连续有机污染土壤直接热脱附系统论文和设计-沈逍江

全文摘要

本实用新型揭示一种连续有机污染土壤直接热脱附系统，包括立式直接热脱附炉、加湿机、助燃风机、冷凝器、水处理装置、氧化室、换热器、烟气净化装置、引风机和烟囱；本实用新型在使用时，物料在热脱附反应器内从上往下移动，避免了回转式热脱附器内物料大量翻动造成的粉尘量大的缺点，且物料在立式直接热脱附炉中完成预热和脱附，设备结构更加紧凑，物料处理量大，提高了稳定性，同时，从冷凝器冷凝下来的水分经水处理装置净化后作为加湿机的加湿用水，实现了污水的零排放，且对氧化室出来的热烟气，通过两级热量回收，助燃风经过冷凝器和换热器两级预热，进一步提高了系统整体的热效率。

主设计要求

1.一种连续有机污染土壤直接热脱附系统，其特征在于：包括立式直接热脱附炉(1)、加湿机(2)、助燃风机(3)、冷凝器(4)、水处理装置(5)、氧化室(6)、换热器(7)、烟气净化装置(8)、引风机(9)和烟囱(91)；所述立式直接热脱附炉(1)包括机架(11)，所述机架(11)上安装有热脱附反应器(12)，所述热脱附反应器(12)的上端安装有第一锁气器(13)，所述第一锁气器(13)的上端安装有进料斗(14)，所述热脱附反应器(12)中可转动地连接有炉排(15)，所述炉排(15)的侧壁上设置有若干个导气孔(151)，所述机架(11)上安装有用于驱动炉排(15)转动的减速机(16)，所述炉排(15)通过传动机构(161)与减速机(16)传动连接，位于炉排(15)下方的机架(11)上安装有第一燃烧器(17)，所述第一燃烧器(17)连通有导烟管(171)，所述热脱附反应器(12)下端的出料口处安装有出料斗(18)，所述出料斗(18)的下端固定有第二锁气器(19)，所述热脱附反应器(12)的外部套设有夹套(10)，所述夹套(10)与热脱附反应器(12)的外壁之间形成可供热烟气或导热油通过的导热通道(101)，所述夹套(10)与热脱附反应器(12)固定；所述热脱附反应器(12)顶部的热解气排口与冷凝器(4)的第一端连通，所述冷凝器(4)的第二端与水处理装置(5)连通，所述水处理装置(5)与加湿机(2)连通，所述第二锁气器(19)与加湿机(2)连通，所述冷凝器(4)的第三端与氧化室(6)连通，所述冷凝器(4)的第四端与换热器(7)的第三端连通，所述助燃风机(3)与冷凝器(4)的第五端连通，所述氧化室(6)与导热通道(101)连通，所述氧化室(6)上安装有第二燃烧器(61)，所述导热通道(101)的上端与换热器(7)的第一端连通，所述换热器(7)的第四端与第一燃烧器(17)和第二燃烧器(61)连通，所述换热器(7)的第二端与烟气净化装置(8)连通，所述烟气净化装置(8)与引风机(9)连通，所述引风机(9)与烟囱(91)连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的连续有机污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述炉排(15)呈偏心设置。

3.根据权利要求1所述的连续有机污染土壤直接热脱附系统，其特征在于，所述炉排(15)下端的外周壁上设置有若干个呈周向均匀分布的磨齿(152)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及污染土壤修复装置技术领域，具体涉及一种连续有机污染土壤直接热脱附系统。

