1.本发明涉及一种能够对重金属有机复合污染土壤进行烧结处理的可移动模块化装备。
背景技术：2.工业场地常存在重金属/有机复合污染土壤等情况，对于重金属/有机污染土壤修复治理常存在技术难度大、工序复杂、成本高等问题，以烧结方式制备陶粒可实现重金属类/有机复合污染土壤修复及资源再利用。
3.传统陶粒生产企业虽可利用重金属/有机复合污染土壤进行烧结处理，但仍存在陶粒厂所在地与场地修复地异地导致的运输环节污染物逸散及处理高浓度污染物时企业环保措施不到位产生二次污染，对于重度污染土壤运输受到严格管制及传统陶粒生产存在能耗高问题。
技术实现要素：4.本发明提供一种重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，目的是解决现有技术中存在的上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，包括预处理系统与热处理系统，其中：
7.所述预处理系统包括破碎单元、研磨混匀单元以及造粒单元，所述破碎单元用于将场地开挖出的重金属有机复合污染土壤进行破碎处理，所述研磨混匀单元用于对破碎后的污染土壤进行研磨，并对研磨后的污染土壤与添加的药剂进行均混，所述造粒单元用于对均混后的物料进行造粒；
8.所述热处理系统包括烘干单元、烧结单元以及余热回用单元，所述烘干单元用于对造粒单元的出料进行烘干，所述烧结单元用于对烘干单元的出料进行烧结，所述余热回用单元收集所述烧结单元的余热，将热量传递给所述烘干单元；
9.所述破碎单元、所述研磨混匀单元以及所述造粒单元布置在预处理及造粒集装箱中；
10.所述烘干单元布置在烘干预热集装箱中，所述烘干预热集装箱中还布置有第一热交换区；
11.所述烧结单元布置在烧结集装箱中，所述烧结集装箱中还布置有第二热交换区；
12.其中，所述余热回用单元分体布置于所述第一热交换区以及第二热交换区，并以管路相连。
13.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述预处理及造粒集装箱中还布置有破碎后样品暂存区、烧结药剂存放区以及均混后物料存放区。
14.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述预处理系统
还包括废气收集单元，所述废气收集单元集成布置于所述预处理及造粒集装箱外壁。
15.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，在破碎单元上游的进料运输皮带上方吊装有金属磁选剔除设备。
16.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述造粒单元为造粒筛分一体化设备，包括造粒部分与筛分部分，所述筛分部分使小于设定粒径的陶粒坯直接回到造粒部分进行二次造粒，超过设定粒径的陶粒坯在破碎后进入造粒单元二次造粒。
17.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述热处理系统还包括废气处理单元，所述废气处理单元布置于所述烘干预热集装箱中，其连接在所述废气收集单元的下游，用于将废气净化至达标排放。
18.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述废气处理单元采用二次燃烧氧化设备，所述二次燃烧氧化设备在燃烧后的热量通过所述余热回用单元收集，而烧结单元产生的废气直接进入所述二次燃烧氧化设备进行燃烧处理。
19.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述烘干单元安装有电加热管和余热回用管，所述余热回用管是所述余热回用单元的组成部分。
20.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述烘干单元分隔为低温烘干区与高温烘干区；
21.所述二次燃烧氧化设备在燃烧后的热量由所述余热回用单元收集后传递给所述低温烘干区；
22.所述余热回用单元收集烧结陶粒成品出炉后的余热而形成高温气体，所述高温气体进入所述高温烘干区为陶粒坯进行烧结预热。
