CN106040724A - 固体废物热脱附模块式应急处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固体废物热脱附模块式应急处理装置，包括有车载式集装箱，设置在车载式集装箱内的上料提升机，其特征在于：所述上料提升机与设置在车载式集装箱内的回转脱附炉入口相连；回转脱附炉上设有分解炉燃烧，回转脱附炉的气体出口分别与脱附气体分解炉、喷淋吸收塔或/和冷却换热器入口相连接；脱附气体分解炉出口依次与喷淋塔、净化塔及气体回收装置相连接；喷淋塔还与有害废液收集箱连接；喷淋吸收塔和冷却换热器的气体出口与气体回收装置相连接，而喷淋吸收塔和冷却换热器的液体出口则与废液或液体收集箱相连接。本发明的有益效果是：本发明所述装置结构简单，处理流程简便，能够简单快捷的处理固体废物，以减轻对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于固体废物回收的环保相关技术领域，具体地说是一种固体废物热脱附模块式应急处理装置。
背景技术
固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。把固体废物分为三大类，工业固体废物、城市生活垃圾和危险废物。而危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物，即指具有毒性、腐蚀性、反应性、易燃性、浸出毒性等特性之一。
现实生活中，由于固体废物长期露天堆放或工业企业发生突发事故，往往会导致固体废物泄露到土壤环境中。固体废物中有害成分在地表径流、雨水的淋溶、渗透等作用被土壤吸附或转化，通过土壤孔隙向四周和纵深的土壤迁移。由于土壤的吸附能力和吸附容量很大，随着渗滤水的迁移，使有害成分在土壤固相中呈现不同程度的积累，导致土壤成分和结构的改变而使土壤受到污染，植物又是生长在土壤中，间接又对植物产生了污染，严重的污染甚至导致土地无法耕种。如何去除固体废物中有害成分或被泄露事故污染的土壤中有害成分是摆在我们面前的主要问题。目前的处理的现状是将固体废物或污染的土壤，经过清挖，运输到有资质的危险废物处理厂进行填埋或焚烧处置，存在运输量大、运输过程中，可能会产生二次污染，处理处置成本高等问题。
企业在日常生产经营活动中，突然发生的环境事故或危险化学品运输发生的交通事故，事故泄露的危险化学品会严重污染事故区域的水质、土壤或空气，急需对事故区域的污水进行快速收集，快速净化污染空气，及时清理事故造成的污染土壤等应急处理，避免污染范围扩散或造成更大的损失，因而急需快速的、模块式、现场应急收集处理处置技术及设备。
针对事故区域的污水进行快速收集已经开发了难挥发性废液现场模块式应急处理装置，专利号ZL 2011 1 0314122.4；针对快速净化污染空气已经开发了挥发性有机废气的模块式吸收净化装置，专利号ZL 2011 1 0314123.9。
针对这个问题，我们急需一种固体废物应急处理装置，可实现不将危险废物运走，在现场就能及时处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种在固体废物污染源处直接进行净化处理的固体废物热脱附模块式应急处理装置，能够简单快捷的处理固体废物，以减轻对环境的污染。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种固体废物热脱附模块式应急处理装置，它包括有车载式集装箱，及设置在车载式集装箱内的上料提升机，其特征在于：所述上料提升机与设置在车载式集装箱内的回转脱附炉入口相连；回转脱附炉上设有燃烧器或/和加热器，下部设有废渣排放口，回转脱附炉的气体出口分别与脱附气体分解炉、喷淋吸收塔或/和冷却换热器入口相连接；
脱附气体分解炉出口依次与喷淋塔、净化塔及气体回收装置相连接；喷淋塔还与有害废液收集箱连接；
喷淋吸收塔的气体出口与气体回收装置相连接，而喷淋吸收塔的液体出口则与废液收集箱相连接；
冷却换热器的气体出口与气体回收装置相连接，而冷却器的液体出口则与液体收集箱相连接。
进一步的：在回转脱附炉内设有加热装置和用于控制温度的加热温度控制器以及用于排放废渣的螺旋排渣机。
进一步的：所述加热装置包括内置加热器的传热筒和/或可使燃油与固体废物混合并燃烧的 燃烧器。
进一步的：所述喷淋塔与有害废液收集箱之间还设有将喷淋塔内液体注入有害废液收集箱的提升泵和将有害废液收集箱内的液体注入喷淋塔内的喷淋泵。
