一种环保型土壤热脱附设备及方法转让专利

申请号 : CN202010223988.3

文献号 : CN111389895B

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发明人 : 石佳奇祝欣黄剑波龙涛胡哲伟

申请人 : 生态环境部南京环境科学研究所

摘要 :

本发明提供了一种环保型土壤热脱附设备及方法,所述设备包括用于土壤热脱附处理的热脱附系统,用于对产生尾气进行急速冷凝处理的冷凝系统,用于对尾气进行过滤净化处理的尾气处理系统,以及与所述热脱附系统连接用于上料的螺旋上料设备;所述方法具体包括:将待处理的土壤收集后传送至脱附设备中;然后对土壤加热进行热脱附处理;对产生的尾气先通过冷凝系统冷凝后,再经过尾气处理系统处理后排放;本发明整体结构设计合理,制造成本较低;在实际的使用中由于其较小规模的结构使得其具备更佳的灵活性,不受场地限制,更适合处理小规模的污染土壤。

权利要求 :

1.一种环保型土壤热脱附设备,包括用于土壤热脱附处理的热脱附系统(1),用于对产生尾气进行急速冷凝处理的冷凝系统(2),用于对尾气进行过滤净化处理的尾气处理系统(3),以及与所述热脱附系统(1)连接用于上料的螺旋上料设备(4);其特征在于,所述热脱附系统(1)包括脱附壳体(11),以及设置在脱附壳体(11)内部的脱附设备(5);

所述脱附壳体(11)包括从上至下依次包括运输腔(111)、脱附腔(112);所述运输腔(111)内部设置有传送带设备(1110);

所述脱附设备(5)设置在脱附腔(112)内部;所述脱附设备(5)包括保护壳体,设置在保护壳体内部用于土壤传输的传输组件(51),以及设置在保护壳体内部用于土壤加热的加热组件(52);

所述传输组件(51)包括第一传输组件和第二传输组件;所述第一传输组件有6~12个,所述第二传输组件有2个;2个第二传输组件上下平行设置,6~12个第一传输组件均匀分布在2个第二传输组件的左、右两侧,且每个第一传输组件均与2个第二传输组件连接;

第一传输组件和第二传输组件采用相同结构,均包括第一运输管(511),设置在所述第一运输管(511)内部用于土壤传输的第一螺旋轴(512),以及为第一螺旋轴(512)提供动力的第一正反转电机(513);其中,位于上方的第二传输组件上设置有进料组件(53),位于下方的第二传输组件的第一运输管(511)上设置有出料组件(54),所述传送带设备(1110)与所述进料组件(53)连接;

所述加热组件(52)包括第一加热件(521)、第二加热件(522)、第三加热件(523)、第四加热件(524);所述第一加热件(521)、第二加热件(522)位于第一传输组件、第二传输组件的间隙中;所述第三加热件(523)、第四加热件(524)包裹在第一传输组件、第二传输组件的两侧;

脱附壳体(11)上端设置有尾气排口(113),所述尾气排口(113)位于传送带设备(1110)与进料组件(53)连接处的正上方;所述尾气处理系统(3)与尾气排口(113)连接,且所述冷凝系统(2)位于尾气处理系统(3)与尾气排口(113)连接处。

2.如权利要求1所述的一种环保型土壤热脱附设备,其特征在于,所述运输腔(111)内部设置有负压组件(6),所述负压组件(6)包括用于阻挡尾气的集气罩(61),以及安装在所述集气罩(61)上用于产生负压的电动机(62)。

3.如权利要求1所述的一种环保型土壤热脱附设备,其特征在于,所述运输腔(111)内部设置有预处理设备(7),所述预处理设备(7)设置在所述传送带设备(1110)与所述进料组件(53)连接处;预处理设备(7)包括设备壳体,以及设置在设备壳体内部的破碎组件。

