一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)及用于該隧道窯處理有機(jī)污染土壤的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)及處理有機(jī)污染土壤的方法。該方法是通過檢測機(jī)污染土壤中的礦物質(zhì)的種類及含量，然后根據(jù)燒制瓦或燒制的要求添加所需物資，再添加內(nèi)燃料并加水混合成原泥料，之后依次經(jīng)過練泥造粒、擠壓成型后陳腐或悶料5-10天后干燥，再送入隧道窯中進(jìn)行燒制，磚坯或瓦坯依次在150～750℃的預(yù)熱帶窯體內(nèi)停留30分鐘至1個小時(shí)、750～1350℃的燒成帶窯體內(nèi)停留2-3個小時(shí)，再進(jìn)入冷卻帶窯體自然冷卻至常溫后輸出。本方法通過高溫把土壤中各種農(nóng)藥殘留等有毒物質(zhì)徹底去除，不僅處理效率高、成本低，而且避免二次污染，環(huán)保效益顯著。
【專利說明】一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)及用于該隧道窯處理有機(jī)污染土壤的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種處理有機(jī)污染土壤的方法，具體是一種結(jié)合隧道窯來處理有機(jī)污染土壤并將有機(jī)污染土壤制備成磚、瓦或陶瓷的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，各地大力推進(jìn)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會建設(shè)，一些傳統(tǒng)污染企業(yè)如農(nóng)藥廠，雖經(jīng)產(chǎn)業(yè)調(diào)整或遷址，但在原址不可避免殘留大量農(nóng)藥，其中包括國家明令禁止生產(chǎn)使用的劇毒有機(jī)農(nóng)藥品種如六六六、DDT等，這些劇毒物質(zhì)殘留造成了嚴(yán)重的土壤污染，直接影響到原廠區(qū)及相鄰片區(qū)的重新正常開放利用，如不及時(shí)處理將帶來一系列長期的社會、經(jīng)濟(jì)、健康等問題。
[0003]對已污染土壤的處理，近年來在政府財(cái)政支持下我國開展了多個類型場地的修復(fù)技術(shù)設(shè)備研發(fā)。盡管可以羅列的土壤及地下水污染的修復(fù)技術(shù)很多，但實(shí)際上經(jīng)濟(jì)實(shí)用的修復(fù)技術(shù)很少。土壤修復(fù)的方法分為移位修復(fù)和原位修復(fù)，土壤修復(fù)技術(shù)歸納起來常用的有以下幾種；
[0004]1.熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)，利用熱傳導(dǎo)，熱毯、熱井或熱墻等，或熱輻射，無線電波加熱等實(shí)現(xiàn)對污染土壤的修復(fù)。
[0005]2、熱解吸修復(fù)技術(shù)，以加熱方式將受有機(jī)物污染的土壤加熱至有機(jī)物沸點(diǎn)以上使吸附土壤中的有機(jī)物揮發(fā)成氣態(tài)后再分離處理，申請?zhí)?01210010234.5的中國發(fā)明專利公開的就是這種方法，該方法通過增加土壤的加熱時(shí)間達(dá)到是吸附于土壤中的有機(jī)物會發(fā)成氣態(tài)直接排入大氣，但是這種方法實(shí)際上解決了土壤污染的問題，但是又將有機(jī)物質(zhì)以氣態(tài)的形式排入大氣，引起新的污染。
