土壤是人類賴以生存的重要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。隨著工礦業(yè)的迅速發(fā)展，土壤污染已日益嚴(yán)重。大批高污企業(yè)的搬遷，已產(chǎn)生了大量高污染風(fēng)險土壤。土壤中有機污染物會改變土壤理化性質(zhì)，破壞局部生態(tài)系統(tǒng)，給區(qū)域內(nèi)動植物帶來直接和間接的毒性作用，并通過生物鏈的富集給人類造成危害風(fēng)險，并嚴(yán)重影響土地使用功能。

  　　土壤修復(fù)一直是國際上的難點和熱點研究課題。目前常用的修復(fù)技術(shù)可分為物理、化學(xué)、生物或聯(lián)合修復(fù)技術(shù)等。通常填埋和焚燒技術(shù)費用昂貴，存在二次污染風(fēng)險 ；生物技術(shù)處理周期長，效果不理想。熱脫附技術(shù)是一種已認(rèn)可的有效技術(shù)之一，但是目前熱脫附工藝主要受限于能耗較高、尾氣處理困難，雖然已有部分專利提出解決方法，但對處理設(shè)備要求高、配套工藝復(fù)雜、操作難度高，仍然無法實現(xiàn)有效利用和推廣。

  　　中國專利 (CN102218446A) 公布了一種污染土的熱脫附方法，利用土壤中熱脫附出來的有機氣體燃燒供熱，由于土壤中污染物含量低，其燃燒可供應(yīng)熱量少，無法保證系統(tǒng)連續(xù)和穩(wěn)定運行，且燃燒后氣體需要后續(xù)處理設(shè)備。

  　　中國專利 (CN102029287A) 公開了一種有機物污染土壤滾筒式逆向熱脫附系統(tǒng)，采用熱油燃燒作為熱源，系統(tǒng)復(fù)雜能耗高，可操作性不強。

  　　中國專利 (CN103203355A) 公開了一種污染土壤的異位熱脫附處理方法，主要處理溫度窗口為 400℃以下，處理范圍受限。

  　　中國專利 (CN103272838A) 公開了持久性有機污染物污染土壤修復(fù)方法及裝置，采用間接加熱方式處理有機污染土壤，脫附氣體需單獨處理，整套工藝流程復(fù)雜，投資運行成本高，對核心設(shè)備 ( 授權(quán)公告號 CN203265252U) 要求高，不利于技術(shù)推廣。

  　　本實用新型的目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點，更好發(fā)揮熱脫附技術(shù)優(yōu)勢，提出一種利用鍋爐煙氣處理有機污染土壤熱脫附裝置，合理利用現(xiàn)有鍋爐熱源，通過極小部分改造，對有機污染土壤實現(xiàn)穩(wěn)定、連續(xù)、高效的熱脫附處理，可適用不同污染類型、濃度的有機污染土壤的治理。

  　　一、本實用新型提出的技術(shù)方案是 ：

  　　一種利用鍋爐煙氣處理有機污染土壤的熱脫附裝置，由鍋爐主體，回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器，污染土壤預(yù)處理裝置組成，在鍋爐主體一側(cè)設(shè)有省煤器，在鍋爐主體和省煤器之間的管道上設(shè)有管路連接回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器端口 A，在回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器另一端口 B 通過引風(fēng)機與鍋爐主體連接，構(gòu)成鍋爐煙氣回流系統(tǒng) ；在污染土壤預(yù)處理裝置和回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器的端口 B 之間連接有土壤干燥換熱器，在回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器端口 A 連接有土壤水冷換熱器，構(gòu)成污染土壤溫度調(diào)節(jié)預(yù)處理系統(tǒng)，在土壤水冷換熱器和土壤干燥換熱器之間設(shè)有冷卻水管和回流冷卻水管，構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，在土壤水冷換熱器下方設(shè)有潔凈土壤排出管。

  　　所述鍋爐主體高溫?zé)煔鉁囟葹?600 ～ 900℃，抽取量為總煙氣量的 3 ～ 5％。

  　　所述回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器為常規(guī)回轉(zhuǎn)窯。

  　　所述土壤預(yù)處理裝置為常規(guī)破碎、篩分、干燥工藝設(shè)備組成。

  　　所述土壤水冷換熱器為噴淋式換熱器。

  　　所述土壤干燥換熱器為噴淋式換熱器。

  　　二、本實用新型的優(yōu)點在于，

  　　鍋爐煙氣與污染土壤在回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器中逆向流動充分接觸，即利用少量鍋爐熱煙氣作為熱源，在保證鍋爐熱效率的前提下能夠減少傳統(tǒng)熱脫附工藝中的外加熱源投資和能耗，同時利用鍋爐爐膛內(nèi)高溫實現(xiàn)對污染物的有效處理，微量未完全分解或生成有害物可通過鍋爐后續(xù)凈化裝置二次處理，減少額外投資和提升效率。由于鍋爐熱量穩(wěn)定，能夠保證熱脫附供熱穩(wěn)定，與傳統(tǒng)工藝相比，可不受脫附出有機氣體的熱量 ( 熱值、濃度 ) 影響。