4.如权利要求1所述的一种环保型土壤热脱附设备,其特征在于,所述冷凝系统(2)包括尾气引导组件(21),以及设置在尾气引导组件(21)内部的冷凝板(22);所述尾气引导组件(21)包括集气槽(211),呈矩阵式均匀设置在集气槽(211)上的多个引导管(212),能够安装在引导管(212)上端的停留冷凝腔(213),以及与停留冷凝腔(213)连接的滞留管组件(214);所述冷凝板(22)包括设置在集气槽(211)上能够将引导管(212)包裹的第一冷凝板(221),设置在停留冷凝腔(213)与滞留管组件(214)之间的第二冷凝板(222),以及设置在滞留管组件(214)内部的第三冷凝板(223)。

5.如权利要求4所述的一种环保型土壤热脱附设备,其特征在于,所述滞留管组件(214)包括2~5层滞留盘管(2140);第三冷凝板(223)包括2~5个第三冷凝支板(2230);且所述第三冷凝支板(2230)安装在每层滞留盘管(2140)上。

6.如权利要求1所述的一种环保型土壤热脱附设备,其特征在于,所述冷凝系统(2)位于尾气处理系统(3)与尾气排口(113)连接处。

7.如权利要求1~6任意一项所述设备对土壤热脱附的方法,其特征在于,具体包括:

①、将待处理的土壤收集后,由螺旋上料设备(4)搭配传送带设备(1110)传送至脱附设备(5)中;

②、然后利用传输组件(51)配合加热组件(52)对土壤加热进行热脱附处理;

③、产生的尾气先通过冷凝系统(2)冷凝后,再经过尾气处理系统(3)处理后排放。

说明书 :

一种环保型土壤热脱附设备及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域,具体涉及一种环保型土壤热脱附设备及方法。

背景技术

[0002] 热脱附作为一种非燃烧技术,污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用,特别是对含氯有机物,非氧化燃烧的处理方式可以避免二恶英的生成,广泛用于有机污染物污染土壤的修复。热脱附是将污染物从一相转化为另一相的物理分离过程,在修复过程中并不出现对有机污染物的破坏作用。通过控制热脱附系统的温度和污染土壤停留时间有选择的使污染物得以挥发,并不发生氧化、分解等化学反应。
[0003] 现有的热脱附技术可以分类为原位热脱附技术和异位热脱附技术两大类;异位热脱附技术是将污染土壤提取出来收集后,利用专门的热脱附系统装置进行处理的技术。现有技术中的异位热脱附系统装置收到场地限制,其多采用大型设备,所包含的设备较多:如筛分机、破碎机、振动筛、链板输送机、传送带、除铁器等;回转干燥设备或是热螺旋推进设备;旋风除尘器、二燃室、冷却塔、冷凝器、布袋除尘器、淋洗塔、超滤设备等;因此,其无论是制备成本还是运营处置成本均花费较高,进一步的导致难以全面开展;而随着我国城市化进程的加快,越来越多的污染土地被遗留下来,因此亟需一种成本较低、实用性较强的热脱附设备来解决这些大量的污染土地。

