本實(shí)用新型屬于土壤凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熱脫附技術(shù)是處理高濃度汞污染土壤的主要技術(shù)之一，其采用直接或間接的加熱方式，將污染土壤加熱到一定溫度并保留一段時(shí)間，最終使土壤中的汞蒸發(fā)并與土壤分離，具有處理時(shí)間短、處理效果高等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有回轉(zhuǎn)窯、間歇式加熱爐等形式的熱脫附設(shè)備用于汞污染土壤的處理，然而經(jīng)熱脫附設(shè)備排出的混合氣體中含有較多的汞及灰塵顆粒需要進(jìn)行高效的回收和處理，以避免對外界環(huán)境的污染。

中國發(fā)明專利公開了一種用于修復(fù)汞污染土壤的熱脫附裝置，包括進(jìn)料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯加熱系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、降溫冷凝系統(tǒng)、尾氣過濾系統(tǒng)、氣體排放系統(tǒng)、冷凝液收集系統(tǒng)、沉淀過濾系統(tǒng)、土壤冷卻系統(tǒng)和出料系統(tǒng)。該用于修復(fù)汞污染土壤的熱脫附裝置，可以通過輕質(zhì)柴油(天然氣)燃燒間接加熱回轉(zhuǎn)窯爐體，以大幅度降低熱脫附成本，同時(shí)，減少脫附過程中粉塵的產(chǎn)生，以降低末端對尾氣的處置壓力，此外，通過對除塵后的工藝尾氣實(shí)現(xiàn)除塵和冷凝，最終達(dá)到尾氣中汞的回收和利用。

然而上述熱脫附裝置，一方面由于對經(jīng)冷凝后排出的廢氣直接排放至外界，以此不能實(shí)現(xiàn)廢氣的循環(huán)再利用，進(jìn)而導(dǎo)致沒完完全除汞的廢氣對外界空氣的污染；另一方面，熱脫附裝置對經(jīng)加熱揮發(fā)生成的含汞混合氣體的輸出過程，無動(dòng)力介入，從而使得含汞混合氣體流通速度較慢，進(jìn)而影響了對汞和灰塵的回收效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的熱脫附技術(shù)污染環(huán)境并且工作效率低的技術(shù)問題，提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣零排放，以及能夠提高汞和灰塵的回收效率的處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)，包括可輸送汞污染土壤的進(jìn)料單元，進(jìn)料單元連接有可加熱汞污染土壤使汞蒸發(fā)的熱脫附單元，熱脫附單元設(shè)置有可輸入汞污染土壤的土壤入口，以及可排出含汞混合氣體的氣體出口，土壤入口與進(jìn)料單元的出口端連接，氣體出口連接有可分離含汞混合氣體中的汞及灰塵顆粒的混合氣體處理機(jī)構(gòu)，熱脫附單元還設(shè)置有氣體入口，氣體入口與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接。

作為優(yōu)選，混合氣體處理機(jī)構(gòu)包括可分離含汞混合氣體中的氣相及固相物質(zhì)的除塵單元，以及可冷卻含汞混合氣體以使汞液化的冷凝單元，除塵單元的進(jìn)氣端與熱脫附單元的氣體出口連接，除塵單元的出氣端與冷凝單元連接，冷凝單元的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。

作為優(yōu)選，混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端與熱脫附單元?dú)怏w入口之間連接有可輸送廢氣至熱脫附單元的尾氣處理單元。

作為優(yōu)選，尾氣處理單元包括可除去廢氣中霧氣的除霧器，除霧器的進(jìn)氣端與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接，除霧器的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。

作為優(yōu)選，尾氣處理單元包括可加熱廢氣的廢氣再熱器，廢氣再熱器的進(jìn)氣端與除霧器的出氣端連接，廢氣再熱器的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。

作為優(yōu)選，廢氣再熱器設(shè)置有可加熱廢氣再熱器內(nèi)廢氣的加熱端，熱脫附單元設(shè)置有可輸出熱脫附單元余熱的余熱出口，熱脫附單元的余熱出口與廢氣再熱器的加熱端連接。

