全文摘要
本公开揭示了一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，包括：筛分单元、破碎单元、热脱附主体单元、燃烧单元、冷渣单元、冷却单元、尾气处理单元、料仓以及第一、第二螺旋输送机。本公开通过采用双滚筒回转式装置，能够减少占地面积通过将热脱附内筒产生的水蒸气等气体直接引入二次燃烧室或尾气处理系统，减少了热脱附能耗，提高了整套系统的能量利用率。
主设计要求
1.一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，包括：筛分单元、破碎单元、热脱附主体单元、燃烧单元、冷渣单元、冷却单元、尾气处理单元、料仓以及第一、第二螺旋输送机；其中，所述筛分单元的第一输出端与所述破碎单元的输入端连接，按照污染土壤的粒径大小将污染土壤筛分为筛上物和筛下物，所述筛分单元的第二输出端通过第一螺旋输送机与所述热脱附主体单元的输入端连接；所述破碎单元的输出端与所述筛分单元的输入端连接，用于将所述筛上物进行破碎并返回至筛分单元；所述热脱附主体单元的第一、第二输出端与所述燃烧单元的第一、第二输入端连接，第三输出端与所述冷渣单元的第一输入端连接，用于对所收纳的筛下物进行加热脱附；所述燃烧单元的第一输出端与所述冷却单元的第一输入端连接，第二输出端与所述冷渣单元的第二输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行燃烧；所述冷渣单元的输出端通过第二螺旋输送机与所述料仓的输入端连接，用于对经热脱附主体单元热脱附后的无污染土壤进行降温冷却；所述冷却单元的第一输出端分别与所述燃烧单元的第三、第四输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行降温冷却；所述尾气处理单元的输入端与所述冷却单元的第二输出端相连，用于对经冷却单元降温冷却后的有害气体进行处理。
设计方案
1.一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，包括：筛分单元、破碎单元、热脱附主体单元、燃烧单元、冷渣单元、冷却单元、尾气处理单元、料仓以及第一、第二螺旋输送机；其中，
所述筛分单元的第一输出端与所述破碎单元的输入端连接，按照污染土壤的粒径大小将污染土壤筛分为筛上物和筛下物，所述筛分单元的第二输出端通过第一螺旋输送机与所述热脱附主体单元的输入端连接；
所述破碎单元的输出端与所述筛分单元的输入端连接，用于将所述筛上物进行破碎并返回至筛分单元；
所述热脱附主体单元的第一、第二输出端与所述燃烧单元的第一、第二输入端连接，第三输出端与所述冷渣单元的第一输入端连接，用于对所收纳的筛下物进行加热脱附；
所述燃烧单元的第一输出端与所述冷却单元的第一输入端连接，第二输出端与所述冷渣单元的第二输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行燃烧；
所述冷渣单元的输出端通过第二螺旋输送机与所述料仓的输入端连接，用于对经热脱附主体单元热脱附后的无污染土壤进行降温冷却；
所述冷却单元的第一输出端分别与所述燃烧单元的第三、第四输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行降温冷却；
所述尾气处理单元的输入端与所述冷却单元的第二输出端相连，用于对经冷却单元降温冷却后的有害气体进行处理。
2.根据权利要求1所述的热脱附系统，其中，所述热脱附主体单元包括内筒、外筒和加热装置；所述内筒依次与所述外筒和加热装置相连；其中，污染土壤经内筒和外筒脱附产生的气体直接排出至所述燃烧单元和\\或尾气处理单元。
3.根据权利要求2所述的热脱附系统，其中，所述内筒的温度设置为120～300℃，留置污染土壤的时间为15～30min。
4.根据权利要求2所述的热脱附系统，其中，所述外筒的温度设置为400～600℃，留置污染土壤的时间为15～30min。
5.根据权利要求1所述的热脱附系统，其中，所述燃烧单元包括旋风分离器、二次燃烧室和辅助燃烧装置；所述旋风分离器依次与二次燃烧室和辅助燃烧装置相连。
