[发明专利]一种基于水泥工艺的有机污染土壤热脱附方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤修复领域，适用于挥发性/半挥发性有机污染土壤，更具体地涉及一种利用水泥生产高温煅烧进行尾气处理的污染土壤热脱附修复方法。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。

背景技术

近年来，随着产业结构的调整，许多城市中原来处在主城区的工业企业纷纷关闭或搬迁，遗留下了大量污染土壤，包括大量有机污染土壤，这些受到污染的场地必须经过土壤修复才能投入新的用途。对于有机污染土壤修复，热脱附技术是一种常用的有效技术，是用直接或间接的热交换，加热土壤使其中有机污染组分快速挥发并与土壤介质相分离，再通过焚烧、吸附或化学反应等方式对脱附出来的有机物进行处理。热脱附技术具有污染物处理范围宽、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，目前欧美国家已将土壤热脱附技术工程化，广泛应用于有机污染土壤的异位或原位修复。但热脱附技术也存在一定缺点，如脱附时间长、焚烧尾气能耗高、尾气吸附吸收剂需二次处理、运行成本高等，限制了热脱附技术在有机污染土壤修复中的应用。

我国土壤修复技术尚处起步阶段，真正工业化应用的技术并不多，热脱附技术在国内尚无大规模工业化应用，而污染土壤水泥窑焚烧技术则实现了工业化。水泥窑焚烧是在水泥窑内的高温条件下使土壤中有机污染物与氧气混合燃烧，生成无毒无害的二氧化碳和水蒸气，并将重金属固定在水泥熟料中，焚烧残渣混入水泥熟料，最终成为水泥产品。水泥窑焚烧技术能够安全、彻底处置污染土壤，但也存在一定缺点，如处置后的土壤不可再利用，处置能力受水泥品质要求的限制，处置碱性高或含氯较高的污染土壤会影响正常水泥生产等。

专利号为201010598161.7的发明专利公开了一种有机物污染土壤滚筒式逆向热脱附系统，该系统包括有土壤进料系统，该土壤进料系统、热源系统与逆向热脱附系统相连，逆向热脱附系统依次与除尘系统、冷却系统、活性炭吸附系统相连，上述子系统控制端和控制系统连接，经点火系统使热空气进入逆向热脱附滚筒，污染土壤经土壤输送装置进入逆向热脱附滚筒，热空气与土壤逆向接触，将其所含的有机污染物加热，使其挥发，净化后的土壤用作回填土，挥发尾气经引风机经过旋风除尘器、吸附除尘器出尘，再经过雾化冷却塔、表盘冷却装置进入蜂窝状活性炭塔吸收，再通过尾气排放装置实现尾气达标排放。

专利号为200910030305.6的发明专利公开了一种土壤污染热脱附修复处理系统，该系统包括进料系统、热源系统和控制系统，其特征在于还包括热脱附系统和尾气处理装置，其中热脱附系统由引风机和热提转炉组成，尾气处理装置由除尘器和碱液吸收塔组成。

专利号为201010623993.X的发明专利公开了一种有机物污染土壤真空强化远红外热脱附系统，该系统利用和升降旋转系统竖直连接的热源系统，以及和热源系统相连接的热脱附核心系统，和热脱附核心系统相接的温度控制系统和真空度控制系统，另外热脱附核心系统还和冷凝系统相连接，而冷凝系统和尾气净化系统相连接，用于脱附土壤中的有机污染物。该专利的尾气净化系统为两级活性炭吸附。

上述三项专利均为在现有热脱附技术上进行的部分改进，虽然脱附效率有部分提升，但没有克服尾气吸附吸收剂需二次处理、设备复杂、运行成本高的缺点。

专利号为201110118860.1的发明专利公开了一种污染土的热脱附方法，该方法包括：将污染土在400～650℃下进行热脱附；将由所述热脱附步骤排出的包含气化污染物的烟气在750～1200℃下进行焚烧；以及对经过焚烧后的所述烟气进行余热利用和尾气处理。该方法所用的热脱附器为卧置旋窑，污染土在热脱附前进行了筛分操作。

该专利将热脱附后的尾气在高温下焚烧能够彻底除去有害物质，但单独焚烧尾气能耗高，处理成本也势必增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水泥工艺的有机污染土壤热脱附方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的有机污染土壤热脱附方法，是将污染土壤逆向地与热风接触进行热脱附，使污染土壤中的挥发性/半挥发性有机物分离出来并由热风带出，经热脱附后的土壤冷却加湿；热脱附时产生的尾气进入水泥窑内进行焚烧净化排放。

所述的有机污染土壤热脱附方法，其中，污染土壤先经筛分然后进行破碎，破碎后污染土壤颗粒直径小于5cm。

所述的有机污染土壤热脱附方法，其中，热脱附的热风温度为150-850℃。

所述的有机污染土壤热脱附方法，其中，焚烧尾气的温度为900-1750℃。

本发明提供的用于实现上述方法的装置，主要包括：