土壤修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種土壤修復(fù)系統(tǒng)，包括：熱脫附爐，熱脫附爐包括爐體、布料板和第一輻射管燃燒器，爐體內(nèi)具有熱脫附區(qū)，第一輻射管燃燒器設(shè)在爐體的側(cè)壁上以對(duì)熱脫附區(qū)內(nèi)的土壤提供熱脫附熱量，爐體對(duì)應(yīng)熱脫附區(qū)的位置設(shè)有揮發(fā)性氣體出口；燃燒裝置，燃燒裝置具有用于燃燒氣體的燃燒室，燃燒室設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口、第一煙氣進(jìn)口和第一煙氣出口，第一煙氣進(jìn)口與揮發(fā)性氣體出口連通；余熱鍋爐，余熱鍋爐具有第二煙氣進(jìn)口和第二煙氣出口，第二煙氣進(jìn)口與第一煙氣出口連通。根據(jù)本實(shí)用新型的土壤修復(fù)系統(tǒng)，可以使熱脫附爐中產(chǎn)生的高溫油氣中的熱量重復(fù)利用，避免了大量熱量的散失以及能源的浪費(fèi)。
【專利說明】
土壤修復(fù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種土壤修復(fù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)升級(jí)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)型，大批的鋼鐵、化工等工業(yè)用地、固體廢物堆放場(chǎng)、 軍事基地等從城市中心地帶向其他地區(qū)或者郊區(qū)搬迀，留下了大批受污染的場(chǎng)地。土壤中 的污染物主要為總石油烴、多環(huán)芳烴等有機(jī)物，有些土壤還有汞、砷等重金屬的污染物，受 污染的土壤難以恢復(fù)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品和人體健康造成危害。相關(guān)土壤修復(fù)技術(shù)中，熱脫附技術(shù)具 有一定的優(yōu)勢(shì)，但是大部分熱脫附技術(shù)采用直接加熱的方法，不僅在加熱的過程中容易形 成二噁英等二次污染物，而且煙氣量大，灰分多。同時(shí)由于尾氣熱量較高，因此造成了大量 熱量的損失和能源的浪費(fèi)，也增加了熱脫附修復(fù)技術(shù)的成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí) 用新型提出一種土壤修復(fù)系統(tǒng)，所述土壤修復(fù)系統(tǒng)具有污染小、粉塵少、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)，包括：熱脫附爐，所述熱脫附爐包括爐 體、可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在所述爐體內(nèi)的布料板和第一輻射管燃燒器，所述爐體的橫截面形成 為環(huán)形，所述爐體上設(shè)有進(jìn)料口和出料口，所述爐體內(nèi)具有熱脫附區(qū)，所述第一輻射管燃燒 器設(shè)在所述爐體的側(cè)壁上以對(duì)所述熱脫附區(qū)內(nèi)的土壤提供熱脫附熱量，所述爐體對(duì)應(yīng)所述 熱脫附區(qū)的位置設(shè)有揮發(fā)性氣體出口；燃燒裝置，所述燃燒裝置具有用于燃燒氣體的燃燒 室，所述燃燒室設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口、第一煙氣進(jìn)口和第一煙氣出口，所述第一煙氣進(jìn)口與所述揮 發(fā)性氣體出口連通;余熱鍋爐，所述余熱鍋爐具有第二煙氣進(jìn)口和第二煙氣出口，所述第二 煙氣進(jìn)口與所述第一煙氣出口連通。
[0005] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)，通過設(shè)置燃燒裝置和余熱鍋爐，并使熱 脫附爐的揮發(fā)性氣體出口與燃燒室的第一煙氣進(jìn)口連通，燃燒室的第一煙氣出口與余熱鍋 爐的第二煙氣進(jìn)口連通，可以使熱脫附爐中產(chǎn)生的高溫油氣中的熱量重復(fù)利用，避免了大 量熱量的散失以及能源的浪費(fèi)。
[0006] 根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣 預(yù)熱器具有相互換熱的煙氣通道和空氣通道，所述煙氣通道的入口與所述第二煙氣出口連 通。
[0007] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述燃燒室還設(shè)有助燃空氣進(jìn)口，所述助燃空氣 進(jìn)口與所述空氣通道的出口連通。
[0008] 可選地，所述空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器的蓄熱元件為陶瓷蜂 窩體蓄熱元件，所述空氣預(yù)熱器還設(shè)有冷凝水收集口。
