D3-异位热脱附技术.pdf

D3-异位热脱附技术 3.1技术名称 技术名称：异位热脱附，英文名称：Ex-Situ Thermal Desorption 3.2技术适用性 3.2.1适用的介质：污染土壤 3.2.2可处理的污染物类型：挥发及半挥发性有机污染物（如石 烃、农药、多环芳烃 、多氯联苯）和汞。 3.2.3应用限制条件：不适用于无机物污染土壤（汞除外），也不适用于腐蚀性有机物 、活性氧化剂和还原剂含量较高的土壤。 3.3技术介绍 3.3.1原理：通过直接或间接加热，将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过 控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗 粒分离，去除。 3.3.2系统构成和主要设备： 异位热脱附系统可分 直接热脱附和间接热脱附，也可分 高温热脱附和低温热 脱附。 直接热脱附由进料系统、脱附系统和尾气处理系统组成。进料系统：通过筛分、脱 水、破碎、磁选等预处理，将污染土壤从车间运送到脱附系统中。脱附系统：污染土壤进 入热转窑后，与热转窑燃烧器产生的火焰直接接触，被均匀加热至目标污染物气化的温 度以上，达到污染物与土壤分离的目的。尾气处理系统：富集气化污染物的尾气通过旋 风除尘、焚烧、冷却降温、布袋除尘、碱液淋洗等环节去除尾气中的污染物。 1) 间接热脱附由进料系统、脱附系统和尾气处理系统组成。与直接热脱附的区别在于 脱附系统和尾气处理系统。脱附系统：燃烧器产生的火焰均匀加热转窑外部，污染土 壤被间接加热至污染物的沸点后，污染物与土壤分离，废气经燃烧直排。尾气处理 系统：富集气化污染物的尾气通过过滤器、冷凝器、超滤设备等环节去除尾气中的污 染物。气体通过冷凝器后可进行油水分离，浓缩、回收有机污染物。 2) 主要设备包括进料系统：如筛分机、破碎机、振动筛、链板输送机、传送带、除铁器等 ；脱附系统：回转干燥设备或是热螺旋推进设备；尾气处理系统：旋风除尘器、二燃室 、冷却塔、冷凝器、布袋除尘器、淋洗塔、超滤设备等。 3.3.3关键技术参数或指标 热脱附技术关键参数或指标主要包括土壤特性和污染物特性两类。 1）土壤特性 a. 土壤质地：土壤质地一般划分 沙土、壤土、粘土。沙土质疏松，对液体物质的吸附 力及保水能力弱，受热易均匀，故易热脱附；粘土颗粒细，性质正好相反，不易热脱 附。 b. 水分含量：水分受热挥发会消耗大量的热量。土壤含水率在5- 35%间，所需热量约在117-286 kcal/kg 。 保证热脱附的效能，进料土壤的含水率宜低于25%。 c. 土壤粒径分布：如果超过50%的土壤粒径小于200 目，细颗粒土壤可能会随气流排出 ，导致气体处理系统超载。最大土壤粒径不应超过5 cm。 2）污染物特性 a. 污染物浓度：有机污染物浓度高会增加土壤热值，可能会导致高温损害热脱附设备， 甚至发生燃烧爆炸，故排气中有机物浓度要低于爆炸下限25%。有机物含量高于1%- 3%的土壤不适用于直接热脱附系统，可采用间接热脱附处理。 b. 沸点范围：一般情况下，直接热脱附处理土壤的温度范围 150- 650°C，间接热脱附处理土壤温度 120-530C。 c. 二噁英的形成：多氯联苯及其它含氯化合物在受到低温热破坏时或者高温热破坏后 低温过程易生产二噁英。故在废气燃烧破坏时还需要特别的急冷装置，使高温气体 的温度迅速降低至200C，防止二噁英的生成。 3.4 技术应用基础和前期准备 异位热脱附技术应用前，需要识别土壤污染物的类型及其浓度，了解土壤质地、粒 径分布和湿度等参数，同时还需要确定场地信息、处理土壤体积、项目周期和处理目标 等。此外， 还需要考虑是否有足够的空间进行土壤预处理，公用设施（燃料、水、电）是否满足 要求，以及管理部门和当地群众对热脱附技术的接受程度等。 3.5 主要实施过程 (1)土壤挖掘：对地下水位较高的场地，挖掘时需要降水使土壤湿度符合处理要求； 土壤预处理：对挖掘后的土壤进行适当的预处理，例如筛分、调节土壤含水率、磁 选等。（3)土壤热脱附处理：根据目标污染物的特性，调节合适的运行参数（脱附温度、停 留时间等)，使污染物与土壤分离。（4)收集脱附过程产生的气体，通过尾气处理系统对 气体进行处理后达标排放。 3.6 运行维护和监测 根据热脱