CN114918239A - 一种车载式快速应急热脱附装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式快速应急热脱附装置，包括高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、含有引风机的气室、车载底盘、排放烟囱；所述高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、气室分别连接在车载底盘上；所述高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、气室依次连通；所述排放烟囱设置在气室顶部，且与气室相通。本装置体积小，应对紧急情况时响应速度快，同时对有污染物气体净化效率更高，效果更好，整体装置在工作过程中不使用冷却水，避免了二次污染。

Description

一种车载式快速应急热脱附装置

技术领域

本发明涉及土壤修复处置领域，具体来说，涉及一种车载式快速应急热脱附装置。

背景技术

现有间接热脱附装备进行土壤热脱附过程中，热脱附设备体积大，灵活性差，遇到应急事件时，由于响应时间一般为半个月左右，无法满足要求。另外，产生的热脱附气中污染物净化常规方法采样喷淋冷凝等工艺，处理过程中，产生大量冷却水与污染物混合的废液。大量的废液又需要大体积的化学氧化池或者生物修复池进行处置。现有技术和装备技术工艺复杂，且产生大量待处理的废液，制造和处理成本高。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种车载式快速应急热脱附装置，降低了热脱附设备的体积，当遇到应急时间时，提高了响应时间，同时避免产生大量含污染物的水造成二次污染。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：

一种车载式快速应急热脱附装置，包括高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、含有引风机的气室、车载底盘、排放烟囱；所述高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、气室分别连接在车载底盘上；所述高温炉、土壤排出室、高温陶瓷管除尘器、催化燃烧室、气室依次连通；所述排放烟囱设置在气室顶部，且与气室相通。

作为优选例，所述高温炉包括炉体、进料装置、炉膛、燃烧室、点火器、支座、油箱、炉膛转动齿轮、底盘动力取力器；所述进料装置位于炉体顶部；油箱位于炉体下方，且油箱和炉体内腔相通；燃烧室位于炉体内腔中，且炉膛位于燃烧室内，炉膛的进口和进料装置连通；所述支座位于燃烧室中，用于支撑炉膛；所述点火器连接在炉体上，且一端位于油箱内，另一端位于燃烧室内；炉膛转动齿轮内圈和炉膛一端固定连接，炉膛转动齿轮外圈和底盘动力取力器通过传动装置连接；所述底盘动力取力器位于炉体外侧，所述底盘动力取力器从车载底盘获得动力带动炉膛转动齿轮旋转。

作为优选例，所述土壤排出室位于炉膛尾部；所述土壤排出室上部设有气体出口，土壤排出室壁面设有土壤进口，土壤排出室底端设有出土斗，所述出土斗底端连接有连接管，所述连接管中设有水雾化喷头；所述土壤进口与炉膛的出口连接。

作为优选例，所述土壤排出室还包括挡板，所述挡板位于土壤排出室内腔中，且挡板和土壤排出室内壁固定连接，挡板和土壤排出室内壁之间形成气体通道；所述气体出口位于挡板上方，土壤进口位于挡板下方。

作为优选例，所述所述高温陶瓷管除尘器位于土壤排出室外侧；所述高温陶瓷管除尘器内腔和土壤排出室内腔通过气体出口连通；所述高温陶瓷管除尘器包括壳体、出灰斗，以及位于壳体内的支架和陶瓷管；所述支架用于支撑陶瓷管；所述支架将高温陶瓷管除尘器分为上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体通过支撑陶瓷管连通；所述气体出口位于下腔体中；所述出灰斗连接在壳体的底部，且与壳体内腔相通；所述出灰斗的底端和所述连接管连接；所述壳体的顶端设有烟气出口。

作为优选例，所述催化燃烧室包括外壳体以及位于外壳体内腔中的依次连通的热解室、还原室、氧化室和二燃室；所述外壳体表面和高温炉的炉体外壁相触；所述热解室壁面设有污染物进口，所述污染物进口和烟气出口连通；所述还原室内设有催化剂层；所述氧化室设有传热装置，且传热装置一端位于氧化室内侧，另外一端位于氧化室外侧；氧化室壁面设有布风装置；所述二燃室壁面设有烟气出口；催化燃烧室的外侧壁面设有导热翅片。

作为优选例，所述催化燃烧室还包括保温棉层，所述保温棉层连接在催化燃烧室的壁面上。

作为优选例，所述高温炉与车载底盘共用一个油箱。

作为优选例，所述支座与炉膛之间设有轴承。

作为优选例，所述高温炉内的温度为300～900℃。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的方案通过采用车载式的热脱附装置降低了整体装置的体积，使得整体装置更加灵活。当出现紧急状况时，可进行快速反应，只需添加足够燃料即可快速前往事故场地进行修复。同时本发明通过在燃烧室内部设置了有机污染物催化还原氧化室，利用燃烧室的热能，还原高温氧化含卤素等有机污染物或直接氧化烃类有机污染物，整体的工作效率更高，效果更好。整体装置在工作过程中无需使用冷却水，避免了含污染物的水造成的二次污染。