背景技术

热脱附技术针对有机污染土壤和汞污染土壤处置效果明显，被普遍应用于上述污染土壤的修复。目前热脱附技术按照加热方式分为间接热脱附和直接热脱附两大类，按照是否挖掘分为原位热脱附和异位热脱附两大类。间接热脱附存在处理量小，对原料预处理要求高的缺点，而直接热脱附正好克服了上述缺点。常见的异位直接热脱附设备采用回转式热脱附器，存在尾气量大、热效率低的缺点，如专利CN102357521A，采用轻油燃烧器燃烧产生的热烟气直接接触换热，但是因为回转式热脱附器内物料的搅动，粉尘量较大，尾气处理量大；另外有机物进入二燃室燃烧到1200℃后直接进入尾气处理成套装置，没有对余热进行回收利用，因此能耗较高。专利CN108405590A针对CN102357521A增加了间接式脱水窑，减少了烟气量，并增加了换热器，对燃烧分解器产生的高温烟气余热进行了回收利用，相对专利CN102357521A热效率有所提高。但是整个系统受限于间接式脱水窑的效率，整体处理能力偏低，而且环节增加设备运行稳定性差。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种连续有机污染土壤直接热脱附系统，其在使用时，物料在热脱附反应器内从上往下移动，避免了回转式热脱附器内物料大量翻动造成的粉尘量大的缺点，且物料在立式直接热脱附炉中完成预热和脱附，设备结构更加紧凑，物料处理量大，提高了稳定性，同时，从冷凝器冷凝下来的水分经水处理装置净化后作为加湿机的加湿用水，实现了污水的零排放，且对氧化室出来的热烟气，通过两级热量回收(第一级为立式直接热脱附炉的中的导热通道，第二级为换热器)，助燃风经过冷凝器和换热器两级预热，进一步提高了系统整体的热效率。

本实用新型的连续有机污染土壤直接热脱附系统，包括立式直接热脱附炉、加湿机、助燃风机、冷凝器、水处理装置、氧化室、换热器、烟气净化装置、引风机和烟囱；立式直接热脱附炉包括机架，机架上安装有热脱附反应器，热脱附反应器的上端安装有第一锁气器，第一锁气器的上端安装有进料斗，热脱附反应器中可转动地连接有炉排，炉排的侧壁上设置有若干个导气孔，机架上安装有用于驱动炉排转动的减速机，炉排通过传动机构与减速机传动连接，位于炉排下方的机架上安装有第一燃烧器，第一燃烧器连通有导烟管，热脱附反应器下端的出料口处安装有出料斗，出料斗的下端固定有第二锁气器，热脱附反应器的外部套设有夹套，夹套与热脱附反应器的外壁之间形成可供热烟气或导热油通过的导热通道，夹套与热脱附反应器固定；热脱附反应器顶部的热解气排口与冷凝器的第一端连通，冷凝器的第二端与水处理装置连通，水处理装置与加湿机连通，第二锁气器与加湿机连通，冷凝器的第三端与氧化室连通，冷凝器的第四端与换热器的第三端连通，助燃风机与冷凝器的第五端连通，氧化室与导热通道连通，氧化室上安装有第二燃烧器，导热通道的上端与换热器的第一端连通，换热器的第四端与第一燃烧器和第二燃烧器连通，换热器的第二端与烟气净化装置连通，烟气净化装置与引风机连通，引风机与烟囱连通。

本实用新型的连续有机污染土壤直接热脱附系统，其中，炉排呈偏心设置。

本实用新型的连续有机污染土壤直接热脱附系统，其中，炉排下端的外周壁上设置有若干个呈周向均匀分布的磨齿。

本实用新型在使用时，物料在热脱附反应器内从上往下移动，避免了回转式热脱附器内物料大量翻动造成的粉尘量大的缺点，且物料在立式直接热脱附炉中完成预热和脱附，设备结构更加紧凑，物料处理量大，提高了稳定性，同时，从冷凝器冷凝下来的水分经水处理装置净化后作为加湿机的加湿用水，实现了污水的零排放，且对氧化室出来的热烟气，通过两级热量回收(第一级为立式直接热脱附炉的中的导热通道，第二级为换热器)，助燃风经过冷凝器和换热器两级预热，进一步提高了系统整体的热效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型的部分剖视结构示意图；