[0009] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括尾氣處理裝置，所述尾 氣處理裝置的進(jìn)氣口與所述煙氣通道的出口連通。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括對(duì)土壤進(jìn)行烘干的土壤 烘干裝置，所述土壤烘干裝置的物料出口與所述進(jìn)料口連通。
[0011]進(jìn)一步地，所述土壤烘干裝置包括相互換熱的蒸汽通道和土壤盛放室。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述余熱鍋爐具有第一蒸汽出口，所述蒸汽通道的入口與所述第一 蒸汽出口連通。
[0013] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述爐體內(nèi)還設(shè)有干燥區(qū)，所述干燥區(qū)位于所述 熱脫附區(qū)和所述進(jìn)料口之間，所述爐體上設(shè)有第二輻射管燃燒器，所述第二輻射管燃燒器 對(duì)所述干燥區(qū)內(nèi)的土壤提供干燥熱量，所述爐體對(duì)應(yīng)所述干燥區(qū)的位置設(shè)有第二蒸汽出 □ 〇
[0014] 本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述 中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0015] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的熱脫附爐的剖面圖；
[0016] 圖2是圖1中所示的熱脫附爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的工藝流程圖。
[0018] 附圖標(biāo)記：
[0019] 熱脫附爐100，
[0020] 爐體1，進(jìn)料口 11，出料口 12，
[0021 ]熱脫附區(qū)13,揮發(fā)性氣體出口 131，第一輻射管燃燒器132，
[0022] 干燥區(qū)14,第二蒸汽出口 141，
[0023] 布料板2。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過 參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新 型的限制。
[0025] 下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的不同結(jié)構(gòu)。為 了簡(jiǎn)化本實(shí)用新型的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示 例，并且目的不在于限制本實(shí)用新型。此外，本實(shí)用新型可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字 和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè) 置之間的關(guān)系。此外，本實(shí)用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。
[0026] 下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本實(shí)用新型第一方面實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)。
[0027]如圖1-圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型第一方面實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)，包括:熱脫附 爐100燃燒裝置和余熱鍋爐。
[0028]具體地，熱脫附爐100包括爐體1、可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在爐體1內(nèi)的布料板2和第一輻 射管燃燒器132,爐體1的橫截面形成為環(huán)形，爐體1上設(shè)有進(jìn)料口 11和出料口 12,爐體1內(nèi)具 有熱脫附區(qū)13,第一輻射管燃燒器132設(shè)在爐體1的側(cè)壁上以對(duì)熱脫附區(qū)13內(nèi)的土壤提供熱 脫附熱量，爐體1對(duì)應(yīng)熱脫附區(qū)13的位置設(shè)有揮發(fā)性氣體出口 131。當(dāng)土壤從爐體1上的進(jìn)料 口 11進(jìn)入爐體1內(nèi)的布料板2上后，布料板2轉(zhuǎn)動(dòng)以將土壤轉(zhuǎn)動(dòng)到爐體1內(nèi)的熱脫附區(qū)13，第 一輻射管燃燒器132對(duì)熱脫附區(qū)13內(nèi)的土壤進(jìn)行加熱以使土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物脫附出， 并通過揮發(fā)性氣體出口 131排出。在對(duì)土壤熱脫附的過程中，土壤相對(duì)布料板2處于靜止的 狀態(tài)，無擾動(dòng)，由此可以避免產(chǎn)生較多的灰塵，同時(shí)采用第一輻射管燃燒器132對(duì)土壤進(jìn)行 間接加熱，解決了直接加熱煙氣量大，難處理的問題，且第一輻射管燃燒器132內(nèi)的煙氣與 爐體1內(nèi)的揮發(fā)性氣體隔絕，在完全絕氧的條件下，不會(huì)產(chǎn)生二噁英等二次污染物。
