[发明专利]一种两相循环分级热脱附系统及其方法

说明书

本发明提供了一种两相循环分级热脱附系统，包括土壤预处理系统、高温热处理系统、废气处理系统、废水处理系统，污染土壤干化后进入破碎筛分装置，筛下土壤进入磁选装置去除金属杂物；预处理后的土壤依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，有机污染物从土壤中挥发脱附；热处理单元所产生的高温废气经废气处理系统处理，尾气达标排放；废水进行混凝沉淀，上清液进入氧化池处理达标后循环利用，污泥脱水滤液循环利用，泥饼进入热脱附系统循环处理。本发明具有如下优点和有益效果：①热脱附系统分级设置，污染物去除效率高；②多品类热源分级利用，热量利用效率高；③达标尾水循环利用，废水和污泥零排放。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种两相循环分级热脱附系统及其方法。

背景技术

热脱附是污染土壤修复主要技术之一，通过将污染土壤加热至目标污染物沸点以上，使目标有机污染物从土壤中挥发或分离，最终进入废气处理系统进行彻底去除或浓缩收集。热脱附过程中目标污染物发生蒸发、蒸馏、沸腾、氧化和热解等作用，通过控制系统温度和物料停留时间可以选择性的移除不同的污染物。

热脱附技术可以分为原位热脱附和异位热脱附两大类。原位热脱附技术主要用于处理一些难以开展异位修复的区域，例如深层土壤以及建筑物下层土壤。异位热脱附将污染土壤取出并通过专门的热脱附装置处理，具有污染物处理范围广、处理效率高、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，已被广泛应用于处理含有挥发性和半挥发性有机污染物的土壤、污泥、沉淀物、滤渣等。

根据热源载体（高温烟气、蒸汽等）与污染土壤是否直接接触，可将热脱附方式分为直接加热和间接加热。发明专利CN101712042A、CN207271801U、CN109720901A等采用直接加热方式进行热脱附，热源气体与脱附出的污染气体相互混合，尾气处理量大，处理成本偏高，且占地面积大。专利CN105750319B、CN105057337B等采用间接加热方式，单热脱附主体装置均为单层水平绞龙推进结构，内部空间体积小，热源气体以及污染土壤在热脱附装置内部的停留时间较短，无法充分热交换，热量利用效率低，污染物去除效果难以保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两相循环分级热脱附系统及其方法，以解决现有热脱附技术在处理有机污染土壤过程中存在的热量利用效率低、污染物去除效果欠佳等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种两相循环分级热脱附系统，其特征在于所述系统包括以下子系统：

土壤预处理系统，用于干化并破碎筛分土壤，筛下土壤进入磁选装置去除金属杂物，实现土壤预处理；

高温热处理系统，用于将预处理后的土壤进行热处理，有机污染物从土壤中挥发脱附；

废气处理系统，土壤预处理系统和高温热处理系统产生的废气由所述废气处理系统处理后排出；

废水处理系统，废气处理系统产生的废水由废水处理系统处理后排放。

进一步地，所述土壤预处理系统包括依次连接的干化区、破碎筛分装置、磁选装置、计量装置和输送机，由干化区干化后的土壤进入破碎筛分装置，筛下土壤进入磁选装置，去除金属杂物；然后土壤通过计量装置称重，并由输送机提升至高温热处理系统。

所述高温热处理系统，包括依次连接的进料单元、一级热处理单元、二级热处理单元、和出料单元，预处理后的土壤进入高温热处理系统的进料单元，并依次通过一级热处理单元和二级热处理单元，一级热处理单元和二级热处理单元中所产生的废气送至废气处理系统；一级热处理单元、二级热处理单元均为腔室结构，中间均为螺旋推进炉管，炉管外为高温烟气通道。

所述废气处理系统，由喷淋急冷装置、汽水分离装置、换热冷凝装置、除尘装置、活性炭吸附装置组成。