一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法技術方案

本發明專利技術提供一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，屬于污染土壤修復技術領域，包括污染土壤預處理系統、熱處理系統和尾氣處理系統，污染土壤預處理系統分別與熱處理系統和尾氣處理系統連接，熱處理系統與尾氣處理系統連接；污染土壤預處理系統包括地暖系統、熱風除濕系統和鋼結構負壓預處理車間，地暖系統設置在鋼結構負壓預處理車間的底面基礎以下，熱風除濕系統設置在鋼結構負壓預處理車間上；熱處理系統設置有熱脫附高溫出料土壤——循環導熱油——循環水的換熱系統一；尾氣處理系統設置有高溫煙氣——干燥空氣的換熱系統二。本發明專利技術從熱脫附工藝整體出發，優化系統整體能源布局，實現修復效益的最大化。實現修復效益的最大化。實現修復效益的最大化。

【技術實現步驟摘要】
一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法


[0001]本專利技術涉及污染土壤修復
，尤其涉及一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法。

技術介紹

[0002]異位熱脫附技術是目前常用的一種污染土壤修復技術，主要適用于修復受到揮發性有機物、半揮發性有機物、有機農藥類、石油烴類及多氯聯苯、多溴聯苯和二噁英類等污染的土壤，也適用于修復汞污染土壤。該技術可用于焦化、農藥制造、石油開采與煉制、有機化工等工業地塊污染土壤的修復。
[0003]根據《污染土壤修復工程技術規范異位熱脫附》(HJ1164
?
2021)的定義，異位熱脫附是指將污染土壤從地塊中發生污染的位置挖掘出來，轉移或搬運到其他場所或位置，采用加熱處理的方式將污染物從污染土壤中揮發去除的過程。異位熱脫附包括直接熱脫附和間接熱脫附，其中直接熱脫附是指熱源通過直接接觸對污染土壤進行加熱將污染物從土壤中揮發去除的處理過程。直接熱脫附主要由預處理系統、熱處理系統和尾氣處理系統構成，其中預處理系統主要功能是將污染土壤的顆粒粒徑和含水率處理到滿足熱脫附系統的入料要求；熱處理系統主要功能是對污染土壤進行加熱將污染物從土壤中揮發去除；尾氣處理系統主要功能是對土壤中揮發出來的污染尾氣進行凈化處理以滿足國家或當地大氣排放標準。
