[发明专利]粒径分级输送-梯度加热集成的热脱附装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种粒径分级输送‑梯度加热集成的热脱附装置及其使用方法，热脱附装置包括处理箱体、多个旋转轴组、多个输送带和加热管，处理箱体的顶部设有加料口，底部设有出料口，处理箱体内设有腔室，多个旋转轴组自上而下依次设置在腔室内，旋转轴组和处理箱体的内壁之间留有物料出料通道，输送带和旋转轴组一一配对，输送带套设在旋转轴组外，输送带上开设有通孔，多个输送带按通孔的孔径自上而下依次减小的顺序进行排布，加热管也位于腔室中。与现有技术相比，本发明具有工艺流程简单，充分利用加热空间的热能分布差异，热量利用率高，污染土壤处理速率快等优点，可满足不同粒径、污染物种类和浓度的有机污染土壤热脱附需求。

技术领域

本发明涉及热脱附技术领域，具体涉及一种粒径分级输送-梯度加热集成的热脱附装置及其使用方法。

背景技术

土壤是宝贵的自然资源，是人类生存的必要条件。随着我国产业结构调整和城市规模扩张，大量农药化工企业搬迁，遗留了大批有机污染场地，这种场地普遍具有生产历史长、产业迭代频繁、污染物复杂、环境危害大且分布广泛等特征，严重威胁人居健康和环境安全，已成为当前亟待解决的重大土壤环境问题。

目前针对有机污染土壤常用的修复方法有植物修复、生物修复、化学氧化还原、热脱附等，其中热脱附作为一种非燃烧技术，具有处理范围宽、修复快速、效果易达标等特点，因此广泛用于有机污染土壤的修复。热脱附技术分为原位热脱附和异位热脱附，异位热脱附整体使用更为灵活，对场地环境依赖性弱，应用更为广泛。异位热脱附是通过将污染土壤从原地开采后，直接或间接加热，将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，达到目标污染物与土壤颗粒分离、去除的目的。

美国EPA统计显示欧美场地修复案例中热脱附技术的使用率为20～30％，是主要技术之一。热脱附修复技术在国外已有近30年历史，此前一直被欧美等发达国家垄断，国内部分企业通过引进国外技术实施工程，虽部分满足了市场需求，但仍存在“水土不服”等问题，难以满足我国复杂的污染场地现状，市场接受度低，存在能耗大、效率低、稳定性差等问题。

专利“一种高含水率的油泥两级热脱附系统及其集成撬装”(201811424135.5)提供的系统包括进料系统、第一级热处理系统、第二级热处理系统、出料系统、蒸汽冷凝及油水分离系统、氮气保护系统，并将上述集成于一体化撬装装置内。该发明针对高含水率油泥热脱附法处理过程中能耗高、处理能力受限等不足，通过第一级热辐射的微波热脱附预处理降低油泥含水率，第二级热传导的间接热脱附将油与土分离，同时通过第一级热脱附的布料器和第二级热脱附的阻火板、阻火墙增加烟气停留时间，提高热效率和装置处理能力。但该工艺中物料热处理过程中无法形成对物料状态的有效干预，容易造成物料内外部受热不均，物料热脱附率较低。

专利“一种多级热脱附土壤修复设备”(201620932626.0)提供包括设于设备顶部的输料口，从输料口向下部延伸的用于输送物料的物料通道系统以及物料通道系统末端的物料出口，还包括设于设备底层的用于产生高温烟气的燃烧室，从燃烧室烟气出口朝上部延伸的气道系统以及气道系统顶部的排气口；气道系统将物料通道系统包围，且两个系统中多处互联互通使得物料系统形成脱附室，物料通道的加料口、出料口分别设于脱附室的两端，气道的出气口、进气口分别设于脱附室的两端。该专利的优点在于增加了尾气余热对物料的热脱附处理过程，但该过程中气道与物料通道的互联互通，增加了细小物料颗粒被气体带出概率，进而增加尾气处理的负担，同时在热脱附过程中物料状态比较固定，无法强化和均匀传热传质过程。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述技术存在加热不均、能耗利用率相对较低的缺点，而提供一种粒径分级输送-梯度加热集成的热脱附装置及其使用方法，该热脱附装置简单高效、低成本、快捷。

本发明的目的通过以下技术方案实现：