[0029]燃燒裝置具有用于燃燒氣體的燃燒室，燃燒室設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口、第一煙氣進(jìn)口和第 一煙氣出口，第一煙氣進(jìn)口與揮發(fā)性氣體出口 131連通。土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物在熱脫附區(qū) 13反應(yīng)生成高溫油氣，高溫油氣的溫度可達(dá)400-600°C，高溫油氣可以通過揮發(fā)性氣體出口 131排出，并通過第一煙氣進(jìn)口進(jìn)入燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒處理，燃燒室可以采用特殊設(shè)計(jì)的燒 嘴。同時(shí)，通過燃?xì)膺M(jìn)口補(bǔ)充燃?xì)猓梢允沟酶邷赜蜌庠谌紵覂?nèi)充分燃燒，產(chǎn)生800-1000 °C的高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饪梢酝ㄟ^第一煙氣出口排出，從而避免燃燒不充分而產(chǎn)生二次污 染物。
[0030] 余熱鍋爐具有第二煙氣進(jìn)口和第二煙氣出口，第二煙氣進(jìn)口與第一煙氣出口連 通。由此燃燒室內(nèi)的高溫?zé)煔饪梢越?jīng)過第二煙氣進(jìn)口排入余熱鍋爐內(nèi)進(jìn)行換熱，換熱完成 后的煙氣溫度可達(dá)300-500°C，從而可以防止大量熱量的損失和能源的浪費(fèi)，同時(shí)降低了土 壤修復(fù)的成本。
[0031] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)，通過在爐體1內(nèi)設(shè)置可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的布料 板2，并在爐體1的側(cè)壁上設(shè)置第一輻射管燃燒器132，可以實(shí)現(xiàn)土壤與布料板2的相對(duì)靜止， 減少了對(duì)土壤的擾動(dòng)，從而減少了爐體1內(nèi)的灰塵，以及實(shí)現(xiàn)了土壤的間接加熱，避免了直 接加熱煙氣量大的問題，降低了尾氣處理的負(fù)擔(dān)，同時(shí)還可以避免產(chǎn)生二噁英等二次污染 物，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤的有效修復(fù)，而且還達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。另外，通過設(shè)置燃燒裝 置和余熱鍋爐，并使熱脫附爐100的揮發(fā)性氣體出口 131與燃燒室的第一煙氣進(jìn)口連通，燃 燒室的第一煙氣出口與余熱鍋爐的第二煙氣進(jìn)口連通，可以使熱脫附爐100中產(chǎn)生的高溫 油氣中的熱量重復(fù)利用，避免了大量熱量的散失以及能源的浪費(fèi)。
[0032]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器具 有相互換熱的煙氣通道和空氣通道，煙氣通道的入口與第二煙氣出口連通。由此余熱鍋爐 內(nèi)的煙氣經(jīng)過第二煙氣出口和煙氣通道的入口進(jìn)入煙氣通道內(nèi)，并與空氣通道內(nèi)的空氣進(jìn) 行換熱，換熱完成的煙氣溫度可降至l〇〇°C以下，空氣溫度可達(dá)200-400°C，由此可以進(jìn)一步 地實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔獾闹貜?fù)利用，避免大量熱量的散失和能源的浪費(fèi)，同時(shí)降低土壤修復(fù)的成 本。
[0033] 可選地，燃燒室還設(shè)有助燃空氣進(jìn)口，助燃空氣進(jìn)口與空氣通道的出口連通。由此 經(jīng)過高溫?zé)煔忸A(yù)熱的空氣可以進(jìn)入到燃燒室內(nèi)，可以使得燃燒室內(nèi)的高溫油氣充分燃燒， 避免燃燒不充分而產(chǎn)生二次污染物，從而減輕尾氣處理的負(fù)擔(dān)。
[0034] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器。回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器具有 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，且回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器布置靈活方便，使土壤修復(fù)系統(tǒng)的 布局更加合理，緊湊。可選地，空氣預(yù)熱器的蓄熱元件為陶瓷蜂窩體蓄熱元件，空氣預(yù)熱器 還設(shè)有冷凝水收集口。陶瓷蜂窩體蓄熱元件具有耐腐蝕性能強(qiáng)、耐磨損、熱量大等特點(diǎn)，可 將煙氣溫度降至100°c以下，并且在充分回收煙氣的顯熱和煙氣中蒸汽的汽化潛熱的同時(shí)， 可以回收煙氣中大量的冷凝水，冷凝水可以匯集到冷凝水收集口。
