一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置.pdf

本发明涉及一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，包括进料粉碎系统、旋转加热系统、固气分离系统、土壤出料系统和气体出料系统，所述的进料粉碎系统与旋转加热系统相连，所述的旋转加热系统通过固气分离系统分别与土壤出料系统和气体出料系统相连，所述的土壤出料系统与固气分离系统之间设有冷凝器，所述的气体出料系统与固气分离系统之间设有初步除尘系统，所述的初步除尘系统通过冷凝塔与气体出料系统相连，所述的冷凝塔的底部还连接有压滤机，所述的旋转加热系统还分别与加压系统和气压保护装置相连，所述的气压保护装置与初步除尘系统相连。本设计通过电磁感应对土壤进行加热，大大加快了污染物变成气体从土壤中分离的速度，提高了土壤的修复效率。

1.  一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：包括进料粉碎系统(1)、旋转加热系统(3)、固气分离系统(4)、土壤出料系统(10)和气体出料系统(14)，所述的进料粉碎系统(1)与旋转加热系统(3)相连，所述的旋转加热系统(3)通过固气分离系统(4)分别与土壤出料系统(10)和气体出料系统(14)相连，所述的土壤出料系统(10)与固气分离系统(4)之间设有冷凝器(9)，所述的气体出料系统(14)与固气分离系统(4)之间设有初步除尘系统(7)，所述的初步除尘系统(7)通过冷凝塔(8)与气体出料系统(14)相连，所述的冷凝塔(8)的底部还连接有压滤机(11)，所述的旋转加热系统(3)还分别与加压系统(5)和气压保护装置(6)相连，所述的气压保护装置(6)与初步除尘系统(7)相连。

2.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的进料粉碎系统(1)包括第一进料箱(15)、漏斗(31)、斜置的第一轨道(16)、粉碎箱体(17)、粉碎轮(18)、筛板(19)、储料箱体(20)和弧形第二轨道(21)，所述的漏斗(31)连接在第一进料箱(15)的底部，所述第一轨道(16)的下端位于漏斗(31)出料口的下方，所述第一轨道(16)的上端位于粉碎箱体(17)进料口的上方，所述的粉碎轮(18)位于粉碎箱体(17)内，所述的粉碎轮(18)通过第一转动轴(32)与第一电机相连，所述粉碎箱体(17)底部的出料口连接在斜置的筛板(19)的上方，所述筛板(19)的下端与第二轨道(21)的下端相连，所述第二轨道(21)的上端设置在第一进料箱(15)进料口的上方，所述的第一轨道(16)和第二轨道(21)的底部都安装有振动器，所述的储料箱体(20)的连接在筛板(19)的下方，所述储料箱体(20)的底部设置有出 料口，所述储料箱体(20)底部的出料口通过第一密封阀(22)与旋转加热系统(3)相连。

3.  根据权利要求2所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的旋转加热系统(3)包括加热筒(23)、第二电机(24)、感应线圈(27)、第二转动轴(25)、螺旋叶片(26)和第二进料筒(28)，所述的第二转动轴(25)位于加热筒(23)内，所述的螺旋叶片(26)套装在第二转动轴(25)上，所述第二转动轴(25)的一端穿过加热筒(23)的一侧与第二电机(24)相连，所述的第二进料筒(28)通过导流管(29)与加热筒(23)相连通，所述另一侧加热筒(23)的底部开设有出料口，所述的加热筒(23)通过出料口与固气分离系统(4)相连，所述加热筒(23)的出料口与固气分离系统(4)之间设有第二密封阀(30)，所述的第二进料筒(28)与第一密封阀(22)相连。

4.  根据权利要求1或3中任一项所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的固气分离系统(4)为旋风分离器。

5.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的初步除尘系统(7)为布袋除尘器。

6.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的土壤出料系统(10)为螺旋输送机，所述的冷凝器(9)与螺旋输送机的进料口相连。

7.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的加压系统(5)为增压泵。

8.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的气压保护装置(6)包括阀芯(33)、阀筒(34)、弹簧(37) 和阀盖(35)，所述的阀芯(33)活动连接在阀筒(34)内，所述阀筒(34)的一侧固定连接有阀盖(35)，所述的阀芯(33)通过弹簧(37)与阀盖(35)相连，所述阀筒(34)的侧壁上开设有出气通道(38)，所述的阀盖(35)上相对于出气通道(38)的位置开设有出气孔(39)，所述的阀盖(35)的外侧还连接有集气罩(36)，所述的出气孔(39)连接在集气罩(36)内。

9.  根据权利要求1所述的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其特征在于：所述的气体出料系统(14)包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔(8)的顶部。

