權(quán)利要求書: 1.一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于包含以下步驟:
1)根據(jù)污染程度,將土壤分為輕污染土壤和重污染土壤;
2)將步驟1)所述輕污染土壤采用步驟7)所產(chǎn)蒸汽加熱,尾氣至步驟3)所述旋風(fēng)分離器,凝結(jié)水回余熱鍋爐,加熱后土壤為潔凈土壤;
3)將步驟1)所述重污染土壤送至回轉(zhuǎn)窯加熱,回轉(zhuǎn)窯熱源采用步驟5)所述熱空氣,加熱后的土壤為潔凈土壤,尾氣控制150~400℃,送至旋風(fēng)分離器除塵;
4)將旋風(fēng)分離器出口尾氣送至焚燒爐,焚燒爐熱源采用燃料作為熱源,用尾氣中的過剩氧作為氧源,焚燒爐出口尾氣溫度控制850℃~1600℃;
5)經(jīng)
鼓風(fēng)機(jī)來的空氣在焚燒爐內(nèi)加熱,加熱后的空氣送至步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯;
6)焚燒爐出口尾氣在脫氯罐內(nèi)脫氯,脫氯罐內(nèi)裝脫氯劑;所述脫氯劑為高溫脫氯劑;
7)經(jīng)步驟6)脫氯后的尾氣送余熱鍋爐,余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽,蒸汽送至步驟2),產(chǎn)生蒸汽所用凝結(jié)水自步驟2)來,循環(huán)使用;
8)步驟7)中余熱鍋爐出口尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)引風(fēng)后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟1)所述輕污染土壤和重污染土壤的判別應(yīng)根據(jù)土壤中污染物的沸點(diǎn)溫度和步驟7)所產(chǎn)蒸汽的溫度、壓力確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:當(dāng)土壤中污染物的沸點(diǎn)溫度低于步驟7)所產(chǎn)蒸汽的飽和溫度時(shí),可判定為輕污染土壤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟2)和步驟3)所述旋風(fēng)分離器為一個(gè)旋風(fēng)分離器或分開設(shè)置的兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟2)和步驟3)所述旋風(fēng)分離器是分開設(shè)置的兩個(gè)旋風(fēng)分離器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟5)所述空氣在焚燒爐加熱后控制溫度在200~1500℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟5)所述空氣量應(yīng)按以下方法確定:
①步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯加熱到指定溫度所需的熱空氣量Q1;
②步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯加熱過程中消耗的空氣量Q2;
③步驟4)所述焚燒爐燃料當(dāng)量燃燒所需空氣量Q3;
④步驟8)所述最終排放尾氣中,控制氧含量不小于2%額外所需空氣量Q4;
比較上述Q1和Q2+Q3+Q4值大小,取其中大的數(shù)作為鼓風(fēng)機(jī)出口空氣量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于:步驟8)所述引風(fēng)機(jī)應(yīng)能維持步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯保持0~?100Pa的微負(fù)壓。
說明書: 含氯污染土壤的熱解析修復(fù)方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于污染土壤的修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種含氯污染土壤的修復(fù)方法。背景技術(shù)[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,出于城市工業(yè)布局和行業(yè)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造、人居安全和環(huán)境保護(hù)的需要,20世紀(jì)90年代后期,特別是2000年以后,我國(guó)
各大城市陸續(xù)開始實(shí)施“退二進(jìn)三”和“退城進(jìn)園”的政策,對(duì)市區(qū)內(nèi)難以治理的重污染企業(yè)
有計(jì)劃地外遷。關(guān)停和外遷的企業(yè)涉及化工、冶金、石油、交通運(yùn)輸、輕工等多種行業(yè)。企業(yè)
在長(zhǎng)期的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)過程中往往對(duì)廠址內(nèi)和周邊的環(huán)境造成程度不同的污染,企業(yè)搬遷
后遺留下大量污染場(chǎng)地。
[0003] 隨著2016年5月28日《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的發(fā)布,我國(guó)對(duì)污染土壤的修復(fù)治理工作已經(jīng)提上日程,但國(guó)內(nèi)的土壤修復(fù)治理技術(shù)卻相對(duì)落后。熱解析修復(fù)主要采用加熱
方式,使污染物從土壤中蒸發(fā)分離出來,可有效處理各種揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物以及汞等
重金屬污染物,具有解析速度快,處理效率高,處理過程可控,基本不受環(huán)境、土質(zhì)、氣候等