[0004]在實際工程應用中，土壤含水率受土壤類型、土壤在地層中的分布位置、當地氣候和降雨等因素影響，未經預處理的污染土壤一般不能滿足熱處理系統對進料含水率的要求，需要進行干化預處理。專利CN201820430280公開了一種利用熱脫附后的土壤余熱干化入窯土壤的裝置，該裝置內部空腔被豎向隔板分割為冷段腔體和熱段腔體，水平設置的傳動軸內部設置導熱油循環通道，隔板兩側槳葉的朝向相反，使兩個腔體中的土壤能在槳葉驅動下朝隔板方向移動，冷段腔體的土壤出口接至回轉窯，回轉窯的土壤排出口與余熱利用裝置熱段腔體的土壤進口相連，實現了高溫土的余熱對待處理土壤的干化預熱。專利CN201710018839公開了一種利用熱脫附出料余熱預干燥污染土壤的方法及設備，該設備通過設置內筒體(熱脫附高溫出料土壤)和外筒體(待處理低溫土壤)之間進行逆向間接接觸傳熱，從而實現對高溫土的余熱利用。上述兩項專利均采用了換熱裝置直接對熱脫附高溫出料土壤余熱用于對待處理污染土壤的預熱干化處理，但若待處理土壤的含水率較高時容易黏附在換熱裝置內部，增加裝置維護成本，影響傳熱效率；同時這兩種形式的換熱裝置均為固體與固體之間的間接換熱，換熱效率低，不能對熱脫附高溫出料土壤余熱進行充分利用。專利CN108405591A公開了一種利用高溫土壤余熱提高常溫解吸大棚處理效率的系統及方法，該專利將高溫熱解吸技術修復后高溫土壤的余熱作為熱源，用于常溫解吸大棚地暖循環水的加熱，提高了常溫解吸修復效率的同時實現了修復后土壤降溫。但該系統一方面需要與常溫解吸工藝進行耦合，限定了應用場景；另一方面該系統采用的熱交換流槽來實現高溫土和循環水的熱交換，換熱效率低，不能充分利用高溫土的余熱。
[0005]直接熱脫附工藝的重點在于尾氣處理系統，隨著對環保重視程度的提高，目前更加關注修復工程本身對環境可能產生的二次污染?！段廴就寥佬迯凸こ碳夹g規范異位熱脫附》(HJ1164
?
2021)推薦的典型直接熱脫附工藝尾氣處理系統包含了二次燃燒室，溫度可達850～1100℃，煙氣停留時間大于2s，能夠將土壤中脫附出來的有機物進行徹底的氧化分解。為避免二噁英的再次合成，需要將高溫煙氣溫度快速降至200℃以下(二噁英的再合成溫度區間約為300～500℃)。專利CN201811100089.3和專利CN201921293145分別公開了一種有機污染土壤的修復設備和一種用于治理有機物污染土壤異位熱脫附修復設備，該兩項專利的共同點在于通過換熱單元將二次燃燒室的高溫煙氣的余熱用來加熱焚燒單元和二次燃燒室單元的助燃空氣，實現了能源節約。專利CN202010457773公開了一種熱脫附處理有機污染土壤的方法，該方法將二次燃燒室排放的高溫煙氣作為熱源直接用于熱脫附加熱單元加熱后再與助燃空氣進行換熱，提高了能源利用率。上述專利均只是將二燃室出口高溫煙氣通過熱交換的方式用于熱脫附系統內的污染土壤預熱或者燃燒系統的助燃空氣預熱，未考慮將熱脫附工藝的預處理系統納入到能源循環利用的整體，實現大系統整體的能源優化。
[0006]綜上所述，目前熱脫附修復后高溫出料土壤和二燃室高溫煙氣的余熱主要回用于熱脫附系統本身，很少從熱脫附工藝角度整體上，特別是預處理系統環節，進行系統整體能源優化，實現余熱的合理分配和利用。

