汞污染土壤熱脫附處理裝置及處理方法,該裝置包括預處理單元、進料單元、燃料供應單元、熱脫附單元、高溫除塵單元、冷凝水處理單元、出料單元、尾氣冷卻單元和尾氣處理單元;所述預處理單元與進料單元相連,進料單元、燃料供應單元、出料單元和高溫除塵單元均與熱脫附單元相連,高溫除塵單元與尾氣冷卻單元相連,尾氣冷卻單元與尾氣處理單元和冷凝水處理單元相連,冷凝水處理單元與出料單元相連,熱脫附單元采用熱螺旋輸送器,通過間接加熱使污染物揮發并從受污染土壤中分離出來,可有效去除汞污染土壤中汞,同時還可通過水力旋流分離的方法回收脫附尾氣中的汞,并實現尾氣和廢水的達標排放。
燃料供應單元,可以由燃料罐、燃料供應管路組成,燃料儲存燃料罐中,通過燃料供應管路輸送到燃燒器中。還可以再燃料供應管路上安裝一個燃料流量控制器,用于控制燃料的進料流量。
熱脫附單元包括燃燒器、燃燒室和軸線方向穿過燃燒室的螺旋輸送器,燃燒器位于燃燒室下方 ;熱螺旋輸送器與進料單元相連,燃燒器與燃料供應單元相連 ;在燃燒器中燃燒燃料,將熱螺旋輸送器中的土壤在 300℃ ~500℃溫度下熱處理 20~30 min,使含汞污染物從土壤中揮發出來,并將分離了含汞污染物的土壤送至出料單元中 ;
高溫除塵單元包括一級高溫除塵設備、二級高溫除塵設備和高溫氣體輸送管道,一級高溫除塵設備、二級高溫除塵設備依次連接,一級高溫除塵設備通過高溫氣體輸送管道與熱螺旋輸送器相連,熱脫附單元產生的尾氣依次經過一級高溫除塵設備、二級高溫除塵設備,去除揮發的含汞污染物中的固體顆粒物 ;去除固體顆粒物的高溫脫附尾氣通過高溫氣體輸送管道輸送到尾氣冷卻系統 ;高溫除塵單元中的一級高溫除塵設備和二級高溫除塵以及連接管道均由 50~150 mm 厚的保溫材料包裹,有效避免后續尾氣冷卻單元中冷卻裝置和氣體管道因集塵發生的堵塞,可降低尾氣冷卻單位的冷凝水中懸浮性固體(SS)含量,降低冷凝水處理難度,同時可避免從污染土壤脫附出來的氣態污染物重新被尾氣中的粉塵顆粒吸附 ;
尾氣冷卻單元包括換熱器、循環水冷卻系統和循環水箱,換熱器包括氣體通道和循環水通道,氣體通道的進氣口通過高溫氣體輸送管道與二級高溫除塵設備相連,氣體通道的出氣口與尾氣處理單元相連,氣體通道底部設置有冷凝水出水口,冷凝水出水口通過管道與冷凝水處理單元相連 ;循環水通道、循環水冷卻系統、循環水箱依次連接,形成一個閉合回路,且冷卻水的走向與尾氣走向相反 ;循環水箱中的水進入循環水通道,對氣體通道中的高溫尾氣進行冷卻,循環水受熱后進循環水冷卻系統進行冷卻,冷卻后的循環水進入循環水箱。經高溫除塵單元處理后的污染物在換熱器冷卻后,通過管道輸至尾氣處理單元 ;經二級高溫除塵設備除塵后的尾氣中含有大量的水蒸氣,水蒸氣在換熱器中受冷后,形成冷凝水,該冷凝水通過管道輸送到冷凝水處理單元 ;
尾氣處理單元由多級串聯的活性炭吸附裝置、引風機和排氣管組成,多級串聯的活性炭吸附裝置、引風機和排氣管依次連接,引風機可以使熱脫附單元保持微負壓,以保證熱脫附出來的氣體不外溢及熱脫附過程中盡可能少地產生固體顆粒物。活性炭吸附裝置與尾氣冷卻單元相連,經冷卻的尾氣依次通過活性炭吸附裝置、引風機和排氣管,排入大氣 ;
冷凝水處理單元包括依次連接的冷凝水收集裝置、水力旋流器、離心機、石英砂過濾罐、活性炭吸附罐和回濕水箱,冷凝水收集裝置的收集端與換熱器相連,回濕水箱與出料單元相連 ;冷凝水收集裝置對換熱器產生的冷凝水進行收集,并將收集的冷凝水通過管道輸至水力旋流器,水力旋流器利用汞與水的比重差和旋轉分離作用實現汞和水的分離,并對分離出的汞進行收集,與汞分離后的廢水經溢流進至離心機,去除冷凝水中的污泥,泥水分離后的污水經石英砂過濾和活性炭吸附后,儲存于回濕水箱,用于處理后的土壤的加濕過程,或處理達標后排放。
出料單元可以與輸送機和攪拌機連接組成,輸送機將熱脫附單元處理后的土壤輸送到攪拌機中,回濕水箱中的水通過管道輸入到攪拌機中,攪拌機將土壤與水混合,完成對汞污染土壤熱脫附處理。
(1)預處理單元將待處理的汞污染土壤進行初篩、破碎后,送至進料單元 ;所述初篩的篩孔為 25 mm×25 mm,破碎后的粒徑為 2 ~ 20 mm ;
(2)進料單元將處理后的土壤勻速送至熱脫附單元,同時,燃料供應單元將燃料送至熱脫附單元 ;
(3)熱脫附單元中的熱螺旋輸送器利用燃料將送入的土壤進行間接式加熱,將土壤在 300℃ ~500℃溫度下熱處理 20~30 min,使含汞污染物從土壤中揮發出來,并將分離了含汞污染物的土壤送至出料單元中 ;
(4)揮發的尾氣經管道輸至高溫除塵單元中,并在高溫除塵單元中進行除塵 ;
(5)去除固體顆粒物的尾氣通過管道輸送到尾氣冷卻系統,并在尾氣冷卻系統中冷卻至 40~50 ℃以下 ;尾氣冷卻單元在冷卻過程中產生的冷凝水經管道輸送到冷凝水處理單元中 ;
(6)處理后的尾氣通過管道輸至尾氣處理單元,經尾氣處理單元中的活性炭吸附后達標排放 ;同時,產生的冷凝水在冷凝水處理單元中經旋汞分離、離心和活性炭吸附處理后添加到出料單元 ;
(7)處理后的土壤與處理后的水在出料單元中與處理后高溫干燥土壤混合,對處理后土壤進行降溫加濕處理。