土壤污染的热处理系统
阅读说明：本技术 土壤污染的热处理系统 (Soil pollution's heat treatment system ) 是由 贾志中 陈建璋 周志忠 吴政勋 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明有关于一种土壤污染的热处理系统,主要将含油污土经干燥单元将土壤干燥后再输送至热脱附单元,以在热脱附单元通过高温加热,使土壤所含油品挥发成气态后与土壤分离,达到净化土壤效果,而含油污土在干燥单元及热脱附单元进行干燥与热脱附过程中引起的粉尘、水气及油气等系会通过除尘单元将粉尘去除,再经热交换单元将水气及油气冷却成液态后,输送至油水分离单元处进行油水分离,另外油气所含有机气体则会经尾气处理单元加热裂解成水及二氧化碳后排放于环境中,而热脱附单元运作产生的余热则可提供干燥单元及污土前处理单元等使用,以节省整体系统运作所耗费能源,达到有效降低成本等效益。(The invention relates to a heat treatment system for soil pollution, which is mainly characterized in that oil-containing dirty soil is dried by a drying unit and then is conveyed to a thermal desorption unit, so that oil contained in the soil is volatilized into a gas state and then is separated from the soil by high-temperature heating in the thermal desorption unit to achieve the effect of purifying the soil, dust, water gas, oil gas and the like generated in the drying and thermal desorption processes of the oil-containing dirty soil in the drying unit and the thermal desorption unit can be removed by a dust removal unit, the water gas and the oil gas are cooled into a liquid state by a heat exchange unit and then are conveyed to an oil-water separation unit for oil-water separation, organic gas contained in the oil gas can be heated and cracked into water and carbon dioxide by a tail gas treatment unit and then is discharged into the environment, and waste heat generated by the operation of the thermal desorption unit can be provided for the drying unit, the dirty soil pretreatment unit and the like to save energy consumed by the operation of the whole system, the benefits of effectively reducing the cost and the like are achieved.)
技术领域
本发明有关于一种土壤污染的热处理系统，尤指一种可有效节省污染土壤在热处理过程中所耗费能源，并可热脱附产生的尾气进行良好处理，以避免对环境造成二次污染的处理系统。
背景技术
目前石化业工厂、加油站及储油槽等场所，在对油品的储存及运输上如果处置不当时，将可能造成汽油、柴油、煤油及航空用油等渗入土壤，而导致土壤污染，进而危害人类生活环境，故必须对污染土壤进行整治，以维护环境安全。
