由于熱脫附修復技術存在上述高能耗、高成本等問題，使該技術的推廣應用受到了很大的限制 ；因此，如何降低熱脫附系統運行能耗是當前熱脫附修復技術亟待解決的問題。
本發明提供了一種熱脫附裝置、熱脫附修復系統以及污染
土壤熱脫附技術，采用該裝置及熱脫附系統修復污染土壤可顯著降低土壤熱脫附過程的能耗，降低處理成本，提高土壤熱脫附效果。
一、技術原理
一種熱脫附裝置，包括槽式反射鏡和集熱管，所述集熱管由自外向內依次穿套的外層套管、中間套管和內層套管組成，所述外層套管為透明，外層套管與中間套管之間設有真空隔層，所述中間套管和內層套管之間為熱交換區，所述熱交換區通過管路外接循環泵和油爐，所述內層套管的內部空間為工作區。
所述中間套管和內層套管采用導熱材質，熱交換區內流通有導熱油，該導熱油通過循環泵和油爐在熱交換區內循環流動 ；槽式反射鏡可將太陽光反射到集熱管的外層套管上，并透過真空隔層被中間套管吸收，進而對導熱油進行加熱，導熱油的溫度可加熱至300 ～ 400℃。外層套管與中間套管之間設置真空隔層可防止熱量逆向擴散造成的損失。
本發明將集熱管設置成三層套管結構，并在中間套管和內層套管之間設置能夠循環流通導熱油的熱交換區，利用導熱油熱傳導效果好、熱穩定性高的特點，使在熱交換區內流通的導熱油吸收中間套管的熱量，提升自身溫度，并將熱量傳遞至內層套管，從而對內層套管內部的污染土壤進行熱脫附。
采用上述結構進行土壤熱脫附不僅能夠減少熱脫附過程的能耗，也可使污染土壤受熱均勻，提高脫附效果。
作為優選，所述內層套管內設有攪龍，其用于攪拌輸送工作區內的污染土壤。攪龍在電機的帶動下可以以一定轉速旋轉，推動土壤在工作區內前行，保證土壤在工作區內停留一定的時間，通過調節攪龍的轉速來調整土壤在熱脫附裝置內的停留時間。
作為優選，所述中間套筒和內層套筒為金屬材質，利于中間套管、內層套管與熱交換區之間的熱量傳遞。
本發明還提供了一種污染土壤的熱脫附修復系統，包括依次連接的預處理裝置、進料裝置、熱脫附裝置、除塵裝置和尾氣處理系統，熱脫附裝置如上文所述。
所述預處理裝置由土壤破碎裝置和振動篩分裝置構成，兩者相互連接。污染土壤依次經過破碎、篩分處理后，粒徑達到 10mm 以下。
所述進料系統由板式輸送機、磁選器和計量稱構成，所述板式輸送機與振動篩分裝置連接，磁選器和計量稱分別與板式輸送機連接。預處理后的污染土壤在由板式輸送機運往熱脫附裝置的過程中，進行磁選，去除鐵塊等磁性固體，并進行計量。
作為優選，所述的除塵裝置為兩個旋風除塵器串聯使用的兩級除塵裝置。上述除塵裝置分別通過調整旋風除塵器的風速實現兩級除塵處理，在除塵裝置和熱脫附裝置之間設置引風機，熱脫附過程后產生的污染尾氣，在引風機的作用下，進入兩級除塵裝置中。
作為優選，所述尾氣處理系統包括依次連接的催化燃燒裝置、堿洗裝置和氣體排放裝置。
為了進一步降低土壤熱脫附修復過程中的能量消耗，作為優選，所述催化燃燒裝置與堿洗裝置之間還連接有熱交換裝置。
上述熱交換裝置的熱流體進口端通過引風機與催化燃燒裝置相連，而冷流體進口端與熱源裝置的油爐連通，催化燃燒后排出的剩余尾氣，在引風機的作用下，進入熱交換裝置中，并作為熱流體進行熱交換 ；而導熱油爐中的導熱油通過循環泵從冷流體進口端泵入熱交換裝置中。
更優選，所述熱脫附裝置與熱源裝置相連，所述熱源裝置由油爐和蓄熱裝置組成，熱脫附裝置、油爐和蓄熱裝置通過管路兩兩相連接。油爐屬于輔助加熱裝置，在太陽能輻射不足或陰雨天氣時，為熱脫附系統供熱，保證熱脫附系統正常運行 ；與此同時，蓄熱裝置也為油爐提供能量，并在太陽輻射過強時，通過與熱脫附裝置連接而將過量太陽能存蓄于蓄熱器內。
本發明還提供了一種利用所述熱脫附修復系統進行污染土壤熱脫附修復的方法，包括 ：
(1) 將污染土壤在預處理裝置中破碎、篩分后，進行磁選處理，再輸送至熱脫附裝置中，進行土壤熱脫附 ；
(2) 熱脫附后的土壤經出料裝置排出，脫附出的尾氣經除塵后，進行催化燃燒 ；
(3) 催化燃燒后的尾氣經堿液噴淋洗滌后，通過氣體排放裝置排出。
作為優選，熱脫附裝置中，工作區的溫度為 300 ～ 400℃，土壤在工作區的停留時間為 10 ～ 30min，以保證污染土壤進行充分的熱脫附處理。
常規熱脫附處理后獲得的尾氣通過焚燒、噴淋等方式進行處理，易造成部分有機物無法去除完全 ；本發明采用催化燃燒的方式，限定具體的催化劑和催化溫度，能夠更好的去除尾氣中的苯系物、多環芳烴以及非氯代有機物等有機污染物，總去除率可在 99％以上。
作為優選，所述催化燃燒的溫度為 300 ～ 600℃，催化燃燒過程中采用的催化劑的組分為 ：以重量百分數計，50％的氧化鋁，25％的單質鈰，25％的單質鈷。
為保證尾氣處理過程的效果，在尾氣催化燃燒處理前，需要進行除塵處理，作為優選，所述除塵的過程為兩級除塵，一級除塵的風速為 9m/s～ 13m/s，二級除塵的風速為 18～23m/s。
二、有益效果 ：
(1) 本發明采用太陽能集熱以及導熱油傳熱的方式對污染土壤進行熱脫附，大大降低了土壤熱脫附修復過程的能耗，有利于太陽能集熱技術在土壤熱脫附領域的推廣。
(2) 本發明在采用太陽能集熱的同時還設置了熱源裝置，保證在太陽能輻射不足情況下，熱脫附系統能夠正常供熱和運行。
(3) 本發明采用催化燃燒技術對尾氣進行處理，使得在較低的溫度下，尾氣中的有機污染物去除率超過 99％，顯著降低處理成本的同時，實現了尾氣安全、高效的排放。
(4) 本發明采用監控系統，在系統運行過程中，對各個設備的運行狀態進行全程自動監控，實現了熱脫附系統的自動化控制。
三、附圖說明
圖 1 為本發明污染土壤熱脫附修復系統的結構框圖 ；
圖 2 為本發明熱脫附修復系統中的熱脫附裝置的結構示意圖。
其中，1- 預處理裝置，2- 進料裝置，3- 熱脫附裝置，4- 出料裝置，5- 除塵裝置，6- 催化燃燒裝置，7- 熱交換裝置，8- 堿洗裝置，9- 熱源裝置，10- 氣體排放裝置，11- 監測系統，20- 導熱油爐，23- 蓄熱器。
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