异位间接热脱附技术装备典型应用案例

　　日前，科技部、工业和信息化部、国土资源部、环境保护部、住房城乡建设部、农业部联合组织编制并发布了《土壤污染防治先进技术装备目录》，供各类企业、财政投资或产业技术资金、各类土壤污染防治领域的公益、私募基金及风险投资机构等用户在土壤污染防治技术升级改造和投资时参考。

　　在科技部等部委指导下，中国环境保护产业协会具体承担《目录》的项目筛选和编制工作。为便于各相关方使用《目录》，我会配套编制了典型应用案例，将陆续在微信平台发布。所有案例均来自目录入选项目的申报材料，内容经业主单位和申报单位盖章确认。

　　技术路线

　　通过加热将污染物从土壤中转移至气体中，再通过气体净化实现污染物去除。污染土壤经破碎、筛分等预处理后送入污染土壤与加热介质间接接触的加热装置；通过控制污染土壤的加热温度和停留时间将目标污染物加热到沸点以上，从而使污染物气化挥发达到污染物与土壤分离目的；气化污染物进入气体处理系统去除或回收。

　　主要指标

　　设备处理能力1～20t/h，土壤进料粒径＜30mm、含水率＜30%，加热温度150～650℃可调，土壤在加热装置内停留时间10～60min可调。有机污染物去除率可达95%以上。

　　适用范围

　　挥发性、半挥发性有机物及汞污染土壤修复。

　　案例名称

　　石油深度污染土壤热脱附修复项目

　　案例概况

　　业主单位：陕西邦达环保工程有限公司。

　　场地情况：本项目属于集中建站式土壤修复项目，站点名称为定边采油厂油泥土处理厂，修复的原料为长庆油田榆林片区石油开采、运输中造成的大量石油类深度污染土壤，污染土壤由于受原油污染石油类超标1%～5%，土壤板结，含有大量具有致癌、致畸、致突变性的PAHs污染物，浓度在20～400ppm。土壤热脱附修复规模为2.8万t/年，常年处理周边各大采油厂石油深度污染土壤。

　　在项目建立合作前，中试设备到项目现场进行验证性试验，验证结果满足业主要求。

　　组织验收单位：陕西邦达环保工程有限公司；验收时间：2017年9月20日；验收结论：1、设备性能考核成功，宜可欧土壤热脱附修复系统经性能试验，满足合同要求。具体如下：设备系统完成7天连续稳定运行考核。系统运行稳定，未出现故障和中断，满足要求；设备系统完成72h考核验收：修复规模满足4.2t/h，满足规定要求。修复后土壤中PAHs污染物达到《土壤环境质量标准》（GB15618-2008）二级农业用地标准要求，废水、废气均达到国家及行业排放标准要求；2、宜可欧交付技术资料基本齐全、规范，符合合同书要求；验收组同意宜可欧热脱附设备系统验收合格。

　　工艺流程

　　工艺流程：热解脱附快速修复+三相分离及热能回收+烟气处理+水处理：

　　1、热脱附快速修复系统固相流程

　　石油深度污染土壤通过铲车送入热脱附系统中转料仓，然后由链接中转料仓的密封式皮带输送机送入热脱附系统双螺旋定量供给机。操作人员则根据原料成分利用定量供给机定量向热脱附修复设备反应炉体内输送污染土壤。在热脱附反应炉体内设置物料导流机构，及防挂胶自清结构使污染土壤在完成热传递的基础上实现从前端往后端移动，完成热脱附过程，然后经过热脱附修复土壤冷却输出装置冷却排出，从而完成石油污染土壤的修复过程。在热脱附反应过程中，根据土壤原料含有机污染物种类的差异，控制反应温度大于350℃，确保污染土壤能在较低成本实现有机污染物多环芳烃（PAHs）的脱除。在热脱附过程中产生的热脱附气体则经尾气处理系统处理。