现有对含油污土等的整治作业，一般借由热处理系统进行脱附，该热脱附技术是指对污染土壤进行高温加热，使土壤中的油品等污染物通过热脱附系统后，使该油品等污染物挥发成气态后而与土壤分离，而达到整治净化土壤目的。该现有热处理系统虽可达到有效去除土壤中所含油品等污染物效果；然而，却对热处理过程中污染物挥发所产生尾气未有妥善处理，即排放至大气中，而对环境造成二次污染，此外现有热处理系统运作上须耗费大量能源，故运作成本相当昂贵，以致在实施使用上仍不尽理想。
于是，本发明人有鉴于现有土壤污染的热处理系统在使用上仍有上述缺失，乃借其多年在相关领域的制造及设计经验和知识的辅佐，并经多方巧思，研创出本发明。
发明内容
本发明有关于一种土壤污染的热处理系统，其主要目的为了提供一种可有效节省污染土壤于热处理过程中所耗费能源，并可热脱附产生的尾气进行良好处理，以避免对环境造成二次污染的处理系统。
为了达到上述实施目的，本发明人研拟如下土壤污染的热处理系统，该土壤污染的热处理系统包含：
一干燥单元，该干燥单元形成有相对的一第一污土输入端及一第一污土输出端，该干燥单元在该第一污土输出端的同侧设有一第一排尘端，该干燥单元设有一第一余热接收端；
一热脱附单元，使该热脱附单元形成有相对的一第二污土输入端及一第二污土输出端，且该干燥单元的第一污土输出端与该热脱附单元的第二污土输入端之间以一第一污土输送管路相连结，该热脱附单元在其第二污土输出端的同侧设有一第二排尘端，该热脱附单元设有一第一余热输出端，该第一余热输出端与该干燥单元的第一余热接收端间以一第一热回收管路相连结；
二除尘单元，包含一第一除尘单元及一第二除尘单元，该第一除尘单元形成有相对的一第一输入端及一第一输出端，该第一除尘单元的第一输入端与该干燥单元的第一排尘端间以一第一集尘管路相连结，该第二除尘单元形成有相对的一第二输入端及一第二输出端，且该第二除尘单元的第二输入端与该热脱附单元的第二排尘端间以一第二集尘管路相连结；
二热交换单元，包含一第一热交换单元及一第二热交换单元，该第一热交换单元设有一第一导入端，该第一导入端与该第一除尘单元的第一输出端间以一第一输送管路相连结，该第二热交换单元设有一第二导入端，该第二导入端与该第二除尘单元的第二输出端间以一第二输送管路相连结，该第一热交换单元与一第一冷凝模组间以一第一冷却管路相连结，并且该第二热交换单元与一第二冷凝模组间以一第二冷却管路相连结，该第一热交换单元及第二热交换单元分别设有一第一尾气输出端及一第二尾气输出端；
一尾气处理单元，该第一热交换单元的第一尾气输出端与该尾气处理单元之间以一第一尾气输送管路相连结，该第二热交换单元的第二尾气输出端与该尾气处理单元间以一第二尾气输送管路相连结。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该土壤污染的热处理系统系包含有一第一油水分离单元及一第二油水分离单元，该第一热交换单元设有一第一废液输出端，该第一废液输出端与该第一油水分离单元的输入端间以一第一废液管路相连结，该第二热交换单元设有一第二废液输出端，该第二废液输出端与该第二油水分离单元的输入端之间以一第二废液管路相连结。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该土壤污染的热处理系统包含有一污土前处理单元，该污土前处理单元与该干燥单元的第一污土输入端之间以一第二污土输送管路相连结，该污土前处理单元设有一第二余热接收端，在该干燥单元设有一第二余热输出端，且该污土前处理单元的第二余热接收端与该干燥单元的第二余热输出端之间以一第二热回收管路相连结，该污土前处理单元与第一热交换单元之间以一热交换管路相连结。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该干燥单元为一间接加热旋转炉，该干燥单元包含有一第一内旋转炉及一包覆该第一内旋转炉的第一固定外炉，并且该干燥单元的第一内旋转炉相对两端各形成该第一污土输入端及该第一污土输出端，该第一内旋转炉在其第一污土输出端的同侧设有该第一排尘端，且在该第一固定外炉设有其第一余热接收端，该热脱附单元为一间接加热旋转炉，该热脱附单元包含有一第二内旋转炉及一包覆该第二内旋转炉的第二固定外炉，该热脱附单元的第二内旋转炉相对两端各形成该第二污土输入端及第二污土输出端，该第二内旋转炉在其第二污土输出端的同侧设有其第二排尘端，且在该第二固定外炉设有其第一余热输出端。