直接熱解析設備的製作方法
2023-05-18 19:27:11 2
專利名稱：直接熱解析設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於土壤修復領域，特別是一種熱解析設備，尤其是一種直接熱解析設備。
背景技術：
熱解析技術是一個重要的汙染土壤修復技術，可對已經被有機物汙染的場地土 壤進行修復，並且能夠達到良好的修復效果。它是採用加熱方式將被有機物汙染的土壤 加熱至有機物的沸點以上，使吸附於土壤中的有機物揮發成氣態後再進行分離處理。熱 解析技術可有效去除易揮發性的有機物，例如，芳香烴等，也可以有效移除例如PCBs、 DDT、 Dioxins、含氯農藥等低揮發性、難分解的有機汙染物，並且對於含有多種不同沸點的有機 汙染物可以一次加熱處理以達到修複目標值。 熱解析技術在國內汙染治理工程上尚未使用，而在發達國家運用廣泛並達到良好 的修復效果。在我國，危險廢棄物和汙染土壤的高溫處理絕大多數是採用焚燒技術。由於 焚燒處理溫度高達1000-2000°C ，會直接破壞土壤的理化性質，使土壤失去原有的性能和功 用，對土壤這種不可再生的資源進行直接的破壞；而且焚燒處理過程難以控制自身二次汙 染的產生。總之，焚燒技術處理成本高，對環境不友好。對於多數有機物汙染土壤的修復來 說，熱解析技術是焚燒技術的一個良好的替代技術。
發明內容
針對上述問題中存在的不足之處，本發明提供一種處理量大、能耗低，能夠有效地 將有機物從汙染土壤中分離、處理，並且可保持土壤理化性質的一種直接熱解析設備。
為實現上述目的，本發明提供一種直接熱解析設備，包括送料部分、輔助部分、加 熱部分、除塵部分、急冷部分、洗滌部分與排放部分；所述加熱部分包括一次加熱部分與二 次加熱部分；所述送料部分及所述輔助部分均與所述一次加熱部分相連接；所述除塵部分 包括一次除塵部分與二次除塵部分；所述排放部分包括氣體排放裝置與土壤排放裝置，所 述一次加熱部分依次與所述一次除塵部分、所述二次加熱部分、所述急冷部分、所述二次除 塵部分、所述洗滌部分以及所述氣體排放裝置相連接，所述一次加熱部分還與所述土壤排 放裝置相連接，所述洗滌部分為洗滌塔，所述洗滌塔的末端與所述氣體排放裝置相連接。
所述一次除塵部分為旋風除塵器，所述旋風除塵器的兩端分別與所述一次加熱部 分及所述二次加熱部分相連接。 所述二次除塵部分為布袋除塵器，所述布袋除塵器的兩端分別與所述急冷部分及 所述洗滌塔相連接。 所述一次加熱部分為加熱迴轉窯，所述加熱迴轉窯與所述一次除塵部分相連接， 所述加熱迴轉窯的窯內耐火磚上設有攪拌板；所述加熱迴轉窯的末端通過排放漏鬥與所述 土壤排放裝置相連接。 所述二次加熱部分為補燃器，所述補燃器由耐高溫燃燒室、催化燃燒燃器、空氣導 入裝置、燃料供應裝置構成，所述催化燃燒燃器分別與所述空氣導入裝置及所述燃料供應
3裝置相連接，並且設置於所述高溫燃燒室的內部。 所述輔助部分由空氣導入裝置與燃料供應裝置構成。 所述急冷部分由噴淋頭、循環水泵構成，所述噴淋頭能形成超細水霧，在極短時間
內冷卻高溫氣體，在冷卻器的下端還設有沉降粉塵排放口。 所述監控部分的控制方式可包括手動控制方式與自動控制方式。 所述洗滌塔的接氣管為L型管路，所述L型管路的豎直方向的管路內設有上、中、
下三組洗滌噴頭；所述洗滌塔的塔體內部的上半部還設有多組不同朝向的噴頭組和填料；
所述洗滌塔設有洗滌液循環裝置；所述洗滌塔的上端設有出氣口 。 所述出氣口處設有除霧器，出氣口與氣體排放裝置相連接。 所述送料部分由振動乾燥篩、板式輸送機、磁選器、計量器以及控制裝置構成，所 述振動乾燥篩與所述板式輸送機相連接，所述計量器、所述磁選器以及所述控制裝置分別 與所述板式輸送機相連接。 所述送料部分、所述輔助部分、所述一次加熱部分、所述一次除塵部分、所述二次
加熱部分、所述急冷部分、所述二次除塵部分、所述洗滌部分、所述氣體排放裝置以及所述