进一步的：在净化塔、冷却换热器和喷淋吸收塔上还分别设置有一达标气体排放口。
进一步的：所述冷却换热器包括由冷媒循环箱、冷却泵和冷却分离器构成的冷却循环以及由由冷媒循环箱、散热泵和散热器构成的散热循环。
进一步的：净化塔出气口通过引风机与排气筒连接。
进一步的：废液收集箱上还连接有废液包装装置，液体收集箱上还连接有液体包装装置。
本发明的有益效果是：本发明所述装置结构简单，处理流程简便，处理速度快捷，处理效果好，大大提高了事故的应急处理能力和效率，安全可靠。
本装置可集装在集装箱中集中运输，故其具有小型化、灵活性、应急反应快的优点。本装置的回转脱附炉内可以实现直接加热或间接加热等供热方式，同时可以进行温度控制。本装置可以根据被脱附的污染物的含量多少、是否可以回收利用、有害还是无害等特性进行选择加热方式，并进行温度设定，既节约能源，又可防止有害气体的危害或发生***等危险。本装置可对任何地点和区域的污染土壤进行及时的脱附处理，避免了运输途中产生二次污染的可能性。
此处，本装置还可与其他应急设备配套使用，如：与难挥发性废液现场模块式应急处理装置、挥发性有机废气的模块式吸收净化装置、模块式现场环境应急指挥车、模块式应急淋洗及保障装置等配套使用，能达到更好的效果，因此，本发明还具有适用范围广的优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意简图；
图2是图1中固体废物回转热脱附及焚烧单元示意图；
图3是图1中脱附气体分解单元示意图；
图4是图1中难挥发无害脱附气体冷凝回收单元示意图；
图5是图1中易挥发无害脱附气体喷淋吸收单元示意图；
图6是本发明车载设备连接结构示意简图；
图7是图6中的设备连接结构平面布置简图。
图中主要部件说明：V101—油箱、C101—上料提升机、F101—燃烧器、F102—回转脱附炉、F103—加热器、F104—传热筒、C102—螺旋排渣机、T101—脱附气体分解炉、F105—分解炉燃烧器、T102—喷淋塔、P101—喷淋泵、P102—提升泵、V102—有害废液收集箱、E101—冷却分离器、P103—冷却泵、E102—散热器、V104—冷媒循环箱、P105—散热泵、V103—冷凝液体储存箱 、 P104—液体收集泵、V105—液体收集箱、P106—液体包装泵、T103—净化塔、C103—引风机、Y101—排气筒、V01-V21—阀门。
具体实施方式
下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围；本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
如图1－7所示为本发明固体废物热脱附模块式应急处理装置的结构图及流程图，本发明的装置包括有车载式集装箱，及设置在车载式集装箱内的上料提升机C101，所述上料提升机与设置在车载式集装箱内的回转脱附炉F102入口相连；回转脱附炉上设有燃烧器
F101、加热器F103，回转脱附炉内设有传热筒，加热温度可实现50——900摄氏度，下部设有废渣排放口，回转脱附炉的气体出口分别与脱附气体分解炉T101、喷淋吸收塔T102或/和冷却换热器入口相连接；脱附气体分解炉出口依次与喷淋塔、净化塔T103及气体回收装置相连接；喷淋塔的气体出口直接与气体回收装置相连接，而脱附喷淋塔的液体出口则与液体回收装置相连接；冷却器的气体出口直接与气体回收装置相连接，而冷却器的液体出口则与液体回收装置相连接。图中V01-V21为控制各部位管道开关的阀门。
优选的：在回转脱附炉内设有加热装置和用于控制温度的加热温度控制器以及用于排放废渣的螺旋排渣机，设有加热温度控制器可以准确的控制加热的温度在需脱附的气体的沸点范围内，可以使挥发的气体杂质少，处理更精确。
优选的：所述加热装置包括内置加热器F103的传热筒F104和/或可使燃油与固体废物混合并燃烧的 燃烧器F101。所述加热器具有热源与固体废物非直接接触式加热方法，特别适用于易燃、易爆等特殊介质的处理，燃烧器可使燃油与固体废物混合并燃烧，处理速度快，节约能源。
优选的：净化塔出气口通过引风机与排气筒连接，可以更快的排出气体。
优选的：废液收集箱上还连接有废液包装装置，液体收集箱上还连接有液体包装装置，可以有效的增强使用的时间。
本装置的工作过程是这样的：首先分析或检测固体废物内所含的可脱附气体种类，然后将固体废物通过上料提升机送到回转脱附炉内进行加热，根据事先得知或检测出的主要污染物，判断其属于有害气体、易挥发气体或是难挥发气体，并根据不同污染物的气化温度控制回转脱附炉的加热温度使其挥发从而达到固体废物与污染物分离的目的。