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该干燥单元的第一内旋转炉的加热温度设定为100～200℃，该第一固定外炉的加热温度设定为250～800℃，该热脱附单元的第二内旋转炉的加热温度设定为450～900℃，该第二固定外炉的加热温度设定为600～1050℃。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该尾气处理单元包含有一混合防爆器、一尾气裂解模组及一烟囱，该混合防爆器、该尾气裂解模组及该烟囱间分别以一输气管路依序连结，该第一热交换单元的第一尾气输出端与该混合防爆器之间以该第一尾气输送管路相连结，且该第二热交换单元的第二尾气输出端与该混合防爆器间以该第二尾气输送管路相连结，该混合防爆器连结有一第三惰气输入管路。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该尾气处理单元包含有一尾气还原模组，该尾气还原模组设于该尾气裂解模组及该烟囱之间，该尾气还原模组与该尾气裂解模组及该烟囱分别以一输气管路相连结。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该尾气处理单元的混合防爆器与尾气裂解模组在其相连结的输气管路间设有一最低爆炸极限分析仪。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该尾气处理单元的尾气裂解模组为直燃式焚化炉或蓄热式焚化炉。
如上所述的土壤污染的热处理系统，其中，该干燥单元在其第一污土输入端的同侧连结有一第一惰气输入管路，该热脱附单元在其第二污土输入端的同侧连结有一第二惰气输入管路。
借此，当本发明在使用实施时，使含油污土经干燥单元将土壤干燥后再输送至热脱附单元，以在热脱附单元通过高温加热，使土壤所含油品挥发成气态后与土壤分离，达到净化土壤效果，而含油污土在干燥单元及热脱附单元进行干燥与热脱附过程中引起的粉尘、水气及油气等会通过除尘单元将粉尘去除，再经热交换单元将水气及油气冷却成液态后，输送至油水分离单元处进行油水分离，另外油气所含有机气体则会经尾气处理单元加热裂解成水及二氧化碳后排放于环境中，而热脱附单元运作产生的余热则可提供干燥单元及污土前处理单元等使用，以节省整体系统运作所耗费能源，达到有效降低成本等效益。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明的架构图。
附图标记说明：
1、干燥单元；
11、第一内旋转炉；
12、第一固定外炉；
13、第一惰气输入管路；
2、热脱附单元；
21、第二内旋转炉；
22、第二固定外炉；
23、第一污土输送管路；
24、第二惰气输入管路；
25、第一热回收管路；
3、除尘单元；
31、第一除尘单元；
32、第二除尘单元；
33、第一集尘管路；
34、第二集尘管路；
35、第一输送管路；
36、第二输送管路；
4、热交换单元；
41、第一热交换单元；
42、第二热交换单元；
43、热交换管路；
44、第一冷凝模组；
45、第一冷却管路；
46、第二冷凝模组；
47、第二冷却管路；
5、油水分离单元；
51、第一油水分离单元；
52、第二油水分离单元；
53、第一废液管路；
54、第二废液管路；
6、尾气处理单元；
61、混合防爆器；
611、第三惰气输入管路；
62、尾气裂解模组；
63、尾气还原模组；
64、烟囱；
65、输气管路；
66、第一尾气输送管路；
67、第二尾气输送管路；
68、抽引模组；
69、最低爆炸极限分析仪；
7、第一污土前处理单元；
71、第二污土输送管路；
72、第二热回收管路；
8、待验土壤处理单元；
81、第三污土输送管路。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
而为令本发明之技术手段及其所能达成之效果，能够有更完整且清楚的揭露，兹详细说明如下，请一并参阅揭露之图式及图号：
首先，请参阅图1所示，为本发明的土壤污染的热处理系统，包含：
