本公開屬于有機污染土壤修復(fù)領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤熱脫附修復(fù)和尾氣催化治理方法。
技術(shù)背景
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，土壤環(huán)境受到的揮發(fā)性有機物(VOC)和半揮發(fā)性有機物(SVOC)的污染日益增多。目前對VOC和SVOC污染土的治理通常是將污染土挖出后進行填埋、焚燒和生物處理。但這些方法都存在各自的缺點，填埋和焚燒費用昂貴，并會發(fā)生二次污染；生物處理周期長，且處理效果不理想。針對這些污染物的特點，熱脫附修復(fù)技術(shù)體現(xiàn)出修復(fù)周期短、效率高、效果好、無廢水產(chǎn)生，且操作靈活、穩(wěn)定等優(yōu)點。
熱脫附修復(fù)技術(shù)是將土壤中的有機污染物加熱到足夠的溫度，以使有機污染物從污染介質(zhì)上得以揮發(fā)或分離，進入氣體處理系統(tǒng)的過程。一般來說熱脫附技術(shù)可以分類為原位熱脫附技術(shù)和異位熱脫附技術(shù)兩大類。
原位熱脫附技術(shù)是將污染土壤加熱至目標(biāo)污染物的沸點以上，通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時間有選擇地促使污染物氣化揮發(fā)，使目標(biāo)污染物與土壤顆粒分離、去除，揮發(fā)出來的氣態(tài)產(chǎn)物通過收集和捕獲后進行凈化處理。異位熱脫附技術(shù)則用來處理一些適于開展異位環(huán)境修復(fù)的區(qū)域，將污染土壤提取出來并通過專門的熱脫附系統(tǒng)裝置處理。異位熱脫附系統(tǒng)可分為直接熱脫附和間接熱脫附，也可分為高溫?zé)崦摳胶偷蜏責(zé)崦摳健?/p>
能耗高是熱脫附修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過程中最主要的問題，同時，尾氣一般采用焚燒處理，為了避免二噁英的產(chǎn)生，需控制溫度在800～1200℃之間，消耗更能多的能源，增加成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，本公開揭示了一種有機污染土壤熱脫附修復(fù)和尾氣催化治理裝置，所述裝置包括：進料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；
所述進料系統(tǒng)包括依次連接的破碎單元(1)、篩分單元(2)和運輸單元(3)；所述破碎單元(1)將土壤中大石塊破碎成小顆粒，所述篩分單元(2)用于過濾掉粒徑較大的石塊，所述運輸單元(3)用將篩分單元(2)篩分出的小顆粒運至熱脫附單元(4)中；
所述脫附系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機(9)、電加熱單元(5)和熱脫附單元(4)；所述電加熱單元(5)將氣體加熱到設(shè)置溫度，所述熱脫附單元(4)利用高溫氣體將土壤加熱，是土壤表面有機污染物揮發(fā)至氣體中；
所述脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的旋風(fēng)除塵器(6)、袋式除塵器(7)和催化燃燒器(8)；所述旋風(fēng)除塵器(6)對熱脫附后的廢氣進行初步除塵，去除顆粒較大的粉塵，所述袋式除塵器(7)進一步將廢氣中的細(xì)小粉塵進行過濾，所述催化燃燒器(8)將廢氣中有機污染物進行催化氧化處理，生成H2O和CO2。
本公開具有的有益效果：采用電加熱方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃?xì)馊紵訜岱绞?，廢氣在系統(tǒng)中循環(huán)使用，不僅充分利用廢氣余熱，減少加熱成本，而且還不產(chǎn)生廢氣排放，避免二次污染。
附圖說明
圖1是本公開一個實施例中一種有機污染土壤熱脫附修復(fù)和尾氣催化治理裝置的示意圖；
圖中，1、破碎單元；2、篩分單元；3、運輸單元；4、熱脫附單元；5、電加熱單元；6、旋風(fēng)除塵器；7、袋式除塵器；8、催化燃燒器；9、風(fēng)機。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本公開的具體實施方式。
在一個實施例中，本公開揭示了一種有機污染土壤熱脫附修復(fù)和尾氣催化治理裝置，所述裝置包括：進料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；
所述進料系統(tǒng)包括依次連接的破碎單元(1)、篩分單元(2)和運輸單元(3)；所述破碎單元(1)將土壤中大石塊破碎成小顆粒，所述篩分單元(2)用于過濾掉粒徑較大的石塊，所述運輸單元(3)用將篩分單元(2)篩分出的小顆粒運至熱脫附單元(4)中；
所述脫附系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機(9)、電加熱單元(5)和熱脫附單元(4)；所述電加熱單元(5)將氣體加熱到設(shè)置溫度，所述熱脫附單元(4)利用高溫氣體將土壤加熱，是土壤表面有機污染物揮發(fā)至氣體中；
所述脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的旋風(fēng)除塵器(6)、袋式除塵器(7)和催化燃燒器(8)；所述旋風(fēng)除塵器(6)對熱脫附后的廢氣進行初步除塵，去除顆粒較大的粉塵，所述袋式除塵器(7)進一步將廢氣中的細(xì)小粉塵進行過濾，所述催化燃燒器(8)將廢氣中有機污染物進行催化氧化處理，生成H2O和CO2。
在本實施例中，所述運輸單元(3)與熱脫附單元(4)相連接，所述運輸單元(3)將破碎、篩分后的有機污染土壤運至熱脫附單元(4)中，所述熱脫附單元(4)將土壤中的有機污染物脫附至氣相中，凈化后的土壤用于回填或二次利用；
所述熱脫附單元(4)出氣口與旋風(fēng)除塵器(6)連接，被脫附出來的含有有機污染物的廢氣依次經(jīng)過旋風(fēng)除塵器(6)、袋式除塵器(7)；
所述催化燃燒器(8)與風(fēng)機(9)相連接，利用廢氣中余熱將催化燃燒器(8)中的催化劑預(yù)熱到控制溫度，廢氣中的有機污染物被催化氧化處理，風(fēng)機(9)將廢氣送至電加熱單元(5)中，循環(huán)使用。
所述風(fēng)機(9)分別與催化燃燒器(8)、電加熱單元(5)連接，經(jīng)過催化處理的廢氣在電加熱單元(5)中被加熱，循環(huán)使用，廢氣中的余熱可節(jié)省加熱成本，減少廢氣排放。
在一個實施例中，所述催化燃燒器(8)的前端設(shè)置有補風(fēng)口。
在本實施例中，所述補風(fēng)口用于調(diào)節(jié)催化燃燒器(8)內(nèi)廢氣溫度和含氧量。
在一個實施例中，所述風(fēng)機(9)的出氣端設(shè)置有排風(fēng)口。
在本實施例中，所述排風(fēng)口用于排除少量氣體。
在一個實施例中，所述篩分單元(2)將粒徑小于50mm的土壤顆粒送至熱脫附單元(4)進行熱脫附處理，所述篩分單元(2)將粒徑大于50mm的顆粒返回破碎單元(1)中重新進行處理。
在一個實施例中，所述電加熱單元(5)內(nèi)設(shè)有多組電加熱管，將氣體加熱至450～600℃，在此范圍內(nèi)，土壤中有機污染物能夠被充分脫附。
在一個實施例中，所述催化燃燒器(8)的溫度控制在300～500℃范圍內(nèi)，所述廢氣在催化燃燒器(8)內(nèi)停留2秒以上。
在一個實施例中，如圖1所示的一種有機污染土壤熱脫附修復(fù)和尾氣催化治理裝置，包括進料系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)組成。所述進料系包括依次連接的破碎單元1、篩分單元2和運輸單元3，所述脫附系統(tǒng)包括依次連接的風(fēng)機9、電加熱單元5和熱脫附單元4，所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的旋風(fēng)除塵器6、袋式除塵器7和催化燃燒器8。
所述運輸單元3與熱脫附單元4連接，所述熱脫附單元4與旋風(fēng)除塵器6連接，所述催化燃燒器8與風(fēng)機9連接，所述催化燃燒器8前端設(shè)置補風(fēng)口，所述風(fēng)機9后端設(shè)置排風(fēng)口。
本具體實施方式的整體工藝流程：有機污染土壤中大粒徑顆粒在破碎單元1中被粉碎，經(jīng)篩分單元2篩分后，粒徑小于50mm的土壤顆粒由運輸單元3輸送至熱脫附單元4中，用于后續(xù)熱脫附處理；粒徑大于50mm的顆粒返回破碎單元1中繼續(xù)破碎處理。
在熱脫附單元4中，有機污染土壤被熱風(fēng)加熱，使附著在顆粒表面的有機污染物脫附至氣相中，與土壤分離，經(jīng)充分脫附后的土壤可用于回填，含有被脫附出來的有機污染物的廢氣依次經(jīng)過旋風(fēng)除塵器6和袋式除塵器7，進行除塵處理，除塵過程中，回收的土壤也可用于回填或二次利用。
除塵處理后的廢氣，通入催化燃燒器8中，催化燃燒器8中的催化劑被廢氣的余熱加熱至300～500℃范圍內(nèi)，通過催化燃燒器8的補風(fēng)口補充空氣，調(diào)節(jié)催化溫度和廢氣的含氧量，廢氣在催化燃燒器8中停留時間在2秒以上，廢氣中的有機污染物被充分催化分解成CO2和H2O，并釋放大量的熱，使氣體溫進一步升高。
凈化后的氣體由風(fēng)機9排入電加熱單元5中，采用電加熱的方式對氣體進行加熱，使氣體溫度達(dá)到450～600℃。風(fēng)機9出口端設(shè)有排風(fēng)口，排出少量氣體。由于經(jīng)催化處理后的廢氣溫度較高，因此大大減少加熱成本。加熱后的高溫氣體通入熱脫附單元4中，在該溫度下可充分脫附附著在土壤顆粒表面的有機污染物。
上述實施例為本公開較佳的實施方式，但本公開的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本公開的保護范圍之內(nèi)。