CN107999529A - 一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置 - Google Patents

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黄洁
彭小龙
白力
严梦帆
胡佳晨
王湘微
沈咏烈
张宏泽
张琳琳
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    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally

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Abstract

本发明涉及环保领域中土壤修复行业，是一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，由固定段窑体、旋转段窑体、燃烧器装置、支承滚轮装置、窑体保温和密封装置构成；该装置是将用于热脱附处理的回转窑根据处理量需求，沿长度方向分割成若干段，由旋转段窑体和固定段窑体两种结构交替组合而成；所述旋转段窑体采用常规回转窑的设计结构；在所述每一个固定段窑体上安装有一个或多个燃烧器装置，用来加热窑内物料；旋转段窑体和固定段窑体两者之间的密封采用密封箍板及迷宫保温的双密封形式。本发明可最大化地减少窑内物料之间的温度不均匀性，高效率地完成对污染土壤的净化和修复。

Description

一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置
技术领域
本发明涉及环保领域中土壤修复行业，是一种适用于异位直接式热脱附修复工艺的回转窑热脱附装置。
背景技术
异位直接式热脱附修复工艺是一种针对有机污染土壤进行修复的有效手段，其基本原理是：通过加热使物料（污染土壤）中的污染物以挥发份的气相形态从土壤表面或孔隙中脱附出来。热脱附修复工艺与焚烧处置的不同之处在于：（1）焚烧处置需要的燃烧温度至少在850℃以上；（2）而热脱附温度只需要达到污染物自身的热挥发温度或略高一些即可。目前在土壤中能检测到的有机污染物，其热挥发温度基本在100℃～600℃，最高的温度也不超过750℃，相对于焚烧处置所需要的温度要低，所以处理同等量的土壤，热脱附工艺比焚烧工艺消耗的能源物质要少很多。
目前，异位直接式热脱附修复技术在土壤修复行业中应用非常广泛。作为一种物理修复方法，其具有工艺流程简单、处理效率高及修复周期短等优点，是一种处理有机物污土的成熟可靠的修复技术之一，且应对一些突发性的有机物污染事故也是应急修复预案的首选项。
发明内容
本发明中所描述的回转窑装置，正是异位直接式热脱附修复工艺中的核心设备，可使物料（污染土壤）沿着整个回转窑的长度行程上均匀地被热源（燃烧器装置）加热并保温，即在第一段固定段窑体就可迅速到达热脱附需求的最佳气相温度区间，随后由保温燃烧器维持该段温度区间，直到满足热脱附的时间要求。
本发明最大地解决了窑内物料在各时间点的温度均匀性差的问题，使土壤中的挥发性有机物、半挥发性有机物、氯代苯酚、二恶英/呋喃、石油、汞等污染物从土壤中迅速分离出来，高效率地完成对污染土壤的净化和修复。
常规直接式热脱附***主要分为两部分：（1）是加热单元，（2）是尾气处理单元。本发明提出的具体技术方案如下：一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，是属于第一部分的加热单元中的设备，其由固定段窑体、旋转段窑体、燃烧器装置、支承滚轮装置、窑体保温和密封装置构成，是将用于热脱附处理的回转窑根据处理量需求，沿长度方向分割成若干段，由旋转段窑体和固定段窑体两种结构交替组合而成；所述旋转段窑体采用常规回转窑的设计结构；在所述每一个固定段窑体上安装有一个或多个燃烧器装置，用来加热窑内物料；旋转段窑体和固定段窑体两者之间的密封采用密封箍板及迷宫保温的双密封形式。
进一步的，所述旋转段窑体绕安装轴线定向（顺时针或逆时针）旋转，内部装有防堵刮板，且安装时带有一定倾角，可促进物料在窑体内不停翻转，并向行程方向运动。
进一步的，所述固定段窑体在沿圆周方向安装有一个或多个燃烧器装置，作为物料加热或保温所需的热源。且窑体上安装有热电偶，可在DCS上实时显示并记录窑内物料温度。
进一步的，所述支承滚轮装置带有支承窑体与带动窑体旋转的功能。
进一步的，所述窑体保温和密封装置是将旋转段窑体和固定段窑体紧密地连接在一起，可防止窑内的有害高温烟气向外泄漏。
