[发明专利]一种高效去除高沸点有机物的热脱附装置及其应用和方法

说明书

本发明涉及热脱附技术领域，尤其是一种高效去除高沸点有机物的热脱附装置及其应用和方法，采用燃烧管组件和抽提组件，且将燃烧管组件呈U型,分为上层燃烧管组件和下层燃烧管组件设置，燃烧管组件出口位置连接排烟管，实现烟气余热回用，降低排出烟气温度，减少能耗；抽提组件采用横向抽提组件与纵向抽提组件设置，采用的横向抽提组件包括表层抽提组件和底层抽提组件；抽提组件与去尾气处理抽提管连通，且在连接点处设阀门，调节各抽提管路流量，根据升温情况切换抽提管路，提高高沸点有机物脱除效率和脱除率。

技术领域

本发明涉及热脱附技术领域，尤其是一种高效去除高沸点有机物 的热脱附装置及其应用和方法。

背景技术

土壤热脱附主要包括：①加热待处理污染土壤，使目标污染物成 气态从土壤颗粒上挥发出来；②尾气处理：将挥发出来的气态目标污 染物，经抽提系统抽提，冷凝、收集、焚烧或者化学氧化处理等方式 处理至达标后排放到大气中(如图1)。

目前，我国有机物污染状况较为严重，且有机物污染对人体和环 境所带来的危害，已经成为世界各国所关注的焦点，尤其是高浓度、 高沸点有机物污染土壤，难以采用常规的氧化或多相抽提工艺进行修 复。因此，土壤热脱附修复处理技术得到了较快发展，形成了大量的 应用研究文献。但是，传统的异位热脱附装置存在烟气余热利用效率 低，热损大，能耗高，加热时间较长，对高沸点有机污染物脱除效率 和脱除率均较低等缺陷。

例如：专利号为CN201310126280.6的污染土壤的异位热脱附处理 方法，公开了将污染土壤筛分、破碎、打堆，污染土壤土堆厚度均匀， 污染土壤下置静压室，采用密闭保温层覆盖，在密闭保温层覆盖面上 方设抽提主管，并联管道处设切换阀门，切换阀门调节部分或全部气 体至接出的两路管道，一路为出风管接入吸附塔，一路为尾气回流管 接入燃烧器进风口，燃烧器出口接集热罩，集热罩出口连接耐高温风 机进风口，通过次风管接入静压室，排出的气体经过燃烧器回路循环 再切换阀门，使排出的部分气体进入吸附塔；对挥发性/半挥发性有 机物污染因子去除率可稳定在95％以上，实现对污染土壤气相抽提。但该技术方案使用时，是将燃烧器尾气经由堆土外部循环回流至燃烧 器二次升温、燃烧之后利用，烟气余热利用效率较低；且燃烧器尾气 直接注入污染土壤容易造成抽提气体温度过高，尾气处理过程中冷凝 和吸附压力过大。

再例如：专利号为CN201721876845.2的异位燃气加热抽提一体式 热脱附装置，包括燃气加热装置、多个加热抽提一体化井、尾气处理 装置、电控装置，多个加热抽提一体化井水平平行排列，单个加热抽 提一体化井包括燃气加热管、抽提井管、抽气泵，燃气加热管与燃气 加热装置相连接，抽提井管套在所述燃气加热管外，抽提井管上设有 抽提管口和通气管口，抽提管口处设有抽提控制阀，通气管口处设有 通气控制阀，抽气泵与抽提管口相连；多个加热抽提一体化井所修复 土壤区域的外周设有多个隔热板，隔热板上设有用于感应土壤温度的 温度传感器。该装置将抽提井管套在燃气加热管外，抽提气体温度较 高，热损失较大，能耗高，同时，采用加热抽提一体化井，热辐射面 积有限，当一体化井较少时，难以将距离较远的土壤加热，致使热脱 附效率和脱除效果不佳。

再例如：专利申请号为CN201910845846.8的异位土壤热脱附修复 设备及其修复方法，公开了包括用于堆放待处理污染土堆的施工平台 和用于铺设在待处理污染土堆顶部的保温层；所述施工平台自下而上 依次设置混凝土层、隔热层、滤水层、土工布，所述滤水层中设置集 水腔，所述集水腔中设置用于将水排出的潜水泵；所述保温层上铺设 防渗膜；还设有用于插设至待处理污染土堆内部的抽水管、加热管和 抽气管。该热脱附设备能够处理含水率较高的污染土壤，但存在加热 时间过长，有机污染物脱除率和脱除效率较低，且在该设备运行较佳 实施方案中显示，设备连续运行30d后，有机污染土壤中氯乙烯、三 氯乙烯的浓度仅降低90％；且氯乙烯和三氯乙烯均是较低沸点的有机 污染物，而对于高沸点有机污染物处理，则需要更长时间的加热，脱 除效率和污染物脱除率均较低。