一干燥单元1，为一间接加热旋转炉，包含有一第一内旋转炉11及一包覆该第一内旋转炉11的第一固定外炉12，该第一内旋转炉11的加热温度设定为100～200℃，另外该第一固定外炉12的加热温度设定为250～800℃，并使该第一内旋转炉11形成有相对的一第一污土输入端及一第一污土输出端，且使该第一内旋转炉11的第一污土输入端与一第一污土前处理单元7间以一第二污土输送管路71相连结，又使该第一内旋转炉11在其第一污土输入端的同侧连结有一第一惰气输入管路13，且使该第一内旋转炉11于其第一污土输出端的同侧设有一第一排尘端，另外使该第一固定外炉12设有一第二余热输出端，以与该污土前处理单元7的第二余热接收端之间以一第二热回收管路72相连结；
一热脱附单元2，为一间接加热旋转炉，包含有一第二内旋转炉21及一包覆该第二内旋转炉21的第二固定外炉22，该第二内旋转炉21的加热温度设定为450～900℃，另外该第二固定外炉22的加热温度设定为600～1050℃，并使该第二内旋转炉21形成有相对的一第二污土输入端及一第二污土输出端，且使该第二内旋转炉21的第二污土输入端与该干燥单元1其第一内旋转炉11的第一污土输出端间以一第一污土输送管路23相连结，又使该第二内旋转炉21在其第二污土输入端的同侧连结有一第二惰气输入管路24，另外使该第二内旋转炉11的第二污土输出端与一待验土壤处理单元8间以一第三污土输送管路81相连结，又使该第二内旋转炉21在其第二污土输出端的同侧设有一第二排尘端，另外使该第二固定外炉22设有一第一余热输出端，以与该干燥单元1其第一固定外炉12所设的第一余热接收端间以一第一热回收管路25相连结；
二除尘单元3，包含一第一除尘单元31及一第二除尘单元32，使该第一除尘单元31形成有相对的一第一输入端及一第一输出端，并使该第一除尘单元31的第一输入端与该干燥单元1其第一排尘端间以一第一集尘管路33相连结，另外使该第二除尘单元32形成有相对的一第二输入端及一第二输出端，且使该第二除尘单元32的第二输入端与该热脱附单元2其第二排尘端间以一第二集尘管路34相连结；
二热交换单元4，包含一第一热交换单元41及一第二热交换单元42，乃使该第一热交换单元41设有一第一导入端，以与该第一除尘单元31第一输出端间以一第一输送管路35相连结，另外使该第二热交换单元42设有一第二导入端，以与该第二除尘单元32第二输出端间以一第二输送管路36相连结，又使该第一热交换单元41与该污土前处理单元7间以一热交换管路43相连结，且使该第一热交换单元41经由该热交换管路43而与一第一冷凝模组44的第一冷却管路45相连结，另外使该第二热交换单元42与一第二冷凝模组46间以一第二冷却管路47相连结；
二油水分离单元5，包含一第一油水分离单元51及一第二油水分离单元52，乃使该第一热交换单元41设有一第一废液输出端，以与该第一油水分离单元51的输入端间以一第一废液管路53相连结，另外使该第二热交换单元42设有一第二废液输出端，以与该第二油水分离单元52的输入端间以一第二废液管路54相连结；
一尾气处理单元6，包含有一混合防爆器61、一尾气裂解模组62、一尾气还原模组63及一烟囱64，乃使该混合防爆器61、尾气裂解模组62、尾气还原模组63及烟囱64间分别以一输气管路65依序连结，又使该第一热交换单元41设有一第一尾气输出端，以与该混合防爆器61间以一第一尾气输送管路66相连结，且使该第二热交换单元42设有一第二尾气输出端，以与该混合防爆器61间以一第二尾气输送管路67相连结，而在该第一尾气输送管路66及第二尾气输送管路67上各设有至少一风车等抽引模组68，又在该混合防爆器61连结有一第三惰气输入管路611，另外在该混合防爆器61与尾气裂解模组62相连结的输气管路65间设有一最低爆炸极限分析仪69，而该尾气裂解模组62可为直燃式焚化炉〔TO〕或蓄热式焚化炉〔RTO〕。
据此，当使用实施时，将遭汽油、柴油、煤油或航空用油等油品污染的土壤置于该污土前处理单元7内预热至40～80℃，再将该含油污土经第二污土输送管路71输送进该干燥单元1的第一内旋转炉11中，以使该含油污土于该第一内旋转炉11内以约100～200℃的温度加热干燥约20～60分钟，而将该含油污土中所含水分及低沸点油品蒸出。
