[發明專利]石油烴污染土壤的異位修復系統及操作方法

有效

• 申請號: 200910068066.3
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101524703A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李鑫鋼;李忠媛;隋紅;李洪;杜永亮;隋蕾
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B09C1/02
• 分類號: B09C1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 王 麗

技術領域

本發明涉及一種石油烴污染土壤的異位修復系統及操作方法，特別是采用物理化學-生物耦合的技術修復中、高濃度石油烴污染土壤的修復工藝中所用到的連續逆流固液溶劑萃取塔。

背景技術

目前處理高濃度石油污染土壤應用較為普遍的是土壤淋洗技術，淋洗設備是間歇性處理土壤，效率低，工業應用性差。添加表面活性劑的水洗設備是目前用的最多的，但該過程往往是在攪拌釜中進行，因此也是一種間歇性設備，效率不高，使得水洗設備在修復土壤這方面的應用受到了局限。本發明針對以上不足，發明了一種能夠連續操作、易于固液分離、高效連續逆流固液溶劑萃取塔，對污染土壤進行物理化學修復，實現了連續、高效以及各種土壤類型廣泛適用的土壤修復設備。將土壤修復與化學工程的方法結合進行修復土壤，費用低、可操作性強，有很好的工程應用前景。

發明內容

本發明的目的是發明一種能作為工程應用規模的連續、高效的異位土壤溶劑萃取塔，主要針對中、高濃度污染土壤。

本發明是通過下述技術方案加以實現的：

本發明的石油烴污染土壤的異位修復系統，是系統中設置有萃取塔，并且實現連續操作。

所述的萃取塔為連續逆流固液溶劑萃取塔。

所述的萃取塔包括料斗1、進料器2、固體分布器3、液體分布器6和出料器7；萃取塔4側壁底部和頂部分別設有溶劑入口和溶劑出口；塔頂部和底部分別設固體分布器和液體分布器；頂端和底端分別接進料器和出料器。

本發明在萃取塔內設置有刮壁器5，與塔體同軸旋轉的不銹鋼制的人字刮壁鋼片。

本發明的石油烴污染土壤的異位修復系統操作方法是：污染土壤首先通過提升機進入料斗1，通過進料器2從塔頂經固體分布器3均勻的進入萃取塔，萃取溶劑從塔底由液體分布器6進入萃取塔，其中溶劑為連續相，土壤為分散相；在萃取塔中土壤和溶劑逆流接觸，并通過塔內件8或中段循環9系統進行固液強化傳質，實現土壤的脫除石油烴的過程。

所述塔內件8為人字擋板。

所述中段循環9是在塔中段抽出一部分固體與液體混合物，并打入塔中進行再循環以增強傳質效果。

所述溶劑可采用石油醚，也可以采用蒸餾的方法獲得C3～C20烷烴組分的混合物，它具有高效脫除有機烴類，低毒性，易回收等特點。

料斗可以是一錐形容器，用來乘裝粉碎后的固體土壤，下面與進料器相連。上面與提升機相接，實現貯存土壤的作用。

進料器2是多種形式的固體進料器，螺旋(有軸或無軸)進料器和星形閥進料器是兩種主要形式，用無級調速電機對其進行轉速控制，實現固體進料的連續可控性。

固體分布器3是采用撞擊式固體分布裝置，見萃取塔附圖1，其結構是一圓柱形空桶底部出口處焊接一系列同心圓錐套筒，通過進料器輸入的土壤通過撞擊進入不同層的錐形套筒，實現了土壤的均勻分布進料。

萃取塔4是主要設備，如圖1所示，可以是一圓柱形或其他任何形狀的萃取塔，底部形狀呈錐形或其他形狀；側壁底部和頂部分別設有溶劑入口和溶劑出口；塔頂部和底部分別設固體分布器和液體分布器；頂端和底端分別接進料器和出料器。土壤從塔頂進入，與從塔底部進入的溶劑逆流接觸，達到脫油的作用。

刮壁器5結構是通過電機的控制可以與塔體同軸，并可以旋轉的不銹鋼制的人字刮壁鋼片，通過調節電機可以使人字鋼片進行旋轉，使塔內固體出料更順暢，用來刮下內壁的土壤，防止溝流潰堤。

液體分布器6可采用多孔排管式液體分布器，見附圖3，其特點是結構簡單，在塔內占用空間較小。進液方式是：液體由水平主管一端引入，通過水平支管得下開孔向塔內輸入新鮮溶劑，這樣能夠使入塔溶劑均勻分布。

固體出料裝置7是螺旋出料器或其他形式的固體導出裝置，用來將沉降于塔底的土壤導出塔。

塔內件8為了加強溶劑與土壤的傳質效果，在溶劑萃取塔中添加塔內件如折角固體擋板，折角為45~90度，其堆放密度可以根據油污染土壤特性自由選擇，如圖2a密布型折角固體擋板和圖2b稀疏型折角固體擋板。或者使用其他形狀的擋板，圖2c斜板式擋板。擋板可如散堆填料無次序堆放在塔內，不需要固定。

該發明的獨特之處有如下幾點：

1、打破了以往土壤修復裝置的間歇性操作，實現了污染土壤的連續修復，這也是歷史性的突破。

2、脫付效率高，萃取部分脫除率可達90％以上。

3、修復成本低，所用溶劑可以回收利用，幾乎沒有溶劑損失。

4、本工藝適合修復的土壤類型廣：可以處理砂土、粘土等各種類型的土壤。

附圖說明

圖1：連續逆流固液溶劑萃取塔；

圖2a：密布型折角固體擋板；