进一步的，所述燃烧器采用天然气或柴油等燃料，且靠近物料进口端的燃烧器主要是加热物料至对应的气化温度，其余的燃烧器的主要用途为保温用。
本发明的目的：解决常规回转窑热脱附装置，窑内物料无法没行程方向均匀加热的缺点。因为常规回转窑的燃烧器装置是安装在进料端或出料端。物料从进料到出料整个流程中，只有通过提高燃烧器的功率才能达到污染物从土壤中完成热解析的温度要求，能源利用率低。
本发明中所描述的回转窑热脱附装置可使物料（污染土壤）沿着整个回转窑的长度行程上均匀地被热源（燃烧器装置）所加热，使物料快速到达并维持在热脱附需求的最佳温度点之上，可最大化地减少窑内物料之间的温度不均匀性，使土壤中的挥发性有机物、半挥发性有机物、氯代苯酚、二恶英/呋喃、石油等污染物从土壤中迅速分离出来，高效率地完成对污染土壤的修复。
附图说明
图1 直接式回转窑热脱附装置外形图。
图2 回转窑热脱附剖面图。
图3温度-时间轴特性分布示意对比图。
具体实施方式
本发明所描述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，具体实施方式说明为：
如图1、图2所示，本发明由固定段窑体1、旋转段窑体2、燃烧器装置3、支承滚轮装置4、窑体保温5和密封装置6构成。即将用于热脱附处理的回转窑根据处理量需求，沿长度方向分割成若干段，即由旋转段窑体2和固定段窑体1两种结构交替组合而成。
旋转段窑体2绕安装轴线定向（顺时针或逆时针）旋转，内部装有防堵刮板，且安装时带有一定倾角，可促进物料在窑体内不停翻转，并向行程方向运动。
固定段窑体1在沿圆周方向安装有一个或多个燃烧器装置7，作为物料加热或保温所需的热源。且窑体上安装有热电偶8，可在DCS上实时显示并记录窑内物料温度。
支承滚轮装置4带有支承窑体与带动窑体旋转的功能。
窑体保温5和密封装置6可将旋转段窑体和固定段窑体紧密地连接在一起，可防止窑内的有害高温烟气向外泄漏。
燃烧器7采用天然气或柴油等燃料，且靠近物料进口端的燃烧器主要是加热物料至对应的气化温度，其余的燃烧器的主要用途为保温用。
本发明的优点在于：可使物料（污染土壤）沿着整个回转窑的长度行程上均匀地被热源（燃烧器装置）所加热，使物料快速到达并维持在热脱附需求的最佳温度点之上，可最大化地减少窑内物料之间的温度不均匀性，使土壤中的挥发性有机物、半挥发性有机物、氯代苯酚、二恶英/呋喃、石油等污染物从土壤中迅速分离出来，高效率地完成对污染土壤的修复。以挥发性有机物为例，热脱附处理的“温度-时间轴 特性分布示意图”，如图3。
本发明的实施并不受上述实例的限制。其他任何未背离本发明的实质与有的是下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，由固定段窑体、旋转段窑体、燃烧器装置、支承滚轮装置、窑体保温和密封装置构成；其特征在于：是将用于热脱附处理的回转窑根据处理量需求，沿长度方向分割成若干段，由旋转段窑体和固定段窑体两种结构交替组合而成；所述旋转段窑体采用常规回转窑的设计结构；在所述每一个固定段窑体上安装有一个或多个燃烧器装置，用来加热窑内物料；旋转段窑体和固定段窑体两者之间的密封采用密封箍板及迷宫保温的双密封形式。
2.如权利要求1所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：通过污染物自身的热挥发，把物料温度提升到污染物挥发所对应的气相温度区间内促使土壤中的污染物质，从物料中解析出来。
3.如权利要求2所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：所述气相温度在150℃～750℃。
4.如权利要求2所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：所述土壤中的污染物质包括挥发性有机物、半挥发性有机物、氯代苯酚、二恶英/呋喃以及石油。
5.如权利要求1所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：所述窑体绕安装轴线定向旋转，内部装有防堵刮板，且安装时带有一定倾角，可促进物料在窑体内不停翻转，并向行程方向运动。
6.如权利要求1所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：在该段窑体上沿圆周方向安装有一个或多个燃烧器装置，作为物料加热或保温所需的热源。
7.如权利要求5所述的一种可均匀加热物料的回转窑热脱附装置，其特征在于：在窑体上安装有可在DCS上实时显示并记录窑内物料温度的热电偶。
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