一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)發(fā)明內(nèi)容

《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》的目的在于提供一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，能夠連續(xù)進(jìn)料、直接加熱，實(shí)現(xiàn)熱空氣與污染土壤的充分混合，熱脫附效率較高。

一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)技術(shù)方案

《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》包括土壤進(jìn)料系統(tǒng)A、熱源系統(tǒng)B、逆向熱脫附系統(tǒng)C、除塵系統(tǒng)D、冷卻系統(tǒng)E、活性炭吸附系統(tǒng)F和控制系統(tǒng)13，土壤進(jìn)料系統(tǒng)A輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)C物料輸入相連，熱源系統(tǒng)B輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)C熱源輸入相連，逆向熱脫附系統(tǒng)C輸出與除塵系統(tǒng)D輸入相連，除塵系統(tǒng)D輸出與冷卻系統(tǒng)E輸入相連，冷卻系統(tǒng)E輸出與活性炭吸附系統(tǒng)F輸入相連，土壤進(jìn)料系統(tǒng)A、熱源系統(tǒng)B、逆向熱脫附系統(tǒng)C、除塵系統(tǒng)D、冷卻系統(tǒng)E、活性炭吸附系統(tǒng)F的控制端分別和控制系統(tǒng)13連接。

所述的土壤進(jìn)料系統(tǒng)A包括土壤料倉1和土壤輸送裝置2，土壤料倉1的輸出和土壤輸送裝置2的輸入連接，土壤料倉1上部設(shè)有篩網(wǎng)，土壤料倉1連接有振動(dòng)電機(jī)。

所述的熱源系統(tǒng)B包括供油系統(tǒng)4和點(diǎn)火系統(tǒng)5，供油系統(tǒng)4的輸出和點(diǎn)火系統(tǒng)5的輸入連接。

所述的逆向熱脫附系統(tǒng)C包括逆向熱脫附滾筒3和引風(fēng)機(jī)6，逆向熱脫附滾筒3的物料輸入和土壤進(jìn)料系統(tǒng)A的土壤輸送裝置2輸出連接，逆向熱脫附滾筒3的熱源輸入和熱源系統(tǒng)B的點(diǎn)火系統(tǒng)5輸出連接，逆向熱脫附滾筒3的輸出和引風(fēng)機(jī)6的輸入相連，逆向熱脫附滾筒3內(nèi)前端設(shè)置有錯(cuò)落式倒耙，后端設(shè)置有錯(cuò)落式遮擋板，傳動(dòng)方式為齒輪齒圈嚙合傳動(dòng)，逆向熱脫附滾筒3與電機(jī)相連，逆向熱脫附滾筒3與點(diǎn)火系統(tǒng)5連接的一端設(shè)有出料口。

所述的除塵系統(tǒng)D包括旋風(fēng)除塵器7和吸附除塵器8，旋風(fēng)除塵器7的輸入和逆向熱脫附系統(tǒng)C的引風(fēng)機(jī)6輸出相連，旋風(fēng)除塵器7的輸出和吸附除塵器8的輸入連接。

所述的冷卻系統(tǒng)E包括霧化冷卻塔9和表盤冷卻裝置10，霧化冷卻塔9的輸入和除塵系統(tǒng)D的吸附除塵器8的輸出連接，霧化冷卻塔9的輸出和表盤冷卻裝置10輸入連接，表盤冷卻裝置10采用板式翅片換熱器。

所述的活性炭吸附系統(tǒng)F包括蜂窩狀活性炭塔11和尾氣排放裝置12，蜂窩狀活性炭塔11的輸入和冷卻系統(tǒng)E的表盤冷卻裝置10輸出連接，蜂窩狀活性炭塔11的輸出和尾氣排放裝置12連接。