土壤排放裝置均與監控部分相連接。 與現有技術相比，本發明具有以下優點 本發明提供一種直接熱解析設備，其中，加熱部分包括一次加熱部分與二次加熱 部分，送料部分及輔助部分均與一次加熱部分相連接，除塵部分包括一次除塵部分與二次 除塵部分，排放部分包括氣體排放裝置與土壤排放裝置；一次加熱部分依次與一次除塵部 分、二次加熱部分、急冷部分、二次除塵部分、洗滌部分以及氣體排放裝置相連接，一次加熱 部分還與土壤排放裝置相連接，上述組件還分別與監控部分相連接，另外，洗滌部分為洗滌 塔，其末端與氣體排放裝置相連接。本發明設計結構合理，其整套系統結構完善，半智能進 料系統可在線監控，迴轉窯及其加熱系統的高效處理能力，過程氣體的二次除塵、燃燒破 壞、冷卻、洗滌，保證整體系統運行的效率。本發明具有處理量大、能耗低、處理費低和保持 土壤理化性質等優點，能夠有效地將有機物從汙染土壤中分離出來並進行處理；有效解決 了現有有機物汙染土壤場地修復處理技術的能耗高，會破壞土壤理化性質等缺點。
圖l為本發明的結構框圖；圖2為本發明的實施例結構框圖；圖3為本發明的原理圖。主要元件符號說明如下1送料部分2輔助部分3 —次加熱部分4 一次除塵部分5 二次加熱部分6急冷部分7 二次除塵部分8洗滌部分9氣體排放裝置10 土壤排放裝置ll監控部分12加熱迴轉窯
0027]13旋風除塵器14補燃器15布袋除塵器16洗滌塔17空氣導入裝置 418燃料供應裝置
具體實施例方式
圖1為本發明的結構框圖，本發明提供一種直接熱解析設備，包括送料部分1、輔助部分2、加熱部分、除塵部分、急冷部分6、洗滌部分8與排放部分，其中，加熱部分包括一次加熱部分3與二次加熱部分5，送料部分1及輔助部分2均與一次加熱部分3相連接；除塵部分包括一次除塵部分4與二次除塵部分7，排放部分包括氣體排放裝置9與土壤排放裝置10。 一次加熱部分3依次與一次除塵部分4、二次加熱部分5、急冷部分6、二次除塵部分7、洗滌部分8以及氣體排放裝置9相連接，另外，一次加熱部分3還與土壤排放裝置10相連接。送料部分、輔助部分、一次加熱部分、一次除塵部分、二次加熱部分、急冷部分、二次除塵部分、洗滌部分、氣體排放裝置以及土壤排放裝置均與監控部分ll相連接。送料部分1由振動乾燥篩、板式輸送機、磁選器、計量器以及控制裝置構成，振動乾燥篩與板式輸送機相連接，所述計量器、所述磁選器以及所述控制裝置分別與所述板式輸送機相連接。監控部分11通過電腦可全程監控設備的運行狀態，可根據故障進行報警或自動應急，其控制方式可包括手動控制方式與自動控制方式。 如圖2與圖3所示，輔助部分由空氣導入裝置17與燃料供應裝置18構成，該空氣導入裝置17和燃料供應裝置18安裝有監控探頭(圖中未描述)，監控探頭與監控部分連接。送料部分由振動乾燥篩、板式輸送機、磁選器、計量器和控制裝置(圖中未描述)構成。一次加熱部分為加熱迴轉窯12，該空氣導入裝置17和燃料供應裝置18均與加熱迴轉窯12相連接，在加熱迴轉窯12的末端設有排放漏鬥分別與土壤排放裝置10及一次除塵部分4相連接。二次加熱部分為補燃器14，該補燃器14由耐高溫燃燒室、催化燃燒燃器、空氣導入裝置、燃料供應裝置構成，催化燃燒燃器分別與空氣導入裝置及燃料供應裝置相連接，並且設置於高溫燃燒室的內部。該補燃器14的末端與急冷部分6相連接，補燃器的處理溫度可達120(TC左右，停留時間為l-2s，破壞效率為99. 9999%以上。急冷部分6由噴淋頭、循環水泵構成，所述噴淋頭能形成超細水霧，在極短時間內冷卻高溫氣體。 一次除塵部分為旋風除塵器13，旋風除塵器13的兩端分別與加熱迴轉窯12及補燃器14相連接。二次除塵部分為布袋除塵器15，該布袋除塵器15的兩端分別與急冷部分6及洗滌塔16相連接。洗滌部分為洗滌塔16，該洗滌塔的接氣管為L型管路，L型管路的豎直方向的管路內設有上、中、下三組洗滌噴頭；洗滌塔的塔體內部的上半部還設有多組不同朝向的噴頭組和填料；洗滌塔設有洗滌液循環裝置；洗滌塔的上端設有出氣口 ，出氣口處設有除霧器，出氣口與氣體排放裝置9相連接。 