，清洁的土壤由出土器排出，并经增湿器喷水增湿后排放；

热量载体离开间热式热脱附装置后，进入余热利用装置回收余热或直接排放；携带着有机污染物的惰性气体进入尾气处理设施进行处理。

该方法中，多热源是指300～1300℃的高温烟气、余热锅炉废气或电厂锅炉废气；多热源的消耗量与土壤处理量之间的关系用下述公式表示：

其中，M_多热源为每小时多热源的消耗量，M_土为每小时土壤量处理，C_土为土壤比热容，ΔT_土为土壤在间热式热脱附装置内升高的温度值，Q_多热源为每千克多热源的热值，η_热为多热源向土壤的综合传热效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：