[0035] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括尾氣處理裝置，尾氣處理裝 置的進(jìn)氣口與煙氣通道的出口連通。由此煙氣通道內(nèi)換熱完成的煙氣可以經(jīng)過煙氣通道的 出口排出到尾氣處理裝置內(nèi)進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放，可以避免造成大氣環(huán)境的污染。這里， 對(duì)尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)不做限制，只要可以對(duì)揮發(fā)性氣體進(jìn)行處理以達(dá)標(biāo)即可。
[0036] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括對(duì)土壤進(jìn)行烘干的土壤烘干 裝置，土壤烘干裝置的物料出口與進(jìn)料口 11連通。由此可以先對(duì)土壤進(jìn)行烘干之后，再將土 壤輸送到熱脫附爐100中進(jìn)行修復(fù)，從而可以提高土壤的修復(fù)效果，以及提高土壤的修復(fù)效 率。
[0037] 進(jìn)一步地，土壤烘干裝置包括相互換熱的蒸汽通道和土壤盛放室。土壤盛放室內(nèi) 的土壤可與蒸汽通道內(nèi)的高溫蒸汽進(jìn)行換熱以將土壤烘干。更進(jìn)一步地，余熱鍋爐具有第 一蒸汽出口，蒸汽通道的入口與第一蒸汽出口連通。由此土壤烘干裝置中的蒸汽通道內(nèi)的 蒸汽可由余熱鍋爐提供，由此可以實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐內(nèi)的蒸汽的再利用，從而提高能源的充分 利用，避免大量熱量的散失和能源的浪費(fèi)。
[0038] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括用于排出爐體1內(nèi)的經(jīng)過熱 脫附后的土壤的出料裝置。由此在爐體1內(nèi)經(jīng)過熱脫附處理的土壤可以從出料口 12經(jīng)過出 料裝置輸送到爐體1外部，處理完成的土壤可以回填或外運(yùn)，實(shí)現(xiàn)土壤的重復(fù)利用。從而可 以提高土壤修復(fù)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度?？梢岳斫獾氖?，出料裝置可以形成為任何結(jié)構(gòu)，只要可 以用于輸送土壤即可，例如出料裝置可以為雙螺旋出料裝置或者單螺旋出料裝置。
[0039] 可選地，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括對(duì)從出料口 12排出的土壤進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)。由 于土壤在進(jìn)行熱脫附處理的過程中，為了將土壤中的揮發(fā)性氣體脫附出，第一輻射管燃燒 器132對(duì)土壤進(jìn)行加熱，加熱溫度可以達(dá)到400-650°C，而冷卻系統(tǒng)可以降低從出料口 12排 出的土壤的溫度，從而便于土壤的運(yùn)輸。
[0040] 進(jìn)一步地，出料裝置包括位于爐體1內(nèi)的一級(jí)出料機(jī)和位于爐體1外的二級(jí)螺旋出 料裝置，二級(jí)螺旋出料裝置包括殼體和螺旋軸，殼體具有土壤進(jìn)口和土壤出口，螺旋軸可轉(zhuǎn) 動(dòng)地設(shè)在殼體內(nèi)，土壤進(jìn)口與一級(jí)出料機(jī)的排放口連通，冷卻系統(tǒng)包括設(shè)在螺旋軸內(nèi)的第 一冷卻水路。由此爐體1內(nèi)的土壤熱脫附結(jié)束后先通過爐體1內(nèi)的一級(jí)出料機(jī)，再由一級(jí)出 料機(jī)的排放口排出進(jìn)入二級(jí)螺旋出料裝置的土壤進(jìn)口，通過殼體內(nèi)的螺旋軸將土壤輸送至 土壤出口，土壤在二級(jí)螺旋出料裝置的輸送過程中，可以通過第一冷卻水路進(jìn)行冷卻以降 低土壤的溫度，從而可以提高土壤的冷卻效率，便于土壤的運(yùn)輸、回填或外運(yùn)。
[0041] 更進(jìn)一步地，冷卻系統(tǒng)還包括設(shè)在殼體的周壁內(nèi)的第二冷卻水路。由此當(dāng)土壤在 二級(jí)螺旋出料裝置的輸送過程時(shí)，可以進(jìn)一步地提高土壤的冷卻效率，便于土壤的運(yùn)輸、回 填或外運(yùn)。