[0006]3、焚燒法，具體是將污染土壤在焚燒爐中焚燒使高分子量的有害物質(zhì)揮發(fā)性和半揮發(fā)性分解成低分子的煙氣經(jīng)過除塵、冷卻和凈化處理使煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。中國專利申請?zhí)枮?01110206407的發(fā)明專利公開的就是一種利用高鉻污染土壤燒結(jié)陶粒的方法，但是這種方法僅局限于高鉻污染土壤，燒結(jié)產(chǎn)品為陶粒，并且是在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)施，沒有提出對有機(jī)污染土壤進(jìn)行大規(guī)模處理的方法。而且由于土壤有機(jī)污染是由有機(jī)物引起的土壤污染，土壤中主要有機(jī)污染物有農(nóng)藥、三氯乙醛、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、石油、甲烷等，其中農(nóng)藥是最主要的有機(jī)污染物。土壤中有機(jī)污染物按降解性難易分成兩類:①易分解類，如2，4-D、有機(jī)磷農(nóng)藥、酚、氰、三氯乙醛；②難分解類，如2，4，5-T、有機(jī)氯等。這些污染物大都是二噁英類前體物。在適宜溫度并在氯化鐵、氯化銅的催化作用下與02、HCL反應(yīng)，通過重排、自由基縮合、脫氯等過程生成二噁英類。這部分二噁英類在高溫下常常大部分會分解，如當(dāng)煙氣出爐溫度高于800°C、且煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間大于2秒時(shí)，約有99.9%的二噁英會分解。現(xiàn)有一般燒制陶瓷、磚或瓦大都是采用隧道窯，隧道窯一般是一條長的直線形隧道，其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行著窯車，燃燒設(shè)備設(shè)在隧道窯的中部兩側(cè)，構(gòu)成了處于隧道窯中間部位的固定高溫帶一即燒成帶，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谒淼栏G前端煙囪或引風(fēng)機(jī)的作用下，沿著隧道向窯頭方向流動，同時(shí)逐步地預(yù)熱進(jìn)入窯內(nèi)的制品，這一段構(gòu)成了隧道窯的預(yù)熱帶；在隧道窯的窯尾鼓入冷風(fēng)，冷卻隧道窯內(nèi)后一段的制品，鼓入的冷風(fēng)流經(jīng)制品而被加熱后，再抽出送入干燥器作為干燥生坯的熱源，這一段便構(gòu)成了隧道窯的冷卻帶；所述預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶的溫度曲線如圖1所示，其排風(fēng)的預(yù)熱帶的溫度比較低，在有機(jī)污染土壤在隧道窯中燃燒及高溫?zé)七^程中被高溫分解的二噁英類前體物在煙氣中的氯化鐵、氯化銅等灰塵的催化作用下與煙氣中的HCL在300°C附近又會迅速重新組合生成二噁英類。所以直接采用現(xiàn)有的隧道窯處理有機(jī)污染土壤，會出現(xiàn)有害氣體-二噁英，從而產(chǎn)生二次污染。
[0007]4、土地填埋法，是將廢物作為一種泥漿將污泥施入土壤，然后通過施肥、灌溉、添加石灰等方式調(diào)節(jié)土壤的營養(yǎng)、濕度和PH值保持污染物在土壤上層的好氧降解。
[0008]5、化學(xué)淋洗法，主要是借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學(xué)/生物化學(xué)溶劑在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入到被污染的土層中然后再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來，進(jìn)行分離和污水處理的技術(shù)。中國申請?zhí)枮?01210009647的發(fā)明專利公開的就是一種對污染突然進(jìn)行化學(xué)淋洗的方法，通過對有機(jī)污染土地使用混合有臭氧的水進(jìn)行淋洗之后，再使用生物的方法進(jìn)行修復(fù)，這種方法修復(fù)時(shí)間長，并且要引進(jìn)種植香根草，對于中國來說，由于香根草是外來物種，會引起外來物種入侵的生態(tài)災(zāi)難。
[0009]6、堆肥法，主要是利用傳統(tǒng)的堆肥方法堆積污染土壤，將污染物與有機(jī)物(稻草、麥秸、碎木片和樹皮等)、糞便等混合起來，依靠堆肥過程中的微生物作用來降解土壤中難降解的有機(jī)污染物，該方法實(shí)施比較復(fù)雜，而且由于糞便等污染物都會散發(fā)出很大異味，嚴(yán)重影響控制質(zhì)量。