  　　本實用新型合理利用現(xiàn)有鍋爐熱源，通過極小部分改造，對有機污染土壤實現(xiàn)穩(wěn)定、連續(xù)、高效的熱脫附處理，可適用不同污染類型、濃度的有機污染土壤的治理。

  　　三、附圖說明

 

  　　圖 1 是一種利用鍋爐煙氣處理有機污染土壤的熱脫附裝置的構(gòu)造示意圖

  　　圖 2 是一種利用鍋爐煙氣處理有機污染土壤的熱脫附裝置的使用狀態(tài)圖

  　　圖中 1- 土壤預(yù)處理裝置，2- 土壤干燥換熱器，3- 回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器，4- 土壤冷卻換熱器，5- 引風(fēng)機，6- 鍋爐主體，7- 省煤器，8- 冷卻水管，9- 回流冷卻水管，10- 潔凈土壤排出管→煙氣環(huán)路 土壤環(huán)路冷卻水環(huán)路

  　　四、具體實施方式

  　　由圖 1 可見，一種利用鍋爐煙氣處理有機污染土壤的熱脫附裝置，由鍋爐主體，回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器，污染土壤預(yù)處理裝置組成，在鍋爐主體 6 一側(cè)設(shè)有省煤器 7，在鍋爐主體和省煤器之間的管道上設(shè)有管路連接回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器 3 端口 A，在回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器另一端口B通過引風(fēng)機5與鍋爐主體連接，構(gòu)成鍋爐煙氣回流系統(tǒng) ；在污染土壤預(yù)處理裝置 1 和回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器 3 的端口 B 之間連接有土壤干燥換熱器 2，在回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器端口 A 連接有土壤水冷換熱器 4，構(gòu)成污染土壤溫度調(diào)節(jié)預(yù)處理系統(tǒng)，在土壤水冷換熱器和土壤干燥換熱器之間設(shè)有冷卻水管 8 和回流冷卻水管 9，構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，在土壤水冷換熱器下方設(shè)有潔凈土壤排出管 10。

  　　由圖 2 可見，本實用新型的使用方法是，抽取鍋爐省煤器前高溫?zé)煔?，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器，污染土壤預(yù)處理后逆向進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器，高溫?zé)煔馀c預(yù)處理后的污染土壤逆流充分接觸，使土壤中有機物脫附出來，通過引風(fēng)機使窯內(nèi)形成負(fù)壓，使形成的氣態(tài)有機物隨煙氣再次回流到鍋爐爐膛，有機物在爐膛內(nèi)高溫燃燒徹底分解實現(xiàn)無害化，同時燃燒放熱補充引出煙氣的熱量消耗，熱脫附處理后的高溫土壤進(jìn)入土壤冷卻換熱器用來加熱冷卻水，產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入土壤干燥換熱器用于干燥預(yù)處理階段的污染土壤，高溫土壤冷卻后成為潔凈土壤排出。

  　　煙氣流程 ：由鍋爐主體 6 尾部及省煤器 7 前端引出高溫?zé)煔?( ＞ 600℃ )，為保證鍋爐熱效率，引出煙氣量宜小于總煙氣量 5％，高溫?zé)煔馔ㄟ^引風(fēng)機 5 進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器 3 中，確保回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)避免污染氣體泄露，高溫?zé)煔馀c污染土壤直接進(jìn)行逆流換熱，煙氣帶出氣態(tài)有機物混合進(jìn)入鍋爐主體 6 中，利用鍋爐內(nèi)高溫實現(xiàn)對有機物的高溫分解和燃燒凈化，有機物釋放熱量補充引出煙氣熱損失。

  　　土壤流程 ：污染土壤經(jīng)過土壤預(yù)處理裝置 1 破碎、篩分后，進(jìn)入土壤干燥換熱器 2，與高溫水蒸汽進(jìn)行間接換熱，使土壤升溫至 120℃以上，保證土壤中水分排出實現(xiàn)干燥，之后土壤進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器 3 實現(xiàn)熱脫附處理，處理凈化后土壤排入土壤冷卻換熱器4 中加熱冷卻水，土壤冷卻后排出，可回填或用于路基等。

  　　冷卻水流程 ：補充冷卻水進(jìn)入土壤冷卻換熱器4中，與回轉(zhuǎn)窯熱脫附反應(yīng)器3出來的高溫土壤間接換熱，水溫升至 150℃以上，形成水蒸氣，再進(jìn)入土壤干燥換熱器 2 中，間接干燥土壤，水溫降低后再次進(jìn)入土壤冷卻換熱器用于冷卻土壤，水溫升高后，循環(huán)利用。