作為優(yōu)選，冷凝單元包括可對含汞混合氣體噴淋冷卻的噴淋件，噴淋件的進(jìn)氣端與除塵單元的出氣端連接，噴淋件的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接，噴淋件設(shè)置有可輸入冷卻水的入水口，以及可輸出含汞溶液的出水口，噴淋件的入水口連接有可提供冷卻水的水冷卻單元，噴淋件的出水口連接有可分離汞的汞水分離單元。

作為優(yōu)選，汞水分離單元的出水端與水冷卻單元連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本實(shí)用新型處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)通過將熱脫附單元的氣體入口與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接，以使混合氣體處理機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的廢氣得到循環(huán)再利用，同時(shí)，利用廢氣在熱脫附單元內(nèi)對揮發(fā)的含汞混合氣體進(jìn)行吹掃，從而加速含汞混合氣體的流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了廢氣的零排放，以及降低了處理廢氣所需活性炭的量，同時(shí)，提高了整個(gè)熱脫附裝置對汞和灰塵的回收效率。

2、本實(shí)用新型處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)通過設(shè)置噴淋件、汞水分離單元及水冷卻單元，并且將汞水分離單元及水冷卻單元連接，以使經(jīng)汞水分離單元輸出的廢水得到循環(huán)再利用，同時(shí)，利用廢水在噴淋件內(nèi)對含汞混合氣體進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，同時(shí)，節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

以上各圖中：1、尾氣處理單元；2、冷凝單元。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

如圖1所示，一種處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)，包括可輸送汞污染土壤的進(jìn)料單元，進(jìn)料單元連接有可加熱汞污染土壤使汞蒸發(fā)的熱脫附單元，熱脫附單元設(shè)置有可輸入汞污染土壤的土壤入口，以及可排出含汞混合氣體的氣體出口，土壤入口與進(jìn)料單元的出口端連接，氣體出口連接有可分離含汞混合氣體中的汞及灰塵顆粒的混合氣體處理機(jī)構(gòu)，熱脫附單元還設(shè)置有氣體入口，氣體入口與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接。

本實(shí)用新型處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)通過將熱脫附單元的氣體入口與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接，以使混合氣體處理機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的廢氣得到循環(huán)再利用，同時(shí)，利用廢氣在熱脫附單元內(nèi)對揮發(fā)的含汞混合氣體進(jìn)行吹掃，從而加速含汞混合氣體的流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了廢氣的零排放，同時(shí)，提高了整個(gè)熱脫附裝置對汞和灰塵的回收效率。

進(jìn)一步，熱脫附單元可連接有可接收熱脫附單元輸出處理后土壤的土壤收集件，熱脫附單元設(shè)置有可輸出處理后土壤的土壤出口，土壤出口與土壤收集件連接。

針對上述混合氣體處理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，具體為：混合氣體處理機(jī)構(gòu)包括可分離含汞混合氣體中的氣相及固相物質(zhì)的除塵單元，以及可冷卻含汞混合氣體以使汞液化的冷凝單元2，除塵單元的進(jìn)氣端與熱脫附單元的氣體出口連接，除塵單元的出氣端與冷凝單元2連接，冷凝單元2的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。本實(shí)用新型設(shè)置除塵單元及冷凝單元2的作用在于，能夠?qū)崿F(xiàn)對從熱脫附單元排出的含汞混合氣體依次進(jìn)行除塵及除汞的處理，進(jìn)而提高了對含汞混合氣體的凈化效率。

優(yōu)選的，除塵單元可以為旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器或電除塵器其中之一種。

進(jìn)一步，混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端與熱脫附單元?dú)怏w入口之間連接有可輸送廢氣至熱脫附單元的尾氣處理單元1。

針對上述尾氣處理單元1的結(jié)構(gòu)，具體為：尾氣處理單元1包括可除去廢氣中霧氣的除霧器，除霧器的進(jìn)氣端與混合氣體處理機(jī)構(gòu)的出氣端連接，除霧器的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。本實(shí)用新型設(shè)置除霧器的作用在于，可對從混合氣體處理機(jī)構(gòu)排出廢氣中的水汽和吸附于水汽內(nèi)的汞進(jìn)行分離，以對汞進(jìn)行進(jìn)一步地分離。