23.所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其中，所述余热回用单元收集烧结陶粒成品出炉后的余热而形成的高温气体还可以为陶粒坯初级烘干提供热量。
24.本发明的优点包括：
25.1.预处理系统、热处理系统均采用模块化集成设计，实现其与车体合理结合，达到各系统的可移动目的，系统小型化、兼容性强，可根据土方量、工期需求将各模块并联使用；
26.2.采用集装箱化集成设计，密封性好，同时，各集装箱、各单元之间嵌套设计，可保证其连接的紧密性，避免设备安装缝隙造成污染物逸散，集装箱经吸热、隔热处理较少热量逸散，经吸音、降噪处理，降低噪音不扰民；
27.3.烘干模块可采用电加、回用热方式调控，在效率和节能方面实现平衡，达到高效、节能目的；
28.4.废气处理装置可依据土壤污染物类型进行组合应用，实现重金属/有机污染物物理分离、吸附、燃烧氧化，达标排放；
29.5.各系统均通过智能化物联网设备连接，实现污染预警、污染反馈调节，智能、精准调控。
附图说明
30.图1是本发明的系统组成示意图。
31.图2是预处理及造粒集装箱的平面布置示意图。
32.图3是烘干预热集装箱的平面布置示意图。
33.图4是烧结集装箱的平面布置示意图。
34.图5是余热回用原理图。
具体实施方式
35.如图1所示，是本发明的系统组成示意图，主要由预处理系统与热处理系统两部分组成，其中：
36.所述预处理系统包括破碎单元、研磨混匀单元、造粒单元以及废气收集单元，其中：
37.所述破碎单元主要包括破碎筛分设备，用于将场地开挖出的重金属有机复合污染土壤进行破碎处理，为了剔除磁性金属，以避免影响陶粒品质或损坏设备，在破碎单元上游的进料运输皮带上方吊装有金属磁选剔除设备，即，在进料运输皮带的起始段或中段安装金属探测器，金属探测器将金属含量信息反馈至磁选设备，以及时剔除磁性金属异物；在所述进料运输皮带上还可以设置皮带秤，通过皮带秤来控制进料量；
38.所述破碎筛分设备可根据项目现场土壤质地、建筑石块数量、岩石类型选装颚式破碎、圆锥破碎、锤式破碎、制砂机的单一或组合破碎设备，污染土壤经破碎至1-3cm后转移至存储区，再经皮带秤运至研磨混匀单元；
39.所述研磨混匀单元包括研磨设备与均混设备，所述研磨设备可根据土壤质地、岩性及破碎单元处理程度设定转速、倾角等参数，用于加速土壤以进行撞击、摩擦，而实现精细研磨，使污染土壤的粒径处于80-200目范围内，达成率75％以上；研磨设备末端为均混设备，并通过流量控制器来控制进入均混设备的土量，均混设备附带药剂添加口，根据土壤氧化物含量、重金属类型及含量调控给料单元定量添加烧结辅料、重金属稳定化剂和/或有机物料氧化剂，均混设备能够通过调节转速及变换扬料板角度，实现土壤与添加药剂均混的目的，均混后的原料进入造粒单元；
40.所述造粒单元为造粒筛分一体化设备，造粒部分优选采用圆盘造粒设备，其通过采用多点、间歇的上喷淋方式来减少圆盘漂浮粉尘量、提高粉末成粒效率，为保证污染土壤烧结治理达标、烧结产品质量合格，粒径均匀度需达80％以上，因此还设有筛分部分，所述筛分部分采用间歇式筛分工作方式，使小于设定粒径的陶粒坯直接回到圆盘造粒设备进行二次造粒，超过设定粒径的陶粒坯则在破碎后进入造粒单元二次造粒；
41.所述废气收集单元包括密封式负压抽气装置、烟尘监测报警装置以及pid气体监测报警装置，所述密封式负压抽气装置通过风机产生负压，将生产环境(从后文可知，为集装箱空间)中破碎单元、研磨混匀单元以及造粒单元中产生的废气抽出并收集，所述风机可通过变频调控抽气速率以及废气抽出量；
42.所述热处理系统包括烘干单元、烧结单元、废气处理单元以及余热回用单元，其中：
43.所述烘干单元是安装有电加热管和余热回用管(所述电加热管和余热回用管等间隔分布)的密闭空间，用于对造粒单元的出料进行烘干，在设备运行效率和节能两个条件的综合考虑下，能够控制电加热管和余热回用管的切换；所述烘干单元可分隔为低温烘干区与高温烘干区，低温烘干区的温度控制在70-90℃，以防止高温引起陶粒开裂，高温烘干区
的温度控制在300-400℃，为陶粒烧结前预热；所述烘干单元中产生的废气也进入所述废气收集单元；