附图说明

图1是本发明实施例的结构图；

图2是本发明实施例的结构主视剖视图；

图3是本发明实施例的后视图；

图4是本发明实施例中催化燃烧室的俯视图；

图5是本发明实施例中催化燃烧室的剖视图。

图中有：高温炉1、土壤排出室2、高温陶瓷管除尘器3、催化燃烧室4、气室5、车载底盘6、排放烟囱7、进料装置101、炉膛102、燃烧室103、点火器104、支座105、油箱106、炉膛转动齿轮107、底盘动力取力器108、土壤进口201、出土斗202、挡板203、气体出口204、水雾化喷头205、支架301、陶瓷管302、出灰斗303、烟气出口304、热解室401、还原室402、催化剂层403、氧化室404、传热装置405、二燃室406、烟气出口407、布风装置408、污染物进口409、导热翅片410、保温棉层411。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，包括高温炉1、土壤排出室2、高温陶瓷管除尘器3、催化燃烧室4、含有引风机的气室5、车载底盘6、排放烟囱7；所述高温炉1、土壤排出室2、高温陶瓷管除尘器3、催化燃烧室4、气室5分别连接在车载底盘6上；所述高温炉1、土壤排出室2、高温陶瓷管除尘器3、催化燃烧室4、气室5依次连通；所述排放烟囱7设置在气室5顶部，且与气室5相通。

上述结构的一种车载式快速应急热脱附装置中，通过将热脱附***集成在车上，提高了***的应急响应速度。

当需要进行应急处理时，可以启动车体，将本申请的装置运载到待处理位置。将待处理的土体填充到高温炉1中，经过高温处理后，排入到土壤排出室2中，处理后的土体经过土壤排出室2排出，实现原位填充；处理过程中产生的烟气等尾气排入高温陶瓷管除尘器3中，进行二次除尘处理，处理后的尾气进入催化燃烧室4中，进行催化氧化反应，最后形成的洁净的气流通过排放烟囱7排出。该过程中，同时启动气室5中的引风机，使得土壤排出室2、高温陶瓷管除尘器3、催化燃烧室4和气室5中产生负压，引导尾气向排放烟囱7流动。

在气室5中设置引风机，保证整套***处于负压的状态。设置催化燃烧室4及催化燃烧室4内氧化室404，对土壤中的污染物进行氧化催化，在提高工作效率的同时，提高了对污染物的氧化效果。在整体***的工作过程在高温下完成，无需使用冷却水，减少了二次污染。本申请的结构紧凑，集成在车体上，可实现快速应急响应。

作为优选例，所述高温炉1包括炉体、进料装置101、炉膛102、燃烧室103、点火器104、支座105、油箱106、炉膛转动齿轮107、底盘动力取力器108；所述进料装置101位于炉体顶部；油箱106位于炉体下方，且油箱106和炉体内腔相通；燃烧室103位于炉体内腔中，且炉膛102位于燃烧室103内，炉膛102的进口和进料装置101连通；所述支座105位于燃烧室103中，用于支撑炉膛102；所述点火器104连接在炉体上，且一端位于油箱106内，另一端位于燃烧室103内；炉膛转动齿轮107内圈和炉膛102一端固定连接，炉膛转动齿轮107外圈和底盘动力取力器108通过传动装置连接；所述底盘动力取力器108位于炉体外侧，所述底盘动力取力器108从车载底盘6获得动力带动炉膛转动齿轮107旋转。工作时，通过进料装置101将待处理的土壤添加到炉膛102中，启动点火器104，油箱106中的油在燃烧室103中燃烧，产生大量的热，形成高温环境。同时启动底盘动力取力器108，带动炉膛转动齿轮107旋转，进而带动炉膛102旋转。土壤在炉膛102中翻转。燃烧室103的高温环境，对含有污染物的土壤进行升温加热，土壤在炉膛102内加热后使得有机污染物进行挥发，进入气体中。这形成了热脱附后的土体和热脱附气。该结构通过动力取力器108从车载底盘6获得动力，降低了成本的同时，使得有机污染物进行挥发的更加彻底，挥发效果更好。

作为优选例，所述土壤排出室2位于炉膛102尾部；所述土壤排出室2上部设有气体出口204，土壤排出室2壁面设有土壤进口201，土壤排出室2底端设有出土斗202，所述出土斗202底端连接有连接管，所述连接管中设有水雾化喷头205；所述土壤进口201与炉膛102的出口连接。土壤与热脱附气由高温炉1排出后通过土壤进口201进入土壤排出室2，土壤在重力的作用下，落入出土斗202排出，排出过程通过水雾化喷头205的水进行喷洒，防止扬尘。排出的土壤可以原位填埋。热脱附气通过气体出口204排入高温陶瓷管除尘器3中。

