異位間接熱脫附技術裝備典型應用案例

　　日前，科技部、工業和信息化部、國土資源部、環境保護部、住房城鄉建設部、農業部聯合組織編制并發布了《土壤污染防治先進技術裝備目錄》，供各類企業、財政投資或產業技術資金、各類土壤污染防治領域的公益、私募基金及風險投資機構等用戶在土壤污染防治技術升級改造和投資時參考。

　　在科技部等部委指導下，中國環境保護產業協會具體承擔《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關方使用《目錄》，我會配套編制了典型應用案例，將陸續在微信平臺發布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料，內容經業主單位和申報單位蓋章確認。

　　技術路線

　　通過加熱將污染物從土壤中轉移至氣體中，再通過氣體凈化實現污染物去除。污染土壤經破碎、篩分等預處理后送入污染土壤與加熱介質間接接觸的加熱裝置；通過控制污染土壤的加熱溫度和停留時間將目標污染物加熱到沸點以上，從而使污染物氣化揮發達到污染物與土壤分離目的；氣化污染物進入氣體處理系統去除或回收。

　　主要指標

　　設備處理能力1～20t/h，土壤進料粒徑＜30mm、含水率＜30%，加熱溫度150～650℃可調，土壤在加熱裝置內停留時間10～60min可調。有機污染物去除率可達95%以上。

　　適用范圍

　　揮發性、半揮發性有機物及汞污染土壤修復。

　　案例名稱

　　石油深度污染土壤熱脫附修復項目

　　案例概況

　　業主單位：陜西邦達環保工程有限公司。

　　場地情況：本項目屬于集中建站式土壤修復項目，站點名稱為定邊采油廠油泥土處理廠，修復的原料為長慶油田榆林片區石油開采、運輸中造成的大量石油類深度污染土壤，污染土壤由于受原油污染石油類超標1%～5%，土壤板結，含有大量具有致癌、致畸、致突變性的PAHs污染物，濃度在20～400ppm。土壤熱脫附修復規模為2.8萬t/年，常年處理周邊各大采油廠石油深度污染土壤。

　　在項目建立合作前，中試設備到項目現場進行驗證性試驗，驗證結果滿足業主要求。

　　組織驗收單位：陜西邦達環保工程有限公司；驗收時間：2017年9月20日；驗收結論：1、設備性能考核成功，宜可歐土壤熱脫附修復系統經性能試驗，滿足合同要求。具體如下：設備系統完成7天連續穩定運行考核。系統運行穩定，未出現故障和中斷，滿足要求；設備系統完成72h考核驗收：修復規模滿足4.2t/h，滿足規定要求。修復后土壤中PAHs污染物達到《土壤環境質量標準》（GB15618-2008）二級農業用地標準要求，廢水、廢氣均達到國家及行業排放標準要求；2、宜可歐交付技術資料基本齊全、規范，符合合同書要求；驗收組同意宜可歐熱脫附設備系統驗收合格。

　　工藝流程

　　工藝流程：熱解脫附快速修復+三相分離及熱能回收+煙氣處理+水處理：

　　1、熱脫附快速修復系統固相流程

　　石油深度污染土壤通過鏟車送入熱脫附系統中轉料倉，然后由鏈接中轉料倉的密封式皮帶輸送機送入熱脫附系統雙螺旋定量供給機。操作人員則根據原料成分利用定量供給機定量向熱脫附修復設備反應爐體內輸送污染土壤。在熱脫附反應爐體內設置物料導流機構，及防掛膠自清結構使污染土壤在完成熱傳遞的基礎上實現從前端往后端移動，完成熱脫附過程，然后經過熱脫附修復土壤冷卻輸出裝置冷卻排出，從而完成石油污染土壤的修復過程。在熱脫附反應過程中，根據土壤原料含有機污染物種類的差異，控制反應溫度大于350℃，確保污染土壤能在較低成本實現有機污染物多環芳烴（PAHs）的脫除。在熱脫附過程中產生的熱脫附氣體則經尾氣處理系統處理。