燃料供應裝置可控制燃料的供應速度，從而控制燃器的火力大小；加熱迴轉窯內的空氣狀態可由空氣導入裝置控制，可保證窯內氧氣的充足供應；加熱迴轉窯可控制旋轉速率，從而控制物料在加熱迴轉窯內的處理停留時間；加熱迴轉窯的末端設有排放漏鬥，土壤從排放漏鬥的下端排放至土壤排放裝置，過程氣體從排放漏鬥頂部被引送到旋風除塵器。土壤排放裝置可降低處理后土壤溫度，並控制粉塵排放。 過程氣體經旋風除塵器除去其中顆粒直徑較大的顆粒物後被輸送至補燃器進行高溫焚毀處理，再被輸送到急冷部分進行瞬間冷卻，防止二噁英的再生成，再被輸送到布袋除塵器進行二次除塵，可除去直徑大於O. l-2ym的小顆粒物。從布袋除塵器出來的過程氣體通過洗滌塔進行鹼性溶液洗滌，可除去燃燒產生的HC1、 Cl2、 S02等酸性氣體和更細微顆粒物，最後通過氣體排放裝置排放到大氣，氣體排放裝置安裝有排放廢氣質量在線監控探頭。整個過程有全程監控部分，與各個設備的監控探頭和傳感器連接，通過電腦控制，監測設備運行狀態與運行質量，若出現故障可自動報警、排查與控制。 送料部分先進行物料顆粒大小的篩選和去掉磁性固體(鐵)，控制進料顆粒的大小，保障物料受熱導熱的良好性能；進料過程是連續不間斷的，並且有自動在線監測進料流量裝置，如系統發生故障，該送料部分還可以自動停止物料輸送。空氣導入裝置根據迴轉窯內空氣氧氣含量自動控制，保障燃料燃燒充分。 加熱迴轉窯加熱系統根據進料量、土壤性質和汙染物質的理化性質可自動控制或手動控制系統火力大小，從而控制窯內溫度，使處理溫度達到土壤汙染物沸點以上，使汙染物從土壤中解析(蒸發)出來；迴轉窯溫度可設置在150°C -SO(TC之間，在該溫度範圍內可處理石油碳氫化合物，如PAH、BTEX、汽油、柴油或煤油汙染等，或難分解的含氯有機物，如dioxins/furans、 PCBs、殺蟲劑等；通過控制迴轉窯的轉速，從而控制汙染土壤在窯內的停留時間，停留時間是根據進料量和物料物理化性質而設定；特殊的結構設計加強了土壤攪拌作用，促進窯內土壤的熱傳遞；窯內廢氣通過引氣通道輸送到旋風除塵器；處理後的土壤經過輸出裝置輸送到窯外土壤排放裝置的土壤攪拌器，進行水霧化、攪拌、降溫處理，最後通過傳輸帶進行堆放。本熱解析系統的處理量可達至20-100t/h。 除塵部分包括二次除塵裝置，一次除塵部分為旋風除塵器，設置在加熱迴轉窯與
補燃器之間，可去除從加熱迴轉窯排放出來的較大顆粒的粉塵；二次除塵部分為布袋除塵
器，設置在急冷部分與洗滌塔之間，可除去直徑為0. l-2ym的小顆粒物。 急冷部分是利用噴淋頭所能形成的超細水霧在極短時間內冷卻高溫廢氣，可以防
止二噁英物質的再次生成。 補燃器用於催化燃燒破壞廢氣裡的汙染物，溫度可達到120(TC，停留時間^ 2s，清除效率> 99. 9999%。 洗滌塔是通過NaOH溶液對廢氣裡的S(^、HCl、氮氧化物等有害廢氣進行洗滌，洗滌溶液循環利用，通過監控洗滌後溶液的pH值自動控制Na0H溶液濃度，保證有效洗滌和清潔廢氣排放。 惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，舉凡熟悉此項技藝的專業人士.在了解本發明的技術手段之後，自然能依據實際的需要，在本發明的教導下加以變化。因此凡依本發明申請專利範圍所作的同等變化與修飾，曾應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
權利要求
一種直接熱解析設備，包括送料部分、輔助部分、加熱部分、除塵部分、急冷部分、洗滌部分與排放部分，所述加熱部分包括一次加熱部分與二次加熱部分，所述送料部分及所述輔助部分均與所述一次加熱部分相連接，所述除塵部分包括一次除塵部分與二次除塵部分，所述排放部分包括氣體排放裝置與土壤排放裝置，其特徵在於，所述一次加熱部分依次與所述一次除塵部分、所述二次加熱部分、所述急冷部分、所述二次除塵部分、所述洗滌部分以及所述氣體排放裝置相連接，所述一次加熱部分還與所述土壤排放裝置相連接，所述洗滌部分為洗滌塔，所述洗滌塔的末端與所述氣體排放裝置相連接。
2. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述一次除塵部分為旋風 除塵器，所述旋風除塵器的兩端分別與所述一次加熱部分及所述二次加熱部分相連接。
3. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述二次除塵部分為布袋 除塵器，所述布袋除塵器的兩端分別與所述急冷部分及所述洗滌塔相連接。
4. 如權利要求1或2所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述一次加熱部分為加 熱迴轉窯，所述加熱迴轉窯與所述一次除塵部分相連接，所述加熱迴轉窯的窯內耐火磚上 設有攪拌板，所述加熱迴轉窯的末端通過排放漏鬥與所述土壤排放裝置相連接。
5. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述二次加熱部分為補燃 器，所述補燃器由耐高溫燃燒室、催化燃燒燃器、空氣導入裝置、燃料供應裝置構成，所述催 化燃燒燃器分別與所述空氣導入裝置及所述燃料供應裝置相連接。
6. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述輔助部分由空氣導入 裝置與燃料供應裝置構成。
7. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述急冷部分由噴淋頭、循 環水泵構成，所述噴淋頭能形成超細水霧，在極短時間內冷卻高溫氣體，在冷卻器的下端還 設有沉降粉塵排放口。
8. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述洗滌塔的接氣管為L型 管路，所述L型管路的豎直方向的管路內設有上、中、下三組洗滌噴頭；所述洗滌塔的塔體 內部的上半部還設有多組不同朝向的噴頭組和填料；所述洗滌塔設有洗滌液循環裝置；所 述洗滌塔的上端設有出氣口。
9. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述送料部分由振動乾燥 篩、板式輸送機、磁選器、計量器以及控制裝置構成，所述振動乾燥篩與所述板式輸送機相 連接，所述計量器、所述磁選器以及所述控制裝置也分別與所述板式輸送機相連接。
10. 如權利要求1所述的一種直接熱解析設備，其特徵在於，所述送料部分、所述輔助 部分、所述一次加熱部分、所述一次除塵部分、所述二次加熱部分、所述急冷部分、所述二次 除塵部分、所述洗滌部分、所述氣體排放裝置以及所述土壤排放裝置均與監控部分相連接。
全文摘要
本發明涉及一種直接熱解析設備，其中，加熱部分包括一次加熱部分與二次加熱部分，送料部分及輔助部分均與一次加熱部分相連接，除塵部分包括一次除塵部分與二次除塵部分，排放部分包括氣體排放裝置與土壤排放裝置；一次加熱部分依次與一次除塵部分、二次加熱部分、急冷部分、二次除塵部分、洗滌部分以及氣體排放裝置相連接，一次加熱部分還與土壤排放裝置相連接，上述組件還分別與監控部分相連接，其中，洗滌部分為洗滌塔，其末端與氣體排放裝置相連接。本發明具有處理量大、能耗低、處理費用低和保持土壤理化性質等優點，能夠有效地將有機物從汙染土壤中分離出來並進行處理。
文檔編號B01D47/06GK101712042SQ20091017729
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月29日 優先權日2009年9月29日
發明者商盈, 李書鵬, 李瓚, 王瑞娟, 翟立前, 譚勇壁 申請人:北京建工環境修復有限責任公司