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影响土壤热解吸技术的因素有哪些

访问量:153 次发布时间:2018-01-08

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影响土壤热解吸技术应用及处理效率的因素主要有污染物特征(污染物类型)、设备操作特征(加热温度、停留时间、物料与热源的接触程度)和土壤特征(土壤含水率、土壤质地和粒径、土壤有机质等)
 
1.污染物类型对于有机物而言,不同有机物的沸点不同,热解吸处理时所需的温度和停留的时间也不同。挥发性有机物其饱和蒸气压大、沸点较低,修复受该类污染物污染的土壤时通常需要加热的温度较低、时间较短,可以采用低温热解吸技术;半挥发性有机物的饱和蒸气压较低、沸点较高,修复受该类污染物污染土壤时通常需要较高的加热温度和较长的时间停留才能达到修复目标,可采用高温热解吸技术。污染物的类型除了会影响热解吸第一阶段的运行参数外,还会影响第二阶段的尾气处理工艺,如当污染物中含有氯代有机污染物时,在尾气处理时,往往需要加装碱液喷淋装置,以便去除烟气中的HCI等酸性气体。
 
2.加热温度土壤热解吸的技术核心是通过加热污染的土壤,促使土壤中的污染物挥发分离,温度越高,污染物挥发越快。因此,加热温度是热解吸技术的关键参数之一。加热温度过低提让无法达到修复效果,温度过高则会造成能源的浪费。因此确定和控制合理的热解吸温度对降低修复成本至关重要,一般需要通过实验(包括静态/动态模拟试验、热重试验、现场调试试验),并综合考虑修复时间、处理量、修复成本等因素才能确定。
 
3.停留时间根据污染物、污染程度、含水率的不同土壤所需求的停留时间不同,一般为5-40min。合适的停留时间一方面能确保土壤在热解吸设备中停留足够长的时间,以达到修复目标;另一方面结合修复工程的需求,确保达到设计产量,以确保修复项目按时完成。停留时间越长,处理量越小,修复单位成本越高。对于热解吸窑体而言,窑体的斜度和转速是影响停留时间的主要因素;因此,窑体本身的长短和内部结构也对停留时间有着重要影响。
 
4.土壤和热源的接触程度热解吸可采用直接或者间接的方式加热土壤。总体而言,直接热解吸处理时物料可与火焰直接接触,对污染土壤的加热效果较好,热能利用率较高,处理量相同时人能消耗低。而间接热解吸设备由于首先需要加热设备本身,然后再由热解吸设备的热量传导给污染土壤,热效率比直接热解吸的低。因此,热解吸的物料和烟气的相对行进方向也对修复效率有影响。一般而言,逆流式热利用效率相对较高,但由于物料在高温区出料,温度较高,提高了物料的降温负荷;顺流式热解吸排放的烟气温度较高,对后续尾气处理工艺设计造成影响。
 
5.土壤含水率对异位热解吸系统而言,土壤湿度过高影响土壤的输送及进料过程。更重要的是,由于水的蒸发潜热巨大,土壤中的水分受热蒸发过程中会吸收大量的热能,因此土壤中的水水分受热蒸发过程中会吸收大量的热能。如果土壤含水率较高,需要进行预处理,一般可采用自然风干、添加石灰等方式降低土壤含水率,如此可大幅度降低热解吸的能耗,提高修复效率,同时便于工程物料筛分和输送。
 
6.土壤质地和粒径
 
一般认为,土壤粗颗粒和细颗粒的分界线是200目(0.075mm),如果物料中的1/2以上的颗粒大于200目,认为是粗颗粒(如砾石和砂石);反之,则认为是细颗粒(如粉粒和黏粒),在实际工程实施当中,粗颗粒和松散物料由于不易团聚,可充分与热源接触,热解吸处理效果好。而在土质较粘、土壤湿润时细颗粒容易发生团聚或者受热板结,土壤导热性差,致使团聚体内难以加热,降低热解吸修复效率.
 
7.土壤有机质
 
土壤中的污染物与土壤有机质有较强的结合能力,因此土壤有机质会对污染物的热解吸过程造成影响。有机质含量高的土壤中有机质在热解吸过程中的热损失显著高于有机质低的土壤。有机质的损失也使得吸附于这些的有机质上的污染物释放,从而提高污染物的去除率。因此土壤中的有机质含量不仅影响污染物的解吸过程,也影响热解吸技术形式的选择,一般而言,当土壤中有机质含量(或污染物浓度)达1%-3%时,不推荐采用直接热解吸技术,而采用间接热解吸技术处理
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