1.本发明属于废弃物处置及资源化领域，尤其是涉及一种含多氯联苯污染物的处置系统及方法。
背景技术：
2.多氯联苯(pcbs)是最典型的难降解有机氯污染物，是一类在环境中分布广泛且难以降解的持久性有机污染物。由于pcbs的疏水性和亲脂性，土壤成为其在环境中的最终归宿，因此，对受pcbs污染土壤进行修复越来越受到重视。土壤是pcbs的最大受体，也是pcbs的最终归宿。土壤中pcbs的主要源有：含pcbs废水的排放、含pcbs固体废物的渗漏、垃圾焚烧、远距离迁移的大气沉降等。pcbs污染土壤主要分布在pcbs化学品生产厂、含pcbs电容器的拆解点、废弃pcbs电力设备临存场地及其周边地区等。
3.按修复原理分为物理修复、化学修复和生物修复。其中化学修复中的高温焚烧技术用于处理持久性有机污染物最为广泛，需要870-1200℃的高温，是一种异位修复pcbs污染土壤的技术。是将pcbs污染的土壤置于焚烧炉中，鼓入充足的氧气，再通过高温使pcbs燃烧生成无害物质。该法可处理pcbs污染程度较重的土壤，且处理量大、处理效率高。但是，高温焚烧pcbs过程中，会破坏土壤的理化性质，并生成二噁英和呋喃等新的pops。这些物质进入环境后会污染大气、水体和土壤，甚至危害人类。因此，在焚烧过程中需连续监控设备运转情况，严格控制反应温度。
4.综上所述，现有技术存在的问题是：
5.(1)多氯联苯(pcbs)高温处置，耗能大，且后续烟气还是有可能生成二噁英和呋喃等新的pops污染物，需要对烟气进行针对性处理。
6.(2)高达870-1200℃的高温对土壤的理化性质进行了破坏，制约了后续土壤的再利用。
技术实现要素：
7.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的第一目的在于提供了一种含多氯联苯污染物的处置系统，包括依次连接的低温烘干单元、粉磨单元、反应单元以及尾气处理单元；
8.所述低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出，烘干后的多氯联苯污染进入粉磨单元；
9.所述粉磨单元用于将经过低温烘干的多氯联苯污染物粒度减小，便于后续多氯联苯脱除；
10.所述反应单元，用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；
11.所述尾气处理单元，将反应单元逸出的气体引入水泥窑高温区焚烧处理。
12.进一步的，所述低温烘干单元为空气能热泵烘干设备、电加热烘干设备、锅炉烘干设备、太阳能烘干设备、热辐射烘干设备、电磁感应加热烘干设备的一种。
13.进一步的，所述粉磨单元为球磨机、立式磨、辊压机、振动磨的一种；低温烘干完成后的污染物进入粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下。
14.进一步的，所述反应单元为回转窑以及带搅拌的密封罐、鼓泡床、流化床中的一种。
15.进一步的，当反应单元选择回转窑时，所述回转窑的进料端通过法兰与热空气管道连接，以便对回转窑进行升温；回转窑内部进料端所在侧固定有环形挡板，多氯联苯污染物通过倾斜的管道从粉磨单元进入回转窑的挡板内侧，管道末端为出料口；回转窑有效长度满足l≥a+1120rnsinθ，有效长度指出料口至多氯联苯污染物离开回转窑的位置之间的长度；其中：a-挡板与出料口的水平距离，100mm≤a≤300mm；r-回转窑内径，1m≤r≤3m；n-回转窑转速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回转窑倾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回转窑的气体出口通过尾气输送管道与尾气处理单元连接，所述气体出口设在与进料端相对的一侧；多氯联苯污染物处理产物从回转窑的末端排出。
16.进一步的，当反应单元选择带搅拌的密封罐，密封罐的进料端与热空气管道连接；密封罐的体积满足其中d为密封罐的内径，v为热空气在密封罐内的垂直流速，t为热空气在密封罐内的反应停留时间；密封罐的气体出口同样与尾气处理单元连接。
17.进一步的，所述尾气处理单元包括温度为850℃以上的水泥窑、窑头、分解炉、烟室或垃圾焚烧炉炉膛中的一种。
18.本发明的另一目的在于提供了上述含多氯联苯污染物的处置系统的处置方法，具体包括如下步骤：
19.(1)将含有多氯联苯的污染物在低温烘干单元烘干，烘干温度控制在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经粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下；
21.(3)所述反应单元在反应过程中持续通入流动的热气体，使得反应温度控制在350℃，并保持120min；气体成分无特殊要求，气体以0.2～2m/s速度与含多氯联苯的污染物充分接触，接触过的气体通过管道通入水泥窑或窑头，或分解炉，或烟室；
22.(4)步骤(1)中的烘干尾气与步骤(3)中反应单元的尾气汇合后入尾气处理单元焚烧处置。
23.更进一步的，处理前的污染物含有的多氯联苯浓度为2000-5000mg/kg，污染物经处理后多氯联苯含量降至450-500mg/kg。
24.本发明具有的优点和积极效果是：
25.针对现有技术的问题，本发明通过对含多氯联苯污染物进行预处理，低温条件下烘干污染物，避免高温时多氯联苯逸出造成隐患；接着对其进行破碎，使得后续处理时气体能与污染物充分接触，通过摩擦与350～650℃温度下活化加速分子运动，减弱多氯联苯与污染物结合力，使得一定流速的气体能带走多氯联苯分子，同时350～650℃也能降解一部分多氯联苯分子。本发明好处在于不需要870-1200℃的高温，减轻了对土壤的理化性质的破坏，同时借助水泥窑高温处理含多氯联苯污染物的尾气，使得多氯联苯彻底降解。