外在條件影響等優(yōu)點(diǎn),因而在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但土壤中如果含有氯元素和苯環(huán)類
物質(zhì),在250~700℃時(shí),就不可避免的會(huì)有二噁英生成。二噁英作為一種強(qiáng)致癌性物質(zhì),會(huì)
對(duì)空氣和土壤造成二次污染,但是在溫度超過850℃時(shí),二噁英又可以迅速高溫分解。
[0004] 常規(guī)土壤熱解析修復(fù)技術(shù)為了達(dá)到適宜的解析溫度,需要消耗大量燃料;對(duì)于解析的尾氣,一般采用焚燒處理;為了防止焚燒后的尾氣因含氯在冷卻過程中生成二噁英,一
般采用急冷的方式,避開250~700℃的二噁英生成溫度區(qū)間,但這樣導(dǎo)致尾氣中的熱能無
法回收利用,造成了大量的燃料和能源浪費(fèi),而且急冷的過程還需要浪費(fèi)大量的水。
[0005] 中國(guó)專利CN102527705B、CN102527704B、CN103272838B和CN102527710B所公開的內(nèi)容都是采用上述的方法,對(duì)土壤加熱后,再對(duì)尾氣焚燒,然后急冷,最后煙氣除塵后外排,
這樣的方法雖然能夠處理含氯的污染土壤,但是能耗高,燃料耗量大,而且急冷過程大量浪
費(fèi)水。
[0006] 中國(guó)專利CN103008337B公開的內(nèi)容中,對(duì)土壤加熱的溫度180~300℃,之后在二燃室以850~900℃熱焚燒處理產(chǎn)生的尾氣,再對(duì)尾氣除塵,然后取熱、脫硝后排放,這樣的
過程雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)尾氣熱量的利用,但是如果原料土壤中含氯,就會(huì)有強(qiáng)致癌性的二噁英
生成,對(duì)空氣和土壤造成嚴(yán)重的二次污染,因此不適用于含氯污染土壤的修復(fù)。
[0007] 中國(guó)專利CN102553907B公開的技術(shù)方案中對(duì)解析后的尾氣直接采用強(qiáng)氧化劑還原后,再用活性炭吸附,這種既沒有對(duì)尾氣中的熱能加以利用,氧化和吸附也不能避免二噁
英生成或排放。
發(fā)明內(nèi)容[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種含氯污染土壤熱解析處理方法,能夠高效節(jié)能地處理含氯污染土壤的特點(diǎn)。以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃料和能源消耗大的技術(shù)問題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:[0010] 一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其特征在于包含以下步驟:[0011] 1)根據(jù)污染程度,將土壤分為輕污染土壤和重污染土壤;[0012] 2)將步驟1)所述輕污染土壤采用步驟7)所產(chǎn)蒸汽加熱,尾氣至步驟3)所述旋風(fēng)分離器,凝結(jié)水回余熱鍋爐,加熱后土壤為潔凈土壤;
[0013] 3)將步驟1)所述重污染土壤送至回轉(zhuǎn)窯加熱,回轉(zhuǎn)窯熱源采用步驟5)所述熱空氣,加熱后的土壤為潔凈土壤,尾氣控制150~400℃,送至旋風(fēng)分離器除塵;
[0014] 4)將旋風(fēng)分離器出口尾氣送至焚燒爐,焚燒爐熱源采用燃料作為熱源,用尾氣中的過剩氧作為氧源,焚燒爐出口尾氣溫度控制850℃~1600℃;
[0015] 5)經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)來的空氣在焚燒爐內(nèi)加熱,加熱后的空氣送至步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯;[0016] 6)焚燒爐出口尾氣在脫氯罐內(nèi)脫氯,脫氯罐內(nèi)裝脫氯劑;[0017] 7)經(jīng)步驟6)脫氯后的尾氣送余熱鍋爐,余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽,蒸汽送至步驟2),產(chǎn)生蒸汽所用凝結(jié)水自步驟2)來,循環(huán)使用;
[0018] 8)步驟7)中余熱鍋爐出口尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)引風(fēng)后排放。[0019] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟1)所述輕污染土壤和重污染土壤的判別應(yīng)根據(jù)土壤中污染物的沸點(diǎn)溫度和步驟7)所產(chǎn)蒸汽的溫度、壓
力確定。當(dāng)土壤中污染物的沸點(diǎn)溫度低于步驟7)所產(chǎn)蒸汽的飽和溫度時(shí),可判定為輕污染
土壤。
[0020] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:所述步驟2)和步驟3)所述旋風(fēng)分離器可以合并設(shè)置為一個(gè)旋風(fēng)分離器,也可以是分開設(shè)置的兩個(gè)。合并設(shè)
置旋風(fēng)分離器能降低投資,節(jié)約占地;分開設(shè)置的好處是靈活性更強(qiáng),輕重污染土壤互相間
影響和制約更小。
[0021] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟5)所述空氣在焚燒爐加熱后控制溫度在200~1500℃,優(yōu)選范圍500~1200℃。
[0022] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟5)所述空氣量應(yīng)按以下方法確定:
[0023] ①步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯加熱到指定溫度所需的熱空氣量Q1;[0024] ②步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯加熱過程中消耗的空氣量Q2;[0025] ③步驟4)所述焚燒爐燃料當(dāng)量燃燒所需空氣量Q3;[0026] ④步驟8)所述最終排放尾氣中,控制氧含量不小于2%額外所需空氣量Q4;[0027] ⑤比較上述Q1和Q2+Q3+Q4值大小,取其中大的數(shù)作為鼓風(fēng)機(jī)出口空氣量。[0028] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟6)所述脫氯劑應(yīng)為高溫脫氯劑,如二氧化鈦、甲酸鈣等,不可選用氧化鈣、碳酸鈣等堿金屬脫氯劑,脫氯
劑成型后填裝在脫氯罐內(nèi),上下方填充瓷球并壓實(shí)。
[0029] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟7)所述蒸汽可根據(jù)主要污染物沸點(diǎn)情況確定所產(chǎn)蒸汽壓力。
[0030] 本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法,其進(jìn)一步特征在于:步驟8)所述引風(fēng)機(jī)選用時(shí),應(yīng)盡量維持步驟3)所述回轉(zhuǎn)窯保持0~?100Pa的微負(fù)壓,以利于污染物從土壤中
解吸出來,同時(shí)避免解吸尾氣從回轉(zhuǎn)窯溢出。
[0031] 本發(fā)明所述方法對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在:1.對(duì)污染土壤分類處理,減少回轉(zhuǎn)窯進(jìn)土量;2.增加了尾氣脫氯,使得從尾氣取熱時(shí),避免二噁英的生成;3.空氣在焚燒爐
內(nèi)加熱后補(bǔ)入回轉(zhuǎn)窯作為熱源,回轉(zhuǎn)窯正常無需消耗燃料或僅需補(bǔ)充少量燃料;4.空氣從
回轉(zhuǎn)窯一次補(bǔ)入,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)處于氧過剩狀態(tài),有利于污染物的解析和分解;5.充分利用尾氣
熱量,減少燃料消耗和急冷過程的水耗。通過本發(fā)明可將含氯污染土壤熱解析修復(fù)的燃料
消耗減少50%以上,水消耗減少90%以上,同時(shí)有效避免二噁英等次生污染。
[0032] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但并不限制本發(fā)明的使用范圍。
附圖說明[0033] 圖1為本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法的工藝流程示意圖;[0034] 圖2為本發(fā)明一種含氯污染土壤熱解析處理方法旋風(fēng)分離器分開設(shè)置的示意圖;[0035] 圖3為本發(fā)明所述脫氯罐的示意圖。[0036] 其中所示附圖標(biāo)記為:1?氣體入口,2?氣體出口,3?瓷器,4?脫氯劑。具體實(shí)施方式[0037] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:[0038] 實(shí)施例1:[0039] 1)根據(jù)場(chǎng)調(diào)情況,通過篩選,將污染土壤分類,其中重污染土壤進(jìn)料量5t/h,輕污染土壤進(jìn)料量30t/h。
[0040] 2)將輕污染土壤采用余熱鍋爐所產(chǎn)1.0MPaG蒸汽加熱,產(chǎn)生130℃尾氣2000m3n/h,凝結(jié)水通過泵升壓后送回余熱鍋爐產(chǎn)汽;
[0041] 3)將重污染土壤送至回轉(zhuǎn)窯加,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通入1000℃的熱空氣,熱空氣量3 3
12000mn/h,產(chǎn)生180℃尾氣13000mn/h,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壓力?60Pa;
[0042] 4)步驟2)和步驟3)產(chǎn)生的清潔土壤檢測(cè)合格后,合并進(jìn)入料倉冷卻,少量噴水,保證修復(fù)后的土壤含水率,減少揚(yáng)塵,隨后土壤回用。
[0043] 5)步驟2)和步驟3)產(chǎn)生的兩股尾氣合并后共計(jì)15000m3n/h,送至三級(jí)旋風(fēng)分離器,旋分出口尾氣含塵量≤10mg/m3n;
[0044] 6)旋風(fēng)分離器出口尾氣送至焚燒爐,焚燒爐內(nèi)通入燃料氣,同時(shí)爐內(nèi)通入12000m3n/h鼓風(fēng)機(jī)來的空氣,空氣加熱至1000℃后送至步驟3)的回轉(zhuǎn)窯,焚燒爐出口尾氣
1100℃;
[0045] 7)焚燒爐出口尾氣經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)分離器除塵后,進(jìn)入脫氯罐。脫氯罐內(nèi)裝TiO2脫氯劑,上下分別裝有瓷球,尾氣自罐下部進(jìn)入穿過脫氯劑床層后,從罐頂部出;
[0046] 8)脫氯后的尾氣送余熱鍋爐,余熱鍋爐產(chǎn)1.0MPa蒸汽,蒸汽送至步驟2)用于輕污染土壤的熱解析,多余的蒸汽用于挖出土壤的預(yù)熱、干燥,凝結(jié)水循環(huán)使用;
[0047] 9)余熱鍋爐出口尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)引風(fēng)后排放。[0048] 經(jīng)本實(shí)施例處理后的土壤,多環(huán)芳烴由450mg/kg降低至20mg/kg,石油烴由2000mg/kg降低至40mg/kg。
聲明:
“含氯污染土壤的熱解析修復(fù)方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)