[發明專利]一種基于水泥工藝的有機污染土壤熱脫附方法和裝置

有效

• 申請號: 201110393983.6
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102513346A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 姜雨生;劉佳;徐偉;劉寶蘊;田巍;李繼榮;孫偉艦;劉紅
• 申請（專利權）人: 北京金隅紅樹林環保技術有限責任公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于污染土壤修復領域，適用于揮發性/半揮發性有機污染土壤，更具體地涉及一種利用水泥生產高溫煅燒進行尾氣處理的污染土壤熱脫附修復方法。

本發明還涉及一種用于實現上述方法的裝置。

背景技術

近年來，隨著產業結構的調整，許多城市中原來處在主城區的工業企業紛紛關閉或搬遷，遺留下了大量污染土壤，包括大量有機污染土壤，這些受到污染的場地必須經過土壤修復才能投入新的用途。對于有機污染土壤修復，熱脫附技術是一種常用的有效技術，是用直接或間接的熱交換，加熱土壤使其中有機污染組分快速揮發并與土壤介質相分離，再通過焚燒、吸附或化學反應等方式對脫附出來的有機物進行處理。熱脫附技術具有污染物處理范圍寬、設備可移動、修復后土壤可再利用等優點，目前歐美國家已將土壤熱脫附技術工程化，廣泛應用于有機污染土壤的異位或原位修復。但熱脫附技術也存在一定缺點，如脫附時間長、焚燒尾氣能耗高、尾氣吸附吸收劑需二次處理、運行成本高等，限制了熱脫附技術在有機污染土壤修復中的應用。

我國土壤修復技術尚處起步階段，真正工業化應用的技術并不多，熱脫附技術在國內尚無大規模工業化應用，而污染土壤水泥窯焚燒技術則實現了工業化。水泥窯焚燒是在水泥窯內的高溫條件下使土壤中有機污染物與氧氣混合燃燒，生成無毒無害的二氧化碳和水蒸氣，并將重金屬固定在水泥熟料中，焚燒殘渣混入水泥熟料，最終成為水泥產品。水泥窯焚燒技術能夠安全、徹底處置污染土壤，但也存在一定缺點，如處置后的土壤不可再利用，處置能力受水泥品質要求的限制，處置堿性高或含氯較高的污染土壤會影響正常水泥生產等。

專利號為201010598161.7的發明專利公開了一種有機物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統，該系統包括有土壤進料系統，該土壤進料系統、熱源系統與逆向熱脫附系統相連，逆向熱脫附系統依次與除塵系統、冷卻系統、活性炭吸附系統相連，上述子系統控制端和控制系統連接，經點火系統使熱空氣進入逆向熱脫附滾筒，污染土壤經土壤輸送裝置進入逆向熱脫附滾筒，熱空氣與土壤逆向接觸，將其所含的有機污染物加熱，使其揮發，凈化后的土壤用作回填土，揮發尾氣經引風機經過旋風除塵器、吸附除塵器出塵，再經過霧化冷卻塔、表盤冷卻裝置進入蜂窩狀活性炭塔吸收，再通過尾氣排放裝置實現尾氣達標排放。

專利號為200910030305.6的發明專利公開了一種土壤污染熱脫附修復處理系統，該系統包括進料系統、熱源系統和控制系統，其特征在于還包括熱脫附系統和尾氣處理裝置，其中熱脫附系統由引風機和熱提轉爐組成，尾氣處理裝置由除塵器和堿液吸收塔組成。

專利號為201010623993.X的發明專利公開了一種有機物污染土壤真空強化遠紅外熱脫附系統，該系統利用和升降旋轉系統豎直連接的熱源系統，以及和熱源系統相連接的熱脫附核心系統，和熱脫附核心系統相接的溫度控制系統和真空度控制系統，另外熱脫附核心系統還和冷凝系統相連接，而冷凝系統和尾氣凈化系統相連接，用于脫附土壤中的有機污染物。該專利的尾氣凈化系統為兩級活性炭吸附。

上述三項專利均為在現有熱脫附技術上進行的部分改進，雖然脫附效率有部分提升，但沒有克服尾氣吸附吸收劑需二次處理、設備復雜、運行成本高的缺點。

專利號為201110118860.1的發明專利公開了一種污染土的熱脫附方法，該方法包括：將污染土在400～650℃下進行熱脫附；將由所述熱脫附步驟排出的包含氣化污染物的煙氣在750～1200℃下進行焚燒；以及對經過焚燒后的所述煙氣進行余熱利用和尾氣處理。該方法所用的熱脫附器為臥置旋窯，污染土在熱脫附前進行了篩分操作。

該專利將熱脫附后的尾氣在高溫下焚燒能夠徹底除去有害物質，但單獨焚燒尾氣能耗高，處理成本也勢必增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于水泥工藝的有機污染土壤熱脫附方法。

本發明的又一目的在于提供一種用于實現上述方法的裝置。

為實現上述目的，本發明提供的有機污染土壤熱脫附方法，是將污染土壤逆向地與熱風接觸進行熱脫附，使污染土壤中的揮發性/半揮發性有機物分離出來并由熱風帶出，經熱脫附后的土壤冷卻加濕；熱脫附時產生的尾氣進入水泥窯內進行焚燒凈化排放。

所述的有機污染土壤熱脫附方法，其中，污染土壤先經篩分然后進行破碎，破碎后污染土壤顆粒直徑小于5cm。

所述的有機污染土壤熱脫附方法，其中，熱脫附的熱風溫度為150-850℃。

所述的有機污染土壤熱脫附方法，其中，焚燒尾氣的溫度為900-1750℃。

本發明提供的用于實現上述方法的裝置，主要包括：