44.所述烧结单元为小型回转窑，用于对烘干单元的出料进行烧结，其可采用燃气为热源，通过温度探测器监测窑内温度变化、通过plc控制单元调控燃气通量从而调控窑体温度，烧结单元的温度控制范围在800-1400℃，可依据土壤化合物含量、矿物组成及烧结产品特征设定烧结温度；
45.所述废气处理单元连接在所述废气收集单元的下游，用于将废气净化至达标排放，其集成有旋风除尘、布袋除尘等颗粒去除设备、活性炭吸附箱、脱硫脱氮池等气体污染物吸附设备以及二次燃烧氧化分解设备，可依据土壤重金属污染、有机污染类型、浓度进行组合使用；其中，若废气处理单元采用二次燃烧氧化设备，其二次燃烧后的热量可通过所述余热回用单元收集，而烧结单元产生的废气也可以直接进入该二次燃烧氧化设备进行燃烧处理；
46.所述余热回用单元为热交换设备、plc、微型计算机、温度检测器、电子阀门与管道组成的热量调控回路，其收集烧结单元和/或废气处理单元的废热，并提供给烘干单元使用，热量回用率达到40％-55％；
47.举例而言，如图5所示，废气经二次燃烧产生高温气体，该高温气体进入气液热量交换器将热量传递给冷却水而形成高温水，高温水流过低温烘干区，将热量传递给陶粒坯，实现低温烘干，流过低温烘干区的水回流至气液热量交换器，如此循环使用；
48.仍如图5所示，烧结陶粒成品在出炉后进入风冷热量交换器，风冷热量交换器是底部和顶部带有微孔、四壁具有金属散热片的金属容器，金属容器底部安装风机，以通过流动气流带走余热，形成高温气体；风冷热量交换器依靠风机转速改变气体流量，将高温气体温度控制在300℃-500℃，此时高温气体进入高温烘干区为陶粒坯进行烧结预热；当陶粒经过一段时间冷却，高温气体的温度低于300℃时，该高温气体在plc、电磁阀调控下可进入水冷交换器(未予图示)，为陶粒坯初级烘干提供热量。
49.如图2-图4所示，是本发明重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备的水平面布局图，其包括预处理及造粒集装箱、烘干预热集装箱以及烧结集装箱，其中：
50.所述预处理及造粒集装箱中布置有所述破碎单元、所述研磨混匀单元以及所述造粒单元，还布置有破碎后样品暂存区、烧结药剂存放区以及均混后物料存放区；所述废气收集单元集成布置于所述预处理及造粒集装箱外壁，在图中未予示出；
51.所述烘干预热集装箱中布置有所述烘干单元(包括所述低温烘干区与所述高温烘干区)、所述废气处理单元以及第一热交换区；
52.所述烧结集装箱中布置有所述烧结单元以及第二热交换区；
53.其中，所述余热回用单元分体布置于所述第一热交换区以及第二热交换区，并以管路相连。
54.本发明的优点包括：
55.1.预处理系统、热处理系统均采用模块化集成设计，实现其与车体合理结合，达到各系统的可移动目的，系统小型化、兼容性强，可根据土方量、工期需求将各模块并联使用，单套设备污染土壤处理能力达4～6t/h；
56.2.采用集装箱化集成设计，密封性好，同时，各集装箱、各单元之间嵌套设计，可保
证其连接的紧密性，避免设备安装缝隙造成污染物逸散，可应用于异味或恶臭物质处理，集装箱经吸热、隔热处理较少热量逸散，经吸音、降噪处理，降低噪音不扰民；
57.3.烘干模块可采用电加、回用热方式调控，在效率和节能方面实现平衡，达到高效、节能目的；
58.4.废气处理装置可依据土壤污染物类型进行组合应用，实现重金属/有机污染物物理分离、吸附、燃烧氧化，达标排放；
59.5.各系统均通过智能化物联网设备连接，实现污染预警、污染反馈调节，智能、精准调控；
60.6.本装备可依据产品需求生产粒径范围5-20mm的建筑、滤料、陶粒砂等产品。