本装置中加热的温度可实现50—300摄氏度，焚烧温度在300~1100摄氏度，冷却的温度在50—-50摄氏度。
化合物挥发性是指化合物由固体或液体变为气体或蒸汽的过程。是物理性质之一。沸点在50—250℃的化合物，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa，在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物。本发明所述的化合物在受热后由固态或液态变为气体的种类中，又根据化合物在常温常压下，挥发性难易，及后期回收的难易而分为易挥发性气体及难挥发性气体。其中：易挥发性气体是至在常温、常压下或容易挥发的气体，如氨气，氯化氢等。在后期回收时因难于被液化需采用吸收剂进行吸收；难挥发性气体是指常温、常压下呈液态或固态，需在加热到其沸点后才变成气体，如苯等，但在后期冷凝回收时极易变成液体或固态而被回收。
本发明中有害气体包括前述两种气体以外的所有气体，特别是有毒性、易燃易爆或具有其他害处的气体，如甲苯废气等。
若挥发物含有对人体有害的成分，则通过阀门的开关控制其到达脱附气体分解炉进行进一步的分解，分解后的气体在喷淋塔内除去水溶性的成分后在净化塔内通过不同的净化药剂中合余下的有害成分，使处理后达标气体可以排放；喷淋塔内产生的有害废液可先收集至“液体回收装置”，所述的“液体回收装置”是指专利号为ZL2011 1 0314122.4的“难挥发性废液现场模块式应急处理装置”专利所公布的处理装置。
若挥发物为易挥发无害气体，则通过阀门的开关控制其到达喷淋吸收塔，通过吸收液的中合吸收，达到排放要求，完成吸收后的吸收液集中到废液收集箱并最后包装回收处理。
若挥发物为难挥发无害气体，则通过阀门的开关控制其到达冷却换热器，通过冷却使其变成液体状态，进而收集并包装回收处理。
处理过的气体经检验若达标，可直接排放，若仍含有超标废气，可以将超标废气收集至“气体回收装置”，所述“气体回收装置” 是指专利号为ZL2011 1 0314123.9 的“挥发性有机废气的模块式吸收净化装置”专利所公布的处理装置。
下面用具体实例来说明本发明的实施过程。
实例1:企业盐酸储罐发生突发环境事故造成周边土壤污染
以20%盐酸储罐发生突发环境事故造成周边土壤污染的处理处置为例。20%盐酸是突发环境事件高发类重点防控化学品，也是水体特征污染物之一。如果发生泄漏，不仅很快渗到土壤，也会对周边水体造成严重污染。事故现场需立即对污染的土壤及其污染水体进行清理并及时处理。首先现场要通过设置围堰将泄露的盐酸截流防治范围扩大，其次是尽量将所截流的液体通过加入固体吸附材料、如土壤、沙石、活性炭以及中和剂氢氧化钠等。第三是将被污染的土壤、泥浆等固体废物进行清理包装送有资质的单位进行焚烧或填埋处置。
本案例针对20%盐酸储罐发生突发环境事故造成周边土壤污染。则将固体废物热脱附模块式应急处理装置快速运到现场，在现场处置被盐酸污染的土壤，可以不使用二次添加物如沙石、活性炭、中和剂等，同时现场处理后的土壤可以就地还田，因为所有污染物盐酸都将通过加热从土壤中蒸发出来。另外还可以回收盐酸。
具体操作流程是：将含有20%盐酸污染物的土壤通过上料提升机C101输送到回转脱附炉F102中，燃烧器F101点火进行加热，将温度控制器调至108℃以上（即盐酸的沸点），这样，当加热达该温度时，20%盐酸经加热蒸发或燃烧后全部变成HCL气体从土壤中蒸发出来，关闭V01、打开V02、关闭V03、打开V04、关闭V05，打开V06，让氯化氢气体进入喷淋塔Ｔ102，打开阀V7、V10关闭阀V9，打开V11，通过泵Ｐ101将V102水箱的水打入喷淋塔Ｔ102，喷淋吸收盐酸气体，将气体变成液体，即稀盐酸。将稀盐酸通过泵Ｐ101循环喷淋。喷淋塔Ｔ102内的稀盐酸达到一定液位后自动开启提升泵Ｐ102抽将喷淋塔Ｔ102内稀盐酸提升到废液收集箱V102里，喷淋结束后。开启V09，关闭V10再通过泵Ｐ101将废液收集箱V102里的废液打到废液收集装置，这样完成了污染土壤中废盐酸的热脱附，喷淋吸收，回收稀盐酸再利用的处理流程。
实例2:运输甲苯的车辆发生突发环境事故造成周边土壤污染