[0042]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，土壤修復(fù)系統(tǒng)還包括用于對(duì)土壤進(jìn)行破碎及分選 出非土壤物件(例如磚頭、石塊、大件玻璃金屬制品等)的破碎分選系統(tǒng)，破碎分選系統(tǒng)的物 料出口與進(jìn)料口 11連通。由此破碎分選系統(tǒng)可以將大塊的土壤進(jìn)行破碎，不但便于土壤的 運(yùn)輸，而且還便于對(duì)土壤進(jìn)行熱脫附處理，同時(shí)破碎分選系統(tǒng)還可以將非土壤物件分選出 來，不但提高了土壤的修復(fù)效果，而且提高了土壤的質(zhì)量。
[0043] 進(jìn)一步地，破碎分選系統(tǒng)包括破碎機(jī)和振動(dòng)篩，在土壤傳送方向上，破碎機(jī)位于振 動(dòng)篩的上游。也就是說，土壤可以先經(jīng)過破碎機(jī)進(jìn)行破碎，再經(jīng)過振動(dòng)篩進(jìn)行篩分。由此可 以先將大塊的土壤進(jìn)行破碎后再進(jìn)行篩分，可以提高振動(dòng)篩篩分的效率，從而提高土壤修 復(fù)的效率。
[0044] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，爐體1內(nèi)還設(shè)有干燥區(qū)14,干燥區(qū)14位于熱脫附區(qū) 13和進(jìn)料口 11之間，爐體1上設(shè)有第二輻射管燃燒器，第二輻射管燃燒器對(duì)干燥區(qū)14內(nèi)的土 壤提供干燥熱量，干燥區(qū)14的溫度可達(dá)80-100°C，爐體1對(duì)應(yīng)干燥區(qū)14的位置設(shè)有第二蒸汽 出口 141。由此可以利用第二輻射管燃燒器將土壤中的水分進(jìn)行烘干，以便于對(duì)土壤進(jìn)行熱 脫附處理，同時(shí)可以將產(chǎn)生的水蒸氣通過第二蒸汽出口 141排出。
[0045]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本實(shí)用新型第二方面實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的土壤修 復(fù)方法。
[0046]如圖1-圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型第二方面實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的土壤修復(fù)方 法，包括如下步驟。
[0047] S1:將待處理的土壤通過進(jìn)料口 11輸送到布料板2上，布料板2水平轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0048] S2:第一輻射管燃燒器132工作以提供熱脫附熱量，布料板2上的待處理的土壤轉(zhuǎn) 動(dòng)到熱脫附區(qū)13內(nèi)進(jìn)行熱脫附，熱脫附產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體從揮發(fā)性氣體出口 131排出到燃 燒裝置內(nèi)，熱脫附后的土壤從出料口 12排出；
[0049] S3:燃燒裝置對(duì)排入其的揮發(fā)性氣體進(jìn)行燃燒處理，燃燒產(chǎn)生的煙氣排入到余熱 鍋爐內(nèi)以回收煙氣的熱量，經(jīng)過換熱后的煙氣排出余熱鍋爐。
[0050] 根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的土壤修復(fù)方法，可以使熱脫附爐100中 產(chǎn)生的高溫油氣中的熱量重復(fù)利用，避免了大量熱量的散失以及能源的浪費(fèi)。
[0051] 下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)及其土壤 修復(fù)方法。下述描述只是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型 的限制。
[0052]如圖1-圖3所示，土壤修復(fù)系統(tǒng)包括破碎分選系統(tǒng)、土壤烘干裝置、熱脫附爐100、 燃燒裝置、余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器、尾氣處理裝置、出料裝置和冷卻系統(tǒng)。其中，空氣預(yù)熱器 為回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器，其蓄熱元件為陶瓷蜂窩體蓄熱元件。
[0053]熱脫附爐100包括爐體1、布料板2、第一輻射管燃燒器132和第二輻射管燃燒器，布 料板2可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在爐體1內(nèi)，爐體1的橫截面形成為環(huán)形，爐體1上設(shè)有進(jìn)料口 11和出 料口 12,爐體1內(nèi)具有沿布料板2旋轉(zhuǎn)方向依次分布的干燥區(qū)14(100°C-150°C)和熱脫附區(qū) 13 (400 °C-650 °C )，爐體1內(nèi)的加熱溫度為80-850 °C，干燥區(qū)14鄰近進(jìn)料口 11設(shè)置，熱脫附區(qū) 13鄰近出料口 12設(shè)置。