发明内容

[0004] 针对上述存在的问题,本发明提供了一种成本较低、实用性较强的环保型土壤热脱附设备及方法。
[0005] 本发明的技术方案为:一种环保型土壤热脱附设备,包括用于土壤热脱附处理的热脱附系统,用于对产生尾气进行急速冷凝处理的冷凝系统,用于对尾气进行过滤净化处理的尾气处理系统,以及与所述热脱附系统连接用于上料的螺旋上料设备;所述热脱附系统包括脱附壳体,以及设置在脱附壳体内部的脱附设备;
[0006] 所述脱附壳体包括从上至下依次包括运输腔、脱附腔;所述运输腔内部设置有传送带设备;
[0007] 所述脱附设备设置在脱附腔内部;所述脱附设备包括保护壳体,设置在保护壳体内部用于土壤传输的传输组件,以及设置在保护壳体内部用于土壤加热的加热组件;
[0008] 所述传输组件包括第一传输组件和第二传输组件;所述第一传输组件有6~12个,所述第二传输组件有2个;2个第二传输组件上下平行设置,6~12个第一传输组件均匀分布在2个第二传输组件的左、右两侧,且每个第一传输组件均与2个第二传输组件连接;
[0009] 第一传输组件和第二传输组件采用相同结构,均包括第一运输管,设置在所述第一运输管内部用于土壤传输的第一螺旋轴,以及为第一螺旋轴提供动力的第一正反转电机;其中,位于上方的第二传输组件上设置有进料组件,位于下方的第二传输组件的第一运输管上设置有出料组件,所述传送带设备与所述进料组件连接;
[0010] 所述加热组件包括第一加热件、第二加热件、第三加热件、第四加热件;所述第一加热件、第二加热件位于第一传输组件、第二传输组件的间隙中;所述第三加热件、第四加热件包裹在第一传输组件、第二传输组件的两侧;
[0011] 脱附壳体上端设置有尾气排口,所述尾气排口位于传送带设备与进料组件连接处的正上方;所述尾气处理系统与尾气排口连接,且所述冷凝系统位于尾气处理系统与尾气排口连接处。
[0012] 进一步地,所述运输腔内部设置有负压组件,所述负压组件包括用于阻挡尾气的集气罩,以及安装在所述集气罩上用于产生负压的电动机;负压组件的设置能够使得尾气能够更好回收。
[0013] 进一步地,所述运输腔内部设置有预处理设备,所述预处理设备设置在所述传送带设备与所述进料组件连接处;预处理设备包括设备壳体,以及设置在设备壳体内部的破碎组件;预处理设备能够对待处理的土壤进行破碎处理,能够间接的使得后续的受热更加均匀,使得热脱附处理效果更佳。
[0014] 进一步地,所述冷凝系统包括尾气引导组件,以及设置在尾气引导组件内部的冷凝板;所述尾气引导组件包括集气槽,呈矩阵式均匀设置在集气槽上的多个引导管,能够安装在引导管上端的停留冷凝腔,以及与停留冷凝腔连接的滞留管组件;所述冷凝板包括设置在集气槽上能够将引导管包裹的第一冷凝板,设置在停留冷凝腔与滞留管组件之间的第二冷凝板,以及设置在滞留管组件内部的第三冷凝板;利用冷凝系统对热脱附产生的尾气进行极速降温处理,能够有效地防止二噁英的生成,有效地避免了二次污染物的生成。
[0015] 进一步地,所述滞留管组件包括2~5层滞留盘管;第三冷凝板包括2~5个第三冷凝支板;且所述第三冷凝支板安装在每层滞留盘管上;将高温尾气进行多层的降温处理,能够有效地保障其温度能够有效地降至200℃以下。
[0016] 进一步地,所述脱附设备还包括土壤冷却设备,所述脱附设备包括冷凝组件、第三传输组件和第四传输组件;所述第三传输组件有6~12个,6~12个第三传输组件均匀分部在第四传输组件的两侧,且每个第三传输组件均与第四传输组件连接;
[0017] 第三传输组件和第四传输组件采用相同结构,均包括第二运输管,设置在所述第二运输管内部用于土壤传输的第二螺旋轴,以及为第二螺旋轴提供动力的第二正反转电机;其中,第三传输组件通过T型管道与两个第一传输组件连接,且第三传输组件与第一传输组件连接处设置有阀门;
[0018] 所述冷凝组件包括第一冷凝件、第二冷凝件、第三冷凝件、第四冷凝件;所述第一冷凝件、第二冷凝件位于第三传输组件、第四传输组件的间隙中;所述第三冷凝件、第四冷凝件包裹在第三传输组件、第四传输组件的两侧;在对土壤进行热脱附处理后,在利用土壤冷却设备对土壤进行降温处理后再进行排放。
[0019] 进一步地,所述设备对土壤热脱附的方法,具体包括:
[0020] ①、将待处理的土壤收集后,由螺旋上料设备搭配传送带设备传送至脱附设备中;
[0021] ②、然后利用传输组件配合加热组件对土壤加热进行热脱附处理;
[0022] ③、产生的尾气先通过冷凝系统冷凝后,再经过尾气处理系统处理后排放。
[0023] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0024] 1、本发明整体结构设计合理,制造成本较低;在实际的使用中由于其较小规模的结构使得其具备更佳的灵活性,不受场地限制,更适合处理小规模的污染土壤;
[0025] 2、本发明采用特殊的冷凝系统能够对得热脱附处理中产生的废气进行急速冷却处理,能够有效地放置二次污染物的产生,有效地解决了现有设备中会产生二噁英污染物的问题。

