我國有大量土壤遭受了苯、甲苯、二甲苯、乙苯及TPH等有機(jī)污染物的污染,隨著公眾對(duì)有機(jī)污染物環(huán)境和健康危害的逐步認(rèn)識(shí),迫切的需要經(jīng)濟(jì)而有效方法處理這些毒性物質(zhì)。主要的有機(jī)污染物污染土壤的修復(fù)技術(shù)有生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)等,比較而言,物理修復(fù)或化學(xué)修復(fù)有著更廣泛的適用性,特別適用于高濃度、多組分有機(jī)污染場地。在眾多的物理修復(fù)或化學(xué)修復(fù)技術(shù)中,熱脫附是公認(rèn)處理有機(jī)物污染土壤的成熟可靠技術(shù)。
熱脫附修復(fù)技術(shù)是經(jīng)過直接加熱或間接加熱,將污染土壤加熱到足夠的溫度,使其所含的有機(jī)污染物得以揮發(fā)或分離的過程。熱脫附是將污染物從一相轉(zhuǎn)化為另一相的物理分離過程,通過控制熱脫附系統(tǒng)的溫度和物料停留時(shí)間可以有選擇性的使目標(biāo)污染物揮發(fā)。直接熱解析設(shè)備(CN101712042A)采用直接熱方式進(jìn)行熱脫附,但是熱源氣體與揮發(fā)出的污染氣體相互混合,增大了后續(xù)尾氣的處理成本,而且系統(tǒng)能耗高且熱利用率低。因此如何降低熱脫附設(shè)備運(yùn)行能耗、節(jié)能減排是當(dāng)前熱脫附修復(fù)技術(shù)亟待解決的問題。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的熱脫附設(shè)備運(yùn)行能耗大、土壤污染熱脫附成本高的不足,提供了一種能降低能耗、極大降低土壤熱脫附成本的
土壤熱脫附修復(fù)裝置。
1、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種土壤熱脫附修復(fù)裝置,包括支架、設(shè)在支架上的水平的加熱筒,所述加熱筒的左端上側(cè)設(shè)有進(jìn)料通道,加熱筒的右端下側(cè)設(shè)有出料通道,所述加熱筒的外側(cè)設(shè)有太陽能集熱管,所述支架的一側(cè)設(shè)有太陽能反光板,所述的加熱筒內(nèi)設(shè)有主軸,所述的主軸的表面設(shè)有螺旋帶,所述的支架上設(shè)有驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī),所述加熱筒的左端上側(cè)設(shè)有進(jìn)氣管,所述加熱筒的右端上側(cè)設(shè)有排氣管,所述的排氣管上設(shè)有排風(fēng)機(jī),所述加熱筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)筒,所述轉(zhuǎn)筒與加熱筒之間形成環(huán)形間隙,所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)部與主軸之間設(shè)有若干連桿。
污染的土壤在脫附前經(jīng)過自然干燥預(yù)處理,使得土壤中的含水量降低到符合脫附要求,預(yù)處理后的土壤從進(jìn)料通道進(jìn)入加熱筒內(nèi),在主軸、螺旋帶的作用下,土壤從加熱筒的左端移動(dòng)到右端,支架上的太陽能反光板聚集太陽光照射到太陽能集熱管上,從而對(duì)加熱筒進(jìn)行加熱,加熱筒上的熱量傳遞給轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒隨著主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)筒受熱均勻,能對(duì)加熱筒圓周內(nèi)各個(gè)部位的土壤均勻加熱,從而使得土壤中苯、甲苯、二甲苯、乙苯等有害物質(zhì)從土壤中揮發(fā)出來形成氣態(tài),排風(fēng)機(jī)排風(fēng),把加熱筒內(nèi)的毒害氣體排掉,最后從出料通道處排出的土壤中的毒害物質(zhì)顯著減少,熱脫附處理后的土壤可以用于園林、種菜等,本結(jié)構(gòu)采用太陽能能對(duì)土壤進(jìn)行加熱,節(jié)約能源,降低土壤熱脫附成本;當(dāng)外界沒有太陽的時(shí)候,也可以直接從進(jìn)氣管處通入高溫空氣對(duì)土壤進(jìn)行加熱,通用性強(qiáng)。