继续将该干燥后的含油污土经第一污土输送管路23输送至该热脱附单元2的第二内旋转炉21中，以使该含油污土于该第二内旋转炉21以约450～900℃的高温加热约20～60分钟，以使土壤中所含水分及各种油品全部蒸出，而与土壤完全脱附分离，达到净化土壤效果，该净化后的土壤经第三污土输送管路81输送至待验土壤处理单元8，以检查该土壤内是否还含有油品等污染物。而值得一提的是本发明的第一内旋转炉11及第二内旋转炉21为密闭负压环境，且会视该含油污土的含油浓度而定，分别从第一内旋转炉11及第二内旋转炉21的第一惰气输入管路13与第二惰气输入管路24将氮等惰气打入第一内旋转炉11及第二内旋转炉21内，以确保油品蒸发、脱附时不会发生爆炸危险。
再者，当该含油污土于该第一内旋转炉11内旋转加热时，所引起的粉尘、水气及油气等会经第一集尘管路33进入第一除尘单元31中，另外该含油污土在该第二内旋转炉21内旋转加热时所引起的粉尘、水气及油气等也会经第二集尘管路34进入第二除尘单元32中，该粉尘等粒状污染物会留置于第一除尘单元31及第二除尘单元32，另外水气及油气等则会分别经由第一输送管路35及第二输送管路36输送往第一热交换单元41及第二热交换单元42，此时，该第一除尘单元31输出的水气及油气约为150℃，而第二除尘单元32输出的水气及油气则约为450℃，在分别输入该第一热交换单元41及第二热交换单元42后，借由第一热交换单元41及第二热交换单元42所连结的第一冷凝模组44及第二冷凝模组46降温至约10～60℃后，该水气及油气会凝结成液体，以分别由该第一热交换单元41及第二热交换单元42连结的第一废液管路53及第二废液管路54输送至第一油水分离单元51及第二油水分离单元52进行油水分离，该分离出的废水及混合油可回收再利用。
另外在该第一热交换单元41及第二热交换单元42处未凝结成液态的有机气体〔voc〕则会分别经由第一尾气输送管路66及第二尾气输送管路67输送往尾气处理单元6的混合防爆器61，再将氮等惰气经该第三惰气输入管路611打入混合防爆器61内，以与有机气体相混合，继续该混合有惰气的有机气体会经输气管路65输送往尾气裂解模组62，而在输送往尾气裂解模组62前会通过最低爆炸极限分析仪69检测其浓度，以确定该混合惰气的有机气体不会产生爆炸后，再送进该尾气裂解模组62，以于该尾气裂解模组62内以约1050℃的高温将该有机气体裂解成水蒸气及二氧化碳，假设该有机气体中含有硫及卤素等成分则借由该增设的尾气还原模组63去除其臭味等后，再经烟囱64排放于大气中，若未含有硫及卤素等成分则在经尾气裂解模组62高温裂解后直接经烟囱64排放于大气。
而值得一提的是，本发明在热脱附单元2的第二固定外炉22与干燥单元1的第一固定外炉12间以一第一热回收管路25相连结，以将该热脱附单元2运作产生余热经由第一热回收管路25供应予干燥单元1，即可提供该干燥单元1进行土壤干燥所需的热能，该干燥单元1运作所剩余热，则可经由第二热回收管路72输送至污土前处理单元7，以作为污染土壤预热使用，该污土前处理单元7也可经由热交换管路43与第一热交换单元41进行热交换，以维持其土壤预热所需热源，故本发明仅须在热脱附单元2燃烧柴油等燃料加热，而在干燥单元1及污土前处理单元7处皆无须再使用燃料加热，以有效节省能源使用。另外本发明的尾气裂解模组62在采用蓄热式焚化炉进行有机气体的裂解时，该有机气体在燃烧过程会因氧化产生高热量，该热量会由该蓄热式焚化炉内所设蓄热组件回收后，再供应予该蓄热式焚化炉加热使用，以降低该蓄热式焚化炉所需热能燃料用量，据此，本发明可大幅节省整体系统运作所需耗费能源，而达到有效降低燃料费用等效益。
由上述结构及实施方式可知，本发明具有如下优点：
1.本发明的土壤污染的热处理系统将热脱附单元运作产生的余热经热回收管路依序供应予干燥单元及污土前处理单元等使用，故仅须于热脱附单元使用燃料加热，而在干燥单元及污土前处理单元处则无须再使用燃料，借此，以节省整体系统运作耗费能源，达到有效降低成本效益。
2.本发明的土壤污染的热处理系统系设有尾气处理单元，以将土壤热脱附后产生的尾气，经由尾气处理单元的混合防爆器及尾气裂解模组等裂解成水蒸气及二氧化碳后再排放于大气，依此，以避免有机气体对环境造成二次污染。
3.本发明的土壤污染的热处理系统设有除尘单元及热交换单元，以将含油污土在干燥及热脱附过程中引起的粉尘、水气及油气等经过除尘单元去除粉尘后，再由热交换单元将高温的水气及油气等冷凝成液体后，经油水分离单元分离出废水及混合油后，以利回收再利用。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
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