一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置
技术领域
本发明属于环境工程技术领域中的土壤修复领域，特别是一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置。
背景技术
氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料行业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位，氯碱生产工艺有水银电解，隔膜电解和离子膜法，其中水银法电流效率高，产品质量好，在上世纪90年代以前，一直是我国各个氯碱厂采用的主要生产工艺，但该工艺会产生大量的含汞污染土壤，直接或间接造成了土壤和地下水污染，存在环境污染隐患，亟待治理。
目前，国内针对汞及其化合物污染土壤的修复技术主要包括植物修复技术、稳定化固化技术、电动修复和淋洗技术；这些技术一方面修复速度较慢，如植物修复和电动修复技术，难以在一个较短时间内对高污染土壤进行修复；二者修复风险大，如稳定化固化技术修复后，汞及其化合物仍然存在土壤中，在一定的环境变化下(如酸雨影响)，土壤中的汞仍有溶出的可能，存在环境风险。
热脱附技术是修复污染土壤的主要技术之一，该技术是用直接或间接的热交换加热，使土壤中的污染组分达到足够高的温度，使其蒸发并与土壤媒介相分离的过程。热脱附器中的热量传递媒介为空气、燃烧气、惰性气体等，热脱附过程是土壤中污染组分从固相(液相)热传递进入气相的物理过程。
国内目前开发的热脱附修复系统主要是针对挥发性有机物和半挥发性有机物污染土壤，由于有机物在理化特征上与汞及其化合物有较大差异，这些热脱 附设备难以用于汞污染土壤的修复。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是通过电磁感应对土壤进行加热，大大加快了污染物变成气体从土壤中分离的速度，提高了土壤的修复效率；提供一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置。
为解决上述的技术问题，本发明的结构包括进料粉碎系统、旋转加热系统、固气分离系统、土壤出料系统和气体出料系统，所述的进料粉碎系统与旋转加热系统相连，所述的旋转加热系统通过固气分离系统分别与土壤出料系统和气体出料系统相连，所述的土壤出料系统与固气分离系统之间设有冷凝器，所述的气体出料系统与固气分离系统之间设有初步除尘系统，所述的初步除尘系统通过冷凝塔与气体出料系统相连，所述的冷凝塔的底部还连接有压滤机，所述的旋转加热系统还分别与加压系统和气压保护装置相连，所述的气压保护装置与初步除尘系统相连。
进一步：所述的进料粉碎系统包括第一进料箱、漏斗、斜置的第一轨道、粉碎箱体、粉碎轮、筛板、储料箱体和弧形第二轨道，所述的漏斗连接在第一进料箱的底部，所述第一轨道的下端位于漏斗出料口的下方，所述第一轨道的上端位于粉碎箱体进料口的上方，所述的粉碎轮位于粉碎箱体内，所述的粉碎轮通过第一转动轴与第一电机相连，所述粉碎箱体底部的出料口连接在斜置的筛板的上方，所述筛板的下端与第二轨道的下端相连，所述第二轨道的上端设置在第一进料箱进料口的上方，所述的第一轨道和第二轨道的底部都安装有振动器，所述的储料箱体的连接在筛板的下方，所述储料箱体的底部设置有出料口，所述储料箱体底部的出料口通过第一密封阀与旋转加热系统相连。
又进一步：所述的旋转加热系统包括加热筒、第二电机、感应线圈、第二转动轴、螺旋叶片和第二进料筒，所述的第二转动轴位于加热筒内，所述的螺旋叶片套装在第二转动轴上，所述第二转动轴的一端穿过加热筒的一侧与第二电机相连，所述的第二进料筒通过导流管与加热筒相连通，所述另一侧加热筒的底部开设有出料口，所述的加热筒通过出料口与固气分离系统相连，所述加热筒的出料口与固气分离系统之间设有第二密封阀，所述的第二进料筒与第一密封阀相连。
又进一步：所述的固气分离系统为旋风分离器。
又进一步：所述的初步除尘系统为布袋除尘器。
又进一步：所述的土壤出料系统为螺旋输送机，所述的冷凝器与螺旋输送机的进料口相连。
又进一步：所述的加压系统为增压泵。
