[发明专利]持久性有机污染物污染土壤修复方法及装置

权利要求书

1.用于持久性有机污染物污染土壤修复的装置，包括依次连接的分选机、料斗、给料机和间接加热热脱附器，土壤排放装置接于加热热脱附器的底部；其特征在于，所述间接加热热脱附器为夹套式回转窑，包括内筒和外筒，内筒壁上布置肋片以促进传热；该装置还包括：燃烧系统、余热利用装置、惰性气体发生器和尾气处理部件；所述燃烧系统、余热利用装置和惰性气体发生器分别连接间接加热热脱附器；燃烧系统与外筒相连，所产生的热烟气排入外筒并与土壤运动方向异向；惰性气体发生器与内筒相连，所产生的惰性气体进入内筒内并与土壤同向运动；所述尾气处理部件包括依次连接的旋风除尘器、一级喷淋塔、二级调节式喷淋塔、除湿器、等离子反应器、空气过滤器、引风机和排气筒，其中一级喷淋塔和二级调节式喷淋塔还分别与废液净化循环装置连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述给料机为桨叶式给料机，桨叶内设有加热部件；所述余热利用装置为全模式壁换热装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋风除尘器设有外部加热装置；所述一级喷淋塔和二级调节式喷淋塔均为填料塔；所述除湿器为加热除湿器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述等离子反应器由2～8级刀型电极滑动弧放电发生器串联构成。

5.一种持久性有机污染物污染土壤修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：

分选机对持久性有机污染物污染土壤进行分选，粒径大于20mm的土壤颗粒被截留，粒径小于20mm的土壤颗粒进入料斗；然后土壤以固定速率进入设有加热部件的桨叶式给料机，土壤在前进的同时被加热到120～140℃；土壤所含水分被蒸发后，进入间接加热热脱附器；间接加热热脱附器即夹套式回转窑，其内筒的壁上布置有肋片以促进传热；燃烧系统产生的1100～1300℃的高温烟气从夹套式回转窑的外筒流过，且和土壤运动方向相反；惰性气体发生器产生惰性气体进入夹套式回转窑的内筒，且和土壤运动方向相同；土壤在夹套式回转窑内被加热至300～600℃，所含持久性有机污染物被脱附出来并由惰性气体携带；经热脱附处理后，99.9%以上的持久性有机污染物被脱附出来，清洁的土壤由土壤排放装置排出；燃烧系统产生的高温烟气离开夹套式回转窑的外筒后，进入余热利用装置回收余热；携带着持久性有机污染物的惰性气体先经被加热至300℃以上的旋风除尘器除尘，防止持久性有机污染物在除尘过程中冷凝；经旋风除尘后，烟气中90%以上的颗粒被捕集，捕集的颗粒被回送至料斗；除尘后的烟气进入一级喷淋塔和二级调节式喷淋塔，并被喷淋降温；经喷淋处理后，烟气温度降至50～70℃，烟气中95%以上的持久性有机污染物被冷凝并随喷淋液进入废液净化循环装置，未被旋风除尘器捕集的细颗粒也随喷淋液进入废液净化循环装置；在废液净化循环装置中经沉淀过滤后，废液中的颗粒物和油性持久性有机物污染物被分离并被制成滤饼，过滤后的清液返回到一级喷淋塔和二级调节式喷淋塔内循环利用；经喷淋处理后的烟气进入除湿器，并被加热到110～130℃以除去水蒸气；除湿后的烟气进入刀型电极滑动弧放电发生器串联构成的等离子反应器，与放电产生的高能电子和活性基团发生反应，实现持久性有机污染物的降解；经等离子反应器处理后，烟气中99.5%以上的持久性有机污染物被降分解为无害的小分子，处理后的烟气经空气过滤器过滤后由引风机送至排气筒排放。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述等离子反应器两端的电压为10KV，刀型电极滑动弧放电发生器的级数为6级。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述燃烧系统中燃料用量与土壤量之间的关系用下述公式表示：

其中，M_燃料为每小时燃烧系统燃料消耗量，M_土为每小时间接加热热脱附器处理土壤量，C_土为土壤比热容，ΔT_土为土壤在间接加热热脱附器内升高的温度值，Q_燃料为每千克燃料热值，η_热为燃烧系统热效率。