[發明專利]序批式土壤微波熱脫附系統及方法

在審

• 申請號: 202211674751.2
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN115889441A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 諸毅;張汝壯;方興斌;姚振楠;徐子茜;章薔;郭昱鋒;仇奕沁;單源源;李明
• 申請（專利權）人: 上海城投上境生態修復科技有限公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 趙建敏

本發明提供了序批式土壤微波熱脫附系統及方法，該熱脫附系統具有單個或多個串聯的微波熱脫附箱以及與微波熱脫附箱連接的廢氣抽提處理組件。其中，微波熱脫附箱包括箱體以及密封設置在其上的頂蓋。箱體的底壁設置多根帶透波保護殼的石墨棒；前后兩個壁面上分別均勻分布多個微波發射器和多個微波發散器，前壁面還設置有控制面板和溫度傳感器；左右壁面上分別設置有插孔和插頭。頂蓋上設置有壓力傳感器、氣體抽提口以及安裝在其上的氣閥。本發明的脫附系統和工藝解決了小體量的揮發性或半揮發性有機污染土壤的快速修復，利用微波發射改變介電質溫度的加熱法代替傳統的天然氣燃燒加熱法，在短時間內使土壤快速升溫，促使有機污染物揮發。

技術領域

本發明屬于有機污染土壤處理技術領域，涉及有機污染土壤熱脫附技術，具體涉及一種序批式土壤微波熱脫附系統及方法。

背景技術

熱脫附是一種高效處理有機污染物的土壤修復技術，污染物經熱脫附后從土壤轉移到高溫尾氣中進行再次處理。常規熱脫附技術能耗高，設備體積較大，如回轉窯是一種常用的熱脫附設備，直筒回轉窯筒體的直徑分布在1.2-4.7m，筒體長度分布在25-47m，占地面積可分布在30-220m²，對于小體量的污染土壤來說不適用，僅設備的出場費和設備租賃費已超出了污染處理費用。此外，傳統的熱脫附常利用天然氣、液化氣、柴油等作為燃料，不僅上述能源燃燒后會產生大量二氧化碳，而且燃料的儲運過程安全風險較大。

微波與介電體相互作用，會引起其理化性質變化，不同介電體可以不同程度的吸收電磁波的能量然后將其轉化為熱量。與常規加熱由外向內進行傳導的方式不同，微波可以直接影響介質，以介質損耗微波能的形式使介質升溫，屬于內部加熱方式，該方式耗電低。同時，微波加熱能夠有效避免化石燃料的使用，降低了施工風險。目前，將微波用于土壤有機污染物熱脫附處理的相關應用還較少。

發明內容

本發明針對上述技術問題進行，提供了一種序批式土壤微波熱脫附系統及方法，有助于降低熱脫附能耗并避免化石燃料的使用。為了實現該目的，本發明采取的技術方案如下：

本發明的第一方面，提供了一種序批式土壤微波熱脫附系統，具有：單個或多個串聯的微波熱脫附箱以及與微波熱脫附箱連接的廢氣抽提處理組件。

其中，微波熱脫附箱包括箱體以及密封設置在其上的頂蓋。箱體的底壁設置多根帶透波保護殼的石墨棒；前后兩個壁面上分別均勻分布多個微波發射器和多個微波發散器，前壁面還設置有控制面板和溫度傳感器；左右壁面上分別設置有插孔和插頭。頂蓋上設置有壓力傳感器、氣體抽提口以及安裝在其上的氣閥。

優選的，本發明提供的序批式土壤微波熱脫附系統還具有如下技術特征：廢氣抽提處理組件與氣體抽提口連接，包括依次連接的抽提管道、換熱塔、氣液分離罐、UV光催化氧化箱、活性炭箱、風機、排放煙囪。換熱塔入口與所述抽提管道連接，出口與氣液分離罐進口連接，氣液分離罐的上端出氣口與UV光催化氧化箱進氣口連接，UV光催化氧化箱出氣口與活性炭箱相連，活性炭箱出氣口與風機相連，風機將降溫、除濕、氧化分解后的氣體抽提至排放塔，由煙囪排放；換熱塔和氣液分離罐的出水口的水收集統一進行水處理。

優選的，本發明提供的序批式土壤微波熱脫附系統還具有如下技術特征：箱體呈長方形，采用撬裝化設計，長1～3m，寬0.8～2m，高1～1.5m，壁厚10～30cm；箱體和頂蓋的壁面均采用保溫絕熱材料制成，防止熱量散失；頂蓋上設置有把手，內壁設置有密封圈，方便頂蓋操作并實現蓋與箱體之間的密封，防止熱量散失和有機污染物氣體擴散。

優選的，本發明提供的序批式土壤微波熱脫附系統還具有如下技術特征：石墨棒的直徑為10mm，高0.8～1.3m，外圍設置一層厚5mm的石英外殼，相鄰兩根石墨棒之間的間距為6-10cm。本發明中選用石英作為保護外殼，石英能被微波完全透射，作為支撐材料保護石墨棒。