又进一步：所述的气压保护装置包括阀芯、阀筒、弹簧和阀盖，所述的阀芯活动连接在阀筒内，所述阀筒的一侧固定连接有阀盖，所述的阀芯通过弹簧与阀盖相连，所述阀筒的侧壁上开设有出气通道，所述的阀盖上相对于出气通道的位置开设有出气孔，所述的阀盖的外侧还连接有集气罩，所述的出气孔连接在集气罩内。
再进一步：所述的气体出料系统包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔的顶部。
采用上述结构后，本发明通过热解析的方式对土壤进行修复，去除了土壤中具有挥发和半挥发性的污染物；而且本设计采用电磁感应对土壤进行加热，大大加快了污染物变成气体从土壤中分离的速度，提高了土壤的修复效率；并 且本设计还设有压力保护装置，当加热的过程中压力超过临界点时，压力保护装置则会自行启动，从而降低加热系统内的压强，起到自我保护的作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的框架示意图。
图2为进料粉碎系统的结构示意图。
图3为旋转加热系统的结构示意图。
图4为气压保护装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种具有粉碎功能的用于土壤修复的装置，其包括进料粉碎系统1、旋转加热系统3、固气分离系统4、土壤出料系统10和气体出料系统14，所述的进料粉碎系统1与旋转加热系统3相连，所述的旋转加热系统3通过固气分离系统4分别与土壤出料系统10和气体出料系统14相连，所述的土壤出料系统10与固气分离系统4之间设有冷凝器9，所述的气体出料系统14与固气分离系统4之间设有初步除尘系统7，所述的初步除尘系统7通过冷凝塔8与气体出料系统14相连，所述的冷凝塔8的底部还连接有压滤机11，所述的旋转加热系统3还分别与加压系统5和气压保护装置6相连，所述的气压保护装置6与初步除尘系统7相连；所述的固气分离系统4为旋风分离器，所述的土壤出料系统10为螺旋输送机，所述的冷凝器9与螺旋输送机的进料口相连，所述的加压系统5为增压泵。修复时，把污染土壤放入进料粉碎系统1内，土壤在进料粉碎系统1内会进行粉碎，把大块的土壤粉碎成细小的颗粒，粉碎后符 合要求的细小颗粒会自动进入旋转加热系统3内，不符合要求的则会重新输送进进料粉碎系统1内，进行重新粉碎，直至符合要求为止，进入旋转加热系统3的污染土在电磁感应加热的作用下，使土壤中的污染组分达到足够高的温度，使其蒸发并与土壤相分离，本设计采用加压加热的方式来加快污染物的分离，当挥发或半挥发的污染物完全分离出来后，启动旋风分离器把挥发出来的气体输送进初步除尘系统7内，对这部分气体进行初步除杂，从而降低了最后气体出料系统14的过滤压力，除尘后的气体再经过冷凝塔8进行冷却，使具有挥发和半挥发性的污染物在降温后析出，剩余的气体在经过气体排放系统除杂后排出，析出的污染物从冷凝塔8的底部流入压滤机11，然后通过压滤机11直接形成滤饼12，再通过回收滤饼12来统一去除挥发或半挥发性的污染物；通过旋风分离器分离出来的土壤经过冷凝器9冷却后，再由螺旋输送机排出。本设计通过热解析的方式对土壤进行修复，去除了土壤中具有挥发和半挥发性的污染物；而且本设计采用电磁感应对土壤进行加热，大大加快了污染物变成气体从土壤中分离的速度，提高了土壤的修复效率；并且本设计还设有压力保护装置，当加热的过程中压力超过临界点时，压力保护装置则会自行启动，从而降低加热系统内的压强，起到自我保护的作用。
如图2所示的进料粉碎系统1包括第一进料箱15、漏斗31、斜置的第一轨道16、粉碎箱体17、粉碎轮18、筛板19、储料箱体20和弧形第二轨道21，所述的漏斗31连接在第一进料箱15的底部，所述第一轨道16的下端位于漏斗31出料口的下方，所述第一轨道16的上端位于粉碎箱体17进料口的上方，所述的粉碎轮18位于粉碎箱体17内，所述的粉碎轮18通过第一转动轴32与第一电机相连，所述粉碎箱体17底部的出料口连接在斜置的筛板19的上方，所述 筛板19的下端与第二轨道21的下端相连，所述第二轨道21的上端设置在第一进料箱15进料口的上方，所述的第一轨道16和第二轨道21的底部都安装有振动器，所述的储料箱体20的连接在筛板19的下方，所述储料箱体20的底部设置有出料口，所述储料箱体20底部的出料口通过第一密封阀22与旋转加热系统3相连。