1.本發(fā)明屬于廢棄物處置及資源化領(lǐng)域，尤其是涉及一種含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

2.多氯聯(lián)苯(pcbs)是最典型的難降解有機氯污染物，是一類在環(huán)境中分布廣泛且難以降解的持久性有機污染物。由于pcbs的疏水性和親脂性，土壤成為其在環(huán)境中的最終歸宿，因此，對受pcbs污染土壤進行修復越來越受到重視。土壤是pcbs的最大受體，也是pcbs的最終歸宿。土壤中pcbs的主要源有：含pcbs廢水的排放、含pcbs固體廢物的滲漏、垃圾焚燒、遠距離遷移的大氣沉降等。pcbs污染土壤主要分布在pcbs化學品生產(chǎn)廠、含pcbs電容器的拆解點、廢棄pcbs電力設備臨存場地及其周邊地區(qū)等。

3.按修復原理分為物理修復、化學修復和生物修復。其中化學修復中的高溫焚燒技術(shù)用于處理持久性有機污染物最為廣泛，需要870-1200℃的高溫，是一種異位修復pcbs污染土壤的技術(shù)。是將pcbs污染的土壤置于焚燒爐中，鼓入充足的氧氣，再通過高溫使pcbs燃燒生成無害物質(zhì)。該法可處理pcbs污染程度較重的土壤，且處理量大、處理效率高。但是，高溫焚燒pcbs過程中，會破壞土壤的理化性質(zhì)，并生成二噁英和呋喃等新的pops。這些物質(zhì)進入環(huán)境后會污染大氣、水體和土壤，甚至危害人類。因此，在焚燒過程中需連續(xù)監(jiān)控設備運轉(zhuǎn)情況，嚴格控制反應溫度。

4.綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：

5.(1)多氯聯(lián)苯(pcbs)高溫處置，耗能大，且后續(xù)煙氣還是有可能生成二噁英和呋喃等新的pops污染物，需要對煙氣進行針對性處理。

6.(2)高達870-1200℃的高溫對土壤的理化性質(zhì)進行了破壞，制約了后續(xù)土壤的再利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

7.為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一目的在于提供了一種含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，包括依次連接的低溫烘干單元、粉磨單元、反應單元以及尾氣處理單元；

8.所述低溫烘干單元用于將多氯聯(lián)苯污染物在盡可能低的溫度下實現(xiàn)烘干，避免污染物以氣體形式逸出，烘干后的多氯聯(lián)苯污染進入粉磨單元；

9.所述粉磨單元用于將經(jīng)過低溫烘干的多氯聯(lián)苯污染物粒度減小，便于后續(xù)多氯聯(lián)苯脫除；

10.所述反應單元，用于在一定的溫度和時間范圍內(nèi)將多氯聯(lián)苯污染物脫除；

11.所述尾氣處理單元，將反應單元逸出的氣體引入水泥窯高溫區(qū)焚燒處理。

12.進一步的，所述低溫烘干單元為空氣能熱泵烘干設備、電加熱烘干設備、鍋爐烘干設備、太陽能烘干設備、熱輻射烘干設備、電磁感應加熱烘干設備的一種。

13.進一步的，所述粉磨單元為球磨機、立式磨、輥壓機、振動磨的一種；低溫烘干完成后的污染物進入粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下。

14.進一步的，所述反應單元為回轉(zhuǎn)窯以及帶攪拌的密封罐、鼓泡床、流化床中的一種。

15.進一步的，當反應單元選擇回轉(zhuǎn)窯時，所述回轉(zhuǎn)窯的進料端通過法蘭與熱空氣管道連接，以便對回轉(zhuǎn)窯進行升溫；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部進料端所在側(cè)固定有環(huán)形擋板，多氯聯(lián)苯污染物通過傾斜的管道從粉磨單元進入回轉(zhuǎn)窯的擋板內(nèi)側(cè)，管道末端為出料口；回轉(zhuǎn)窯有效長度滿足l≥a+1120rnsinθ，有效長度指出料口至多氯聯(lián)苯污染物離開回轉(zhuǎn)窯的位置之間的長度；其中：a-擋板與出料口的水平距離，100mm≤a≤300mm；r-回轉(zhuǎn)窯內(nèi)徑，1m≤r≤3m；n-回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回轉(zhuǎn)窯傾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回轉(zhuǎn)窯的氣體出口通過尾氣輸送管道與尾氣處理單元連接，所述氣體出口設在與進料端相對的一側(cè)；多氯聯(lián)苯污染物處理產(chǎn)物從回轉(zhuǎn)窯的末端排出。

