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1有機污染土熱解處理施工工藝原理

有機污染土熱解處理施工工藝原理主要分為兩大部分，分別為污染土熱解處理工藝和尾氣處理工藝兩大部分。1.1污染土熱解處理原理。有機污染土熱解處理工藝原理是：污染土經過脫水干燥預處理后進入滾筒式熱解窯，通過直接或間接熱交換，通過控制熱解系統的溫度和物料停留時間，將污染介質及其所含的有機污染物加熱到足夠的溫度，以使有機污染物從污染介質上得以揮發或分離。滾筒式熱解窯其內部有多處擋板和抄板可有助于充分攪拌土壤和熱傳遞，裝置的停留時間由熱解窯的轉速和傾斜角度決定，土壤在窯內不斷地被翻動、加熱、干燥、同時使目標污染物氣化揮發。經過熱解吸凈化的土壤自熱解窯尾落入出料槽，氣化的污染物在系統末端引風機營造的負壓作用下，流向氣化污染物凈化系統。1.2熱解廢氣處理原理。有機污染土熱解處理過程中會產生大量的有機廢氣，如不經過有效的處理，會對周邊大氣產生嚴重的二次污染。因此，必須對熱處理后產生的廢氣進行達標處理排放。有機污染土熱處理后產生的廢氣成分復雜、特性各異，依據廢氣排放的特點、煙氣本身特性，選擇合適的處理方法進行治理。本污染土熱解廢氣處理工藝將有機廢氣先進行旋風除塵處理，通過引風機進入噴淋吸收塔內，經過化學吸收、物理吸附、冷凝等步驟，對煙氣進行處理達標排放。