[0010]7、植物修復(fù)法，該方法是運(yùn)用農(nóng)業(yè)技術(shù)改善土壤對植物生長不利的化學(xué)和物理方面的限制條件，使之適于種植，并通過種植優(yōu)選的植物及其根系微生物直接或間接吸收、揮發(fā)、分離、降解污染物，該方法適用范圍并不廣泛。
[0011]8、滲透反應(yīng)墻法，該方法是一種原位處理技術(shù)，在淺層土壤與地下水，構(gòu)筑一個具有滲透性、含有反應(yīng)材料的墻體，污染水體經(jīng)過墻體時(shí)其中的污染物與墻內(nèi)反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)而被凈化除去。
[0012]9、生物修復(fù)法，具體是利用生物，特別是微生物(土著菌、外來菌、基因工程菌)對污染物的代謝作用而轉(zhuǎn)化、降解污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中污染物的一個受控或自發(fā)進(jìn)行的過程。其原理是通過改變各種環(huán)境條件如:營養(yǎng)、氧化還原電位、共代謝基質(zhì)，強(qiáng)化微生物降解作用以達(dá)到治理目的。申請?zhí)?01210336159.1專利就是包括分子共振水還原系統(tǒng)，以及與其相互連通的微生物發(fā)酵處理系統(tǒng)，通過分子共振系統(tǒng)將水還原，可以將受污染的H+離子還原，再通過微生物的方法修復(fù)受污染土壤。這種方法是針對酸性土壤修復(fù)的，對于其他有機(jī)污染土壤不適用。
[0013]以上眾多方法實(shí)施都比較繁瑣，而且耗能巨大，周期漫長、進(jìn)度慢，大部分的方法容易產(chǎn)生二次污染，對大面積污染土壤不適用，最重要的問題是只有社會效益，沒有直接經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)及用于該隧道窯處理有機(jī)污染土壤的方法，本發(fā)明提供的隧道窯相比現(xiàn)有的燒磚或瓦的窯使用更加環(huán)保，本發(fā)明是將有機(jī)污染土壤通過處理添加一些制磚或制瓦的物質(zhì)之后用來燒制成磚瓦，并可以將污染土壤燒制后產(chǎn)生的有害氣體都處理掉，而不會排到空氣中，造成二次污染。
[0015]本發(fā)明提供一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)包括隧道窯體和煙囪，所述隧道窯體從進(jìn)口到出口依次分為預(yù)熱帶窯體、燒成帶窯體和冷卻帶窯體，且在預(yù)熱帶窯體上開有排煙口，所述預(yù)熱帶窯體的排煙口通過引風(fēng)機(jī)與煙囪連通，其特征在于:在預(yù)熱帶窯體的排煙口與引風(fēng)機(jī)之間設(shè)有煙氣處理裝置，所述煙氣處理裝置包括二噁英急冷塔、活性炭噴射器、袋式除塵器，在二噁英急冷塔的頂部設(shè)有消石灰第一次噴射器；所述排煙口有多個，分別開設(shè)在預(yù)熱帶窯體的窯壁上，每個排煙口分別通過排煙管與二噁英急冷塔的進(jìn)煙口連通，二噁英急冷塔的出煙口通過煙氣管道與袋式除塵器的進(jìn)煙口連通，袋式除塵器的出煙口與引風(fēng)機(jī)的進(jìn)煙管連通；所述活性炭噴射器設(shè)置煙氣管道上，并可向煙氣管道內(nèi)噴射消石灰和活性炭。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案:在預(yù)熱帶窯體兩側(cè)的窯壁上分別橫向開設(shè)有一排排煙口，且兩側(cè)窯壁上的排煙口對稱設(shè)置，每側(cè)窯壁的排煙口從預(yù)熱帶窯體的最前端至最末端等距分布；所述排煙管由多根U型分排煙管和一根主排煙管組成，多根U型分排煙管并排倒置于預(yù)熱帶窯體的頂部，每根分排煙管的兩端分別與對應(yīng)開設(shè)在預(yù)熱帶窯體兩側(cè)壁上的排煙口連通，多根分排煙管之間通過主排煙管連通，并通向二噁英急冷塔內(nèi)。