《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》的工作原理為：

供油系統(tǒng)4中的油經(jīng)過油路輸送至點(diǎn)火系統(tǒng)5，用來加熱空氣，熱空氣進(jìn)入逆向熱脫附滾筒3，污染土壤經(jīng)過網(wǎng)篩預(yù)處理后，進(jìn)入土壤料倉1，在振動(dòng)電機(jī)和土壤輸送裝置2的作用下進(jìn)入逆向熱脫附滾筒3，熱空氣與土壤逆向接觸，使得熱空氣與污染土壤充分混合，通過直接逆向式熱交換將污染土壤及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度，有機(jī)污染物從土壤中得以揮發(fā)出來，經(jīng)引風(fēng)機(jī)6進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)，凈化后的土壤用作回填土，尾氣先經(jīng)過旋風(fēng)除塵器7，得以除去大部分灰塵，再經(jīng)過吸附除塵器8，進(jìn)一步降低尾氣中灰塵含量，減輕后續(xù)處理壓力，除塵后的尾氣進(jìn)入霧化冷卻塔9，冷卻其中的大部分水蒸氣，再進(jìn)入表盤冷卻裝置10，進(jìn)一步冷卻尾氣，最終進(jìn)入蜂窩狀活性炭塔11，有機(jī)廢氣與活性炭產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合，再通過尾氣排放裝置12排放，實(shí)現(xiàn)尾氣達(dá)標(biāo)排放，使用《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》修復(fù)1，2-二氯乙烷污染土壤，1，2-二氯乙烷熱脫附效率達(dá)到99.99％以上。

一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)改善效果

《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》能夠連續(xù)進(jìn)料，污染土壤處理量大；采取直接加熱方式、熱空氣與污染土壤逆向接觸，熱脫附效率高；尾氣采用非焚燒方式-活性炭吸附方式處理，不會(huì)產(chǎn)生二噁英。

隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和履行《關(guān)于持久性有機(jī)污染物（POPs）的斯德哥爾摩公約》工作的深入開展，大批農(nóng)藥廠、鋼鐵廠和化工廠等高污染企業(yè)，特別是POPs生產(chǎn)和使用企業(yè)將逐步被關(guān)停轉(zhuǎn)產(chǎn)或搬遷，其中2001-2007年間全國已有86000個(gè)企業(yè)停產(chǎn)或搬遷，產(chǎn)生了大量高污染風(fēng)險(xiǎn)土壤。土壤污染的危害性在于一些有機(jī)物在污染了土壤之后，會(huì)進(jìn)而污染土壤周邊的大氣和水，而一些有機(jī)物或重金屬污染則通過食物鏈，對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。城市化進(jìn)程的加快促進(jìn)了原有土地功能轉(zhuǎn)變，大量工業(yè)用地改為住宅用地，然而這些場(chǎng)地存在的污染問題影響了再開發(fā)利用。污染企業(yè)搬遷引發(fā)的環(huán)境污染事故和對(duì)人體健康傷害事件在全國各地時(shí)有發(fā)生，已經(jīng)成為城市土地開發(fā)引發(fā)環(huán)境糾紛的主要因素之一，污染土壤治理工作刻不容緩。

熱脫附技術(shù)是修復(fù)污染土壤的有效技術(shù)之一。2010年12月前中國雖有一些熱脫附工藝和設(shè)備報(bào)道，但均有不足之處：揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤場(chǎng)外治理工藝及裝置（ZL200410056888.7）公布了一種揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的場(chǎng)外治理工藝及其裝置，該專利不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料；間接熱解析設(shè)備（CN101780467A）公布了一種污染土壤間接熱解析設(shè)備，該專利核心裝置加熱回轉(zhuǎn)窯由內(nèi)層結(jié)構(gòu)與外層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，加熱燃燒系統(tǒng)在內(nèi)層結(jié)構(gòu)與外層結(jié)構(gòu)之間加熱，熱脫附效率較低；直接熱解析設(shè)備（CN101712042A）公布了一種污染土壤直接熱脫附（熱解析）裝置，其尾氣采用焚燒處理，具有產(chǎn)生二噁英的風(fēng)險(xiǎn)；土壤污染熱脫附修復(fù)處理系統(tǒng)（CN101530858A）公布了一種污染土壤直接熱脫附（熱解析）裝置，其中熱空氣與污染土壤同向接觸，不能實(shí)現(xiàn)熱空氣與污染土壤的充分混合，熱脫附效率較低。