土壤进入第一进料箱15内后会通过连接在第一进料箱15底部的漏斗31掉落在第一轨道16上，然后启动安装在第一轨道16底部的振动器使土壤在振动的作用下运送到第一轨道16的上端，然后土壤在自身重力的作用下掉落进粉碎箱体17内，在土壤向上运输的过程中启动第一电机使其通过第一转动轴32带着粉碎轮18进行旋转，利用粉碎轮18对大型土块进行粉碎，粉碎后的土壤会掉落在筛板19上，颗粒大小符合要求的土壤会穿过筛板19掉落进储料箱体20内进行储藏，不符合要求的则会沿着筛板19继续滚落在第二轨道21上，然后启动安装在第二轨道21底部的振动器，通过振动把这部分土壤重新运送进第一进料箱15内，进行重新粉碎，直至颗粒大小能够穿过筛板19进入储料箱体20内后为止。当全部土壤粉碎完毕并且符合要求后打开第一密封阀22，使这部分土壤自动掉落进旋转加热系统3内。本设计采用振动的方式对土壤进行输送，使土壤在输送的过程中通过振动力进行预破碎，然后通过粉碎轮18对土壤进行二次粉碎，并且能够确保掉落进旋转加热系统3内的土壤颗粒都符合要求，本设计通过把大块的土壤粉碎成细小颗粒状的土壤来增加土壤的直接受热面积，从而加快了挥发和半挥发污染物从土壤中跑出来的速度，提高了土壤修复效率。
如图3所示的旋转加热系统3包括加热筒23、第二电机24、感应线圈27、第二转动轴25、螺旋叶片26和第二进料筒28，所述的第二转动轴25位于加热 筒23内，所述的螺旋叶片26套装在第二转动轴25上，所述第二转动轴25的一端穿过加热筒23的一侧与第二电机24相连，所述的第二进料筒28通过导流管29与加热筒23相连通，所述另一侧加热筒23的底部开设有出料口，所述的加热筒23通过出料口与固气分离系统4相连，所述加热筒23的出料口与固气分离系统4之间设有第二密封阀30，所述的第二进料筒28与第一密封阀22相连。土壤进入第二进料筒28内后，会通过导流管29滚入加热筒23内，然后关闭第一密封阀22和第二密封阀30，并给感应线圈27通电利用电磁感应对加热筒23内的土壤进行加热，使土壤中的具有挥发或半挥发性的污染物达到足够高的温度，从而使其蒸发并与土壤相分离，在加热的过程中启动第二电机24使其带着第二转动轴25旋转，螺旋叶片26在第二转动轴25的带动下也会发生旋转，利用螺旋叶片26对土壤进行翻转输送，使土壤各个部分受热更加均匀，加快了污染物蒸发的速度，当具有挥发性和半挥发性的污染物全部跑出来后，打开第二密封阀30使土壤在螺旋叶片26的作用下沿着出料口掉落进旋风分离器内，利用旋风分离器对热解析后的土壤进行分离。本设计通过电磁感应对土壤进行加热，加快了污染物蒸发的速度，从而提高了土壤热解析的速度。
如图4所示的气压保护装置6包括阀芯33、阀筒34、弹簧37和阀盖35，所述的阀芯33活动连接在阀筒34内，所述阀筒34的一侧固定连接有阀盖35，所述的阀芯33通过弹簧37与阀盖35相连，所述阀筒34的侧壁上开设有出气通道38，所述的阀盖35上相对于出气通道38的位置开设有出气孔39，所述的阀盖35的外侧还连接有集气罩36，所述的出气孔39连接在集气罩36内。本设计采用加压的方式来加快污染物热解析的速度，但是随着污染物不断蒸发，加热筒23内的气压也会不断增大，当气压超过临界值时，则会对设备自身和周围 环境造成安全隐患，所以本设计通过设置气压保护装置6来起到自我保护的功能。当加热筒23内的气压过高时，加热筒23内的气体则会推着阀芯33挤压弹簧37，随着阀芯33的移动出气通道38会暴露出来，加热筒23内的气体会依次穿过出气通道38、出气孔39和集气罩36流入初步除尘系统7内进行除尘；当加热筒3内的气压低于临界点后，弹簧37的弹力要大于加热筒3内的气压，此时弹簧37会推着阀芯33向反方向运动，重新堵塞出气通道38，防止加热筒23内的气压继续降低，从而使土壤在加压的条件下继续进行热解析修复，大大加快了土壤的修复效率；本设计通过增设气压保护装置6来起到自我保护的作用，防止由于过大的气压对设备自身和周围环境造成损害的发生。
本发明中所述的初步除尘系统7为布袋除尘器，所述的气体出料系统14包括相互连通的喷雾除尘器和活性炭吸附塔，所述的活性炭吸附塔连接在冷凝塔8的顶部。本设计依次通过布袋除尘器和喷雾除尘器进行两次除尘，通过此方法不仅能够降低末端尾气处理压力，而且能够更加完全地对粉尘进行处理，防止粉尘对周围环境造成二次污染。并且本设计还能够通过活性炭吸附塔来吸收掉从土壤中蒸发出来的有毒气体，对周围环境和人起到保护作用。