作為優(yōu)選,所述的太陽能集熱管包括外玻璃管、內(nèi)玻璃管,所述的外玻璃管與內(nèi)玻璃管的兩端密封連接,外玻璃管與內(nèi)玻璃管之間形成一個(gè)封閉的環(huán)形真空腔,所述內(nèi)玻璃管的外壁上設(shè)有吸熱涂層。
作為優(yōu)選,所述轉(zhuǎn)筒的外側(cè)面上設(shè)有若干沿軸向分布的導(dǎo)熱翅片,所述轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上設(shè)有若干用于翻動(dòng)土壤的撥塊,撥塊的截面呈V型。由于太陽能反光板通常只能對(duì)太陽能集熱管一側(cè)進(jìn)行加熱(太陽能集熱管另一側(cè)通過太陽光照射加熱),從而導(dǎo)致加熱筒外圈受熱不均勻,環(huán)形間隙內(nèi)的溫度也均勻,本結(jié)構(gòu)中通過轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng),使得環(huán)形間隙內(nèi)的空氣流動(dòng)、溫度均勻,從而對(duì)圓周內(nèi)各個(gè)部位的土壤加熱,導(dǎo)熱翅片提高導(dǎo)熱效率;為了便于土壤受熱脫附,通常情況下加熱筒內(nèi)的土壤只占加熱筒內(nèi)腔空間的一半,土壤在重力的作用下,大部分土壤都集中在主軸下側(cè),不利于加熱,本結(jié)構(gòu)中通過轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng),撥塊撥動(dòng)土壤,利于土壤受熱,同時(shí)把主軸下側(cè)的土壤上翻到上側(cè)并撒落,極大的提高土壤加熱效率。
作為優(yōu)選,所述的主軸內(nèi)設(shè)有氣道,所述排風(fēng)機(jī)的出氣端通過連接管與主軸的右端連通,連接管與主軸的連接處設(shè)有旋轉(zhuǎn)接頭。排風(fēng)機(jī)排出的空氣中帶有很多熱量,直接排放掉浪費(fèi)熱能,本結(jié)構(gòu)中,排風(fēng)機(jī)排出的高溫毒氣再一次回到主軸的氣道內(nèi),從加熱筒的中心對(duì)土壤進(jìn)行加熱,提高熱利用率,提高土壤熱脫附效率。
作為優(yōu)選,所述的支架上位于加熱筒的左端上側(cè)設(shè)有水平的預(yù)加熱筒,所述預(yù)加熱筒的左端下側(cè)與進(jìn)料通道連通,所述預(yù)加熱筒的右端上側(cè)設(shè)有進(jìn)料斗,所述的預(yù)加熱筒內(nèi)設(shè)有進(jìn)料絞龍,所述進(jìn)料絞龍與主軸之間通過同步輪、同步帶連接,所述進(jìn)料絞龍的旋向與螺旋帶的旋向相反;進(jìn)料絞龍軸內(nèi)設(shè)有中心通孔,所述主軸的左端與進(jìn)料絞龍軸的左端之間通過回流管連接,所述回流管的兩端均設(shè)有旋轉(zhuǎn)接頭,所述進(jìn)料絞龍軸的右端設(shè)有尾氣管。熱脫附時(shí),需要把土壤加熱到150℃以上才能使毒害物質(zhì)從土壤中揮發(fā)出來,而從進(jìn)料通道加入的土壤為常溫土壤,土壤從常溫上升到150℃需要較長的時(shí)間,而且常溫土壤直接進(jìn)入加熱筒內(nèi)會(huì)快速降低加熱筒內(nèi)的溫度,因此加熱筒內(nèi)的土壤熱脫附效率低,本結(jié)構(gòu)中,設(shè)置預(yù)加熱筒,先把常溫土壤預(yù)加熱,減小土壤溫度與脫附溫度的溫差,提高土壤熱脫附效率;而且預(yù)加熱是利用從主軸左端排出的毒害氣體的殘余熱量,最后從尾氣管處排出的尾氣溫度接近常溫,尾氣后續(xù)處理也更加安全、方便。
