[发明专利]重金属收获物中重金属与能量元素切割回收装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及废物高附加值利用领域，具体涉及重金属收获物中重金属与能量元素切割回收装置，还涉及重金属收获物中重金属与能量元素切割回收方法，以实现超富集重金属收获物的资源化与能源化利用。

背景技术

土壤是人类环境的重要组成部分，是人们生活生产的基础，但近年来由于城市和工业的迅速发展，土壤污染成为我国突出的环境问题之一。尤其以土壤重金属污染最为严重，土壤重金属污染主要来自矿山开采、金属冶炼等工业生产的三废以及污灌、农药、化肥的不合理施用等。土壤重金属污染不仅导致土壤退化、农作物产量和质量的降低，且重金属在土壤中会被植物吸收，积累到一定限度就会对植物产生毒害，并可能通过食物链直接或间接地对人体健康产生危害。

目前，土壤重金属污染的治理方法主要有两种途径：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其由活化态转变为稳定态,以此来降低重金属的扩散性、水溶性和生物毒性，如添加土壤改良剂，但这种途径只是将重金属暂时稳定在土壤中，没有从根本上解决重金属污染问题，还存在潜在的威胁；二是直接从土壤中去除重金属，如换土法、清洗法、热处理法等，但这些方法虽然效果理想，但耗费人力物力，且不适用于大面积的土壤重金属污染问题。

近年来，植物修复技术作为一种新兴的土壤重金属修复技术正成为研究热点，植物修复技术即选择具有超富集重金属作用的植物，将其种植于被重金属污染的土壤中，随着植物的长大，重金属逐渐富集到植物体内，最后将植物收割以除去土壤中的重金属。这种修复技术在治理成效上具有永久性，社会生态综合效应良好，且操作成本低，进而成为环境领域的研究热点。超富集植物的选择及研究正逐渐发展，但鲜少有人研究经富集作用吸收重金属的收获物的后续处理措施，将土壤修复超富集重金属收获物有效处理，是目前植物修复技术亟待完善和解决的问题之一。目前收获物处理的方法如焚烧法、填埋法、高温分解法、液相萃取法等均属于处理废弃物的一般方法，不能有效的利用收获物中的各种有用物质，使其资源化和能源化。

发明内容

本发明的目的在于针对收获物处理的问题上，提供重金属收获物中重金属与能量元素切割回收装置，还提供重金属收获物中重金属与能量元素切割回收方法，低温慢速热解收获物将生物炭、生物油、生物燃气分离出来，以实现超富集收获物无害化处理、资源化和能源化利用。

为实现上述目的，本发明采用如下措施：

重金属收获物中重金属与能量元素切割回收装置，包括进料斗，还包括流化床热解炉，进料斗的底部的出料端与流化床热解炉的进料端连通，进料斗顶部与二氧化碳气源连通，所述的流化床热解炉的底部的进气口与二氧化碳气源连通。

如上所述的流化床热解炉内的热解温度为350～450℃。

如上所述的流化床热解炉的出料端与生物炭收集器连通，流化床热解炉的顶部的出气端通过通气管与生物炭粒子填充器一端连接，生物炭粒子填充器另一端与常温冷凝管一端连接，常温冷凝管另一端与第一超低温冷凝管一端连通，第一超低温冷凝管另一端与第二超低温冷凝管一端，第二超低温冷凝管另一端与气柜连通，生物炭粒子填充器内填充有粒径为10～20mm的秸秆生物炭颗粒，第一超低温冷凝管内填充有粒径为5～15mm的秸秆生物炭颗粒，第一超低温冷凝管和第二超低温冷凝管内冷凝温度相同且均为-5～-15℃。

如上所述的进料斗的底部的出料端设置有第一阀门，所述的流化床热解炉的进料端设置有第二阀门。

如上所述的第一超低温冷凝管和第二超低温冷凝管的管径相同，均为50～150mm。

重金属收获物中重金属与能量元素切割方法，包括以下步骤：

步骤1、打开第一阀门，待处理的超富集重金属收获物从进料斗给入，通过二氧化碳气源向进料斗通入二氧化碳气体，通过二氧化碳气源向流化床热解炉的底部的进气口通入二氧化碳气体，

步骤2、超富集重金属收获物经进料斗的底部的出料端进入流化床热解炉，流化床热解炉内超富集重金属收获物在二氧化碳气流的推动下热解，流化床热解炉内的热解产物生物炭经流化床热解炉的出料端输出到生物炭收集器，而流化床热解炉内热解产生的热解气体由通气管输送至生物炭粒子填充器，

步骤3、热解气体进入生物炭粒子填充器后，生物炭粒子填充器捕捉一部分重质油，经生物炭粒子填充器处理后的热解气体进而进入常温冷凝管进行常温重质油冷凝，收集生物炭粒子填充器和常温冷凝管内的重质油，

步骤4、经过常温冷凝管冷凝后的热解气体依次进入第一超低温冷凝管和第二超低温冷凝管进行冷凝，收集第一超低温冷凝管和第二低温冷凝管内的轻质油，剩余的小分子生物燃气由后续的气柜收集。