2工藝流程及過程控制

2.1施工工藝流程。有機污染土熱解處理工藝流程可分以下幾個階段：污染土前處理階段、污染土烘干階段、污染土熱解階段、尾氣凈化與排放階段，如圖1所示。2.1.1污染土前處理階段。污染土熱解處理施工過程中，如果土壤顆粒過細，土壤顆粒會隨氣體吹出烘干窯，尾氣處理系統會超負荷運轉；如果土壤顆粒過大，熱解處理質量不易保證，嚴重時還會造成傳送系統癱瘓。圖1有機污染土熱解處理工藝流程圖Fig.1Flowchartoforganiccontaminatedsoilpyrolysistechnology污染土前處理階段主要是采用打散篩分裝置對待處理的污染土進行破碎、篩分處理，剔除大塊雜物的同時使得入窯土的粒徑較為均勻，以使熱解過程受熱均勻，確保熱解處理質量。首先利用挖掘機將污染土料裝入打散篩分一體機，將污染土料中的雜物（包括磚塊、編織物等）進行一級篩分，并將體積較大的粘性土塊粉碎，使包含在土塊內的硬質雜物暴露出來，打散后的污染土料通過皮帶機提升，此處設置物料篩分除雜人員進行污染土料二級篩分。土料經皮帶機傳送至烘干窯進料螺旋輸送機，由該螺旋輸送機將土料送入烘干窯內，對污染土料進行烘干處理。2.1.2污染土烘干階段。污染土的含水率主要影響的是系統能源使用效率和最終處理質量，污染土經過篩分破碎后先進入回轉式烘干窯，利用其后端熱解窯產生的高溫廢氣回用，通過引風機、煙氣管道將高溫廢氣抽送（引風機設置在旋風除塵器及吸收塔之間）至烘干窯，使烘干窯內的溫度達到設計烘干溫度要求，在烘干窯內降低物料的含水率，以提高熱解吸系統的能源使用效率。進入烘干窯內的污染土料經過烘干窯內的擋板及抄板摔打破碎，與高溫煙氣充分接觸，降低土料含水率。通過烘干處理后，由烘干窯出料螺旋輸送機、刮板機等設備對土料進行平行傳送、提升傳送，使烘干后土料進入熱解窯，對污染土料進行熱解處理。2.1.3污染土熱解階段。經過篩分及烘干處理的物料由刮板式輸送機送入熱解窯，熱解窯尾端設置燃燒器，向窯內噴射明火，使熱解窯內的溫度達到處理要求，污染土料在熱解窯內直接與窯內明火接觸，熱解窯持續旋轉，促使污染土在窯內不斷地被翻動、加熱，同時使目標污染物分解揮發，經過熱解凈化的土壤自回轉窯尾落入出料槽，利用自卸車將其回填至回填坑，完成整個熱解處理過程。2.1.4尾氣凈化與排放階段。熱解產生的污染廢氣根據成分選擇不同的處理方式，本設備采用的尾氣處理程序為：首先經過旋風除塵器利用重力沉降去除顆粒物質（一級除塵），確保尾氣中的煙塵濃度達標；經過除塵器的尾氣繼續流入煙氣處理吸收塔；經堿液淋洗去除其中含有的氮氧化物、硫化物等酸性物質，同時利用吸收塔內的鮑爾環填料對廢氣進行再吸附，確保尾氣達標排放。2.2熱解處理過程控制。2.2.1污染土熱解處理施工參數控制本工藝關鍵在于控制進料速度、爐內溫度與設備處理能力等三方面的關系，在滿足處理后污染土合格的前提下提高產量，加快施工進度，也就是在滿足窯內溫度、設備處理能力的條件下加快進料速。度。工藝的控制參數分為：燃燒器端溫度、熱解窯出風溫度、烘干窯出風溫度、引風機溫度，其中熱解窯出風溫度直接影響出料合格率，工程需經前期試驗，該溫度應符合設計參數（窯體轉速額定）；烘干窯出風溫度則影響設備處理能力，如該溫度較低，則烘干窯出料螺旋輸送機及中間提料刮板機易由于土料過濕使電機負荷過大，輸料困難，因而該溫度應設置上限并控制下限，如該溫度超過上限溫度，則說明進料過慢，應加快進料速度。進料速度與窯體轉速同時影響出料合格率及設備處理能力，兩者需要成正比，如加快進料速度，應對應加快窯體轉速，避免窯內積料呈遞增趨勢，導致減速機負載過大，窯體無法正常運轉。溫度過低時，污染物處理不夠徹底，達不到國家標準要求；而在高溫下雖然能夠將污染物處理得更為徹底，但是對于工程實際應用來說顯得很不經濟。通過試驗對所得數據進行統計和計算，繪制出污染土熱重曲線圖（圖2）和污染物去除率圖（圖3）。由圖3可以看出，當加熱溫度低于450℃時，隨著加熱溫度的增加，污染土壤中苯系物去除率越來越高，這主要是由于苯系物類的有機物大部分沸點低于450℃。當加熱溫度大于450℃時，隨著加熱溫度的增加，污染土壤中的苯系物去除率不再發生明顯變化。根據以上過程分析，溫度過低時，污染物處理不夠徹底，達不到國家標準要求；而在高溫下雖然能夠將污染物處理得較為徹底，但是對于工程實際應用來說顯得很不經濟。根據試驗及設計參數，本工程設計控制的參數為：熱解溫度控制在450℃，挖掘機應控制上料速度為6m³/h左右，烘干窯減速機變頻器頻率應設定為13～16Hz，熱解窯減速機變頻器頻率應設定為8～10Hz。2.2.2污染土熱解處理效果控制。設備總電控柜的管控是污染土熱解處理效果的最大影響因素，操作人員應遵循設定好的參數對設備運轉情況嚴格控制，保證整個處理過程滿足設計要求。開工時，當燃燒器啟動后，熱解窯出風溫度需達到設計參數，電控柜相關儀表參數需在正常范圍內，方可開始進料施工。施工中，當各測溫表讀數發生變化時，說明其它相關施工參數發生變化，應根據變化進行相應的調整，確保污染土處理質量合格。（1）引風量調節引風機的引風量直接影響烘干窯內溫度。開機后應將引風機風門拉至最低，意在使風機動作電流時不發生跳閘現象。動作電流后，仍應保證風門閘板處于最低位置，意在使熱解窯內盡快升溫至額定溫度。當熱解窯出風溫度達到額定時，應視情況開大風門閘板，將高溫煙氣向烘干窯的方向引，使烘干窯內達到設計溫度。當引風機測溫點溫度過高時，有可能使吸收塔內鮑爾環填料融化，如該溫度過高，可視情況調小引風機風門，并適當暫停開啟燃燒器或調低熱解窯出風溫度的溫限。由圖2可以看出，隨著溫度的不斷升高，污染土樣的失重量越來越大，而達到600℃之后，污染土樣的重量隨溫度的升高基本不再變化，土樣總失重量約為13.2%。在低于600℃條件下土樣的失重可分為兩個階段：（1）室溫～215℃，失重速率最快，對應最大失重速率峰的溫度約為109℃，這一階段失重量為4.3%，該階段是污染土中水分的大量揮發階段。（2）215℃～600℃，出現多重失重速率峰，對應最大失重速率峰的溫度分別約為282℃和450℃，這一階段失重量為8.9%，該階段為各種苯類化合物的大量揮發階段。（2）調節窯體轉速、進料速度為了保證處理后土料合格，以及達到設備最高效的處理能力，需要嚴格控制窯體轉速及進料速度，根據不同土質情況及土質狀態掌控。如雨季施工，土料較濕潤，需要調低轉速、減慢上料速度，保證土料在烘干窯內的烘干時間，避免對后續設備造成損壞。如土料熱值較高，可適當加快進料速度及轉速，利用土料自然特性加快施工速率。（3）調節爐內溫度熱解窯出風溫度儀表盤可制定該溫度的上下限，如實際溫度升至低限，則燃燒器自動由2段火跳至1段火，減少火焰提供熱值；如實際溫度繼續升至高限，則燃燒器關閉，待該實際溫度下降至低限時自動開啟2段火。根據土料處理合格標準制定溫限，如遇到熱值較高的土料，可將溫限適度調低，節省油耗。

3結論

在有機污染土熱解處理施工過程中溫度、停留時間、氣體流速等施工參數之間互相影響、互相制約，在施工過程中要從多角度對整個設備及工藝進行控制，從而確保設備的連續高效運轉和熱解施工的質量，以實現縮短工期、節約能源、保證質量的目的。

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作者:胡煥旭 單位:中交隧道工程局有限公司華南分公司