6.根据权利要求5所述的热脱附系统，其中，所述二次燃烧室的温度为850～1100℃。
7.根据权利要求1所述的热脱附系统，其中，所述冷渣单元包括一级冷渣机、对辊破碎机和二级冷渣机；所述一级冷渣机依次与对辊破碎机和二级冷渣机相连。
8.根据权利要求1所述的热脱附系统，其中，所述冷却单元包括空预器和急冷器，所述空预器通过管道与所述急冷器相连。
设计说明书
技术领域
本公开属于有机污染土壤修复领域，具体涉及一种有机污染土壤间接异位热脱附系统。
背景技术
目前，我国土壤污染的总体形势严峻，部分地区土壤污染严重，在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。因此，为了应对日益严重的土壤污染，急需一种快速高效的土壤修复方法，并且能够大规模应用。异位热脱附作为一种非燃烧技术，具有处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等特点，特别是对含氯有机物，异位热脱附处理方式可以避免二噁英的生成，能够广泛应用于有机污染物污染土壤的修复。异位热脱附可处理的污染物类型有：挥发及半挥发性有机污染物(如石油烃、农药、多环芳烃、多氯联苯)和汞。
市场上现有多种用于修复污染土壤的间接异位热脱附装置，主要存在以下缺陷：1、结构紧凑性差——由于多采用单筒结构，要将土壤加热到所需温度，需要加装预热装置，或采用分级热脱附装置，这无疑加大了系统占地面积；2、间接热脱附能耗高——由于间接热脱附能量利用率低，为了降低整套装置的能耗，除了对热量回收利用外，缺乏减少间接热脱附所需能量的手段。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，一方面，采用双滚筒回转式装置，减少了系统占地面积；另一方面，将预热脱水产生的水蒸气等气体直接引入二次燃烧室或尾气处理系统，能够减少间接热脱附所需要的能量，从而提高整套系统的能量利用率。
本公开通过以下技术方案实现上述目的：
一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，包括：筛分单元、破碎单元、热脱附主体单元、燃烧单元、冷渣单元、冷却单元、尾气处理单元、料仓以及第一、第二螺旋输送机；其中，
所述筛分单元的第一输出端与所述破碎单元的输入端连接，按照污染土壤的粒径大小将污染土壤筛分为筛上物和筛下物，所述筛分单元的第二输出端通过第一螺旋输送机与所述热脱附主体单元的输入端连接；
所述破碎单元的输出端与所述筛分单元的输入端连接，用于将所述筛上物进行破碎并返回至筛分单元；
所述热脱附主体单元的第一、第二输出端与所述燃烧单元的第一、第二输入端连接，第三输出端与所述冷渣单元的第一输入端连接，用于对所收纳的筛下物进行加热脱附；
所述燃烧单元的第一输出端与所述冷却单元的第一输入端连接，第二输出端与所述冷渣单元的第二输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行燃烧；
所述冷渣单元的输出端通过第二螺旋输送机与所述料仓的输入端连接，用于对经热脱附主体单元热脱附后的无污染土壤进行降温冷却；
所述冷却单元的第一输出端分别与所述燃烧单元的第三、第四输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元热脱附后产生的有害气体进行降温冷却；
所述尾气处理单元的输入端与所述冷却单元的第二输出端相连，用于对经冷却单元降温冷却后的有害气体进行处理。
优选的，所述热脱附主体单元包括内筒、外筒和加热装置；所述内筒依次与所述外筒和加热装置相连；其中，污染土壤经内筒和外筒脱附产生的气体直接排出至所述燃烧单元和\\或尾气处理单元。
优选的，所述内筒的温度设置为120～300℃，留置污染土壤的时间为15～30min。
优选的，所述外筒的温度设置为400～600℃，留置污染土壤的时间为15～30min。
优选的，所述燃烧单元包括旋风分离器、二次燃烧室和辅助燃烧装置；所述旋风分离器依次与二次燃烧室和辅助燃烧装置相连。
优选的，所述二次燃烧室的温度为850～1100℃。