第一輻射管燃燒器132設(shè)在爐體1的側(cè)壁上以對(duì)熱脫附區(qū)13內(nèi)的土壤 提供熱脫附熱量，爐體1頂部對(duì)應(yīng)熱脫附區(qū)13的位置設(shè)有揮發(fā)性氣體出口 131，經(jīng)過熱脫附 處理后，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物脫附出并通過揮發(fā)性氣體出口 131排出。第二輻射管燃燒器 對(duì)干燥區(qū)14內(nèi)的土壤提供干燥熱量，爐體1頂部對(duì)應(yīng)干燥區(qū)14的位置設(shè)有第二蒸汽出口 141，經(jīng)過烘干的土壤中的水蒸氣可以通過第二蒸汽出口 141排出。其中，第一輻射管燃燒器 132和第二輻射管燃燒器可以為蓄熱式輻射管，可以采用大于700kcal的低品質(zhì)燃料，第一 輻射管燃燒器132與第二輻射管燃燒器可以為直線型、U型以及W型。另外，爐體1的內(nèi)周壁上 設(shè)有保溫層。由此可以避免爐體內(nèi)的溫度的散失，避免熱量的浪費(fèi)，從而提高土壤修復(fù)的效 果。
[0054] 出料裝置可以將經(jīng)過熱脫附后的土壤排出爐體1內(nèi)，出料裝置包括位于爐體1內(nèi)的 一級(jí)出料機(jī)和位于爐體1外的二級(jí)螺旋出料裝置，二級(jí)螺旋出料裝置為雙螺旋出料裝置，二 級(jí)螺旋出料裝置包括殼體和螺旋軸，殼體具有土壤進(jìn)口和土壤出口，螺旋軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在 殼體內(nèi)，土壤進(jìn)口與一級(jí)出料機(jī)的排放口連通，由此可以將爐體1內(nèi)的土壤輸送到爐體1外 部。
[0055] 冷卻系統(tǒng)可以對(duì)從出料口 12排出的土壤進(jìn)行冷卻，冷卻系統(tǒng)包括第一冷卻水路和 第二冷卻水路，第一冷卻水路設(shè)在螺旋軸內(nèi)，第二冷卻水路設(shè)在殼體的周壁內(nèi)，由此可以提 高對(duì)土壤的冷卻效率，冷卻完成的土壤可以回填或外運(yùn)。
[0056] 燃燒裝置具有用于燃燒氣體的燃燒室，燃燒室設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口、第一煙氣進(jìn)口和第 一煙氣出口，第一煙氣進(jìn)口與揮發(fā)性氣體出口 131連通，燃?xì)馊肟谂c燃?xì)夤艿老噙B。余熱鍋 爐具有第二煙氣進(jìn)口和第二煙氣出口，第二煙氣進(jìn)口與第一煙氣出口連通。空氣預(yù)熱器具 有相互換熱的煙氣通道和空氣通道，煙氣通道的入口與第二煙氣出口連通?？諝忸A(yù)熱器還 設(shè)有冷凝水收集口，空氣預(yù)熱器的冷凝水通過回收管網(wǎng)匯集到集水罐。燃燒室還設(shè)有助燃 空氣進(jìn)口，助燃空氣進(jìn)口與空氣通道的出口連通。尾氣處理裝置的進(jìn)氣口與煙氣通道的出 口連通，以將排入其中的煙氣進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。
[0057] 土壤烘干裝置可以對(duì)土壤進(jìn)行烘干，土壤烘干裝置的物料出口與進(jìn)料口 11連通。 土壤烘干裝置包括相互換熱的蒸汽通道和土壤盛放室。余熱鍋爐具有第一蒸汽出口，蒸汽 通道的入口與第一蒸汽出口連通，由此余熱鍋爐內(nèi)的高溫蒸汽可以進(jìn)入蒸汽通道內(nèi)對(duì)土壤 進(jìn)行烘干。土壤烘干裝置還包括冷凝水出口，以及土壤經(jīng)過熱水蒸汽烘干產(chǎn)生水蒸汽排出 口，土壤烘干所用過熱水蒸汽溫度為140-180°c，間接烘干土壤后釋放汽化潛熱，以80°C冷 凝水排出，土壤烘干裝置產(chǎn)生的油氣進(jìn)入燃燒裝置燃燒處理。
[0058]破碎分選系統(tǒng)包括破碎機(jī)和振動(dòng)篩，在土壤傳送方向上，破碎機(jī)位于振動(dòng)篩的上 游。破碎機(jī)可以對(duì)土壤進(jìn)行破碎，振動(dòng)篩可以分選出非土壤物件(例如磚頭、石塊、大件玻璃 金屬制品等），破碎分選系統(tǒng)的物料出口與土壤烘干裝置的物料進(jìn)口連通，由此便于土壤的 熱脫附處理。
[0059]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)的土壤修復(fù)方法包括：
[0060] S1:污染土壤的破碎和烘干，污染土壤經(jīng)抓斗進(jìn)入破碎分選系統(tǒng)，經(jīng)破碎篩分后， 篩分粒徑小于等于50mm，經(jīng)輸送系統(tǒng)送到土壤烘干裝置，經(jīng)140-180°C過熱水蒸氣間接加熱 烘干至含水率小于30%，土壤烘干水蒸氣為污染土壤熱脫附產(chǎn)生的油氣經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生 的，干燥后的土壤經(jīng)給料機(jī)送入熱脫附爐100。
[0061] S2:污染土壤的熱脫附，第二輻射管燃燒器通過燃燒可燃?xì)馓峁└稍餆崃?，布料?2上的待處理的土壤轉(zhuǎn)動(dòng)到干燥區(qū)14內(nèi)進(jìn)行烘干，干燥區(qū)14溫度為100-150°C，烘干產(chǎn)生的 水蒸氣通過第二蒸汽出口 141排出；第一輻射管燃燒器132通過燃燒可燃?xì)馓峁崦摳綗?量，布料板2上的待處理的土壤轉(zhuǎn)動(dòng)到熱脫附區(qū)13內(nèi)進(jìn)行熱脫附，熱脫附區(qū)13溫度為400-600°C，熱脫附產(chǎn)生的高溫油氣從揮發(fā)性氣體出口 131排出到燃燒裝置內(nèi)，熱脫附后的土壤 從出料口 12排出；
[0062] S3:土壤輸送和冷卻：布料板2上的熱脫附后的土壤采用出料裝置輸出，同時(shí)在土 壤的輸送過程中，對(duì)土壤進(jìn)行冷卻，經(jīng)間接冷卻至常溫，進(jìn)入土壤出料場(chǎng)，或回填或外運(yùn)。
[0063] S4:高溫油氣燃燒、產(chǎn)過熱蒸汽，來自熱脫附爐100的高溫油氣通過管道與燃燒裝 置相連，該氣體溫度為400-600°C，燃燒室采用特殊設(shè)計(jì)的燒嘴用于燃燒高溫油氣，同時(shí)通 過燃?xì)膺M(jìn)口補(bǔ)充燃?xì)?，使得高溫油氣可在燃燒室?nèi)充分燃燒，產(chǎn)生800-1000 °C的高溫?zé)煔猓?在燃燒過程中，油氣中的水蒸汽進(jìn)一步吸熱升溫至800-1000°C。然后，800-1000°C的燃燒煙 氣和蒸汽混合氣進(jìn)入余熱鍋爐，與鍋爐給水換熱產(chǎn)生140-180 °C的過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入 土壤烘干設(shè)備間接烘干土壤。
[0064] S5:中溫?zé)煔庥酂峄厥?，?jīng)余熱鍋爐換熱后的300-500°C煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱 器，可將燃燒室助燃空氣預(yù)熱到200-400°C，由于旋轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器采用陶瓷蜂窩體材質(zhì)，具 有耐腐蝕性能強(qiáng)、耐磨損、熱容量大等特點(diǎn)，可將煙氣溫度可降至100 °C以下，在充分回收煙 氣的顯熱和煙氣中蒸汽的汽化潛熱的同時(shí)，可以回收煙氣中大量的冷凝水，冷凝水通過回 收管網(wǎng)匯集到集水罐中。由于成分復(fù)雜的高溫油氣在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣進(jìn)入尾氣處理 系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)油水分離會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的廢水問題，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能 減排效果。
[0065] 經(jīng)驗(yàn)證，采用處理量為20t/d、熱脫附溫度為400-600°C、熱脫附時(shí)間為40min的熱 脫附爐100的處理結(jié)果見表1。
[0066]表1不同熱脫附溫度下污染土壤中有機(jī)污染物去除率
[0069]綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的土壤修復(fù)系統(tǒng)，熱脫附爐100內(nèi)的第一輻射管 燃燒器132和第二輻射管燃燒器內(nèi)的煙氣與爐體1內(nèi)熱脫附氣氛(揮發(fā)性氣體)隔絕，污染土 壤在完全絕氧條件下熱解，不會(huì)產(chǎn)生二噁英污染等二次污染物。其中，第一輻射管燃燒器 132和第二輻射管燃燒器為蓄熱式輻射管，蓄熱式燃燒可以采用大于700kcal/Nm 3低熱值的 燃?xì)?，同時(shí)，土壤與布料板2相對(duì)靜止，無擾動(dòng)，粉塵少。且熱脫附產(chǎn)生的高溫油氣直接進(jìn)入 燃燒室燃燒，可以回收高溫油氣中的顯熱和潛熱，而且不會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的廢水，不存 在熱解油堵塞管道的問題。另外燃燒裝置內(nèi)的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽后進(jìn)入土壤 烘干系統(tǒng)烘干土壤，減少了對(duì)外來能源的需求，起到了節(jié)能減排的效果。同時(shí)換熱后的中溫 煙氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器，可將煙氣溫度降至100°c以下，可充分回收煙氣的顯熱和煙氣中 蒸汽的汽化潛熱，還可以回收煙氣中大量的冷凝水，大大降低了熱解能耗。
[0070] 在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"、"周 向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí) 用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的 方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于 描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。 由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。