附图说明

[0026] 图1是本发明实施例1的外部结构示意图;
[0027] 图2是本发明实施例1的内部局部结构示意图;
[0028] 图3是本发明实施例1的脱附设备的局部结构爆炸图;
[0029] 图4是本发明实施例1的脱附设备的局部结构俯视图;
[0030] 图5是本发明实施例1的脱附设备的局部结构剖视图;
[0031] 图6是本发明实施例2的内部局部结构示意图;
[0032] 图7是本发明实施例3的内部局部结构示意图;
[0033] 图8是本发明实施例1的冷凝系统的结构爆炸图;
[0034] 图9是本发明实施例4的外部结构示意图;
[0035] 图10是本发明实施例4的脱附设备的局部结构俯视图;
[0036] 图11是本发明实施例4的土壤冷却设备的结构剖视图;
[0037] 图12是本发明实施例4的土壤冷却设备的结构爆炸图;
[0038] 其中,1-热脱附系统、11-脱附壳体、111-运输腔、1110-传送带设备、112-脱附腔、113-尾气排口、2-冷凝系统、21-尾气引导组件、211-集气槽、212-引导管、213-停留冷凝腔、
214-滞留管组件、2140-滞留盘管、22-冷凝板、221-第一冷凝板、222-第二冷凝板、223-第三冷凝板、2230-第三冷凝支板、3-尾气处理系统、4-螺旋上料设备、5-脱附设备、51-传输组件、511-第一运输管、512-第一螺旋轴、513-第一正反转电机、52-加热组件、521-第一加热件、522-第二加热件、523-第三加热件、524-第四加热件、53-进料组件、54-出料组件、55-土壤冷却设备、5501-第二运输管、5502-第二螺旋轴、5503-第二正反转电机、551-冷凝组件、
552-第三传输组件、553-第四传输组件、6-负压组件、61-集气罩、62-电动机、7-预处理设备。