附图说明：
26.图1是本发明的反应单元使用了回转窑的处置系统示意图；
27.图2是本发明的反应单元使用了密封罐的处置系统示意图。
28.图中；1、低温烘干单元；2、粉磨单元；3、回转窑；31、进料端；32、气体出口；33、环形挡板；34、管道；4、尾气处理单元；5、尾气输送管道；6、热空气管道；7、密封罐。
具体实施方式
29.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.本实施例提供了一种含多氯联苯污染物的处置系统，包括依次连接的低温烘干单元1、粉磨单元2、反应单元以及尾气处理单元4；所述低温烘干单元1用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出，烘干后的多氯联苯污染进入粉磨单元；所述粉磨单元2用于将经过低温烘干的多氯联苯污染物粒度减小，便于后续多氯联苯脱除；所述反应单元，用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；所述尾气处理单元，将反应单元逸出的气体(可能还有多氯联苯或再次生成二噁英和呋喃等污染物)引入水泥窑高温区焚烧处理。
32.具体的，所述低温烘干单元1为空气能热泵烘干设备、电加热烘干设备、锅炉烘干设备、太阳能烘干设备、热辐射烘干设备、电磁感应加热烘干设备等现有设备的一种。用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出。
33.所述粉磨单元2为球磨机、立式磨、辊压机、振动磨等现有设备的一种；低温烘干完成后的污染物进入粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下。
34.所述反应单元为回转窑3以及带搅拌的密封罐7、鼓泡床、流化床中的一种；优选的，当反应单元选择回转窑3时，所述回转窑的进料端31通过法兰与热空气管道6连接，以便对回转窑进行升温；回转窑内部进料端所在侧固定有环形挡板33，多氯联苯污染物通过倾斜的管道34从粉磨单元进入回转窑3的挡板内侧，管道34末端为出料口；回转窑有效长度满足l≥a+1120rnsinθ，有效长度指出料口至多氯联苯污染物离开回转窑的位置之间的长度；其中：a-挡板与出料口的水平距离，100mm≤a≤300mm，以防止多氯联苯污染物倒流至进料端造成死区；r-回转窑内径，1m≤r≤3m；n-回转窑转速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回转窑倾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回转窑的气体出口32通过尾气输送管道5与尾气处理单元4连接，所述气体出口32设在与进料端31相对的一侧。多氯联苯污染物处理产物从回转窑的末端排出。
35.当反应单元选择带搅拌的密封罐7，密封罐的进料端与热空气管道连接；根据计算，密封罐的体积须满足其中d为密封罐的内径；v为热空气在密封罐内的垂直流速；t为热空气在密封罐内的反应停留时间。密封罐的气体出口同样与尾气处理单元4连接。
36.所述尾气处理单元4包括温度为850℃以上的水泥窑、窑头、分解炉、烟室或垃圾焚烧炉中的一种。
37.实施例2
38.本实施例公开了采用实施例1的处置系统去除含多氯联苯污染物的处置方法，包括如下步骤：
39.(1)将多氯联苯浓度为2000mg/kg的污染物在低温烘干单元烘干，烘干温度控制在80℃以下，使得污染物水分控制在3％以下；温度控制在80℃以下，多氯联苯等不会挥发，避免烘干时污染物逸出，水分控制在3％以下，更有利于后续多氯联苯的粒径控制要求，也更有利于多氯联苯的去除；
40.(2)烘干完成后的污染物经粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下；
41.(3)所述反应单元为回转窑、带搅拌的反应罐、鼓泡床、流化床中的任意一种，反应温度控制在350℃，并保持120min；反应过程中持续通入流动的气体，气体成分无特殊要求，气体以0.2～2m/s速度与含多氯联苯的污染物充分接触，接触过的气体通过管道通入水泥窑或窑头，或分解炉，或烟室；含多氯联苯污染物经处理后多氯联苯含量降至450mg/kg；
42.(4)步骤(1)中的烘干尾气与步骤(3)中反应单元的尾气汇合后入尾气处理单元焚烧处置。
43.实施例3
44.本实施例同样公开了采用实施例1的处置系统去除含多氯联苯污染物的处置方法，包括如下步骤：
45.(1)将多氯联苯浓度为5000mg/kg的污染物在低温烘干单元烘干，烘干温度控制在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经粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下；
47.(3)所述反应单元为回转窑、带搅拌的反应罐、鼓泡床、流化床中的任意一种，反应温度控制在650℃，并保持30min；反应过程中持续通入流动的气体，气体成分无特殊要求，气体以0.2～2m/s速度与含多氯联苯的污染物充分接触，接触过的气体通过管道通入水泥窑或窑头，或分解炉，或烟室；含多氯联苯污染物经处理后多氯联苯含量降至500mg/kg；
48.(4)步骤(1)中的烘干尾气与步骤(3)中反应单元的尾气汇合后入尾气处理单元焚烧处置。