附圖是《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》的連接示意圖。

附圖中：1為土壤料倉；2為土壤輸送裝置；3為逆向熱脫附滾筒；4為供油系統(tǒng)；5為點(diǎn)火系統(tǒng)；6為引風(fēng)機(jī)；7為旋風(fēng)除塵器；吸附除塵器8；霧化冷卻塔9；表盤冷卻裝置10；蜂窩狀活性炭塔11；尾氣排放裝置12；控制系統(tǒng)13；土壤進(jìn)料系統(tǒng)A；熱源系統(tǒng)B；逆向熱脫附系統(tǒng)C；除塵系統(tǒng)D；冷卻系統(tǒng)E；活性炭吸附系統(tǒng)F。

《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》屬于土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)。

1.《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》包括土壤進(jìn)料系統(tǒng)（A）、熱源系統(tǒng)（B）、逆向熱脫附系統(tǒng)（C）、除塵系統(tǒng)（D）、冷卻系統(tǒng)（E）、活性炭吸附系統(tǒng)（F）和控制系統(tǒng)（13），其特征在于：土壤進(jìn)料系統(tǒng)（A）輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)（C）物料輸入相連，熱源系統(tǒng)（B）輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)（C）熱源輸入相連，逆向熱脫附系統(tǒng)（C）輸出與除塵系統(tǒng)（D）輸入相連，除塵系統(tǒng)（D）輸出與冷卻系統(tǒng)（E）輸入相連，冷卻系統(tǒng)（E）輸出與活性炭吸附系統(tǒng)（F）輸入相連，土壤進(jìn)料系統(tǒng)（A）、熱源系統(tǒng)（B）、逆向熱脫附系統(tǒng)（C）、除塵系統(tǒng)（D）、冷卻系統(tǒng)（E）、活性炭吸附系統(tǒng)（F）的控制端分別和控制系統(tǒng)（13）連接；

所述的逆向熱脫附系統(tǒng)（C）包括逆向熱脫附滾筒（3）和引風(fēng)機(jī)（6），逆向熱脫附滾筒（3）的物料輸入和土壤進(jìn)料系統(tǒng)（A）的土壤輸送裝置（2）輸出連接，逆向熱脫附滾筒（3）的熱源輸入和熱源系統(tǒng)（B）的點(diǎn)火系統(tǒng)（5）輸出連接，逆向熱脫附滾筒（3）的輸出和引風(fēng)機(jī)（6）的輸入相連，逆向熱脫附滾筒（3）內(nèi)前端設(shè)置有錯(cuò)落式倒耙，后端設(shè)置有錯(cuò)落式遮擋板，傳動(dòng)方式為齒輪齒圈嚙合傳動(dòng)，逆向熱脫附滾筒（3）與電機(jī)相連，逆向熱脫附滾筒（3）與點(diǎn)火系統(tǒng)（5）連接的一端設(shè)有出料口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的土壤進(jìn)料系統(tǒng)（A）包括土壤料倉（1）和土壤輸送裝置（2），土壤料倉（1）的輸出和土壤輸送裝置（2）的輸入連接，土壤料倉（1）上部設(shè)有篩網(wǎng)，土壤料倉（1）連接有振動(dòng)電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的熱源系統(tǒng)（B）包括供油系統(tǒng)（4）和點(diǎn)火系統(tǒng)（5），供油系統(tǒng)（4）的輸出和點(diǎn)火系統(tǒng)（5）的輸入連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的除塵系統(tǒng)（D）包括旋風(fēng)除塵器（7）和吸附除塵器（8），旋風(fēng)除塵器（7）的輸入和逆向熱脫附系統(tǒng)（C）的引風(fēng)機(jī)（6）輸出相連，旋風(fēng)除塵器（7）的輸出和吸附除塵器（8）的輸入連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的冷卻系統(tǒng)（E）包括霧化冷卻塔（9）和表盤冷卻裝置（10），霧化冷卻塔（9）的輸入和除塵系統(tǒng)（D）的吸附除塵器（8）的輸出連接，霧化冷卻塔（9）的輸出和表盤冷卻裝置（10）輸入連接，表盤冷卻裝置（10）采用板式翅片換熱器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，其特征在于：所述的活性炭吸附系統(tǒng)（F）包括蜂窩狀活性炭塔（11）和尾氣排放裝置（12），蜂窩狀活性炭塔（11）的輸入和冷卻系統(tǒng)（E）的表盤冷卻裝置（10）輸出連接，蜂窩狀活性炭塔（11）的輸出和尾氣排放裝置（12）連接。