　　2、热脱附快速修复系统热解脱附气相流程

　　在石油深度污染土壤热脱附修复过程中，PAHs等有机污染物并没有得到降解而是转移至烟气中；其次部分大分子有机物发生了热解反应，导致热解脱附气中含有CO、CH4、CxHy等成分，因此，热脱附气需进一步处理，本系统热脱附烟气处理主要流程为：三相分离+高温燃烧。热脱附炉内土壤修复过程产生的热脱附气主要由高温挥发性有机污染物、水蒸气、有机质热解气以及少量的焦油及粉尘组成。热脱附气首先进入固、液、气三相分离系统进行初级处理，通过喷淋洗涤的方式，将气体中粉尘及部分有机污染成分洗脱，洗脱后气体中还有较多不能被吸收的有机污染物以及有机质热分解产生的不凝气体组成的混合气，该混合气除了含有一些持久性有机物等有毒有害气体成分外还根据原料土壤有机质含量的不同而具有一定的热值，因此，系统对该气体采用高温无害化及热能回收处理，具体过程：将该部分气体通过气液分离器进一步脱除水分后，送入无害化及热能回收系统的热脱附气无害化区，实现高温无害化处理。处理后产生的高温烟气通过热能回收系统回收后作为热脱附系统热源实现热量的充分利用。

　　3、热脱附快速修复系统烟气相流程

　　烟气主要来自无害化及热能回收系统燃烧区天然气燃料燃烧烟气、无害化及热能回收区热脱附气高温分解区。这些烟气经过在无害化及热能回收装置内部充分混合后形成700℃左右高温烟气，这部分高温烟气通入热脱附设备的外部烟气夹道，对污染土壤进行间接加热，作为土壤热脱附处理过程的热源。最终烟气经过与热脱附系统充分换热后温度降至200～300℃，换热降温后的烟气进入“活性炭装置+半干式除尘器+喷淋洗涤塔”烟气处理系统净化后达到《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）要求，对于除尘器收集的烟尘（含活性炭）以及喷淋塔底定期清理出的少量底泥外运委托有危险废物经营许可证资质单位处置。

　　4、热脱附快速修复系统水相流程

　　三相分离系统循环冷却水，首先通过“絮凝沉淀+溶气气浮”初级水处理系统设备进行处理，处理后悬浮物SS<100ppm，经水冷却系统降温后回用至三相分离系统，作为循环喷淋水使用。考虑土壤中含有的水分以及定期使用的更新水而造成外排水，系统增加“多孔介质、活性炭两级过滤+高级氧化+活性炭吸附+超滤”深度水处理系统对该部分水进行处理，经处理后该部分污水达到《污水综合排放标准》（GB 8978-2002）要求排放或作为加湿水回用。

　　主要工艺及设备参数

　　土壤修复量100t/d；热脱附温度150～700℃，连续控温；无害化及热能供应温度900～1100℃；烟气排放温度<300℃；天然气消耗量<55Nm3/t；处理周期20～120min可调；处理方式连续式；气氛无氧；热脱附工作压力微负压。

　　应用效果

　　土壤PAHs污染物修复彻底，除菲含量在47.3μg/kg以外，各项指标达到《土壤环境质量标准》（GB15618-2008）二级农业用地标准中的住宅用地修复目标要求。

　　二次污染防治情况

　　烟气排放控制：热脱附炉内土壤修复过程产生的热脱附气首先进入固、液、气三相分离系统进行初级处理，通过喷淋洗涤的方式，将气体中的粉尘及部分有机污染成分洗脱，洗脱后的气体采用高温无害化及热能回收处理，处理后产生的高温烟气通过热能回收系统回收后作为热脱附系统热源实现热量的充分利用。最终换热降温后的烟气进入“活性炭装置+半干式除尘器+喷淋洗涤塔”烟气处理系统净化后SO2、氮氧化物、一氧化碳、烟尘、HCl、HF、格林曼黑度指标均达到《危险废物焚烧污染控制标准》（GB 18484-2001）要求，废水排放符合《污水综合排放标准》（GB 8978-2002）要求。对于除尘器收集的烟尘（含活性炭）以及喷淋塔底定期清理出的少量底泥外运委托有危险废物经营许可证资质单位处置。

　　投资费用

　　总投资1300万元，其中设备投资1000万元。

　　运行费用

　　吨土修复成本：电力24.7元，天然气156.6元，循环冷却水5.1元，药剂费：氢氧化钠3.8元、氧化剂27.6元，PAC 2.1元，活性炭35元，人工费30元，维护费50元，管理费60元，设备折旧80元，合计475元。