甲苯是突发环境事件高发类重点防控化学品，也是大气特征污染物之一。如运输甲苯的车辆发生交通事故造成大量甲苯泄漏并很快渗到土壤中，部分甲苯将会慢慢蒸发到空气环境中，对人体健康造成伤害。需立即对事故现场的污染土壤进行清理并及时处理。
应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。
大量泄漏：首先现场要通过设置围堰、构筑围堤或挖坑收容，将泄露的盐酸截流防治范围扩大，其次是尽量将挥发的气体用不燃性分散剂制成的乳液喷淋，通过喷淋吸附液变成液态收容，用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。第三将所截流的液体或喷淋吸附成液体，通过加入固体吸附材料、如土壤、沙石、活性炭以及中和剂氢氧化钠等。第四是将被污染的土壤、泥浆等固体废物用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至有资质的单位进行焚烧或填埋处置。
本案例针对运输甲苯的车辆发生突发环境事故造成周边土壤污染。首先固体废物热脱附模块式应急处理装置快速运到现场，将甲苯污染土壤通过上料提升机C101输送到回转脱附炉F102中，由电加热器F103加热传热筒中的热媒，通过传热筒将热量传到回转脱附炉F102中将甲苯污染土壤中的甲苯，受热变成气体，逐渐升温控制在炉内温度在111.6℃以上（即甲苯的沸点），关闭V03，V04，开启V02，然后脱附气体进入冷却分离器E101,开启V14，开冷却泵P103，将进入冷却分离器E101的脱附气体进行冷却，将脱附气体冷凝变成液体，储存在冷凝液体储存箱V103中，达到一定液位后，开启V13，开液体收集泵P104将冷凝液体储存箱V103中收集的液体甲苯提升到液体收集箱V105中，再开启V21，开液体包装泵P106装桶包装，回收甲苯循环使用。开散热泵P105、开启V15将温度升高的冷媒从冷媒循环箱V104中提升至散热器E102中通过散热片散热。确保冷媒循环使用。
微量甲苯气体从冷却分离器E101顶部，通过开启V12，关闭V17，将微量甲苯废气引入活性炭净化塔T103吸收净化，开启V18，最后通过引风机C103从排气筒Y101排出，达到排放标准后排入大气；未达到排放标准的气体关闭V19、开启V20进入气体回收装置。
实例3：丙烯酰胺累积风险类化学品造成周边土壤污染
丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质，是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等，油田注水井调整吸水剖面，将本品与引发剂等混合注入注水井高渗透层带，聚合成高粘度的聚合物。研究表明，人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺，饮水是其中的一条重要接触途径。
丙烯酰胺是一种不饱和酰胺，别名AM，其单体为无色透明片状结晶，沸点125℃(3325Pa)，熔点84~85℃，密度1．122g/cm3。能溶于水、乙醇、***、丙酮、氯仿，不溶于苯及庚烷中，在酸碱环境中可水解成丙烯酸。是有机合成材料的单体，生产医药、染料、涂料的中间体。丙烯酰胺单体在室温下很稳定，但当处于熔点或以上温度、氧化条件以及在紫外线的作用下很容易发生聚合反应。当加热使其溶解时，丙烯酰胺释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物。易燃，受高热分解放出腐蚀性气体。毒性很大，LD50126mg/kg。对中枢神经***有危害，且可能致癌，对眼睛和皮肤亦有强烈的刺激作用。1974年日本福冈县曾发生丙烯酰胺中毒事件。空气中允许接触限：美国TWA为0.3mg/m3（ACGIH），水中0.02~0.07mg/L。
急性毒性试验结果表明：属中等毒性物质。
生殖发育毒性：大量的动物试验研究表明丙烯酰胺主要引起神经毒性，为生殖、发育毒性。
遗传毒性：丙烯酰胺在体内和体外试验均表现有致突变作用，可引起哺乳动物体细胞和生殖细胞的基因突变和染色体异常。
致癌性：国际癌症研究机构(IARC) 1994年对其致癌性进行了评价，将丙烯酰胺列为2类致癌物(2A)即人类可能致癌物。
实际资料：对接触丙烯酰胺的职业人群和因事故偶然暴露于丙烯酰胺的人群的流行病学调查，均表明丙烯酰胺具有神经毒性作用。
丙烯酰胺类累积风险类化学品是由于日常生产生活的长期积累可能导致某一区域的土壤受丙烯酰胺类的长期的累积性污染。
