[发明专利]一种基于热脱附助剂填充的罐式热脱附装置及脱附方法

权利要求书

1.一种基于热脱附助剂填充的罐式热脱附装置，其特征在于，包括支撑架(1)，以及位于所述支撑架(1)上方的热脱附单元(2)、驱动控制单元(3)以及尾气处理单元(4)；

所述热脱附单元(2)包括通过支撑脚(21)连接在支撑架(1)上方的热脱附罐(22)，所述热脱附罐(22)外部设有用于为热脱附罐(22)内部提供热源的电加热套(23)，热脱附罐(22)的顶部设有进料口(24)，所述进料口(24)的上方连接有土壤预处理机构(25)，热脱附罐(22)底部中心位置设有转动轴(26)，所述转动轴(26)的上端可拆卸连接有内部填充有热脱附助剂的转动拨轮(27)，用于驱动土壤转动并对土壤进行热脱附，热脱附罐(22)底部设有带有阀门(29)的出料管(28)，所述出料管(28)下端贯穿支撑架(1)；

所述驱动控制单元(3)包括安装在支撑架(1)上方且位于热脱附罐(22)一侧的主箱体(31)，位于所述主箱体(31)上部的电箱(32)，以及位于主箱体(31)底部的电机(33)，所述电机(33)通过传动组件(34)与所述转动轴(26)传动连接，用于驱动转动拨轮(27)带动土壤在离心力作用下与热脱附罐(22)内壁进行热传导；

所述尾气处理单元(4)包括位于所述主箱体(31)顶部的吸附箱体(41)，所述吸附箱体(41)内设有吸附填料，吸附箱体(41)一端通过通气管(42)与热脱附罐(22)上部贯通连接，用于将热脱附罐(22)内部产生废气引入吸附填料进行处理，吸附箱体(41)另一端设有用于抽气引流的排风扇(43)；

所述土壤预处理机构(25)包括固定在所述吸附箱体(41)顶部的旋转轴(251)，所述旋转轴(251)上连接有用于进料的料斗(252)，安装与所述料斗(252)内部用于对土壤进行破碎挤压处理的破碎辊(253)，所述破碎辊(253)分别由安装在料斗(252)外部的驱动电机(254)带动旋转，料斗(252)底部设有用于对所述进料口(24)进行封盖的旋转盖板(255)，所述旋转盖板(255)通过锁扣(256)与所述热脱附罐(22)锁定连接；

所述旋转盖板(255)与所述进料口(24)之间设有用于防止尾气逃逸的密封橡胶圈(257)，所述料斗(252)顶部设有橡胶盖板(258)；

所述转动拨轮(27)包括上固定圈(271)、下固定圈(272)和拨片(273)，所述上固定圈(271)包括上部外环(274)，所述上部外环(274)的外周设有多个用于与所述热脱附罐(22)内壁滚动连接的滚珠(277)，上部外环(274)的内侧通过4-6个第一连接杆(278)与位于上部外环(274)中心位置的上部内环(275)固定连接；所述下固定圈(272)包括下部外环(276)，所述下部外环(276)的外周设有多个用于与所述热脱附罐(22)内壁滚动连接的滚珠(277)，下部外环(276)的内侧通过4-6个第二连接杆(279)与位于下部外环(276)中心位置的固定圆板(2710)连接，所述固定圆板(2710)上设有与所述转动轴(26)通过螺纹连接的螺栓孔(2711)，转动轴(26)上端设有用于压紧固定圆板(2710)的锁紧螺帽(2712)，所述拨片(273)连接在上下相对的第一连接杆(278)和第二连接杆(279)之间，相邻两个拨片(273)之间等距间隔；

所述拨片(273)包括焊接在所述第一连接杆(278)和第二连接杆(279)之间的矩形槽(2713)，所述矩形槽(2713)的槽口的长边两侧以及底边一侧设有用于卡接盖板(2714)的压片(2715)，盖板和矩形槽(2713)构成的空腔用于填充所述热脱附助剂，矩形槽(2713)内侧以及所述卡接盖板(2714)内侧铺设有用于导热以及阻隔热脱附助剂泄露的石棉网片，矩形槽(2713)靠近热脱附罐(22)内壁一侧设有刮板(2716)；

所述热脱附助剂包括A型助剂和B型助剂，所述A型助剂为过氧化钙颗粒，B型助剂为吸附有过氧化氢溶液的氧化铝球，A型助剂和B型助剂分别单独填充在矩形槽(2713)内；

所述传动组件(34)包括连接在所述热脱附罐(22)底部与所述主箱体(31)底部之间的L型连通管(341)，位于所述L型连通管(341)竖直端且连接在所述转动轴(26)下端的从动轮(342)，连接在所述电机(33)输出轴下端的主动轮(343)，以及位于L型连通管(341)横向段内且连接在从动轮(342)和主动轮(343)之间的皮带(344)；

利用所述装置进行脱附方法包括以下步骤：

步骤一：向转动拨轮(27)内分别填充热脱附助剂，所述热脱附助剂包括A 型助剂和B型助剂，所述A型助剂为过氧化钙颗粒，B型助剂为吸附有过氧化氢溶液的氧化铝球；

步骤二：向热脱附罐(22)内装入污染土壤，通过电机(33)驱动转动拨轮(27)转动使土壤分布均匀，随后开启电加热套(23)升温至70-100度，B型助剂中的过氧化氢开始逐渐受热分解的氧气对土壤中有机污染物进行低温氧化分解，时间为20-50min；随后提高温度至350-600度，A型助剂的过氧化钙受热分解继续产出氧气对土壤中有机污染物进行高温氧化分解，时间为20-30min；有机污染物受热产生的污染废气经尾气处理单元(4)处理后排出；热脱附处理完成后，土壤继续由转动拨轮(27)转动散热，直至冷却无废气排出，打开出料管(28)上的阀门(29)，由转动拨轮(27)推动热脱附土壤从出料管(28)排出；

步骤三：采用体积浓度为30％的过氧化氢溶液对使用过的A型助剂和B型助剂进行淋洗，使B型助剂中的氧化铝球重新吸附过氧化氢溶液，并可使A型助剂中因过氧化钙受热分解生产的氧化钙与过氧化氢反应重新生成过氧化钙；可实现热脱附剂的重复使用，重复上述步骤对污染土壤进行热脱附处理。

2.如权利要求1所述的一种基于热脱附助剂填充的罐式热脱附装置，其特征在于，所述吸附填料由活性炭、沸石分子筛按照质量比为2：3组成。