專利名稱:一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備。本實(shí)用新型所述進(jìn)料撬由攪拌機(jī)、篩分機(jī)、皮帶輸送機(jī)和進(jìn)料斗構(gòu)成；熱解吸撬前端與進(jìn)料撬相連，后端與出料撬相連，由助燃風(fēng)機(jī)、燃料裝置、燃燒室、螺旋間接熱解爐、煙囪構(gòu)成；氣處理撬由旋風(fēng)除塵器、噴淋冷凝塔、活性炭床構(gòu)成，將熱解撬產(chǎn)生的有機(jī)蒸汽和水蒸氣進(jìn)行冷凝；冷凝液在水處理撬中進(jìn)行油水分離和水處理；熱交換撬將循環(huán)水冷卻并為噴淋冷凝塔提供冷卻水；整套設(shè)備通過控制系統(tǒng)撬進(jìn)行系統(tǒng)控制。本實(shí)用新型采用間接無氧加熱，可處理高濃度有機(jī)污染土壤并對特定有機(jī)物能夠回收利用，尾氣產(chǎn)量小。撬裝一體化的特點(diǎn)使設(shè)備具有可移動性，方便運(yùn)輸，并節(jié)約了現(xiàn)場搭建和設(shè)備調(diào)試的時(shí)間。
【專利說明】一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，屬于土壤熱分離設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]熱分離又稱熱解吸、熱脫附，是污染土壤修復(fù)的新型技術(shù)之一，主要應(yīng)用于被有機(jī)物污染的場地土壤的原位或異位修復(fù)過程，并且能夠達(dá)到預(yù)期的修復(fù)目標(biāo)。它通過直接或間接加熱的方式將被有機(jī)物污染的土壤加熱至120°C?650°C之間，通過解吸、熱輻射、熱傳導(dǎo)、氣孔擴(kuò)散、表面擴(kuò)散以及外部質(zhì)流等多種機(jī)制，以物理方法分離土壤中有機(jī)污染物，使有機(jī)污染物成為氣態(tài)與土壤顆粒分離，處理后的土壤則可回填繼續(xù)利用，氣態(tài)污染物的處理方式有冷凝、吸附、化學(xué)氧化或燃燒等，可根據(jù)有機(jī)物的濃度及經(jīng)濟(jì)性選擇不同的處理方式。熱分離技術(shù)通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時(shí)間有選擇地使有機(jī)污染物揮發(fā)并不是破壞有機(jī)物，但在特定的溫度下，對某些特定的有機(jī)物能夠完全或部分破壞，可以有效去除易揮發(fā)性的有機(jī)物，例如苯系物、氯代溶劑、揮發(fā)石油徑、芳香烴等，也可以有效移除例如多氯聯(lián)苯、滴滴涕、有機(jī)氯農(nóng)藥和二噁英等低揮發(fā)性、高沸點(diǎn)、難分解的有機(jī)污染物，并且對于含有多種不同沸點(diǎn)的有機(jī)污染物可以一次加熱處理以達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值，但不適用于含腐蝕性有機(jī)物、活性氧化劑和還原劑污染的土壤處理和修復(fù)。
[0003]現(xiàn)有的熱分離技術(shù)一般采用直接接觸式回轉(zhuǎn)窯作為加熱設(shè)備。直接接觸式回轉(zhuǎn)窯不適宜處理高濃度有機(jī)污染土壤，有機(jī)污染物濃度高會增加土壤熱值，高溫可能對回轉(zhuǎn)窯造成危害，甚至發(fā)生燃燒爆炸，回轉(zhuǎn)窯排氣中有機(jī)物濃度要低于爆炸下限25%，進(jìn)料土壤中石油烴的最大濃度一般不要超過爆炸下限的2%。直接接觸式回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的尾氣量大，尾氣處理單元體積較大，設(shè)備固定移動性差。直接接觸式回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行過程中，調(diào)試周期長，設(shè)備的故障率較高，運(yùn)行維護(hù)相對復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，即直接接觸式回轉(zhuǎn)窯不適宜處理高濃度有機(jī)污染土壤，直接接觸式回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的尾氣量大，尾氣處理單元體積較大，設(shè)備移動性差，調(diào)試周期長，設(shè)備的故障率較高，運(yùn)行維護(hù)相對復(fù)雜。