[0017]本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案:在二噁英急冷塔與活性炭噴射器之間的煙氣管道上設(shè)有總冷塔，并在總冷塔的頂部設(shè)有消石灰第二次噴射器和消石灰收放倉，消石灰第二次噴射器的石灰進(jìn)入口與消石灰收放倉連通，其噴射頭伸入總冷塔內(nèi)。
[0018]本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案:所述二噁英急冷塔包括塔體，在塔體的底部設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)口，頂部開設(shè)有低溫?zé)煔獬隹?，在塔體的中央部位設(shè)有高壓冷卻水噴射器，所述預(yù)熱帶窯體的排煙口分別通過排煙管與二噁英急冷塔的高溫?zé)煔膺M(jìn)口連通，所述袋式除塵器通過煙氣管道與二噁英急冷塔的低溫?zé)煔獬隹谶B通。
[0019]本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案:所述活性炭噴射器采用文丘里噴射器，并設(shè)置有活性炭收放腔，活性炭噴射器的噴射頭伸入煙氣管道內(nèi)，并能像煙氣管道中噴射活性碳。
[0020]本發(fā)明提供的另一種技術(shù)方案:所述一種用于權(quán)利要求1中所述的隧道窯處理有機(jī)污染土壤的方法，其特征在于具體步驟如下:
[0021](I)分析檢測有機(jī)污染土壤中的礦物質(zhì)的種類及含量；
[0022](2)根據(jù)燒制瓦或燒制磚所需原料土壤中對礦物質(zhì)組分的要求向有機(jī)污染土壤中添加缺少的礦物質(zhì)，使有機(jī)污染土壤中礦物質(zhì)組分含量符合燒制磚或者燒制瓦的要求；其中制瓦原料的礦物組成要求范圍如表1，制磚原料的礦物組成要求范圍如表2所示。
[0023]表I制瓦原料的礦物組成要求范圍
[0024]礦物種類礦物名稱已使用范圍％理想范_%
高嶺石(Γ305?20
絹云母+伊利石(水云母)8~501CT25
黏土礦蒙脫石(微晶高嶺石)(Γ25(Γ5
__綠泥:__0^20__QO_
石英15?603CT50
長石?~20(ΓΙΟ
方解石(Γ13(Γ5
白云母+鐵白云石0~15(Γ3
非黏土礦物針鐵礦 O 0__赤鐵礦__(Γ5__r3_
[0025]
菱鐵礦riα
黃鐵礦<1<1
石膏<1<1
角閃石<1<1
[0026]表2制磚原料的礦物組成要求范圍
[0027]
^礦物種類礦物名稱已使W范理想范圍/%
___IW%__
高嶺石(Γ350?15
黏土礦物絹云母、伊利石(Γ201(Γ20
蒙脫石(Γ20(Γ5
__綠泥石__(Γ30__(Tb_
石英28~7530?50 長石O 18O 13 方解石(Γ200~10 白云石、鐵白云石(Γ10<1 非黏土礦物針鐵礦0~5<1 赤鐵礦(Γ5<1 菱鐵礦<1<1 黃鐵礦(Γ4<1 石膏Cf 3<1 _ 角閃石(Γ5 _<1_
[0028]由表I和表2可見，制磚原料和制瓦原料的礦物種類大致相冋，而制磚原料中黏土礦物(高嶺石、絹云母、+伊利石、蒙脫石和綠泥石)的總量比制瓦原料少，兩種產(chǎn)品原料中絹云母和伊利石的含量比例不同。制瓦原料中含有較多的伊利石，制磚原料中含有較多的絹云母。制磚原料還比制瓦原料含有較多的長石、石英和方解石，在一般情況下，蒙脫石含量不超過3%是有益的，超過3%可能引起坯體干燥裂紋。表I中所示蒙脫石的最高比例20%，是在一定條件下才能使用的，列如原料中含有石灰質(zhì)物時(shí)。
[0029](3)在步驟(2)中處理后符合燒制磚或燒制瓦的原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料并加水混合均勻形成原泥料，其中燒制磚時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為70% -80%，燒制瓦時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為15% -20% ;所添加的內(nèi)燃料為爐洛、粉煤灰、煤砰石、石煤、谷殼和鋸末中的一種或多種；
[0030](4)練泥造粒，采用真空練泥機(jī)對步驟(3)中添加內(nèi)燃料的原泥料進(jìn)行制備和脫氣;
