[发明专利]一种用于控制有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于控制有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的方法及装置，该方法包括空气净化预处理、制备氮气以及在线补充氮气3个步骤。该装置包括按照气体走向并依次相连的空气净化预处理单元、制备氮气单元和在线补充氮气控制单元，通过在线补充氮气控制单元为有机污染土壤热脱附系统提供氮气保护。本发明通过空气净化预处理单元使得空气中含油、水、尘量满足制氮机原料的要求；通过制备氮气单元获得纯度为98～99.99％的氮气；通过在线补充氮气单元使氮气自动补充到热脱附系统内。本发明可以在热脱附系统内氧含量达到或超过预设值时，自动补充添加氮气，确保热脱附系统内维持无氧状态，实现对热脱附系统的安全防护功能。

技术领域

本发明涉及污染土壤处理技术领域，具体涉及一种用于有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的方法及装置。

背景技术

我国目前存在大量POPs、PCBs、石油烃类等有机污染场地，热脱附处理是广泛用于此类污染土壤无害化处理的一种技术，采用热脱附技术修复有机污染场地时，在热脱附设备内会产生大量易燃易爆的尾气，而传统热脱附设备为内热式，尾气与明火直接接触，因此必须严格控制热脱附设备内的氧含量使燃料充分燃烧，保证热脱附设备在无氧状态下加热土壤，否则会带来爆炸危险。

目前热脱附设备内氧含量一般与鼓风机进行连锁，主要依靠鼓风机频率变化来控制系统氧含量，但调节其他参数也可能引起氧含量变化，当系统氧含量变化较大时，如果没有其他气氛保护系统，依然存在爆炸危险。

但目前尚未见有能根据热脱附设备内氧含量变化自动补充氮气的气氛保护方法及装置的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的方法及装置，通过与安装在有机污染土壤热脱附系统内的氧含量分析仪建立联锁，能根据氧含量的变化自动向热脱附系统内补充氮气，为热脱附系统提供气氛保护，保证热脱附系统在无氧状态下加热土壤，降低爆炸风险。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种用于控制有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的方法，包括如下操作步骤：

1)空气净化预处理：将空气经空压机压缩后送入空气净化单元，通过空气净化单元对空气进行过滤、脱水、除油预处理后通入空气贮罐进行暂存；

2)制备氮气：将空气贮罐的空气通入两个可循环交替变换实现吸附与解吸过程的碳分子筛吸附塔，通过碳分子筛吸附塔连续将空气中的氮气分离出来，并将氮气输入氮气缓冲罐进行暂存，氮气缓冲罐通过氮气输出管路为有机污染土壤热脱附系统提供氮气保护；

3)在线补充氮气：在有机污染土壤热脱附系统中安装氧含量分析仪，氧含量分析仪与氮气缓冲罐的氮气输出管路之间建立联锁开关装置，并由PLC控制系统根据氧含量分析仪的检测结果控制联锁开关装置的开关动作，当热脱附系统处理后的尾气经氧含量分析仪检测到含氧量高于2％时，就会触发联锁，打开联锁开关装置，使氮气输出管路为开通状态，氮气缓冲罐内的氮气则补充到热脱附系统内，当检测到含氧量低于2％，关闭联锁开关装置，停止补氮。

本发明所述空压机的空气压力在0.75～1.0MPa，经空气净化预处理后原料空气中的含水量露点≤-17℃，含油量≤5ppm，固体粒径≤0.01μm。

本发明用于控制有机污染土壤热脱附系统尾气含氧量的装置包括依次相接的空气净化预处理单元、制备氮气单元和在线补充氮气单元，制备氮气单元的氮气输出管路与有机污染土壤热脱附系统相连接，为有机污染土壤热脱附系统提供氮气保护。

所述空气净化预处理单元由依次相接并按气体走向排布的空压机、空气缓冲罐、空气净化单元、空气贮罐组成，所述空气净化单元由依次相接并按气体走向排布的C级过滤器、冷干机、A级过滤器、活性炭吸附塔构成；C级过滤器的入口端与空气缓冲罐连接，活性炭吸附塔的出口端与空气贮罐连接。