進(jìn)而提供一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，包括:進(jìn)料撬、熱解吸撬、氣處理撬、水處理撬、熱交換撬、出料撬和控制系統(tǒng)撬，所述控制系統(tǒng)撬分別與進(jìn)料撬、熱解吸撬、氣處理撬、水處理撬、熱交換撬和出料撬控制連接；所述進(jìn)料撬、熱解吸撬、氣處理撬、水處理撬、熱交換撬、出料撬和控制系統(tǒng)撬分別將各自的功能組件集成于一個(gè)整體底座上。
[0007]所述進(jìn)料撬包括攪拌機(jī)、篩分機(jī)、皮帶輸送機(jī)和進(jìn)料斗，所述攪拌機(jī)與篩分機(jī)相連，所述篩分機(jī)與皮帶輸送機(jī)相連，所述皮帶輸送機(jī)用于將處理后的進(jìn)料土壤輸送至進(jìn)料斗。
[0008]所述熱解吸撬包括螺旋間接熱解爐、助燃風(fēng)機(jī)、燃料裝置、燃燒室和煙囪，所述熱解吸撬的主體為螺旋間接熱解爐，螺旋間接熱解爐與燃燒室和煙囪相連，助燃風(fēng)機(jī)和燃料裝置分別與燃燒室相連，螺旋間接熱解爐前端與進(jìn)料斗相連，末端與出料撬相連，螺旋間接熱解爐還設(shè)有熱解氣出口。
[0009]所述氣處理撬包括旋風(fēng)除塵器、噴淋冷凝塔和活性炭床，所述旋風(fēng)除塵器與噴淋冷凝塔相連，噴淋冷凝塔與活性炭床相連，活性炭床與燃燒室相連。
[0010]所述水處理撬包括油水分離器、水處理裝置、儲油罐和儲水罐，所述油水分離器用于將有機(jī)相和水相分離，分離的有機(jī)相被儲存于儲油罐中，分離的水相進(jìn)入水處理裝置，油水分離器設(shè)有排泥裝置，排出的污泥經(jīng)壓濾后形成泥餅，壓濾液匯入水處理裝置，所述水處理裝置對油水分離后的水相進(jìn)行凈化和處理，處理后的水一部分用于空氣冷卻器的工藝水，一部分被儲存于儲水罐中。
[0011]所述熱交換撬包括空氣冷卻器。
[0012]所述出料撬包括出料裝置，所述出料裝置通過出料氣鎖與螺旋間接熱解爐的出料口相連，儲水罐通過管道與出料裝置相連。
[0013]所述控制系統(tǒng)撬為自動控制系統(tǒng)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型提供的撬裝式土壤熱分離設(shè)備由進(jìn)料撬、熱解吸撬、氣處理撬、水處理撬、熱交換撬、出料撬和控制系統(tǒng)撬構(gòu)成，各撬分別將各自的功能組件集成于一個(gè)整體底座上，便于移動和運(yùn)輸，現(xiàn)場安裝工作量少，只需完成接口管道及外部電氣的連接即可，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。本實(shí)用新型通過螺旋間接熱解爐加熱土壤，污染土壤不會直接和火焰接觸，熱解爐中氣體含氧程度較低，適合處理高濃度有機(jī)污染土壤(有機(jī)物含量> 4% )，相比直接接觸式回轉(zhuǎn)窯設(shè)備大大降低有機(jī)物燃燒及爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)用新型將加熱煙氣與熱解氣隔離開，有機(jī)污染物不經(jīng)過二次燃燒所以需要處理的尾氣量小，僅為直接接觸式回轉(zhuǎn)窯處理等量土壤產(chǎn)生尾氣量的1/5?1/2，因其尾氣處理單元較小，所以便于設(shè)計(jì)成移動式，增加其靈活性。本實(shí)用新型采用冷凝的方式將污染土壤中有機(jī)物進(jìn)行回收，具有較高的能量回收效率，廢水經(jīng)處理后實(shí)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)循環(huán)，燃料采用天然氣或輕質(zhì)柴油，排放尾氣中污染物含量少，更加環(huán)境友好。

【附圖說明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型撬裝式土壤熱分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖中的附圖標(biāo)記:1為攪拌機(jī)，2為篩分機(jī)，3為皮帶輸送機(jī)，4為進(jìn)料斗，5為螺旋間接熱解爐，6為助燃風(fēng)機(jī)，7為燃料裝置，8為燃燒室，9為煙囪，10為旋風(fēng)除塵器，11為噴淋冷凝塔，12為活性炭床，13為油水分離器，14為水處理裝置，15為儲油罐，16為儲水罐，17為空氣冷卻器，18為出料裝置，19為自動控制系統(tǒng)，20為進(jìn)料撬，21為熱解吸撬，22為氣處理撬，23為水處理撬，24為熱交換撬，25為出料撬，26為控制系統(tǒng)撬。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例所涉及的一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，包括進(jìn)料撬20、熱解吸撬21、氣處理撬22、水處理撬23、熱交換撬24、出料撬25和控制系統(tǒng)撬26。所述進(jìn)料撬20、熱解吸撬21、氣處理撬22、水處理撬23、熱交換撬24、出料撬25和控制系統(tǒng)撬26分別將各自的功能組件集成于一個(gè)整體底座上。
[0020]進(jìn)料撬20由攪拌機(jī)1、篩分機(jī)2、皮帶輸送機(jī)3和進(jìn)料斗4依次相連構(gòu)成，攪拌機(jī)I用于調(diào)整進(jìn)料土壤含水率和有機(jī)物濃度，篩分機(jī)2用于調(diào)整進(jìn)料土壤粒徑< 5cm，所述篩分機(jī)2為二級篩分機(jī)，一級篩分機(jī)篩孔直徑為10?15cm，二級篩分機(jī)篩孔直徑為1.3?5cm，篩余的大粒徑固體由破碎機(jī)破碎至< 5cm粒徑，皮帶輸送機(jī)3采用爬坡式皮帶輸送機(jī)，經(jīng)預(yù)處理后的土壤被輸送至進(jìn)料斗4。
[0021]熱解吸撬21由螺旋間接熱解爐5、助燃風(fēng)機(jī)6、燃料裝置7、燃燒室8和煙囪9構(gòu)成，燃燒室8采用耐火材料整體澆注而成，燃燒裝置7安裝在燃燒室8的一端，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)助燃風(fēng)機(jī)6的送風(fēng)量及燃料裝置7的燃料供應(yīng)速度來保證燃燒室溫度要求，不凝氣切向進(jìn)入燃燒室8，通過合理的配風(fēng)方式使不凝氣在燃燒室8內(nèi)氧化完全。螺旋間接熱解爐5采用夾套間接加熱的結(jié)構(gòu)，由加熱外殼和內(nèi)膽組成(圖中未描述)，加熱外殼設(shè)有加熱煙氣進(jìn)口和加熱煙氣出口，燃燒室8提供的加熱煙氣經(jīng)過煙氣進(jìn)口進(jìn)入加熱外殼中對內(nèi)膽進(jìn)行加熱，燃料采用天然氣或輕質(zhì)柴油，加熱煙氣中污染物含量少，可以直接經(jīng)過煙氣出口由煙囪9排放，加熱外殼內(nèi)襯陶瓷纖維棉保溫，降低熱損失，提高能量利用率，內(nèi)膽中設(shè)有螺旋葉片對土壤進(jìn)行輸送和攪拌，通過變頻電機(jī)控制螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)速度，從而調(diào)節(jié)土壤在螺旋間接熱解爐內(nèi)的停留時(shí)間，土壤中的有機(jī)物在內(nèi)膽中受熱成為熱解氣，經(jīng)熱解氣出口進(jìn)入氣處理撬22。螺旋間接熱解爐5末端通過出料氣鎖與出料裝置18相連。進(jìn)料斗4通過進(jìn)料氣鎖與螺旋間接熱解爐5相連，實(shí)現(xiàn)密封進(jìn)料。
[0022]氣處理撬22由旋風(fēng)除塵器10、噴淋冷凝塔11、活性炭床12構(gòu)成，旋風(fēng)除塵器10兩端連接熱解氣出口和噴淋冷凝塔11，用于除去熱解氣中的大顆?；覊m(空氣動力學(xué)直徑>5 μπι的顆粒)，噴淋冷凝塔11通過循環(huán)冷卻水與從旋風(fēng)除塵器10出來的熱解氣進(jìn)行冷熱交換，熱解氣從噴淋冷凝塔下部進(jìn)入，在噴淋區(qū)與霧化的液滴逆流接觸，熱解氣被冷凝為液體，同時(shí)熱解氣中的小粒徑灰塵也可以被去除，為了防止噴淋的霧滴被不凝氣夾帶出塔，在塔噴淋區(qū)上部設(shè)有除霧器，不凝氣經(jīng)噴淋層上方的除霧器除去霧滴后進(jìn)入活性炭床12進(jìn)行凈化，經(jīng)凈化后的不凝氣體經(jīng)管道和不凝氣風(fēng)機(jī)輸送至燃燒室8進(jìn)行燃燒分解。噴淋冷凝塔11的循環(huán)冷卻水由空氣冷卻器17提供，噴淋冷凝塔11冷凝下來的廢液由管道收集至水處理撬23。
[0023]水處理撬23由油水分離器13、水處理裝置14、儲油罐15、儲水罐16構(gòu)成，油水分離器13用于將有機(jī)相和水相分離，分離的有機(jī)相被儲存于儲油罐15中，分離的水相進(jìn)入水處理裝置14，油水分離器13設(shè)有排泥裝置，排出的污泥經(jīng)壓濾后形成濾餅，壓濾液匯入水處理裝置14，水處理裝置14對油水分離后的水相進(jìn)行凈化和處理，處理后的水一部分用于空氣冷卻器17的工藝水，一部分被儲存于儲水罐16中。
[0024]所述熱交換撬24包括空氣冷卻器17。
[0025]空氣冷卻器17以空氣作為冷卻劑，對循環(huán)工藝水進(jìn)行冷卻并提供給噴淋冷凝塔Ilo空氣冷卻器17主要由管束、支架和風(fēng)機(jī)組成，管內(nèi)的熱流體(工藝水)通過管壁和翅片與管外空氣進(jìn)行換熱，所用的空氣由通風(fēng)機(jī)供給。
[0026]出料撬25包括出料裝置18。
[0027]出料裝置18包括加濕攪拌機(jī)、螺旋輸送機(jī)和輸送帶等，加濕攪拌機(jī)將干燥的出料土壤進(jìn)行噴水?dāng)嚢韬突旌希訚駭嚢铏C(jī)的供水為儲水罐和自來水，通過泵送加壓后進(jìn)入加濕攪拌機(jī)，通過控制加水量，使出料土壤達(dá)到合適的含水率要求，達(dá)到降溫抑塵的目的，最后符合要求的土壤經(jīng)螺旋輸送機(jī)和輸送帶運(yùn)至待檢區(qū)。
[0028]控制系統(tǒng)撬26包括自動控制裝置19。
[0029]進(jìn)料撬20、熱解吸撬21、氣處理撬22、水處理撬23、熱交換撬24和出料撬25分別與自動控制裝置19相連接，自動控制裝置采用集散控制結(jié)構(gòu)，通過工業(yè)控制機(jī)作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)組態(tài)和控制運(yùn)算等功能，通過可編程控制器(PLC)作為下位機(jī)，完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳輸，對現(xiàn)場設(shè)備(如送風(fēng)機(jī)以及其它電機(jī)等)、儀器儀表(如電動閥門，電動儀表等)進(jìn)行控制，整個(gè)系統(tǒng)采用了現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。系統(tǒng)控制方式包括自動控制方式和手動控制方式，并可根據(jù)故障、越限、異常值、斷水?dāng)嚯姷冗M(jìn)行報(bào)警或自動應(yīng)急處理，確保系統(tǒng)安全正常運(yùn)行。
[0030]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，靈活可移動，設(shè)備安裝、調(diào)試周期短，能夠處理高濃度有機(jī)污染土壤，尾氣產(chǎn)量小，廢水經(jīng)處理后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，燃料采用天然氣或輕質(zhì)柴油，排放尾氣中污染物含量少，更加環(huán)境友好。
[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，這些【具體實(shí)施方式】都是基于本實(shí)用新型整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，包括:進(jìn)料撬(20)、熱解吸撬(21)、氣處理撬(22)、水處理撬(23)、熱交換撬(24)、出料撬(25)和控制系統(tǒng)撬(26)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)撬(26)分別與進(jìn)料撬(20)、熱解吸撬(21)、氣處理撬(22)、水處理撬(23)、熱交換撬(24)和出料撬(25)控制連接；所述進(jìn)料撬(20)、熱解吸撬(21)、氣處理撬(22)、水處理撬(23)、熱交換撬(24)、出料撬(25)和控制系統(tǒng)撬(26)分別將各自的功能組件集成于一個(gè)整體底座上; 所述進(jìn)料撬(20)包括攪拌機(jī)(1)、篩分機(jī)(2)、皮帶輸送機(jī)(3)和進(jìn)料斗(4)，所述攪拌機(jī)(I)與篩分機(jī)(2)相連，所述篩分機(jī)(2)與皮帶輸送機(jī)(3)相連，所述皮帶輸送機(jī)(3)用于將處理后的進(jìn)料土壤輸送至進(jìn)料斗(4); 所述熱解吸撬(21)包括螺旋間接熱解爐(5)、助燃風(fēng)機(jī)￠)、燃料裝置(7)、燃燒室(8)和煙囪(9)，所述熱解吸撬(21)的主體為螺旋間接熱解爐(5)，螺旋間接熱解爐(5)與燃燒室⑶和煙囪(9)相連，助燃風(fēng)機(jī)(6)和燃料裝置(7)分別與燃燒室⑶相連，螺旋間接熱解爐(5)前端與進(jìn)料斗(4)相連，末端與出料撬(25)相連，螺旋間接熱解爐(5)還設(shè)有熱解氣出口 ； 所述氣處理撬(22)包括旋風(fēng)除塵器(10)、噴淋冷凝塔(11)和活性炭床(12)，所述旋風(fēng)除塵器(10)與噴淋冷凝塔(11)相連，噴淋冷凝塔(11)與活性炭床(12)相連，活性炭床(12)與燃燒室⑶相連； 所述水處理撬(23)包括油水分離器(13)、水處理裝置(14)、儲油罐(15)和儲水罐(16)，所述油水分離器(13)用于將有機(jī)相和水相分離，分離的有機(jī)相被儲存于儲油罐(15)中，分離的水相進(jìn)入水處理裝置(14)，油水分離器(13)設(shè)有排泥裝置，排出的污泥經(jīng)壓濾后形成泥餅，壓濾液匯入水處理裝置(14)，所述水處理裝置(14)對油水分離后的水相進(jìn)行凈化和處理，處理后的水一部分用于空氣冷卻器(17)的工藝水，一部分被儲存于儲水罐(16)中； 所述熱交換撬(24)包括空氣冷卻器(17); 所述出料撬(25)包括出料裝置(18)，所述出料裝置(18)通過出料氣鎖與螺旋間接熱解爐(5)的出料口相連，儲水罐(16)通過管道與出料裝置(18)相連； 所述控制系統(tǒng)撬(26)為自動控制系統(tǒng)(19)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，其特征在于，所述螺旋間接熱解爐(5)采用夾套間接加熱的結(jié)構(gòu)，由加熱外殼和內(nèi)膽組成，加熱外殼內(nèi)襯陶瓷纖維棉保溫，內(nèi)膽中設(shè)有螺旋葉片對土壤進(jìn)行輸送和攪拌，燃燒室提供的加熱煙氣在加熱外殼中對內(nèi)膽進(jìn)行加熱，并經(jīng)過煙囪排出，土壤中的有機(jī)物在內(nèi)膽中受熱成為熱解氣，經(jīng)熱解氣出口進(jìn)入氣處理撬(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，其特征在于，所述篩分機(jī)(2)為二級篩分機(jī)，一級篩分機(jī)篩孔直徑為10?15cm，二級篩分機(jī)篩孔直徑為1.3?5cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)料斗(4)通過進(jìn)料氣鎖與螺旋間接熱解爐(5)相連，出料裝置(18)通過出料氣鎖與螺旋間接熱解爐(5)的出料口相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種撬裝式土壤熱分離設(shè)備，其特征在于，所述噴淋冷凝塔(11)的冷卻水由空氣冷卻器(17)提供，噴淋冷凝塔(17)產(chǎn)生的不凝氣體經(jīng)過除霧裝置后進(jìn)入活性炭床(12)，凈化后的不凝氣體經(jīng)管道和不凝氣風(fēng)機(jī)輸送至燃燒室(8)進(jìn)行燃燒分解。
【文檔編號】B01D50-00GK204276512SQ201420770691
【發(fā)明者】李書鵬, 馬駿, 魏曉飛, 郭麗莉, 張秋子, 劉淵文, 孫堯, 全燕蘋, 王璇 [申請人]北京建工環(huán)境修復(fù)股份有限公司