16.進一步的，當反應單元選擇帶攪拌的密封罐，密封罐的進料端與熱空氣管道連接；密封罐的體積滿足其中d為密封罐的內(nèi)徑，v為熱空氣在密封罐內(nèi)的垂直流速，t為熱空氣在密封罐內(nèi)的反應停留時間；密封罐的氣體出口同樣與尾氣處理單元連接。

17.進一步的，所述尾氣處理單元包括溫度為850℃以上的水泥窯、窯頭、分解爐、煙室或垃圾焚燒爐爐膛中的一種。

18.本發(fā)明的另一目的在于提供了上述含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)的處置方法，具體包括如下步驟：

19.(1)將含有多氯聯(lián)苯的污染物在低溫烘干單元烘干，烘干溫度控制在80℃以下，使得污染物水分控制在3％以下；

20.(2)烘干完成后的污染物經(jīng)粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下；

21.(3)所述反應單元在反應過程中持續(xù)通入流動的熱氣體，使得反應溫度控制在350℃，并保持120min；氣體成分無特殊要求，氣體以0.2～2m/s速度與含多氯聯(lián)苯的污染物充分接觸，接觸過的氣體通過管道通入水泥窯或窯頭，或分解爐，或煙室；

22.(4)步驟(1)中的烘干尾氣與步驟(3)中反應單元的尾氣匯合后入尾氣處理單元焚燒處置。

23.更進一步的，處理前的污染物含有的多氯聯(lián)苯濃度為2000-5000mg/kg，污染物經(jīng)處理后多氯聯(lián)苯含量降至450-500mg/kg。

24.本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：

25.針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明通過對含多氯聯(lián)苯污染物進行預處理，低溫條件下烘干污染物，避免高溫時多氯聯(lián)苯逸出造成隱患；接著對其進行破碎，使得后續(xù)處理時氣體能與污染物充分接觸，通過摩擦與350～650℃溫度下活化加速分子運動，減弱多氯聯(lián)苯與污染物結(jié)合力，使得一定流速的氣體能帶走多氯聯(lián)苯分子，同時350～650℃也能降解一部分多氯聯(lián)苯分子。本發(fā)明好處在于不需要870-1200℃的高溫，減輕了對土壤的理化性質(zhì)的破壞，同時借助水泥窯高溫處理含多氯聯(lián)苯污染物的尾氣，使得多氯聯(lián)苯徹底降解。

附圖說明：

26.圖1是本發(fā)明的反應單元使用了回轉(zhuǎn)窯的處置系統(tǒng)示意圖；

27.圖2是本發(fā)明的反應單元使用了密封罐的處置系統(tǒng)示意圖。

28.圖中；1、低溫烘干單元；2、粉磨單元；3、回轉(zhuǎn)窯；31、進料端；32、氣體出口；33、環(huán)形擋板；34、管道；4、尾氣處理單元；5、尾氣輸送管道；6、熱空氣管道；7、密封罐。

具體實施方式

29.下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述；顯然；所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例；而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例；本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例；都屬于本發(fā)明保護的范圍。

30.實施例1

31.本實施例提供了一種含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，包括依次連接的低溫烘干單元1、粉磨單元2、反應單元以及尾氣處理單元4；所述低溫烘干單元1用于將多氯聯(lián)苯污染物在盡可能低的溫度下實現(xiàn)烘干，避免污染物以氣體形式逸出，烘干后的多氯聯(lián)苯污染進入粉磨單元；所述粉磨單元2用于將經(jīng)過低溫烘干的多氯聯(lián)苯污染物粒度減小，便于后續(xù)多氯聯(lián)苯脫除；所述反應單元，用于在一定的溫度和時間范圍內(nèi)將多氯聯(lián)苯污染物脫除；所述尾氣處理單元，將反應單元逸出的氣體(可能還有多氯聯(lián)苯或再次生成二噁英和呋喃等污染物)引入水泥窯高溫區(qū)焚燒處理。

32.具體的，所述低溫烘干單元1為空氣能熱泵烘干設備、電加熱烘干設備、鍋爐烘干設備、太陽能烘干設備、熱輻射烘干設備、電磁感應加熱烘干設備等現(xiàn)有設備的一種。用于將多氯聯(lián)苯污染物在盡可能低的溫度下實現(xiàn)烘干，避免污染物以氣體形式逸出。

33.所述粉磨單元2為球磨機、立式磨、輥壓機、振動磨等現(xiàn)有設備的一種；低溫烘干完成后的污染物進入粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下。