图3为图2中A处放大后的结构示意图；

图4为图2中B处放大后的结构示意图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型的连续有机污染土壤直接热脱附系统，包括立式直接热脱附炉1、加湿机2、助燃风机3、冷凝器4、水处理装置5、氧化室6、换热器7、烟气净化装置8、引风机9和烟囱91；立式直接热脱附炉1包括机架11，机架11上安装有热脱附反应器12，热脱附反应器12的上端安装有第一锁气器13，第一锁气器13的上端安装有进料斗14，热脱附反应器12中可转动地连接有炉排15，炉排15的侧壁上设置有若干个导气孔151，机架11上安装有用于驱动炉排15转动的减速机16，炉排15通过传动机构161与减速机16传动连接，位于炉排15下方的机架11上安装有第一燃烧器17，第一燃烧器17连通有导烟管171，热脱附反应器12下端的出料口处安装有出料斗18，出料斗18的下端固定有第二锁气器19，热脱附反应器12的外部套设有夹套10，夹套10与热脱附反应器12的外壁之间形成可供热烟气或导热油通过的导热通道101，夹套10与热脱附反应器12固定；热脱附反应器12顶部的热解气排口与冷凝器4的第一端连通，冷凝器4的第二端与水处理装置5连通，水处理装置5与加湿机2连通，第二锁气器19与加湿机2连通，冷凝器4的第三端与氧化室6连通，冷凝器4的第四端与换热器7的第三端连通，助燃风机3与冷凝器4的第五端连通，氧化室6与导热通道101连通，氧化室6上安装有第二燃烧器61，导热通道101的上端与换热器7的第一端连通，换热器7的第四端与第一燃烧器17和第二燃烧器61连通，换热器7的第二端与烟气净化装置8连通，烟气净化装置8与引风机9连通，引风机9与烟囱91连通；立式直接热脱附炉在工作时，物料从进料斗并通过第一锁气器后进入到热脱附反应器中，物料在热脱附反应器中自上而下运动，减速机通过传动机构带动炉排转动，物料经过炉排的搅动、破碎后进入到出料斗中，进入到出料斗中的物料通过第二锁气器排出；同时第一燃烧器产生的高温烟气，一部分经导烟管送入到热脱附反应器的下方，即炉排的下方，然后通过炉排上的导气孔进入到炉排上方的热脱附反应器中并与物料接触进行换热，另外一部分热烟气从热脱附反应器底部的炉体孔进入炉内，与物料接触进行换热，使得物料充分换热，水蒸气和有机物脱附后形成的热解气向上运动，逐渐对物料加热的同时回收余热，实现逆流换热直接热脱附，最终热解气从热脱附反应器顶部排出，进入后续尾气处理系统处置。

炉排15呈偏心设置；炉排采用偏心设置后，炉排可以对底部的物料进行破碎搅动，有利于热烟气上升，能够避免土壤在高温下出现板结搭桥的现象。

炉排15下端的外周壁上设置有若干个呈周向均匀分布的磨齿152；通过在炉排下端的外壁上设置磨齿，磨齿可将大块物料磨碎，有利于提高热脱附的反应效率。

一种连续有机污染土壤直接热脱附系统的热脱附方法，包括以下步骤：

A、污染土壤经破碎筛分预处理后，由进料斗和第一锁气器进入到立式直接热脱附炉中，污染土壤从上而下移动，第一燃烧器燃烧产生的热烟气从下往上运动，热烟气与物料逆流换热，污染土壤中的水分和有机物以热解气的形式脱附出来，脱附后的干净土壤在炉排的转动作用下，经破拱、粉碎后落下，并通过出料斗和第二锁气器后进入到加湿机中，脱附后的干净土壤经加湿机加湿后从加湿机中排出；

B、污染土壤中脱附出来的水分和有机物形成的热解气从立式直接热脱附炉的顶部排出，热解气在冷凝器中完成冷凝，同时热解气对助燃风机的空气进行一级预热后，水分和有机物凝结为液体进入到水处理装置中进行处理，经水处理装置净化后的水进入加湿机中作为加湿水；从冷凝器中出来的不凝气进入氧化室，在第二燃烧器的助燃下分解有机物，产生的高温烟气进入到导热通道中，高温烟气对污染土壤进行加热后进入到换热器中，对从冷凝器中排出的经一级预热后的空气进行二级预热，由换热器排出的烟气进入烟气净化装置中，由烟气净化装置净化后的烟气在引风机的作用下通过烟囱排放，经过两级预热后的热空气用作第一燃烧器和第二燃烧器的助燃风。

上仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

设计图

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