[發明專利]一種介質內循環強化熱脫附土壤修復反應器及其方法

有效

• 申請號: 202011423944.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112658021B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 徐海濤;凌祥;張勝田;周永賢;陳紀賽;王小峰;胡孫;秦海燕
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京中船綠洲環保有限公司;生態環境部南京環境科學研究所
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;徐冬濤

本發明公開了一種介質內循環強化熱脫附土壤修復反應器及其方法，屬于土壤修復技術領域。通過特殊設計的轉筒結構實現熱介質內循環，并且提出一種利用有機污染物氧化分解加熱土壤的途徑，在不增加設備規模的前提下，顯著提升了設備處理效率和污染物去除效果，同時降低了系統能耗。

技術領域

本發明屬于污染場地土壤修復技術領域，適用于有機污染場地土壤的修復，具體涉及一種介質內循環強化熱脫附土壤修復反應器及其方法。

背景技術

土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層，當排入土壤的有害物質過多超過土壤自凈能力時就會引起土壤的組成、結構和功能發生變化，微生物活動受到抑制，有害物質或其分解產物在土壤中逐漸積累通過土壤→植物→人體，或通過土壤→水→人體間接被人體吸收，達到危害人體健康的程度，就發生了土壤污染。

目前污染嚴重的場地主要包括化工廠、農藥廠、冶煉廠、加油站、化學品儲罐等，這類場地的污染物主要以有機污染為主，根據其熔沸點的差異又可分為揮發性有機物、半揮發性有機物、持久性有機物及農藥等。這類污染土壤的修復技術包括焚燒(水泥窯協同處置)、植物修復、生物修復、化學修復及熱脫附等，其中熱脫附技術具有處理效率高、修復周期短、裝置可移動等優點，廣泛應用于揮發/半揮發性有機污染場地修復，美國EPA統計顯示歐美場地修復案例中熱脫附占20～30％，是場地修復主要技術之一。

按加熱方式不同，熱脫附分為直接熱脫附和間接熱脫附兩種技術。其中間接熱脫附技術因其安全性高，二次污染風險低，修復后土壤可再利用等優勢，被廣泛應用。

間接熱脫附技術是通過燃燒產生的高溫煙氣通過反應器金屬殼體間接加熱污染土壤，使污染土壤加熱至目標溫度以上，在加熱過程中，高溫煙氣與污染土壤不直接接觸。通過控制系統溫度和物料停留時間有選擇地使有機污染物氣化揮發，從而使有機污染物與土壤顆粒分離、去除。

一般污染場地待修復污染土壤少則數千噸，多則幾十萬噸，修復后的土地急需再開發房地產，所以要求修復設備處理效率高、能力強，以縮短修復工期。污染土壤在全國各地分布，設備需要經常拆裝更換使用場地，以實現設備反復利用。考慮設備的安裝、運輸和拆卸，要求撬裝式集成，單體結構尺寸一般不超過3m×3m×12m。

在不增加設備尺寸的前提下，依賴高溫煙氣、金屬殼體和土壤三者間接傳熱這種單一的加熱方式，限制了傳熱效率，導致了間接熱脫附設備處理效率低，一般為每小時3-4噸，不能滿足中大型污染場地土壤修復的需要。

另一方面，有些大塊土壤比較密實，熱量很難有效傳遞到內部，阻礙了中心有機污染物揮發，導致污染物去除率不高，一般為90-95％，對于重度污染土壤熱脫附效果不能滿足修復要求。

此外，現有熱脫附技術熱量都是來源于燃料燃燒，需要消耗大量燃料，修復成本高。