优选的，所述冷渣单元包括一级冷渣机、对辊破碎机和二级冷渣机；所述一级冷渣机依次与对辊破碎机和二级冷渣机相连。
优选的，所述冷却单元包括空预器和急冷器，所述空预器通过管道与所述急冷器相连。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
1、创新性的采用双滚筒回转式装置，结构紧凑，占地面积少；
2、创新性的将热脱附内筒产生的水蒸气等气体直接引入二次燃烧室或尾气处理系统，减少了热脱附能耗，提高了整套系统的能量利用率。
附图说明
图1是本公开提出的一种有机污染土壤间接异位热脱附系统的结构示意图。
图中标记说明如下：
1、筛分单元；2、破碎单元；3、热脱附主体单元(3-1、内筒；3-2、外筒；3-3、加热装置)；4、燃烧单元(4-1、旋风分离器；4-2二次燃烧室；4-3、辅助燃烧装置)；5、冷渣单元(5-1、一级冷渣机；5-2、对辊破碎机；5-3、二级冷渣机)；6、冷却单元(6-1、空预器；6-2急冷器)；7、尾气处理单元；8、料仓。
具体实施方式
下面参照附图和实施例对本公开的技术方案进行详细描述，以下实施例仅是本公开的部分实施例，并不代表本公开的所有实施方案，凡本领域技术人员在不脱离本公开发明思想的前提下所做任何改变或替代，均属于本公开要求保护的范围。
参见图1，本公开示出一种有机污染土壤间接异位热脱附系统，包括：筛分单元1、破碎单元2、热脱附主体单元3、燃烧单元4、冷渣单元5、冷却单元6、尾气处理单元7、料仓8以及第一、第二螺旋输送机；其中，
所述筛分单元1的第一输出端与所述破碎单元2的输入端连接，按照污染土壤的粒径大小将污染土壤筛分为筛上物和筛下物，所述筛分单元1的第二输出端通过第一螺旋输送机与所述热脱附主体单元3的输入端连接；
所述破碎单元2的输出端与所述筛分单元1的输入端连接，用于将所述筛上物进行破碎并返回至筛分单元1；
所述热脱附主体单元3的第一、第二输出端与所述燃烧单元4的第一、第二输入端连接，第三输出端与所述冷渣单元5的第一输入端连接，用于对所收纳的筛下物进行加热脱附；
所述燃烧单元4的第一输出端与所述冷却单元6的第一输入端连接，第二输出端与所述冷渣单元5的第二输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元3热脱附后产生的有害气体进行燃烧；
所述冷渣单元5的输出端通过第二螺旋输送机与所述料仓8的输入端连接，用于对经热脱附主体单元3热脱附后的无污染土壤进行降温冷却；
所述冷却单元6的第一输出端与所述燃烧单元4的第三、第四输入端连接，用于对污染土壤经热脱附主体单元3热脱附后产生的有害气体进行降温冷却；
所述尾气处理单元7的输入端与所述冷却单元6的第二输出端相连，用于对经冷却单元6降温冷却后的有害气体进行处理。
现有技术中往往采用单筒结构对土壤进行加热脱附，采用单筒加热需要对土壤进行预加热或采用分级热脱附装置，如此势必导致整体系统占地面积过大。上述实施例创造性的采用内筒3-1加外筒3-2的双筒结构对污染土壤进行加热脱附，首选通过内筒3-1对污染土壤进行预热，能够蒸发大部分水分，并析出微量有机污染物；其次，通过外筒3-2对土壤进一步加热，能够将大部分有机污染物析出。通过采用双筒结构，在与现有技术具备相同技术效果的基础上能够减少占地面积。
进一步的，上述实施例创造性的将污染土壤经热脱附产生的气体排出，能够减少热脱附能耗，提高了能源的利用率，更提高了污染土壤的热脱附效率。
综上，上述实施例采用双筒结构，一方面能够缩小系统的占地面积；另一方面通过排出热脱附产生的气体，提高了热脱附效率，与现有技术相比，具备明显的效果。
另一个实施例中，所述热脱附主体单元3包括内筒3-1、外筒3-2和加热装置3-3；所述内筒3-1依次与所述外筒3-2和加热装置3-3相连。
该实施例中，经筛分的污染土壤进入内筒3-1后进行预热脱水，预热温度设置为120～300℃，经预热产生的水蒸气及少量有害气体经第一输出端排放至燃烧单元4或尾气处理单元7，一般的，预热后的污染土壤需要在内筒3-1内停留15～30min，以确保水蒸气及少量有害气体能够排放干净。预热后的污染土壤经输送至外筒3-2，由加热装置3-3对外筒3-2加热至400～600℃，加热时间设置为15～30min，污染土壤中的有害物质得以挥发从土壤中分离，并经第二输出端排放至燃烧单元4。
