[发明专利]一种分段式热修复有机污染土壤的装置及方法

权利要求书

1.一种分段式热修复有机污染土壤的装置，其特征在于，该装置包括搅拌式预热装置(1)，冷凝装置A(2)，不凝气储罐(3)，燃烧换热器(4)，冷凝装置B(5)，冷凝液储罐(6)，热解析装置(7)，颗粒床空气冷却装置(8)和烟气洗涤装置(9)；

搅拌式预热装置(1)的气体出口连接冷凝装置A(2)，搅拌式预热装置(1)内设有循环换热介质流通通道，用于接收来自冷凝装置B(5)的高温循环换热介质，并将放热后的低温循环换热介质通入冷凝装置B(5)，搅拌式预热装置(1)的预热土壤出口连接热解析装置(7)；

冷凝装置A(2)的出口连接不凝气储罐(3)；

不凝气储罐(3)接收来自冷凝装置A(2)及冷凝装置B(5)的不凝气并储存，不凝气储罐(3)的低温不凝气出口连接燃烧换热器(4)；

燃烧换热器(4)内设有换热管束，换热管束内接收来自不凝气储罐(3)的低温不凝气，换热管束外接收来自冷凝液储罐(6)的液态焦油及颗粒床空气冷却装置(8)的预热空气；燃烧换热器(4)的高温不凝气出口连接热解析装置(7)，烟气出口连接烟气洗涤装置(9)；

冷凝装置B(5)内设有冷凝管束，冷凝管束内部流通来自搅拌式预热装置(1)的低温循环换热介质，冷凝管束外部流通来自热解析装置(7)的热解析高温气体产物，冷凝装置B(5)的冷凝液出口连接冷凝液储罐(6)；

冷凝液储罐(6)内部进行液态焦油与水的分离，分离后的液态焦油送入燃烧换热器(4)；

热解析装置(7)的高温土壤出口连接颗粒床空气冷却装置(8)；

颗粒床空气冷却装置(8)设有外部空气入口及预热空气出口。

2.采用权利要求1所述的一种分段式热修复有机污染土壤的装置进行一种分段式热修复有机污染土壤的方法，其特征在于，将有机污染土壤内蕴含的能量用于其分级热处理，步骤如下：

(Ⅰ)搅拌干燥阶段：待处理的有机污染土壤送入搅拌式预热装置(1)，与来自冷凝装置B(5)的高温循环换热介质进行间接换热，有机污染土壤不断被搅拌加热，加热过程中有机污染土壤内部析出的气体经冷凝装置A(2)冷凝后送入不凝气储罐(3)进行储存，换热后的低温循环换热介质送入冷凝装置B(5)进行蓄热；

(Ⅱ)热解析阶段：预热后的土壤送入热解析装置(7)，与来自燃烧换热器(4)的高温不凝气进行直接接触式换热，有机污染土壤被再次加热并发生热解析反应，有机污染土壤内部的解析气体产物不断析出并送入冷凝装置B(5)，热解析反应结束后污染物含量极低的高温土壤送入颗粒床空气冷却装置(8)；

(Ⅲ)能量回收阶段：热解析后的高温气体产物与冷凝装置B(5)中冷凝管束内的低温循环换热介质进行间接换热，低温循环换热介质不断被加热，热解析后的高温气体产物不断被冷凝，冷凝过程中析出的液体送入冷凝液储罐(6)储存，冷凝液储罐(6)内部进行液态焦油与水的分离，分离后的液态焦油送入燃烧换热器(4)，与其内部的预热空气发生微燃烧反应，燃烧过程中产生的高温烟气为换热管束内的低温不凝气加热，加热后的高温不凝气送入热解析装置(7)，低温烟气送入烟气洗涤装置(9)进行洗涤；

(Ⅳ)二次净化降温阶段：热解析反应结束后有机污染物含量极低的高温土壤送入颗粒床空气冷却装置(8)，同时向颗粒床空气冷却装置(8)中通入外部空气，空气一方面与土壤内剩余的微量有机物发生微燃烧反应，进一步将有机物除净，一方面将高温土壤冷却，二次净化后的土壤最后以低温清洁土壤的形式排出。

3.根据权利要求2所述的一种分段式热修复有机污染土壤的方法，其特征在于，搅拌式预热装置(1)内温度维持在90～150℃。

4.根据权利要求2或3所述的一种分段式热修复有机污染土壤的方法，其特征在于，

热解析装置(7)内温度维持在400～700℃。