[发明专利]一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法

说明书

本发明公开了一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法，热脱附系统通过在螺旋上料设备的螺旋出口处设置活动挡板，在回转窑的进料口处设置活动盖板，在回转窑的进料口处设置有进料导流板，在旋风除尘设备的料仓下部设置振打器等方式提升整个系统运行的连续性。本发明提供的污染土壤直接热脱附系统维保人员的工作量大大减少，装备和操作人员的安全性得到很大提高，在国内同类展品中技术上占据领先位置。

技术领域

本发明属于污染土壤修复领域，具体涉及一种污染土壤直接热脱附系统及直接热脱附方法。

背景技术

在大型化工污染场地，直接热脱附设备是处理有机物污染土壤或有机物与重金属复合污染土壤最常用、处理效率最高、修复时间最短的设备，也是国内比较常用的土修设备。

国内的第一套连续工程化的直接热脱附设备是在2013年使用在土修项目上，经过连续7 年多的发展和改进，直接热脱附设备的处理效果、连续稳定运行能力得到了很大提升，设备的工艺路线渐趋稳定(工艺路线见附图1)。

直接热脱附设备在连续稳定运行过程中，一般会因以下故障导致停止进料或停机维修：

1、料仓内架桥后导致污染土壤无法输送：料仓内由于添加污染土壤太多，或污染土壤含水率太高导致污染土壤在料仓内架桥后无物料下落；由于回转窑内长时间无物料进入导致燃烧器暂停工作以降低回转窑内热风氛围温度，防止“红窑”现象的发生，处置不当直接导致回转窑筒体变形后无法使用；待架桥现象排除且进土能力恢复后，待回转窑内热风氛围温度达到热脱附温度后，再次恢复进土作业，热脱附过程才得以继续进行。

2、进料螺旋过载导致无法保证连续进料：进料螺旋因污染土壤含水率过高，在输送过程中被挤压摩擦力急剧增大导致电机过载无法输送，或因小硬块物质被卡在螺旋叶片与螺旋壳体之间的缝隙处产生卡料现象，导致电机过载。这两种故障出现后须停止进料，对进料螺旋进行清堵作业后才能恢复进料。

3、尾气管道堵塞导致系统停机：热脱附尾气中含有一定量的灰尘，尾气在经过长距离的水平段管道时，由于热脱附尾气与外部温度存在较大的温度差，热脱附尾气会通过管道壁与外部大气进行热交换，导致热脱附尾气温度的降低，随着热脱附尾气温度的降低，热脱附尾气中水分含量由不饱和状态转变为饱和状态，甚至过饱和状态，热脱附尾气中的水分会与灰尘颗粒结合形成细小泥浆颗粒，粘附在管道壁下部，形成泥浆；随着热脱附过程的进行，这些泥浆会占据一半以上，甚至75％的管道空间，导致管道通道变窄后无法保证回转窑内热脱附尾气的抽风量和抽风负压，导致有毒有害气体外泄，对操作人员造成伤害，对外部环境造成二次污染，也导致尾气处理设备无法正常工作。

4、因操作不当导致旋风除尘器堵塞后系统停机：旋风除尘器的除尘效果是靠进入旋风除尘器的风速和风的方向来共同实现的，旋风除尘器的进风风向是在旋风除尘器设计和制造时就确定好的，所以确保进风风速是确保旋风除尘器除尘效果的前提。由于引风机属于变频控制，且回转窑内热脱附尾气的产生量是一个变化值，所以要确保引风机的频率设定与回转窑内热脱附尾气的产生量匹配。若风速过高，除尘效果差，若风速过低，灰尘会大部分在旋风除尘器内沉积，再加上旋风除尘器下部出灰不及时，就导致旋风除尘器内灰尘积压，严重导致整个旋风除尘器堵塞，最终不得不停机清堵。

5、换热器堵塞：在污染土壤中夹带较多且碎小的塑料制品时，在热脱附过程中，燃烧的塑料制品会随着热脱附尾气被吸入尾气处理系统中，在换热器内冷却时，塑料制品很可能会附着在管壁上并逐渐冷却，堵塞换热通道，降低换热器的换热效率；随着热脱附过程的继续，这些附着在管壁上的塑料制品越来越厚。为确保换热器的换热效果，需要定期(1周/次)停机对换热器进行维保及清灰作业。

6、布袋除尘器中布袋烧穿：污染土壤夹带的小而轻的易燃物被热脱附尾气夹带到布袋除尘器内，因还在燃烧或燃烧后仍具有较高的温度，附着在布袋表面导致布袋烧穿。布袋烧穿后不得不停机更换布袋。