作為優(yōu)選,所述的進(jìn)料絞龍軸上設(shè)有若干刀片;預(yù)加熱筒的外側(cè)套設(shè)有吸熱保溫套。刀片能把預(yù)加熱筒內(nèi)的塊狀土壤進(jìn)一步切碎,使得進(jìn)入加熱筒內(nèi)的土壤顆粒均勻,熱脫附效果好,同時(shí)刀片自身具有導(dǎo)熱效果,刀片插入土壤后能把進(jìn)料絞龍軸上的熱量傳遞給土壤。
作為優(yōu)選,所述支架的右端下側(cè)設(shè)有水平的后處理筒,所述的后處理筒的右端上側(cè)與出料通道連通,所述后處理筒的左端下側(cè)設(shè)有排料通道,后處理筒內(nèi)設(shè)有出料絞龍,出料絞龍軸的右端通過同步輪、同步帶與主軸的右端連接;所述后處理筒的上側(cè)設(shè)有隔板,所述隔板與后處理筒之間圍成儲(chǔ)液腔,所述隔板上設(shè)有若干排液孔,所述支架底部設(shè)有水箱,所述水箱與儲(chǔ)液腔之間通過水管連接,水管上設(shè)有水泵,水箱內(nèi)設(shè)有肥料溶液。進(jìn)過加熱筒熱脫附后的土壤非常干燥、溫度高、土壤很貧瘠,該土壤經(jīng)過后處理筒時(shí),水箱中的肥料溶液進(jìn)入出液腔后從排液孔處噴灑到土壤中,實(shí)現(xiàn)土壤增濕、降溫、增肥的效果。
作為優(yōu)選,所述隔板的下側(cè)設(shè)有鋼絲網(wǎng),所述鋼絲網(wǎng)呈波浪形結(jié)構(gòu),鋼絲網(wǎng)上的凹陷處對(duì)應(yīng)每個(gè)排液孔,鋼絲網(wǎng)上的凸起處與隔板之間通過螺釘連接。鋼絲網(wǎng)對(duì)排氣孔具有隔離保護(hù)作用,防止土壤堵塞排液孔;鋼絲網(wǎng)呈波浪形,鋼絲網(wǎng)上的每個(gè)凹凸面處受壓時(shí)具有彈性,當(dāng)土壤粘到網(wǎng)孔上時(shí),后面的土壤擠壓鋼絲網(wǎng)的時(shí)候通過彈性使得網(wǎng)孔內(nèi)的土壤與鋼絲網(wǎng)分離。
作為優(yōu)選,所述的尾氣管與尾氣處理塔連接。尾氣處理塔對(duì)尾氣進(jìn)行處理,防止尾氣污染環(huán)境。
2、因此,本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)設(shè)備利用太陽能加熱,節(jié)約能源,降低土壤熱脫附成本;
(2)土壤先通過預(yù)熱后再進(jìn)行熱脫附,土壤熱脫附效率高;(3)熱脫附后的土壤在后處理筒內(nèi)進(jìn)行增濕、降溫、增肥處理,處理后的土壤就能直接使用。
3、附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種土壤熱脫附裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中A處放大示意圖。
圖3為圖1中B處放大示意圖。
圖中:支架1、加熱筒2、進(jìn)料通道3、出料通道4、太陽能集熱管5、太陽能反光板6、轉(zhuǎn)筒7、連桿8、導(dǎo)熱翅片9、撥塊10、主軸11、螺旋帶12、電機(jī)13、進(jìn)氣管14、排氣管15、排風(fēng)機(jī)16、氣道17、連接管18、旋轉(zhuǎn)接頭19、預(yù)加熱筒20、進(jìn)料斗21、進(jìn)料絞龍22、進(jìn)料絞龍軸23、回流管24、尾氣管25、刀片26、吸熱保溫套27、后處理筒28、排料通道29、出料絞龍30、出料絞龍軸31、隔板32、儲(chǔ)液腔33、排液孔34、水箱35、水管36、水泵37、鋼絲網(wǎng)38、螺釘39、外玻璃管50、內(nèi)玻璃管51、環(huán)形真空腔52、吸熱涂層53。