具体实施方式

[0039] 实施例1:如图1、2所示的一种环保型土壤热脱附设备,包括用于土壤热脱附处理的热脱附系统1,用于对产生尾气进行急速冷凝处理的冷凝系统2,用于对尾气进行过滤净化处理的尾气处理系统3,以及与热脱附系统1连接用于上料的螺旋上料设备4;热脱附系统1包括脱附壳体11,以及设置在脱附壳体11内部的脱附设备5;
[0040] 脱附壳体11包括从上至下依次包括运输腔111、脱附腔112;运输腔111内部设置有传送带设备1110;
[0041] 脱附设备5设置在脱附腔112内部;脱附设备5包括保护壳体,设置在保护壳体内部用于土壤传输的传输组件51,以及设置在保护壳体内部用于土壤加热的加热组件52;
[0042] 传输组件51包括第一传输组件和第二传输组件;第一传输组件有10个,第二传输组件有2个;2个第二传输组件上下平行设置,10个第一传输组件均匀分布在2个第二传输组件的左、右两侧,且每个第一传输组件均与2个第二传输组件连接;
[0043] 第一传输组件和第二传输组件采用相同结构,均包括第一运输管511,设置在第一运输管511内部用于土壤传输的第一螺旋轴512,以及为第一螺旋轴512提供动力的第一正反转电机513;其中,位于上方的第二传输组件上设置有进料组件53,位于下方的第二传输组件的第一运输管511上设置有出料组件54,传送带设备1110与进料组件53连接;
[0044] 加热组件52包括第一加热件521、第二加热件522、第三加热件523、第四加热件524;第一加热件521、第二加热件522位于第一传输组件、第二传输组件的间隙中;第三加热件523、第四加热件524包裹在第一传输组件、第二传输组件的两侧;
[0045] 脱附壳体11上端设置有尾气排口113,尾气排口113位于传送带设备1110与进料组件53连接处的正上方;尾气处理系统3与尾气排口113连接,且冷凝系统2位于尾气处理系统3与尾气排口113连接处;
[0046] 如图8所示,冷凝系统2包括尾气引导组件21,以及设置在尾气引导组件21内部的冷凝板22;尾气引导组件21包括集气槽211,呈矩阵式均匀设置在集气槽211上的多个引导管212,能够安装在引导管212上端的停留冷凝腔213,以及与停留冷凝腔213连接的滞留管组件214;冷凝板22包括设置在集气槽211上能够将引导管212包裹的第一冷凝板221,设置在停留冷凝腔213与滞留管组件214之间的第二冷凝板222,以及设置在滞留管组件214内部的第三冷凝板223;其中,滞留管组件214包括2层滞留盘管2140;第三冷凝板223包括2个第三冷凝支板2230;且第三冷凝支板2230安装在每层滞留盘管2140上;
[0047] 尾气处理系统3具体包括滤网组件、等离子净化器、活性炭吸附,其中,滤网组件、等离子净化器、活性炭吸附均为市售。
[0048] 利用本实施例设备对土壤热脱附的方法,具体包括:
[0049] ①、将待处理的土壤收集后,由螺旋上料设备4搭配传送带设备1110传送至脱附设备5中;
[0050] ②、然后利用传输组件51配合加热组件52对土壤加热进行热脱附处理;
[0051] ③、产生的尾气先通过冷凝系统2冷凝后,再经过尾气处理系统3处理后排放;其中,尾气在经过冷凝系统2时,依次会通过集气槽211、引导管212、停留冷凝腔213和滞留管组件214上的滞留盘管2140,分别经过第一冷凝板221、第二冷凝板222、第三冷凝板223进行急速冷却处理。
[0052] 实施例2:与实施例1不同的是:如图6所示,运输腔111内部设置有负压组件6,负压组件6包括用于阻挡尾气的集气罩61,以及安装在集气罩61上用于产生负压的电动机62。
[0053] 实施例3:与实施例1不同的是:如图7所示,运输腔111内部设置有预处理设备7,预处理设备7设置在传送带设备1110与进料组件53连接处;预处理设备7包括设备壳体,以及设置在设备壳体内部的破碎组件。
[0054] 实施例4:与实施例1不同的是:如图9、10、11、12所示,脱附设备5还包括土壤冷却设备55,脱附设备5包括冷凝组件551、第三传输组件552和第四传输组件553;第三传输组件552有10个,10个第三传输组件552均匀分部在第四传输组件553的两侧,且每个第三传输组件552均与第四传输组件553连接;
[0055] 如图11、12所示,第三传输组件552和第四传输组件553采用相同结构,均包括第二运输管5501,设置在第二运输管5501内部用于土壤传输的第二螺旋轴5502,以及为第二螺旋轴5502提供动力的第二正反转电机5503;其中,第三传输组件552通过T型管道与两个第一传输组件连接,且第三传输组件552与第一传输组件连接处设置有阀门;
[0056] 如图12所示,冷凝组件551包括第一冷凝件、第二冷凝件、第三冷凝件、第四冷凝件;第一冷凝件、第二冷凝件位于第三传输组件、第四传输组件的间隙中;第三冷凝件、第四冷凝件包裹在第三传输组件552、第四传输组件553的两侧。