參照附圖，《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》包括土壤進(jìn)料系統(tǒng)A、熱源系統(tǒng)B、逆向熱脫附系統(tǒng)C、除塵系統(tǒng)D、冷卻系統(tǒng)E、活性炭吸附系統(tǒng)F和控制系統(tǒng)13，土壤進(jìn)料系統(tǒng)A輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)C物料輸入相連，熱源系統(tǒng)B輸出與逆向熱脫附系統(tǒng)C熱源輸入相連，逆向熱脫附系統(tǒng)C輸出與除塵系統(tǒng)D輸入相連，除塵系統(tǒng)D輸出與冷卻系統(tǒng)E輸入相連，冷卻系統(tǒng)E輸出與活性炭吸附系統(tǒng)F輸入相連，土壤進(jìn)料系統(tǒng)A、熱源系統(tǒng)B、逆向熱脫附系統(tǒng)C、除塵系統(tǒng)D、冷卻系統(tǒng)E、活性炭吸附系統(tǒng)F的控制端分別和控制系統(tǒng)13連接。

所述的土壤進(jìn)料系統(tǒng)A包括土壤料倉1和土壤輸送裝置2，土壤料倉1的輸出和土壤輸送裝置2的輸入連接，土壤料倉1上部設(shè)有篩網(wǎng)，土壤料倉1連接有振動(dòng)電機(jī)。

所述的熱源系統(tǒng)B包括供油系統(tǒng)4和點(diǎn)火系統(tǒng)5，供油系統(tǒng)4的輸出和點(diǎn)火系統(tǒng)5的輸入連接。

所述的逆向熱脫附系統(tǒng)C包括逆向熱脫附滾筒3和引風(fēng)機(jī)6，逆向熱脫附滾筒3的物料輸入和土壤進(jìn)料系統(tǒng)A的土壤輸送裝置2輸出連接，逆向熱脫附滾筒3的熱源輸入和熱源系統(tǒng)B的點(diǎn)火系統(tǒng)5輸出連接，逆向熱脫附滾筒3的輸出和引風(fēng)機(jī)6的輸入相連，熱空氣與污染土壤直接逆向接觸，逆向熱脫附滾筒3內(nèi)前端設(shè)置有錯(cuò)落式倒耙，后端設(shè)置有錯(cuò)落式遮擋板，傳動(dòng)方式為齒輪齒圈嚙合傳動(dòng)，逆向熱脫附滾筒3與電機(jī)相連，逆向熱脫附滾筒3與點(diǎn)火系統(tǒng)5連接的一端設(shè)有出料口。

所述的除塵系統(tǒng)D包括旋風(fēng)除塵器7和吸附除塵器8，旋風(fēng)除塵器7的輸入和逆向熱脫附系統(tǒng)C的引風(fēng)機(jī)6輸出相連，旋風(fēng)除塵器7的輸出和吸附除塵器8的輸入連接。