49.以上对本实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。技术特征：
1.一种含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：包括依次连接的低温烘干单元、粉磨单元、反应单元以及尾气处理单元；所述低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出，烘干后的多氯联苯污染物进入粉磨单元；所述粉磨单元用于将经过低温烘干的多氯联苯污染物粒度减小，便于后续多氯联苯脱除；所述反应单元，用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；所述尾气处理单元，将反应单元逸出的气体引入水泥窑高温区焚烧处理。2.如权利要求1所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：所述低温烘干单元为空气能热泵烘干设备、电加热烘干设备、锅炉烘干设备、太阳能烘干设备、热辐射烘干设备、电磁感应加热烘干设备的一种。3.如权利要求1所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：所述粉磨单元为球磨机、立式磨、辊压机、振动磨的一种；低温烘干完成后的污染物进入粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下。4.如权利要求1所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：所述反应单元为回转窑以及带搅拌的密封罐、鼓泡床、流化床中的一种。5.如权利要求4所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：当反应单元选择回转窑时，所述回转窑的进料端通过法兰与热空气管道连接，以便对回转窑进行升温；回转窑内部进料端所在侧固定有环形挡板，多氯联苯污染物通过倾斜的管道从粉磨单元进入回转窑的挡板内侧，管道末端为出料口；回转窑有效长度满足l≥a+1120rnsinθ，有效长度指出料口至多氯联苯污染物离开回转窑的位置之间的长度；其中：a-挡板与出料口的水平距离，100mm≤a≤300mm；r-回转窑内径，1m≤r≤3m；n-回转窑转速，3r/min≤n≤5r/min；θ-回转窑倾斜角度，0.03≤sinθ≤0.05；回转窑的气体出口通过尾气输送管道与尾气处理单元连接，所述气体出口设在与进料端相对的一侧；多氯联苯污染物处理产物从回转窑的末端排出。6.如权利要求4所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：当反应单元选择带搅拌的密封罐，密封罐的进料端与热空气管道连接；密封罐的体积满足其中d为密封罐的内径，v为热空气在密封罐内的垂直流速，t为热空气在密封罐内的反应停留时间；密封罐的气体出口同样与尾气处理单元连接。7.如权利要求1所述的含多氯联苯污染物的处置系统，其特征在于：所述尾气处理单元包括温度为850℃以上的水泥窑窑头、分解炉、烟室或垃圾焚烧炉炉膛中的一种。8.如权利要求1所述的含多氯联苯污染物的处置系统的处置方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含有多氯联苯的污染物在低温烘干单元烘干，烘干温度控制在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经粉磨单元破碎粉磨后粒径控制在100微米以下；(3)所述反应单元在反应过程中持续通入流动的热气体，使得反应温度控制在350℃，并保持120min；气体成分无特殊要求，气体以0.2～2m/s速度与含多氯联苯的污染物充分接
触，接触过的气体通过管道通入水泥窑或窑头，或分解炉，或烟室，或垃圾焚烧炉；(4)步骤(1)中的烘干尾气与步骤(3)中反应单元的尾气汇合后入尾气处理单元焚烧处置。9.如权利要求8所述的含多氯联苯污染物的处置系统的处置方法，其特征在于，处理前的污染物含有的多氯联苯浓度为2000-5000mg/kg，污染物经处理后多氯联苯含量降至450-500mg/kg。
技术总结
本发明属于废弃物处置及资源化领域，尤其是涉及一种含多氯联苯污染物的处置系统及方法。包括依次连接的低温烘干单元、粉磨单元、反应单元以及尾气处理单元；低温烘干单元用于将多氯联苯污染物在尽可能低的温度下实现烘干，避免污染物以气体形式逸出，烘干后的多氯联苯污染进入粉磨单元；粉磨单元用于将经过低温烘干的多氯联苯污染物粒度减小，便于后续多氯联苯脱除；反应单元用于在一定的温度和时间范围内将多氯联苯污染物脱除；尾气处理单元将反应单元逸出的气体引入水泥窑高温区焚烧处理。本发明好处在于不需要870-1200℃的高温，减轻了对土壤的理化性质的破坏，同时借助水泥窑高温处理含多氯联苯污染物的尾气，使得多氯联苯彻底降解。底降解。底降解。
技术研发人员：黄庆 王永刚 马东光 赵利卿 李惠
受保护的技术使用者：天津水泥工业设计研究院有限公司
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/8/9
声明：
“含多氯联苯污染物的处置系统及方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：天津水泥工业设计研究院有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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