[0031](5)將步驟(4)中添加有內(nèi)燃料的原料有機(jī)污染土壤通過真空擠出機(jī)擠壓成型制成磚坯或瓦坯，并將擠壓成型的磚坯或瓦坯放置在不透日光、不通空氣的室內(nèi)，并在室溫、濕度80%以上的條件下進(jìn)行陳腐或悶料5-10天，使坯料進(jìn)行氧化和水解反應(yīng)；
[0032](6)將步驟(5)陳腐或悶料后的磚坯或瓦坯通過熱風(fēng)進(jìn)行干燥，其干燥溫度為30-40°C，并對干燥后的磚坯或瓦坯進(jìn)行表面護(hù)理，使其表面的光澤度、硬度、清澈度符合按國標(biāo)制磚及制瓦要求；
[0033](7)將處理好的磚坯或瓦坯送入權(quán)利要求1中所述的隧道窯中進(jìn)行燒制，磚坯或瓦坯裝入窯車從窯口進(jìn)入隧道窯的預(yù)熱帶窯體，預(yù)熱帶窯體的溫度從150?750°C逐漸上升，磚坯或瓦坯首先在150°C的溫度下完成自由水的蒸發(fā)過程，然后隨著溫度升高，發(fā)生粘土礦物脫水與碳酸鎂開始分解，在預(yù)熱帶窯體內(nèi)整個過程時(shí)間為30分鐘至I個小時(shí)；磚坯或瓦坯繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)入燒成帶，燒成帶的溫度從750?1350°C逐漸上升，在溫度750?800°C的溫度段，其燒蝕量明顯減少，碳酸鹽分解與固相反應(yīng)，由于吸熱反應(yīng)，故升溫速率緩慢，在溫度升到1100°C時(shí)，分解速率迅速增加，游離氧化鈣達(dá)到最大值，在整個燒成帶的停留時(shí)間為2-3個小時(shí)；待磚坯或瓦坯燒制完成后便進(jìn)入冷卻帶，由于冷卻帶通入自然風(fēng)，磚坯或瓦坯與溫度較低的二次空氣相遇，溫度下降，自然冷卻至常溫，便可輸出，完成整個燒制過程;
[0034](8).在步驟(7)的磚或瓦燒制過程中，煙氣通過排氣口排入煙氣處理裝置，依次通過二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭噴射器噴射活性炭吸附煙氣中有害物質(zhì)，再進(jìn)入總冷塔冷卻，最后通過袋式除塵器去除煙氣內(nèi)的雜質(zhì)，將煙氣徹底凈化后通過煙?排出。
[0035]所述練泥造粒具體是將原泥料從真空練泥機(jī)的加料斗喂入后，首先在槽內(nèi)受到不連續(xù)螺旋刀的破碎、揉練、混合后推壓入嘴形筒內(nèi)，逐漸將泥筒填滿并被推入前端的嘴形套筒，由于嘴形套筒的流通面積是逐漸變小的，原泥料受到擠壓和消除螺旋結(jié)構(gòu)并起到真空室的密封作用。泥料被推進(jìn)真空室時(shí)，切割成泥條或泥片并靠自重落到室底，此時(shí)泥料中包含和附著氣體被真空泵抽吸排出。經(jīng)脫氣后(真空處理)的松散泥料有靠不連續(xù)螺旋刀或連續(xù)螺旋葉的作用，被推向前端的擠壓螺旋，泥料沿軸向也是逐漸填滿機(jī)身的，顯然在未擠滿擠壓螺旋之前，泥料繼續(xù)脫氣抽真空。最后，在擠壓螺旋強(qiáng)力推動下泥料被擠向機(jī)頭，然后經(jīng)機(jī)嘴或模具擠出。
[0036]本發(fā)明首先要通過現(xiàn)場采集污染土壤，現(xiàn)場采集包括現(xiàn)場處理、挖掘和運(yùn)輸。以有機(jī)污染土壤為原料，通過現(xiàn)場機(jī)械化采挖將污染地的有機(jī)污染土壤歸集到現(xiàn)場臨時(shí)堆場，在臨時(shí)堆場下設(shè)置HDPE防滲膜，避免土壤滲出液對堆場進(jìn)行腐蝕；堆場在收集土壤上要設(shè)置塑料雨棚；運(yùn)輸?shù)能囕v內(nèi)部需要鋪設(shè)HDPE防滲膜，應(yīng)采用集裝袋的形式將污染土壤進(jìn)行包裝。
[0037]本發(fā)明的有效果:
[0038](I)在預(yù)熱帶窯體I兩側(cè)的窯壁上分別橫向開設(shè)有一排排煙口，且兩側(cè)窯壁上的排煙口對稱設(shè)置，多根U型分排煙管將每個排煙口連通，可以將每個階段多余的煙氣都排出，增加排煙效果，并且可以加快隧道窯內(nèi)溫度上升速度；