所述的冷卻系統(tǒng)E包括霧化冷卻塔9和表盤冷卻裝置10，霧化冷卻塔9的輸入和除塵系統(tǒng)D的吸附除塵器8的輸出連接，霧化冷卻塔9的輸出和表盤冷卻裝置10輸入連接，霧化冷卻塔9根據(jù)廢氣溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)噴槍的霧化量，保證出口溫度維持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，霧化顆粒非常細(xì)小，確保100％蒸發(fā)；單只噴嘴水量和霧化覆蓋面積大；霧化噴嘴引入壓縮空氣，產(chǎn)生的霧化顆粒特別細(xì)?。F化后平均顆粒直徑為50微米）；水量調(diào)整范圍大，霧化顆粒直徑能夠維持恒定，表盤冷卻裝置10采用板式翅片換熱器，冷卻面積大，效率高，能將溫度降低到50℃以下（使得活性炭吸附能力更強(qiáng)），在一定程度上降低風(fēng)阻，有助于后續(xù)蜂窩狀活性炭塔凈化尾氣。

所述的活性炭吸附系統(tǒng)F包括蜂窩狀活性炭塔11和尾氣排放裝置12，蜂窩狀活性炭塔11的輸入和冷卻系統(tǒng)E的表盤冷卻裝置10輸出連接，蜂窩狀活性炭塔11的輸出和尾氣排放裝置12連接。

2016年12月7日，《一種有機(jī)物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)》獲得第十八屆中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

等溫?zé)崦摳絠solherrnal heat desorption在不改變溫度的條件下吸附質(zhì)從吸附劑表面所進(jìn)行的脫附，一般是加熱到某一溫度后，以氣體吹掃或抽真空方式使吸附物脫除。在脫附過程中適當(dāng)補(bǔ)充熱量，使體系保持恒溫。這是區(qū)別于程序Tf i}脫附的一種脫附方式。

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降壓脫附，降低飽和吸附劑周圍的壓力，使吸附劑上的吸附質(zhì)脫附下來的方法。當(dāng)脫附壓力降到大氣壓以下時(shí)稱。真空脫附。與升溫脫附相比，其優(yōu)點(diǎn)是操作周期短、不消耗加熱劑和冷卻劑，脫附的物料可直接回收。但升壓和抽真空都需要消耗動(dòng)力，建立真空系統(tǒng)需要較復(fù)雜的設(shè)備和較高的操作技術(shù)。適用于吸附系統(tǒng)的變壓操作范圍可處于吸附等溫線的陡直部分的場(chǎng)合。

汽提脫附，亦稱吹掃脫附。用基本上不能被吸附的氣體吹掃吸附床層，以降低吸附劑周圍氣相中吸附質(zhì)的分壓，從而使吸附質(zhì)脫附的方法。操作壓力越低，操作溫度越高。則汽提作用越有效。該法可減少加熱劑、冷卻劑與動(dòng)力消耗，且不需要降溫等輔助過程，但脫附程度往往較差，殘余負(fù)荷較大，使脫附后的吸附劑保護(hù)作用時(shí)間縮短。

置換脫附，利用吸附劑對(duì)不同物質(zhì)的不同吸附能力，向飽和吸附劑床層中通入可被吸附的氣體，置換出原來被吸附的吸附質(zhì)，從而使原吸附質(zhì)脫附的方法。常采用水蒸汽作置換氣體。置換氣體的吸附性越強(qiáng)，使用置換氣體量就越小，床層解吸得也越徹底，但隨后從床層中除去吸附的置換氣休也越困難。

污染土壤的有機(jī)物分為天然有機(jī)物和人工合成有機(jī)污染物，通常主要指后者，他包括有機(jī)廢棄物（工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活廢棄物中生物降解和生物難降解有機(jī)毒物）、農(nóng)藥（包括殺蟲劑、殺菌劑和除莠劑）等污染。