本案例是针对丙烯酰胺累积风险类化学品造成周边土壤污染的无害化处置。
首先将固体废物热脱附模块式应急处理装置运到现场，将污染的土壤通过上料提升机C101将物料提升到回转脱附炉F102中，点燃燃烧器F101，加热到125℃（丙烯酰胺的沸点）以上时，将丙烯酰胺从污染土壤中蒸发出来变成气体，关闭V02、开启V03将热脱附气体引入气体分解炉T101，通过燃烧器F105加热至300℃以上，进行高热分解成 H2O，CO、NH3，进一步加热至500℃以上则热分解气为H2O，CO2、NO2，关闭V04、开启V05、V06分解气体进入喷淋塔T102，经过T102喷淋后，废液液体进入V102，通过泵P101泵入液体回收装置，气体通过打开V16、V17、关闭V12，进入净化塔T103，净化后的气体通过风机C102引出，达标后通过，打开V19排放，未达标的气体通过关闭V19、打开V20进入气体回收装置。
本发明所述固体废物热脱附模块式应急处理装置还可以对其他固体废物进行热脱附处理，原理相同，处理效果好。
综上所述，本发明具有如下优点：
本装置结构简单，处理流程简便，处理速度快，处理效果好，大大提高了事故的应急处理能力，安全可靠。
本装置可集装在集装箱中集中运输，故其具有小型化、灵活性、应急反应快的优点。本装置的回转脱附炉内可以实现直接加热或间接加热等供热方式，同时可以进行温度控制。本装置可以根据被脱附的污染物的含量多少、是否可以回收利用、有害还是无害等特性进行选择加热方式，并进行温度设定，即节约能源，又可防止有害气体的危害或发生***等危险。本装置可对任何地点和区域的污染土壤进行及时的脱附处理，避免了运输途中产生二次污染的可能性。
此处，本装置还可与其他应急设备配套使用，如：难挥发性废液现场模块式应急处理装置、挥发性有机废气的模块式吸收净化装置、模块式现场环境应急指挥车、模块式应急淋洗及保障装置等配套使用，能达到更好的效果，因此，本发明还具有适用范围广的优点。
Claims (8)
1.一种固体废物热脱附模块式应急处理装置，它包括有车载式集装箱，及设置在车载式集装箱内的上料提升机，其特征在于：所述上料提升机与设置在车载式集装箱内的回转脱附炉入口相连；回转脱附炉上设有燃烧器或/和加热器，下部设有废渣排放口，回转脱附炉的气体出口分别与脱附气体分解炉、喷淋吸收塔或/和冷却换热器入口相连接；
脱附气体分解炉出口依次与喷淋塔、净化塔及气体回收装置相连接；喷淋塔还与有害废液收集箱连接；
喷淋吸收塔的气体出口与气体回收装置相连接，而喷淋吸收塔的液体出口则与废液收集箱相连接；
冷却换热器的气体出口与气体回收装置相连接，而冷却器的液体出口则与液体收集箱相连接。
2.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：在回转脱附炉内设有加热装置和用于控制温度的加热温度控制器以及用于排放废渣的螺旋排渣机。
3. 根据权利要求2所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：所述加热装置包括内置加热器的传热筒和/或可使燃油与固体废物混合并燃烧的 燃烧器。
4.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：所述喷淋塔与有害废液收集箱之间还设有将喷淋塔内液体注入有害废液收集箱的提升泵和将有害废液收集箱内的液体注入喷淋塔内的喷淋泵。
5.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：在净化塔、冷却换热器和喷淋吸收塔上还分别设置有一达标气体排放口。
6.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：所述冷却换热器包括由冷媒循环箱、冷却泵和冷却分离器构成的冷却循环以及由由冷媒循环箱、散热泵和散热器构成的散热循环。
7.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：净化塔出气口通过引风机与排气筒连接。
8.根据权利要求1所述的固体废物热脱附模块式应急处理装置，其特征在于：废液收集箱上还连接有废液包装装置，液体收集箱上还连接有液体包装装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161026 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |