[發(fā)明專利]一種基于熱脫附助劑填充的罐式熱脫附裝置及脫附方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010929708.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN112058892B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石佳奇;楊璐;龍濤;黃劍波;應(yīng)蓉蓉;郭洋;陳朦;溫冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B09C1/06
• 分類號(hào): B09C1/06;B02C4/08;B02C4/42
• 代理公司: 北京棧橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

1.一種基于熱脫附助劑填充的罐式熱脫附裝置，其特征在于，包括支撐架(1)，以及位于所述支撐架(1)上方的熱脫附單元(2)、驅(qū)動(dòng)控制單元(3)以及尾氣處理單元(4)；

所述熱脫附單元(2)包括通過支撐腳(21)連接在支撐架(1)上方的熱脫附罐(22)，所述熱脫附罐(22)外部設(shè)有用于為熱脫附罐(22)內(nèi)部提供熱源的電加熱套(23)，熱脫附罐(22)的頂部設(shè)有進(jìn)料口(24)，所述進(jìn)料口(24)的上方連接有土壤預(yù)處理機(jī)構(gòu)(25)，熱脫附罐(22)底部中心位置設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)的上端可拆卸連接有內(nèi)部填充有熱脫附助劑的轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)，用于驅(qū)動(dòng)土壤轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)土壤進(jìn)行熱脫附，熱脫附罐(22)底部設(shè)有帶有閥門(29)的出料管(28)，所述出料管(28)下端貫穿支撐架(1)；

所述驅(qū)動(dòng)控制單元(3)包括安裝在支撐架(1)上方且位于熱脫附罐(22)一側(cè)的主箱體(31)，位于所述主箱體(31)上部的電箱(32)，以及位于主箱體(31)底部的電機(jī)(33)，所述電機(jī)(33)通過傳動(dòng)組件(34)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)傳動(dòng)連接，用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)帶動(dòng)土壤在離心力作用下與熱脫附罐(22)內(nèi)壁進(jìn)行熱傳導(dǎo)；

所述尾氣處理單元(4)包括位于所述主箱體(31)頂部的吸附箱體(41)，所述吸附箱體(41)內(nèi)設(shè)有吸附填料，吸附箱體(41)一端通過通氣管(42)與熱脫附罐(22)上部貫通連接，用于將熱脫附罐(22)內(nèi)部產(chǎn)生廢氣引入吸附填料進(jìn)行處理，吸附箱體(41)另一端設(shè)有用于抽氣引流的排風(fēng)扇(43)；

所述土壤預(yù)處理機(jī)構(gòu)(25)包括固定在所述吸附箱體(41)頂部的旋轉(zhuǎn)軸(251)，所述旋轉(zhuǎn)軸(251)上連接有用于進(jìn)料的料斗(252)，安裝與所述料斗(252)內(nèi)部用于對(duì)土壤進(jìn)行破碎擠壓處理的破碎輥(253)，所述破碎輥(253)分別由安裝在料斗(252)外部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(254)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，料斗(252)底部設(shè)有用于對(duì)所述進(jìn)料口(24)進(jìn)行封蓋的旋轉(zhuǎn)蓋板(255)，所述旋轉(zhuǎn)蓋板(255)通過鎖扣(256)與所述熱脫附罐(22)鎖定連接；

所述旋轉(zhuǎn)蓋板(255)與所述進(jìn)料口(24)之間設(shè)有用于防止尾氣逃逸的密封橡膠圈(257)，所述料斗(252)頂部設(shè)有橡膠蓋板(258)；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)包括上固定圈(271)、下固定圈(272)和撥片(273)，所述上固定圈(271)包括上部外環(huán)(274)，所述上部外環(huán)(274)的外周設(shè)有多個(gè)用于與所述熱脫附罐(22)內(nèi)壁滾動(dòng)連接的滾珠(277)，上部外環(huán)(274)的內(nèi)側(cè)通過4-6個(gè)第一連接桿(278)與位于上部外環(huán)(274)中心位置的上部?jī)?nèi)環(huán)(275)固定連接；所述下固定圈(272)包括下部外環(huán)(276)，所述下部外環(huán)(276)的外周設(shè)有多個(gè)用于與所述熱脫附罐(22)內(nèi)壁滾動(dòng)連接的滾珠(277)，下部外環(huán)(276)的內(nèi)側(cè)通過4-6個(gè)第二連接桿(279)與位于下部外環(huán)(276)中心位置的固定圓板(2710)連接，所述固定圓板(2710)上設(shè)有與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)通過螺紋連接的螺栓孔(2711)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)上端設(shè)有用于壓緊固定圓板(2710)的鎖緊螺帽(2712)，所述撥片(273)連接在上下相對(duì)的第一連接桿(278)和第二連接桿(279)之間，相鄰兩個(gè)撥片(273)之間等距間隔；

所述撥片(273)包括焊接在所述第一連接桿(278)和第二連接桿(279)之間的矩形槽(2713)，所述矩形槽(2713)的槽口的長(zhǎng)邊兩側(cè)以及底邊一側(cè)設(shè)有用于卡接蓋板(2714)的壓片(2715)，蓋板和矩形槽(2713)構(gòu)成的空腔用于填充所述熱脫附助劑，矩形槽(2713)內(nèi)側(cè)以及所述卡接蓋板(2714)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有用于導(dǎo)熱以及阻隔熱脫附助劑泄露的石棉網(wǎng)片，矩形槽(2713)靠近熱脫附罐(22)內(nèi)壁一側(cè)設(shè)有刮板(2716)；

所述熱脫附助劑包括A型助劑和B型助劑，所述A型助劑為過氧化鈣顆粒，B型助劑為吸附有過氧化氫溶液的氧化鋁球，A型助劑和B型助劑分別單獨(dú)填充在矩形槽(2713)內(nèi)；

所述傳動(dòng)組件(34)包括連接在所述熱脫附罐(22)底部與所述主箱體(31)底部之間的L型連通管(341)，位于所述L型連通管(341)豎直端且連接在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26)下端的從動(dòng)輪(342)，連接在所述電機(jī)(33)輸出軸下端的主動(dòng)輪(343)，以及位于L型連通管(341)橫向段內(nèi)且連接在從動(dòng)輪(342)和主動(dòng)輪(343)之間的皮帶(344)；

利用所述裝置進(jìn)行脫附方法包括以下步驟：

步驟一：向轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)內(nèi)分別填充熱脫附助劑，所述熱脫附助劑包括A 型助劑和B型助劑，所述A型助劑為過氧化鈣顆粒，B型助劑為吸附有過氧化氫溶液的氧化鋁球；

步驟二：向熱脫附罐(22)內(nèi)裝入污染土壤，通過電機(jī)(33)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)轉(zhuǎn)動(dòng)使土壤分布均勻，隨后開啟電加熱套(23)升溫至70-100度，B型助劑中的過氧化氫開始逐漸受熱分解的氧氣對(duì)土壤中有機(jī)污染物進(jìn)行低溫氧化分解，時(shí)間為20-50min；隨后提高溫度至350-600度，A型助劑的過氧化鈣受熱分解繼續(xù)產(chǎn)出氧氣對(duì)土壤中有機(jī)污染物進(jìn)行高溫氧化分解，時(shí)間為20-30min；有機(jī)污染物受熱產(chǎn)生的污染廢氣經(jīng)尾氣處理單元(4)處理后排出；熱脫附處理完成后，土壤繼續(xù)由轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)轉(zhuǎn)動(dòng)散熱，直至冷卻無(wú)廢氣排出，打開出料管(28)上的閥門(29)，由轉(zhuǎn)動(dòng)撥輪(27)推動(dòng)熱脫附土壤從出料管(28)排出；

步驟三：采用體積濃度為30％的過氧化氫溶液對(duì)使用過的A型助劑和B型助劑進(jìn)行淋洗，使B型助劑中的氧化鋁球重新吸附過氧化氫溶液，并可使A型助劑中因過氧化鈣受熱分解生產(chǎn)的氧化鈣與過氧化氫反應(yīng)重新生成過氧化鈣；可實(shí)現(xiàn)熱脫附劑的重復(fù)使用，重復(fù)上述步驟對(duì)污染土壤進(jìn)行熱脫附處理。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于熱脫附助劑填充的罐式熱脫附裝置，其特征在于，所述吸附填料由活性炭、沸石分子篩按照質(zhì)量比為2：3組成。