34.所述反應單元為回轉(zhuǎn)窯3以及帶攪拌的密封罐7、鼓泡床、流化床中的一種；優(yōu)選的，當反應單元選擇回轉(zhuǎn)窯3時，所述回轉(zhuǎn)窯的進料端31通過法蘭與熱空氣管道6連接，以便對回轉(zhuǎn)窯進行升溫；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部進料端所在側(cè)固定有環(huán)形擋板33，多氯聯(lián)苯污染物通過傾斜的管道34從粉磨單元進入回轉(zhuǎn)窯3的擋板內(nèi)側(cè)，管道34末端為出料口；回轉(zhuǎn)窯有效長度滿足l≥a+1120rnsinθ，有效長度指出料口至多氯聯(lián)苯污染物離開回轉(zhuǎn)窯的位置之間的長度；其中：a-擋板與出料口的水平距離，100mm≤a≤300mm，以防止多氯聯(lián)苯污染物倒流至進料端造成死區(qū)；r-回轉(zhuǎn)窯內(nèi)徑，1m≤r≤3m；n-回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回轉(zhuǎn)窯傾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回轉(zhuǎn)窯的氣體出口32通過尾氣輸送管道5與尾氣處理單元4連接，所述氣體出口32設在與進料端31相對的一側(cè)。多氯聯(lián)苯污染物處理產(chǎn)物從回轉(zhuǎn)窯的末端排出。

35.當反應單元選擇帶攪拌的密封罐7，密封罐的進料端與熱空氣管道連接；根據(jù)計算，密封罐的體積須滿足其中d為密封罐的內(nèi)徑；v為熱空氣在密封罐內(nèi)的垂直流速；t為熱空氣在密封罐內(nèi)的反應停留時間。密封罐的氣體出口同樣與尾氣處理單元4連接。

36.所述尾氣處理單元4包括溫度為850℃以上的水泥窯、窯頭、分解爐、煙室或垃圾焚燒爐中的一種。

37.實施例2

38.本實施例公開了采用實施例1的處置系統(tǒng)去除含多氯聯(lián)苯污染物的處置方法，包括如下步驟：

39.(1)將多氯聯(lián)苯濃度為2000mg/kg的污染物在低溫烘干單元烘干，烘干溫度控制在80℃以下，使得污染物水分控制在3％以下；溫度控制在80℃以下，多氯聯(lián)苯等不會揮發(fā)，避免烘干時污染物逸出，水分控制在3％以下，更有利于后續(xù)多氯聯(lián)苯的粒徑控制要求，也更有利于多氯聯(lián)苯的去除；

40.(2)烘干完成后的污染物經(jīng)粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下；

41.(3)所述反應單元為回轉(zhuǎn)窯、帶攪拌的反應罐、鼓泡床、流化床中的任意一種，反應溫度控制在350℃，并保持120min；反應過程中持續(xù)通入流動的氣體，氣體成分無特殊要求，氣體以0.2～2m/s速度與含多氯聯(lián)苯的污染物充分接觸，接觸過的氣體通過管道通入水泥窯或窯頭，或分解爐，或煙室；含多氯聯(lián)苯污染物經(jīng)處理后多氯聯(lián)苯含量降至450mg/kg；

42.(4)步驟(1)中的烘干尾氣與步驟(3)中反應單元的尾氣匯合后入尾氣處理單元焚燒處置。

43.實施例3

44.本實施例同樣公開了采用實施例1的處置系統(tǒng)去除含多氯聯(lián)苯污染物的處置方法，包括如下步驟：

45.(1)將多氯聯(lián)苯濃度為5000mg/kg的污染物在低溫烘干單元烘干，烘干溫度控制在80℃以下，使得污染物水分控制在3％以下；

46.(2)烘干完成后的污染物經(jīng)粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下；

47.(3)所述反應單元為回轉(zhuǎn)窯、帶攪拌的反應罐、鼓泡床、流化床中的任意一種，反應溫度控制在650℃，并保持30min；反應過程中持續(xù)通入流動的氣體，氣體成分無特殊要求，氣體以0.2～2m/s速度與含多氯聯(lián)苯的污染物充分接觸，接觸過的氣體通過管道通入水泥窯或窯頭，或分解爐，或煙室；含多氯聯(lián)苯污染物經(jīng)處理后多氯聯(lián)苯含量降至500mg/kg；