作为优选例，所述土壤排出室2还包括挡板203，所述挡板203位于土壤排出室2内腔中，且挡板203和土壤排出室2内壁固定连接，挡板203和土壤排出室2内壁之间形成气体通道；所述气体出口204位于挡板203上方，土壤进口201位于挡板203下方。热脱附气上升后通过挡板203，灰尘被阻挡下落，实现灰尘与气体的分离，使得气体出口204的气体所含杂质更少。

作为优选例，所述高温陶瓷管除尘器3位于土壤排出室2外侧；所述高温陶瓷管除尘器3内腔和土壤排出室2内腔通过气体出口204连通；所述高温陶瓷管除尘器3包括壳体、出灰斗303，以及位于壳体内的支架301和陶瓷管302；所述支架301用于支撑陶瓷管302；所述支架301将高温陶瓷管除尘器3分为上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体通过支撑陶瓷管302连通；所述气体出口204位于下腔体中；所述出灰斗303连接在壳体的底部，且与壳体内腔相通；所述出灰斗303的底端和所述连接管连接；所述壳体的顶端设有烟气出口304。通过高温陶瓷管除尘器3对热脱附气进行二次除尘处理，将在土壤排出室2内未分离出的灰尘继续分离，使得进入催化燃烧室4的热脱附气体更少的混合灰尘，提高催化燃烧室4的催化氧化效果。陶瓷管302可在温度大于1000℃的高温环境下工作，含尘尾气通过气体出口204进入高温陶瓷管除尘器3，烟气由陶瓷管302外壁穿过陶瓷管302后，进入陶瓷管302的内腔，最后流入上腔体，通过烟气出口304排出。

作为优选例，所述催化燃烧室4包括外壳体以及位于外壳体内腔中的依次连通的热解室401、还原室402、氧化室404和二燃室406；所述外壳体表面和高温炉1的炉体外壁相触；所述热解室401壁面设有污染物进口409，所述污染物进口409和烟气出口304连通；所述还原室402内设有催化剂层403；所述氧化室404设有传热装置405，且传热装置405一端位于氧化室404内侧，另外一端位于氧化室404外侧；氧化室404壁面设有布风装置408；所述二燃室406壁面设有烟气出口407；催化燃烧室4的外侧壁面设有导热翅片410。催化燃烧室4的外壳体表面和高温炉1的炉体外壁相触，使得高温炉1工作中产生的热量传递到催化燃烧室4中。在催化燃烧室4进行工作时，通过侧壁以及侧壁上导热翅片410与传热装置405对整套装置进行升温加热，该热量源于高温炉1工作中产生的热量。待温度达到指定的工况要求时，有机污染物从烟气出口304流出，通过污染物进口409和雾化喷头，形成雾化小液滴进入热解室401内，热解室内温度在300～400℃，大分子有机污染物热解形成小分子有机污染物；小分子污染物进入还原室402内，通过催化剂403的催化还原，含卤化物进行了分解与降解；当还原后的产物，进入氧化室404时，与布风装置408的空气充分混合后，被空气中氧气氧化降解，最终生成水、二氧化碳与卤化烃；传热装置405和导热翅片410将燃烧室103中热量传递到催化燃烧室4内，保证有机污染物降解所需要的温度。导热翅片410焊在催化燃烧室4的外侧，传热装置405一端在氧化室404的外侧，一端在氧化室404的内部，外侧的获取热量传导到传热装置405的内侧一端，通过辐射热，将热量传导到传热装置405中。该热量由高温炉1传递到氧化室404和催化燃烧室4外壳体之间的空间。布风装置408将空气吹入催化燃烧室4内，氧化降解污染物。烟气中残留少量的有机物，通过二燃室406时，与空气接触，被点燃和氧化降解，最终由烟气出口407进入气室5，由引风机引导气体通过排放烟囱7进行排放。整体工作过程简单方便，效率高且均在高温状态下完成，无需使用冷却水，避免了二次污染。

作为优选例，还包括保温棉层411，所述保温棉层411连接在催化燃烧室4的壁面上。通过设置保温棉层411，保证在进行反应时，催化燃烧室4内部不会向外部散热，使得催化燃烧室4内部始终处于高温状态，保证了反应的连续性及高效性。

作为优选例，所述高温炉1与车载底盘6共用一个油箱106。无需为高温炉1单独设置一个油箱，更一步降低了整体装置的体积，同时高温炉1与车载底盘6共用一个油箱106，当高温炉1需要工作时，只需从油箱106内获取油喷入燃烧室103内部进行燃烧升温即可，操作简单便捷。