上述实施例通过采用内筒预热和外筒加热的双筒结构，避免了现有技术中因采用单筒结构而需要额外加装预热装置或采用分级热脱附装置因而导致系统结构不紧凑、占地面积大的缺陷。
另一个实施例中，所述燃烧单元4包括旋风分离器4-1、二次燃烧室4-2和辅助燃烧装置4-3；所述旋风分离器4-1依次与二次燃烧室4-2和辅助燃烧装置4-3相连。
该实施例中，由热脱附主体单元3进入的水蒸气和有害气体经旋风分离器4-1除尘后进入二次燃烧室4-2在850～1100℃的温度范围内进行充分燃烧，二次燃烧室4-2采用较高的二次风速，水蒸气及有害气体在二次风的带动下螺旋上升，气体流动行程加长，使得气体有足够的滞留时间，使其中所含有害物质能够完全得以分解。一般的，二次燃烧室4-2需要加载辅助燃烧装置4-3进行辅助加热，辅助燃烧装置4-3内一般采用天然气或其他气体、秸秆等作为燃料，目的在于提供足够热量以使二次燃烧室4-2内维持相对稳定的高温。
需要说明的是，上述实施例中所采用的旋风分离器4-1能够使含尘气流作旋转运动，借助离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。
另一个实施例中，所述冷渣单元5包括一级冷渣机5-1、对辊破碎机5-2和二级冷渣机5-3；所述一级冷渣机5-1依次与对辊碾渣机5-2和二级冷渣机5-3相连。
该实施例中，污染土壤经外筒3-2热脱附分离出有害物质后首先通过所述热脱附主体单元3的第三输出端进入一级冷渣机5-1进行冷却，同时，所述旋风分离器4-1中经分离所得灰尘经所述燃烧单元4的第二输出端进入一级冷渣机5-1，所述污染土壤和灰尘混合后被冷却到150-250℃，然后通过对辊破碎机5-2进行破碎，破碎后的污染土壤及灰尘被输送至二级冷渣机5-3，经冷却降温至不高于50℃后经所述冷渣单元5的输出端排放至第二螺旋输送机并输送至料仓8进行存储。
另一个实施例中，所述冷却单元6包括空预器6-1和急冷器6-2，所述空预器6-1通过管道与所述急冷器6-2相连。
该实施例中，有害气体经二次燃烧室4-2充分燃烧后产生的尾气经所述燃烧单元4的第一输出端排放至空预器6-1中，经空预器6-1换热后，尾气温度降至600-650℃。这里，需要说明的是，尾气中的一部分经所述冷却单元6的第一输出端分别进入所述辅助燃烧装置4-3中作为燃料和直接进入所述二次燃烧室4-2中进行循环燃烧；尾气中的另一部分则进入急冷器6-2，在1-2S内急冷至180℃以下通过所述冷却单元6的第二输出端进入尾气处理单元7。
进一步需要说明的是，在空预器6-1对尾气换热降温的同时，助燃空气由外部进入空预器6-1，携带尾气降温散发的热量分别进入二次燃烧室4-2和辅助燃烧装置4-3，从而提高二次燃烧室4-2的燃烧温度，具有能量循环利用的效果。
再进一步需要说明的是，180～600℃是二恶英的生成温度区间，因此，将气体温度降至180℃以下能够使二恶英前驱物合成二恶英的几率降到最低。
以上仅是本公开的部分实施例，并不用于限制本公开的发明构思，本领域的技术人员可以在不脱离本公开发明构思的原则下进行一定替换和变形，但均应该落入本公开的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920021917.8
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209520196U
授权时间:20191022
主分类号:B09C 1/06
专利分类号:B09C1/06
范畴分类:41E;
申请人:北京泷涛环境修复有限公司
第一申请人:北京泷涛环境修复有限公司
申请人地址:102488 北京市房山区良乡凯旋大街建设路18号-E682
发明人:李来庆;郑明霞;丁奇勇;吴晶晶;李霞东;胡贵省
第一发明人:李来庆
当前权利人:北京泷涛环境修复有限公司
代理人:覃婧婵
代理机构:11429
代理机构编号:北京中济纬天专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：对辊破碎机论文;