進(jìn)一步，尾氣處理單元1還包括可加熱廢氣的廢氣再熱器，廢氣再熱器的進(jìn)氣端與除霧器的出氣端連接，廢氣再熱器的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接。本實(shí)用新型設(shè)置廢氣再熱器的作用在于，通過將經(jīng)加熱處理的廢氣輸入至熱脫附單元內(nèi)，以輔助熱脫附單元的供熱源對熱脫附單元內(nèi)地汞污染土壤進(jìn)行加熱，從而減少了熱脫附單元供熱源的能量輸出，進(jìn)而節(jié)約了成本。

另外，廢氣再熱器設(shè)置有可加熱廢氣再熱器內(nèi)廢氣的加熱端，熱脫附單元設(shè)置有可輸出熱脫附單元余熱(若熱脫附單元通過燃燒天熱氣進(jìn)行加熱，則余熱的載體為煙氣)的余熱出口，熱脫附單元的余熱出口與廢氣再熱器的加熱端連接。本實(shí)用新型上述設(shè)置的作用在于，實(shí)現(xiàn)對熱脫附單元余熱的利用，以避免余熱的浪費(fèi)，同時(shí)，減少了熱脫附單元供熱源的能量輸出，進(jìn)而節(jié)約了成本。

進(jìn)一步，尾氣處理單元1還包括可分離廢氣中汞的活性炭吸附件，活性炭吸附件為如圖1所示的與冷凝單元2的出氣端連接，此時(shí)，活性炭吸附件的出氣端與大氣連通；此外，活性炭吸附件還可以連接于捕霧器及廢氣再熱器所在的氣路上。

針對上述冷凝單元2的結(jié)構(gòu)，具體為：如圖1所示，冷凝單元2包括可對含汞混合氣體噴淋冷卻的噴淋件，噴淋件的進(jìn)氣端與除塵單元的出氣端連接，噴淋件的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接，噴淋件設(shè)置有可輸入冷卻水的入水口，以及可輸出含汞溶液的出水口，噴淋件的入水口連接有可提供冷卻水的水冷卻單元，噴淋件的出水口連接有可分離汞的汞水分離單元。

另外，汞水分離單元的出水端與水冷卻單元連接。本實(shí)用新型處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)通過設(shè)置噴淋件、汞水分離單元及水冷卻單元，并且將汞水分離單元及水冷卻單元連接，以使經(jīng)汞水分離單元輸出的廢水得到循環(huán)再利用，同時(shí)，利用廢水在噴淋件內(nèi)對含汞混合氣體進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)了廢水的零排放，同時(shí)，節(jié)約了成本。

進(jìn)一步，冷凝單元2還包括可對噴淋件輸出的混合氣體進(jìn)一步冷卻的冷凝件，冷凝件的進(jìn)氣端與噴淋件的出氣端連接，冷凝件的出氣端與熱脫附單元的氣體入口連接，冷凝件設(shè)置有可輸出含汞溶液的冷凝件出水口，冷凝件出水口與汞水分離單元連接，冷凝件連接有可提供冷凝件制冷劑的制冷機(jī)。本實(shí)用新型通過設(shè)置噴淋件和冷凝件，以實(shí)現(xiàn)對含汞混合氣體進(jìn)行二級(jí)冷卻，以充分分離含汞混合氣體中的汞。

優(yōu)選的，汞水分離單元為水力旋流器、離心機(jī)或沉淀池其中之一種。

進(jìn)一步參見如圖1，本實(shí)用新型還涉及一種處理汞污染土壤的熱脫附方法，包括以下步驟：

S0：將待處理的汞污染土壤通過進(jìn)料單元輸入至熱脫附單元內(nèi)進(jìn)行處理，將熱脫附單元加熱，以使汞污染土壤中的汞氣化。

針對步驟S0中熱脫附單元的處理過程，具體為：將預(yù)處理后的均質(zhì)含汞污染土壤輸送至熱脫附單元內(nèi)進(jìn)行處理，通過燃料燃燒方式將含汞污染土壤間接加熱，以使含汞污染土壤中的汞和水分發(fā)生氣化揮發(fā)，并實(shí)現(xiàn)與固相的徹底分離。