作为优选例，所述支座105与炉膛102之间设有轴承。保证炉膛102在支座105及轴承的支撑下进行稳定的旋转加热，使得炉膛102内的土壤加热更加均匀，同时炉膛102出口高度低于炉膛102入口高度，保证了土壤在燃烧后可以全部排出炉膛102。

作为优选例，所述高温炉1内的温度为300～900。高温炉1通过对土壤进行高温加热，将有机污染物气体与土壤分离，为催化燃烧室4对气体的净化反应提供持续不断的源气体。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，包括高温炉(1)、土壤排出室(2)、高温陶瓷管除尘器(3)、催化燃烧室(4)、含有引风机的气室(5)、车载底盘(6)、排放烟囱(7)；所述高温炉(1)、土壤排出室(2)、高温陶瓷管除尘器(3)、催化燃烧室(4)、气室(5)分别连接在车载底盘(6)上；所述高温炉(1)、土壤排出室(2)、高温陶瓷管除尘器(3)、催化燃烧室(4)、气室(5)依次连通；所述排放烟囱(7)设置在气室(5)顶部，且与气室(5)相通。

2.根据权利要求1所述的车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述高温炉(1)包括炉体、进料装置(101)、炉膛(102)、燃烧室(103)、点火器(104)、支座(105)、油箱(106)、炉膛转动齿轮(107)、底盘动力取力器(108)；所述进料装置(101)位于炉体顶部；油箱(106)位于炉体下方，且油箱(106)和炉体内腔相通；燃烧室(103)位于炉体内腔中，且炉膛(102)位于燃烧室(103)内，炉膛(102)的进口和进料装置(101)连通；所述支座(105)位于燃烧室(103)中，用于支撑炉膛(102)；所述点火器(104)连接在炉体上，且一端位于油箱(106)内，另一端位于燃烧室(103)内；炉膛转动齿轮(107)内圈和炉膛(102)一端固定连接，炉膛转动齿轮(107)外圈和底盘动力取力器(108)通过传动装置连接；所述底盘动力取力器(108)位于炉体外侧，所述底盘动力取力器(108)从车载底盘(6)获得动力带动炉膛转动齿轮(107)旋转。

3.根据权利要求2所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述土壤排出室(2)位于炉膛(102)尾部；所述土壤排出室(2)上部设有气体出口(204)，土壤排出室(2)壁面设有土壤进口(201)，土壤排出室(2)底端设有出土斗(202)，所述出土斗(202)底端连接有连接管，所述连接管中设有水雾化喷头(205)；所述土壤进口(201)与炉膛(102)的出口连接。

4.根据权利要求3所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述土壤排出室(2)还包括挡板(203)，所述挡板(203)位于土壤排出室(2)内腔中，且挡板(203)和土壤排出室(2)内壁固定连接，挡板(203)和土壤排出室(2)内壁之间形成气体通道；所述气体出口(204)位于挡板(203)上方，土壤进口(201)位于挡板(203)下方。

5.根据权利要求3所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述高温陶瓷管除尘器(3)位于土壤排出室(2)外侧；所述高温陶瓷管除尘器(3)内腔和土壤排出室(2)内腔通过气体出口(204)连通；所述高温陶瓷管除尘器(3)包括壳体、出灰斗(303)，以及位于壳体内的支架(301)和陶瓷管(302)；所述支架(301)用于支撑陶瓷管(302)；所述支架(301)将高温陶瓷管除尘器(3)分为上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体通过支撑陶瓷管(302)连通；所述气体出口(204)位于下腔体中；所述出灰斗(303)连接在壳体的底部，且与壳体内腔相通；所述出灰斗(303)的底端和所述连接管连接；所述壳体的顶端设有烟气出口(304)。

6.根据权利要求5所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述催化燃烧室(4)包括外壳体以及位于外壳体内腔中的依次连通的热解室(401)、还原室(402)、氧化室(404)和二燃室(406)；所述外壳体表面和高温炉(1)的炉体外壁相触；所述热解室(401)壁面设有污染物进口(409)，所述污染物进口(409)和烟气出口(304)连通；所述还原室(402)内设有催化剂层(403)；所述氧化室(404)设有传热装置(405)，且传热装置(405)一端位于氧化室(404)内侧，另外一端位于氧化室(404)外侧；氧化室(404)壁面设有布风装置(408)；所述二燃室(406)壁面设有烟气出口(407)；催化燃烧室(4)的外侧壁面设有导热翅片(410)。

7.根据权利要求1所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，还包括保温棉层(411)，所述保温棉层(411)连接在催化燃烧室(4)的壁面上。

8.根据权利要求2所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述高温炉(1)与车载底盘(6)共用一个油箱(106)。

9.根据权利要求2所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述支座(105)与炉膛(102)之间设有轴承。

10.根据权利要求2所述的一种车载式快速应急热脱附装置，其特征在于，所述高温炉(1)内的温度为300～900℃。

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