技術實現思路

[0007]本專利技術的目的在于提供一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，解決現有熱脫附工藝中余熱的分配和再利用的技術問題。本專利技術從熱脫附整體工藝出發，全面考慮熱處理系統和尾氣處理系統余熱在污染土壤預處理系統的分配和再利用，從而提高污染土壤預處理系統的處置效率，優化熱脫附系統整體熱能利用率和修復效率。
[0008]為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
[0009]一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，包括污染土壤預處理系統、熱處理系統和尾氣處理系統，污染土壤預處理系統分別與熱處理系統和尾氣處理系統連接，熱處理系統與尾氣處理系統連接；
[0010]污染土壤預處理系統包括地暖系統、熱風除濕系統和鋼結構負壓預處理車間，地暖系統設置在鋼結構負壓預處理車間的底面基礎以下，用于加快土壤水分揮發，熱風除濕系統設置在鋼結構負壓預處理車間上，用于加速含濕氣體干燥和流動；
[0011]熱處理系統設置有熱脫附高溫出料土壤——循環導熱油——循環水的換熱系統一，為污染土壤預處理系統的地暖系統提供熱源；
[0012]尾氣處理系統設置有高溫煙氣——干燥空氣的換熱系統二，為污染土壤預處理系統的熱風除濕系統提供熱源。
[0013]進一步地，地暖系統包括地暖加熱盤管和循環水泵，地暖加熱盤管與循環水泵連接，構成污染土壤預處理系統的閉環地暖加熱系統，循環水泵與熱處理系統連接，循環水泵為地暖系統循環水的流動提供動力。
[0014]進一步地，熱風除濕系統包括熱風除濕系統進風管、熱風除濕系統出風管、熱風除濕系統進氣引風機、尾氣干燥除塵系統和熱風除濕系統尾氣引風機，熱風除濕系統進風管
設置在鋼結構負壓預處理車間的一側，熱風除濕系統進風管與熱風除濕系統進氣引風機連接，熱風除濕系統出風管設置在鋼結構負壓預處理車間的頂部，熱風除濕系統出風管與尾氣干燥除塵系統連接，尾氣干燥除塵系統與熱風除濕系統尾氣引風機連接，熱風除濕系統尾氣引風機的一側通過閥門一與尾氣處理系統連接，熱風除濕系統尾氣引風機的另一側通過閥門二與熱處理系統連接。
[0015]進一步地，熱處理系統包括上料系統、進料螺旋、直接熱脫附窯體、出料螺旋、導熱油泵和換熱器一，上料系統分別與污染土壤預處理系統和進料螺旋連接，進料螺旋與直接熱脫附窯體連接，直接熱脫附窯體分別與尾氣處理系統和出料螺旋連本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，其特征在于：包括污染土壤預處理系統、熱處理系統和尾氣處理系統，污染土壤預處理系統分別與熱處理系統和尾氣處理系統連接，熱處理系統與尾氣處理系統連接；污染土壤預處理系統包括地暖系統、熱風除濕系統和鋼結構負壓預處理車間，地暖系統設置在鋼結構負壓預處理車間的底面基礎以下，用于加快土壤水分揮發，熱風除濕系統設置在鋼結構負壓預處理車間上，用于加速含濕氣體干燥和流動；熱處理系統設置有熱脫附高溫出料土壤——循環導熱油——循環水的換熱系統一，為污染土壤預處理系統的地暖系統提供熱源；尾氣處理系統設置有高溫煙氣——干燥空氣的換熱系統二，為污染土壤預處理系統的熱風除濕系統提供熱源。2.根據權利要求1所述的一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，其特征在于：地暖系統包括地暖加熱盤管和循環水泵，地暖加熱盤管與循環水泵連接，構成污染土壤預處理系統的閉環地暖加熱系統，循環水泵與熱處理系統連接，循環水泵為地暖系統循環水的流動提供動力。3.根據權利要求1所述的一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，其特征在于：熱風除濕系統包括熱風除濕系統進風管、熱風除濕系統出風管、熱風除濕系統進氣引風機、尾氣干燥除塵系統和熱風除濕系統尾氣引風機，熱風除濕系統進風管設置在鋼結構負壓預處理車間的一側，熱風除濕系統進風管與熱風除濕系統進氣引風機連接，熱風除濕系統出風管設置在鋼結構負壓預處理車間的頂部，熱風除濕系統出風管與尾氣干燥除塵系統連接，尾氣干燥除塵系統與熱風除濕系統尾氣引風機連接，熱風除濕系統尾氣引風機的一側通過閥門一與尾氣處理系統連接，熱風除濕系統尾氣引風機的另一側通過閥門二與熱處理系統連接。4.根據權利要求1所述的一種利用直接熱脫附余熱優化污染土壤預處理系統的方法，其特征在于：熱處理系統包括上料系統、進料螺旋、直接熱脫附窯體、出料螺旋、導熱油泵和換熱器一，上料系統分別與污染土壤預處理系統和進料螺旋連接，進料螺旋與直接熱脫附窯體連接，直接熱脫附窯體分別與尾氣處理系統和出料螺旋連接，且直接熱脫附窯體通過閥門二與熱風除濕系統尾氣引風機連接，熱風除濕系統的尾氣通過閥門二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國寧，朱紅祥，張榮海，謝湉，黃錦孫，杜萬傳，王健，
申請(專利權)人：廣西博世科環保科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：