[发明专利]间接热脱附修复有机污染土壤的尾气处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种间接热脱附修复有机污染土壤的尾气净化方法及装置。

背景技术

随着我国产业结构的调整和城市化进程的加快，大批原本位于城市主城区的农药、化工、炼焦、钢铁等高污染企业纷纷搬迁或关闭，遗留下来大量的有机污染土壤。这些有机污染土壤不仅对动植物及生态系统造成巨大危害，也会严重威胁人体健康。热解吸技术是通过直接或间接热交换，将含有污染物的土壤加热到足够高的温度，从而使污染物从土壤中挥发或分离的过程。由于处理效率高、修复周期短及修复后土壤可再利用等显著优势，热解吸技术已广泛地应用于有机污染土壤的修复治理中。根据热源与污染土壤接触与否，热脱附技术可分为直接热脱附和间接热脱附，与直接热脱附相比，间接热脱附的尾气具有体积较小、烟尘量较少、污染物浓度较高的特点。由于热解吸技术是物理分离技术，实际上是污染物从土壤转移到尾气的过程，因此迫切需要解决间接热解吸尾气中有机污染物的控制问题。

现有技术中有的采用焚烧法对热脱附尾气进行处置，焚烧法比较适宜于直接热解吸的尾气处理，但是该方法能耗和成本高，又有产生二噁英污染的风险。

现有技术中还有的采用冷凝法将尾气中的大部分有机污染物转移到液相中的技术，虽然其中有的还利用等离子体将剩余极少量的有机污染物去除，但是该技术中产生的废水还需进一步处置，增加了废水处理的难度。

因此，本领域亟需研究开发成本更低、能够在气相中实现有机污染物去除的方法，以解决有机污染物的控制问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种间接热脱附修复有机污染土壤的尾气处理方法及装置以解决至少一个上述技术问题。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种间接热脱附修复有机污染土壤的尾气处理装置，包括依次连接的除尘单元、等离子体反应单元和喷淋单元，

其中所述除尘单元用于除去尾气中的烟尘；

所述等离子体反应单元用于产生高能电子和活性基团，待处理尾气与高能电子和活性基团发生反应从而被降解；

所述喷淋单元用于喷淋液的喷淋，从而将降解后的尾气中残留的污染物和降解产物去除或转移到液相中。

优选地，所述除尘单元包括旋风除尘器和纤维过滤器，旋风除尘器一端与前端设备含尘高温尾气出口相连，另一端连接纤维过滤器。

优选地，所述除尘单元外设保温材料，所述保温材料优选为岩棉、耐高温玻璃棉、硅酸铝、微孔硅酸钙、复合硅酸盐、管道支架、热收缩带、聚氨酯组合料等。

优选地，所述等离子体反应单元包括：多级等离子体反应器和用于供电的高压电源。

优选地，所述等离子体反应单元外设保温材料，所述保温材料优选为岩棉、耐高温玻璃棉、硅酸铝、微孔硅酸钙、复合硅酸盐、管道支架、热收缩带或聚氨酯组合料等。

优选地，所述等离子反应器为介质阻挡放电等离子体反应器，所述介质阻挡放电反应器串联的级数优选为1～4级。

优选地，所述喷淋单元为调节式喷淋塔。

优选地，所述尾气处理装置还包括引风机和排气筒，净化后的尾气被引风机引入排气筒排出。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种间接热脱附修复有机污染土壤的尾气处理方法，其采用上述的间接热脱附修复有机污染土壤的尾气处理装置对所述尾气进行处理，包括以下步骤：

(1)对有机污染土壤间接热脱附产生的尾气进行除尘处理，去除细小粉尘颗粒；

(2)将除尘后的气体输入串联的多级等离子体反应器，使气体中的有机污染物发生降解反应；

(3)经所述多级等离子体反应器处理后的尾气进入喷淋塔以进一步去除降解产生的酸性气体及降解中间产物，净化后的尾气被引入排气筒排出。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、除尘单元和等离子体反应单元外设保温材料，使系统内的气体温度维持在100℃以上，避免了水蒸气及污染物的冷凝进入到粉尘颗粒中，导致处置不达标的现象；

2、除尘后的气体通入多级等离子体反应器实现有机污染物的降解作用，真正意义上消除有机污染物，而不仅仅将有机污染物转移到液相，减少过程中废液的产生量，具有降低处置成本和环境风险的双重益处；

3、对于间接热脱附装置产生的含有机物的高温尾气，本装置可实现99％以上的去除效率。处理后尾气中有机物含量远低于国家标准，可直接排放；