技术特征：1.一种重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，包括预处理系统与热处理系统，其中：所述预处理系统包括破碎单元、研磨混匀单元以及造粒单元，所述破碎单元用于将场地开挖出的重金属有机复合污染土壤进行破碎处理，所述研磨混匀单元用于对破碎后的污染土壤进行研磨，并对研磨后的污染土壤与添加的药剂进行均混，所述造粒单元用于对均混后的物料进行造粒；所述热处理系统包括烘干单元、烧结单元以及余热回用单元，所述烘干单元用于对造粒单元的出料进行烘干，所述烧结单元用于对烘干单元的出料进行烧结，所述余热回用单元收集所述烧结单元的余热，将热量传递给所述烘干单元；所述破碎单元、所述研磨混匀单元以及所述造粒单元布置在预处理及造粒集装箱中；所述烘干单元布置在烘干预热集装箱中，所述烘干预热集装箱中还布置有第一热交换区；所述烧结单元布置在烧结集装箱中，所述烧结集装箱中还布置有第二热交换区；其中，所述余热回用单元分体布置于所述第一热交换区以及第二热交换区，并以管路相连。2.根据权利要求1所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述预处理及造粒集装箱中还布置有破碎后样品暂存区、烧结药剂存放区以及均混后物料存放区。3.根据权利要求2所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述预处理系统还包括废气收集单元，所述废气收集单元集成布置于所述预处理及造粒集装箱外壁。4.根据权利要求1所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，在破碎单元上游的进料运输皮带上方吊装有金属磁选剔除设备。5.根据权利要求1所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述造粒单元为造粒筛分一体化设备，包括造粒部分与筛分部分，所述筛分部分使小于设定粒径的陶粒坯直接回到造粒部分进行二次造粒，超过设定粒径的陶粒坯在破碎、研磨后进入造粒单元二次造粒。6.根据权利要求3所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述热处理系统还包括废气处理单元，所述废气处理单元布置于所述烘干预热集装箱中，其连接在所述废气收集单元的下游，用于将废气净化至达标排放。7.根据权利要求6所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述废气处理单元采用二次燃烧氧化设备，所述二次燃烧氧化设备在燃烧后的热量通过所述余热回用单元收集，而烧结单元产生的废气直接进入所述二次燃烧氧化设备进行燃烧处理。8.根据权利要求1所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述烘干单元安装有电加热管和余热回用管，所述余热回用管是所述余热回用单元的组成部分。9.根据权利要求7所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述烘干单元分隔为低温烘干区与高温烘干区；
所述二次燃烧氧化设备在燃烧后的热量由所述余热回用单元收集后传递给所述低温烘干区或高温烘干区；所述余热回用单元收集烧结陶粒成品出炉后的余热而形成高温气体，所述高温气体进入所述高温烘干区为陶粒坯进行烧结预热。10.根据权利要求9所述的重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，其特征在于，所述余热回用单元收集烧结陶粒成品出炉后的余热而形成的高温气体还可以为陶粒坯初级烘干提供热量。
技术总结本发明提供一种重金属有机复合污染土壤烧结可移动模块化装备，具有破碎单元、研磨混匀单元、造粒单元、烘干单元、烧结单元以及余热回用单元；所述破碎单元、所述研磨混匀单元以及所述造粒单元布置在预处理及造粒集装箱中；所述烘干单元布置在烘干预热集装箱中，所述烘干预热集装箱中还布置有第一热交换区(水冷交换)；所述烧结单元布置在烧结集装箱中，所述烧结集装箱中还布置有第二热交换区(风冷交换)；所述余热回用单元分体布置于所述第一热交换区以及第二热交换区，并以管路相连。本发明采用模块化集成设计，实现其与车体合理结合，达到各系统的可移动目的，系统小型化、兼容性强，可根据土方量、工期需求将各模块并联使用。工期需求将各模块并联使用。工期需求将各模块并联使用。
技术研发人员：岳龙凯 黄海 宋慧敏 张文 苗铎 张程 杨勇
受保护的技术使用者：中科鼎实环境工程有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1