　　2、熱脫附快速修復系統熱解脫附氣相流程

　　在石油深度污染土壤熱脫附修復過程中，PAHs等有機污染物并沒有得到降解而是轉移至煙氣中；其次部分大分子有機物發生了熱解反應，導致熱解脫附氣中含有CO、CH4、CxHy等成分，因此，熱脫附氣需進一步處理，本系統熱脫附煙氣處理主要流程為：三相分離+高溫燃燒。熱脫附爐內土壤修復過程產生的熱脫附氣主要由高溫揮發性有機污染物、水蒸氣、有機質熱解氣以及少量的焦油及粉塵組成。熱脫附氣首先進入固、液、氣三相分離系統進行初級處理，通過噴淋洗滌的方式，將氣體中粉塵及部分有機污染成分洗脫，洗脫后氣體中還有較多不能被吸收的有機污染物以及有機質熱分解產生的不凝氣體組成的混合氣，該混合氣除了含有一些持久性有機物等有毒有害氣體成分外還根據原料土壤有機質含量的不同而具有一定的熱值，因此，系統對該氣體采用高溫無害化及熱能回收處理，具體過程：將該部分氣體通過氣液分離器進一步脫除水分后，送入無害化及熱能回收系統的熱脫附氣無害化區，實現高溫無害化處理。處理后產生的高溫煙氣通過熱能回收系統回收后作為熱脫附系統熱源實現熱量的充分利用。

　　3、熱脫附快速修復系統煙氣相流程

　　煙氣主要來自無害化及熱能回收系統燃燒區天然氣燃料燃燒煙氣、無害化及熱能回收區熱脫附氣高溫分解區。這些煙氣經過在無害化及熱能回收裝置內部充分混合后形成700℃左右高溫煙氣，這部分高溫煙氣通入熱脫附設備的外部煙氣夾道，對污染土壤進行間接加熱，作為土壤熱脫附處理過程的熱源。最終煙氣經過與熱脫附系統充分換熱后溫度降至200～300℃，換熱降溫后的煙氣進入“活性炭裝置+半干式除塵器+噴淋洗滌塔”煙氣處理系統凈化后達到《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB18484-2001）要求，對于除塵器收集的煙塵（含活性炭）以及噴淋塔底定期清理出的少量底泥外運委托有危險廢物經營許可證資質單位處置。

　　4、熱脫附快速修復系統水相流程

　　三相分離系統循環冷卻水，首先通過“絮凝沉淀+溶氣氣浮”初級水處理系統設備進行處理，處理后懸浮物SS<100ppm，經水冷卻系統降溫后回用至三相分離系統，作為循環噴淋水使用。考慮土壤中含有的水分以及定期使用的更新水而造成外排水，系統增加“多孔介質、活性炭兩級過濾+高級氧化+活性炭吸附+超濾”深度水處理系統對該部分水進行處理，經處理后該部分污水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-2002）要求排放或作為加濕水回用。

　　主要工藝及設備參數

　　土壤修復量100t/d；熱脫附溫度150～700℃，連續控溫；無害化及熱能供應溫度900～1100℃；煙氣排放溫度<300℃；天然氣消耗量<55Nm3/t；處理周期20～120min可調；處理方式連續式；氣氛無氧；熱脫附工作壓力微負壓。

　　應用效果

　　土壤PAHs污染物修復徹底，除菲含量在47.3μg/kg以外，各項指標達到《土壤環境質量標準》（GB15618-2008）二級農業用地標準中的住宅用地修復目標要求。

　　二次污染防治情況

　　煙氣排放控制：熱脫附爐內土壤修復過程產生的熱脫附氣首先進入固、液、氣三相分離系統進行初級處理，通過噴淋洗滌的方式，將氣體中的粉塵及部分有機污染成分洗脫，洗脫后的氣體采用高溫無害化及熱能回收處理，處理后產生的高溫煙氣通過熱能回收系統回收后作為熱脫附系統熱源實現熱量的充分利用。最終換熱降溫后的煙氣進入“活性炭裝置+半干式除塵器+噴淋洗滌塔”煙氣處理系統凈化后SO2、氮氧化物、一氧化碳、煙塵、HCl、HF、格林曼黑度指標均達到《危險廢物焚燒污染控制標準》（GB 18484-2001）要求，廢水排放符合《污水綜合排放標準》（GB 8978-2002）要求。對于除塵器收集的煙塵（含活性炭）以及噴淋塔底定期清理出的少量底泥外運委托有危險廢物經營許可證資質單位處置。

　　投資費用

　　總投資1300萬元，其中設備投資1000萬元。

　　運行費用

　　噸土修復成本：電力24.7元，天然氣156.6元，循環冷卻水5.1元，藥劑費：氫氧化鈉3.8元、氧化劑27.6元，PAC 2.1元，活性炭35元，人工費30元，維護費50元，管理費60元，設備折舊80元，合計475元。