優(yōu)選的，熱脫附單元將含汞污染土壤加熱至350～600℃，且加熱時(shí)間為30～60min。

S1：經(jīng)熱脫附單元分離出的土壤經(jīng)降溫后排出，經(jīng)熱脫附單元分離出的含汞混合氣體輸入至混合氣體處理機(jī)構(gòu)，以對含汞混合氣體中的汞及灰塵進(jìn)行分離，以排出廢氣。

針對步驟S1中混合氣體處理機(jī)構(gòu)處理含汞混合氣體的方法，具體為，包括步驟S3：經(jīng)熱脫附單元分離出的土壤經(jīng)降溫后排出，經(jīng)熱脫附單元分離出的含汞混合氣體輸入至除塵單元，通過除塵單元將含汞混合氣體中的灰塵顆粒分離，同時(shí)，將處理后的含汞混合氣體從除塵單元排出。

進(jìn)一步，將處理后的含汞混合氣體排出至冷凝單元2，上述過程中，為防止含汞混合氣體降溫，除塵單元可由40～150mm厚的保溫材料包裹。

針對上述冷凝單元2對含汞混合氣體處理的方法，具體為，包括步驟S4:將從除塵單元中排出的含汞混合氣體輸入至噴淋件內(nèi)，以對含汞混合氣體進(jìn)行降溫處理，同時(shí)，使汞冷卻液化，并將含汞溶液從噴淋件排出。

優(yōu)選的，通過噴淋單元的噴淋作用，可將含汞混合氣體的溫度降至40～70℃。

進(jìn)一步，冷凝單元2對含汞混合氣體處理的方法還包括步驟S5：將從噴淋件排出的含汞溶液輸入至汞水分離單元內(nèi)，以對含汞溶液中的汞進(jìn)行分離，并將處理后獲得的水從汞水分離單元排出。

進(jìn)一步，冷凝單元2對含汞混合氣體處理的方法還包括步驟S6：將從汞水分離單元排出的水輸入至水冷卻單元內(nèi)，以對水進(jìn)行冷卻處理，并將冷卻處理后的冷卻水從水冷卻單元排出；

進(jìn)一步，冷凝單元2對含汞混合氣體處理的方法還包括步驟S7：將從水冷卻單元排出的冷卻水輸入至噴淋件內(nèi)，以對噴淋件內(nèi)的含汞混合氣體進(jìn)行冷卻處理；

另外，冷凝單元2對含汞混合氣體處理的方法還包括：將從噴淋件排出的含汞混合氣體輸送至冷凝件內(nèi)，冷凝件對含汞混合氣體作進(jìn)一步地冷卻，并向尾氣處理單元排出廢氣。

優(yōu)選的，冷凝件可將含汞混合氣體的溫度進(jìn)一步降低至0～10℃。

S2：將從混合氣體處理機(jī)構(gòu)中排出的廢氣通過熱脫附單元的氣體入口輸入至熱脫附單元中，以加快熱脫附單元中揮發(fā)的含汞混合氣體的流通。

另外，步驟S2還包括以下步驟：廢氣經(jīng)捕霧器的干燥，以及廢氣再熱器的加熱后通過熱脫附單元的氣體入口輸入至熱脫附單元中，以加快熱脫附單元中揮發(fā)的含汞混合氣體的流通，過程中，如需要向外部排放廢氣，則先對廢氣在活性炭吸附件除汞處理后，再排放至大氣。

經(jīng)測試，應(yīng)用本發(fā)明處理汞污染土壤的熱脫附系統(tǒng)及方法在以8t/h的處理量，以及350～600℃的熱脫附單元內(nèi)部運(yùn)行溫度下，對含汞污染土壤進(jìn)行處理，得到土壤中總汞濃度為小于10mg/kg，同時(shí)，尾氣經(jīng)處理后達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)。