48.(4)步驟(1)中的烘干尾氣與步驟(3)中反應單元的尾氣匯合后入尾氣處理單元焚燒處置。

49.以上對本實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連接的低溫烘干單元、粉磨單元、反應單元以及尾氣處理單元；所述低溫烘干單元用于將多氯聯(lián)苯污染物在盡可能低的溫度下實現(xiàn)烘干，避免污染物以氣體形式逸出，烘干后的多氯聯(lián)苯污染物進入粉磨單元；所述粉磨單元用于將經(jīng)過低溫烘干的多氯聯(lián)苯污染物粒度減小，便于后續(xù)多氯聯(lián)苯脫除；所述反應單元，用于在一定的溫度和時間范圍內(nèi)將多氯聯(lián)苯污染物脫除；所述尾氣處理單元，將反應單元逸出的氣體引入水泥窯高溫區(qū)焚燒處理。2.如權(quán)利要求1所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫烘干單元為空氣能熱泵烘干設備、電加熱烘干設備、鍋爐烘干設備、太陽能烘干設備、熱輻射烘干設備、電磁感應加熱烘干設備的一種。3.如權(quán)利要求1所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：所述粉磨單元為球磨機、立式磨、輥壓機、振動磨的一種；低溫烘干完成后的污染物進入粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下。4.如權(quán)利要求1所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：所述反應單元為回轉(zhuǎn)窯以及帶攪拌的密封罐、鼓泡床、流化床中的一種。5.如權(quán)利要求4所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：當反應單元選擇回轉(zhuǎn)窯時，所述回轉(zhuǎn)窯的進料端通過法蘭與熱空氣管道連接，以便對回轉(zhuǎn)窯進行升溫；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部進料端所在側(cè)固定有環(huán)形擋板，多氯聯(lián)苯污染物通過傾斜的管道從粉磨單元進入回轉(zhuǎn)窯的擋板內(nèi)側(cè)，管道末端為出料口；回轉(zhuǎn)窯有效長度滿足l≥a+1120rnsinθ，有效長度指出料口至多氯聯(lián)苯污染物離開回轉(zhuǎn)窯的位置之間的長度；其中：a-擋板與出料口的水平距離，100mm≤a≤300mm；r-回轉(zhuǎn)窯內(nèi)徑，1m≤r≤3m；n-回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回轉(zhuǎn)窯傾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回轉(zhuǎn)窯的氣體出口通過尾氣輸送管道與尾氣處理單元連接，所述氣體出口設在與進料端相對的一側(cè)；多氯聯(lián)苯污染物處理產(chǎn)物從回轉(zhuǎn)窯的末端排出。6.如權(quán)利要求4所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：當反應單元選擇帶攪拌的密封罐，密封罐的進料端與熱空氣管道連接；密封罐的體積滿足其中d為密封罐的內(nèi)徑，v為熱空氣在密封罐內(nèi)的垂直流速，t為熱空氣在密封罐內(nèi)的反應停留時間；密封罐的氣體出口同樣與尾氣處理單元連接。7.如權(quán)利要求1所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)，其特征在于：所述尾氣處理單元包括溫度為850℃以上的水泥窯窯頭、分解爐、煙室或垃圾焚燒爐爐膛中的一種。8.如權(quán)利要求1所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)的處置方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將含有多氯聯(lián)苯的污染物在低溫烘干單元烘干，烘干溫度控制在80℃以下，使得污染物水分控制在3％以下；(2)烘干完成后的污染物經(jīng)粉磨單元破碎粉磨后粒徑控制在100微米以下；(3)所述反應單元在反應過程中持續(xù)通入流動的熱氣體，使得反應溫度控制在350℃，并保持120min；氣體成分無特殊要求，氣體以0.2～2m/s速度與含多氯聯(lián)苯的污染物充分接

觸，接觸過的氣體通過管道通入水泥窯或窯頭，或分解爐，或煙室，或垃圾焚燒爐；(4)步驟(1)中的烘干尾氣與步驟(3)中反應單元的尾氣匯合后入尾氣處理單元焚燒處置。9.如權(quán)利要求8所述的含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)的處置方法，其特征在于，處理前的污染物含有的多氯聯(lián)苯濃度為2000-5000mg/kg，污染物經(jīng)處理后多氯聯(lián)苯含量降至450-500mg/kg。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于廢棄物處置及資源化領(lǐng)域，尤其是涉及一種含多氯聯(lián)苯污染物的處置系統(tǒng)及方法。包括依次連接的低溫烘干單元、粉磨單元、反應單元以及尾氣處理單元；低溫烘干單元用于將多氯聯(lián)苯污染物在盡可能低的溫度下實現(xiàn)烘干，避免污染物以氣體形式逸出，烘干后的多氯聯(lián)苯污染進入粉磨單元；粉磨單元用于將經(jīng)過低溫烘干的多氯聯(lián)苯污染物粒度減小，便于后續(xù)多氯聯(lián)苯脫除；反應單元用于在一定的溫度和時間范圍內(nèi)將多氯聯(lián)苯污染物脫除；尾氣處理單元將反應單元逸出的氣體引入水泥窯高溫區(qū)焚燒處理。本發(fā)明好處在于不需要870-1200℃的高溫，減輕了對土壤的理化性質(zhì)的破壞，同時借助水泥窯高溫處理含多氯聯(lián)苯污染物的尾氣，使得多氯聯(lián)苯徹底降解。底降解。底降解。

技術(shù)研發(fā)人員：黃慶 王永剛 馬東光 趙利卿 李惠

受保護的技術(shù)使用者：天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.06.02

技術(shù)公布日：2022/8/9