[发明专利]用于有机物污染土壤修复的多热源有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有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有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第一多热源入口、在外筒前端的下部设有第一多热源出口；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均与内筒中的土壤运动方向相同；

在内筒的中心线上设有空心转动轴，是由外轴套和中空内轴套构成夹套式结构的中空有轴式回转轴；在空心转动轴的一端设有第二多热源出口和用于通入热量载体的第二多热源入口；第二多热源出口和第二多热源入口分别与外轴套或内轴套相接，其安装方式的选择使得热量载体在外轴套中的流向与内筒中的土壤运动方向相反。

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；

自第一多热源入口引入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；自第二多热源入口引入300～1300℃的高温烟气、余热锅炉废气或电厂锅炉废气至空心转动轴中，热量载体在外轴套中的流向与内筒中的土壤运动方向相反；

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；

热量载体离开多热源有轴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；

所述第一多热源、第二多热源分别是300～1300℃的高温烟气、余热锅炉废气或电厂锅炉废气中的任意一种；第一多热源和第二多热源消耗量的总和与土壤处理量之间的关系用下述公式表示：