土壤熱解吸處理
土壤熱解吸作為一種污染土壤修復技術,因其對有機物污染土壤治理的有效性,近年來得到較快的發展,目前已在國外發達國家得到了應用,而我國也有了一些土壤熱解吸工藝和設備的報道
熱解吸是指通過對污染土壤加熱,使污染土壤升溫至足夠溫度,污染物從土壤中揮發、分離出來,使得土壤得以凈化。熱解吸適合于揮發性或半揮發性有機物污染土壤的治理,具有處理效率高、無二次污染、修復后土壤可利用等特點,但是也存在著能耗高、處理成本大的問題。
一般,熱解吸工藝可分為兩個階段 :一為污染土壤熱解吸階段 ;二為尾氣處理階段,其中尾氣處理階段的能耗約為熱解吸工藝總能耗的 60% 以上,這是因為通常污染土壤熱解吸在 400-600℃下進行,而尾氣則需要在更高的溫度下采用焚燒的方法處理 :直接熱解吸公布了一種污染土壤直接熱解吸裝置,其尾氣在補燃器內處理,溫度達到 1200℃左右 ;污染土的熱脫附方法公布了一種污染土的熱解吸(熱脫附)方法,采用焚燒方法處理包含氣化污染物的煙氣,其焚燒溫度為 750-1200℃,優選為 750-950℃。目前,由于熱解吸存在的尾氣處理能耗高問題,使得其應用受到了很大的限制,因此如何降低熱解吸尾氣處理的能耗是當前污染土壤熱解吸技術亟需解決的問題。
污染土壤熱解吸處理,是將熱解吸器氣相出口排出尾氣進行處理達到排放標準,所使用的包括 :除塵處理、催化燃燒、冷卻處理和吸收處理;
除塵處理 :將從熱解吸器氣相出口排出尾氣經過過濾袋除去顆粒 ;為了有效地去除顆粒,污染土壤經過熱解吸后,土壤中的有機污染物被解吸出來,與熱解吸過程產生的粉塵形成帶有顆粒物的煙氣,首先進行除塵處理,煙氣除塵處理在旋風除塵器或布袋除塵器中進行,除塵處理方式為兩級處理,第一級針對粒徑 50μm 以上的粗顆粒物,第二級針對粒徑 50μm 以下、5μm 以上的細顆粒物,總除塵效率達到 98% 以上 ;
催化燃燒 :污染土壤熱解吸尾氣含有大量的有機污染物,如苯系物、多環芳烴和不含氯代有機物等,并且尾氣的溫度在 600℃以下 ;將除去顆粒的尾氣送入催化燃燒室進行催化燃燒,燃燒的過程是伴有催化劑催化燃燒的過程,催化燃燒溫度為 200-600℃,催化燃燒時間為 2 秒以上 ;所述的催化劑是一種負載金屬氧化物催化劑,由載體和氧化錳及Ce、Zr、Ti、Co、Fe、Cu 中的一種或一種以上元素的復合氧化物組成 ;催化劑分散固定在催化燃燒室內的反應床上,催化燃燒過程中通過鼓風機通入空氣,通過在線氧氣檢測控制儀保證尾氣中氧含量不低于 8%(最優為 10%)。催化燃燒過程中通入空氣,保證尾氣中的一定氧含量,這樣既可使催化燃燒在高效下進行,又可抑制催化燃燒過程二噁英的產生。經過催化燃燒處理后,尾氣中有機污染物的破壞去除率可在 99% 以上;
冷卻處理 ::尾氣經過催化燃燒處理后,有機污染物得到去除,尾氣的溫度在200-600℃,為了回收熱量和便于后續處理,需要進行冷卻處理。將從催化燃燒室出來的尾氣送入冷卻塔冷卻到 100℃以下(例如直至環境溫度,或者 40℃至 80℃);尾氣從冷卻塔下部進入,從上部排出,冷卻塔上部四周安裝若干噴頭,通過向冷卻塔噴淋水霧降低尾氣溫度,形成的熱水用于發電。
吸收處理 :尾氣經過冷卻處理后,仍含有 SO2、NOx 等污染物,需要進行吸收處理。將從冷卻塔出來的低于 100℃的尾氣送入吸收塔,通過吸收液洗滌除去尾氣中的 SO2、NOx等污染物,達到排放標準通過煙囪排放。