[0071] 在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是 直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互 作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解 上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0072] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表 述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以 在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn) 行結(jié)合和組合。
[0073] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是 示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍 內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 熱脫附爐，所述熱脫附爐包括爐體、可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在所述爐體內(nèi)的布料板和第一輻 射管燃燒器，所述爐體的橫截面形成為環(huán)形，所述爐體上設(shè)有進(jìn)料口和出料口，所述爐體內(nèi) 具有熱脫附區(qū)，所述第一輻射管燃燒器設(shè)在所述爐體的側(cè)壁上以對(duì)所述熱脫附區(qū)內(nèi)的土壤 提供熱脫附熱量，所述爐體對(duì)應(yīng)所述熱脫附區(qū)的位置設(shè)有揮發(fā)性氣體出口； 燃燒裝置，所述燃燒裝置具有用于燃燒氣體的燃燒室，所述燃燒室設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口、第一 煙氣進(jìn)口和第一煙氣出口，所述第一煙氣進(jìn)口與所述揮發(fā)性氣體出口連通； 余熱鍋爐，所述余熱鍋爐具有第二煙氣進(jìn)口和第二煙氣出口，所述第二煙氣進(jìn)口與所 述第一煙氣出口連通。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù) 熱器具有相互換熱的煙氣通道和空氣通道，所述煙氣通道的入口與所述第二煙氣出口連 通。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒室還設(shè)有助燃空氣進(jìn) 口，所述助燃空氣進(jìn)口與所述空氣通道的出口連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣預(yù)熱器為回轉(zhuǎn)式預(yù)熱 器，所述空氣預(yù)熱器的蓄熱元件為陶瓷蜂窩體蓄熱元件，所述空氣預(yù)熱器還設(shè)有冷凝水收 集口。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括尾氣處理裝置，所述尾氣 處理裝置的進(jìn)氣口與所述煙氣通道的出口連通。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括對(duì)土壤進(jìn)行烘干的土壤烘 干裝置，所述土壤烘干裝置的物料出口與所述進(jìn)料口連通。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述土壤烘干裝置包括相互換熱 的蒸汽通道和土壤盛放室。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐具有第一蒸汽出 口，所述蒸汽通道的入口與所述第一蒸汽出口連通。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述爐體內(nèi)還設(shè)有干 燥區(qū)，所述干燥區(qū)位于所述熱脫附區(qū)和所述進(jìn)料口之間，所述爐體上設(shè)有第二輻射管燃燒 器，所述第二輻射管燃燒器對(duì)所述干燥區(qū)內(nèi)的土壤提供干燥熱量，所述爐體對(duì)應(yīng)所述干燥 區(qū)的位置設(shè)有第二蒸汽出口。
【文檔編號(hào)】B09C1/06GK205413905SQ201620144100
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月25日
【發(fā)明人】王惠惠, 巴玉鑫, 吳小飛, 肖磊, 吳道洪
【申請(qǐng)人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司