[0039](2)本發(fā)明所述的隧道窯在冷卻帶的抽風(fēng)機(jī)及管道部分增加煙氣處理部分，設(shè)置能抑制二噁英產(chǎn)生的急冷塔，所述急冷塔的頂部設(shè)有消石灰噴射器，消石灰溶液通過噴射器向下噴灑，和氣體中的氯離子結(jié)合形成氯化鈣；在塔的中部有高壓冷卻水噴射器，冷卻水通過高壓噴頭噴出，形成水霧，當(dāng)500°C的煙氣進(jìn)入急冷塔后，通過這兩個環(huán)節(jié)，降低了溫度，并去除了高溫氣體中的氯離子；該裝置破壞了二噁英的形成需要的兩個條件:300°C以上高溫和氯離子，從而抑制了二噁英的產(chǎn)生；
[0040](3)本發(fā)明經(jīng)過急冷塔處理的氣體再進(jìn)入活性炭吸附，將沒有吸收干凈的氣體再次吸收一次，吸附了有害物質(zhì)的活性炭進(jìn)入袋式除塵器，保證沒有有害氣體產(chǎn)生二次污染；
[0041](4)本發(fā)明在對有機(jī)污染土壤處理時(shí)，采用強(qiáng)力干混的方式對原料有機(jī)污染土壤和內(nèi)燃料進(jìn)行混合均勻形成原泥料，利用機(jī)械力和重力等，將兩種或兩種以上粉體料均勻混合起來，既可以增加物料接觸表面積，以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)；還能夠加速物理變化，例如粒狀溶質(zhì)加入溶劑，通過混合機(jī)械的作用可加速溶解混勻；
[0042](5)本發(fā)明的原料泥經(jīng)過真空練泥機(jī)擠壓，排除空氣更徹底，泥料組織更均勻，可塑性能和致密度也更好，既便于成型也提高了坯件的干燥強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度；
[0043](6)本發(fā)明的磚坯或瓦坯在燒制之前，需要經(jīng)過濕料陳腐，一定的溫度和潮濕的環(huán)境中放置一段時(shí)間，這個過程稱為陳腐或悶料，該過程存在很多好處，第一可以通過毛細(xì)管的作用使泥料中水分更加均勻分布；第二可使粘土顆粒充分水化和進(jìn)行離子交換，一些硅酸鹽礦物(如白云母，綠泥右和未風(fēng)化的長石等)長期與水接觸發(fā)生水解轉(zhuǎn)變?yōu)檎惩廖镔|(zhì)，從而提高可塑性；第三增加腐植酸物質(zhì)的含量，改善泥料的粘性，提高成型性能；第四可發(fā)生一些氧化與還原反應(yīng)使泥料松散而均勻；第五經(jīng)過陳腐后可提高坯體的強(qiáng)度，減少燒成的變形機(jī)會；第六注漿泥料陳腐后，促使粘度降低，流動性和空漿性能都可改善；
[0044]將加工好泥料加凈水?dāng)嚢杈鶆?，掇成泥塊或攪拌成泥漿料，放置于有一定溫度和濕度的封閉環(huán)境中進(jìn)行陳腐，這種做法古代稱之謂〃養(yǎng)土陳腐有利于泥料氧化和水解反應(yīng)的進(jìn)行，陳腐的同時(shí)兼具細(xì)菌作用，促使有機(jī)物的腐爛，并產(chǎn)生有機(jī)酸。泥料中的有機(jī)質(zhì)成為膠狀體后，可塑性會進(jìn)一步提高，更利于制品的成型與燒成。陳腐時(shí)間越長越有利，經(jīng)長時(shí)間陳腐的泥料燒成后和未經(jīng)陳腐的相比，會因火氣退卻而變得柔和玉氣，其色調(diào)也會有所加深。如在相同的燒成氣氛及溫度下，陳腐過的泥料燒成后會顯得更青綠，更和潤。
[0045]陳腐雖然對改善泥料性能作用很大，但陳腐時(shí)間長才有顯著效果，這就需要有一定的儲泥條件，同時(shí)也延長了泥料的使用周轉(zhuǎn)期。目前經(jīng)常采用機(jī)械真空練泥的方式來提高泥料的可塑性，而忽略了陳腐過程。
[0046]本方法通過高溫把土壤中各種農(nóng)藥殘留等有毒物質(zhì)徹底去除，不僅處理效率高、成本低，而且避免二次污染，環(huán)保效益顯著。同時(shí)，該方法對污染土壤進(jìn)行處理利用的最終產(chǎn)品為陶瓷釉面瓦和高級外墻磚，生物陶粒等陶瓷產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)了對污染土壤的資源化利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是本發(fā)明隧道窯中的溫度和壓力曲線圖；
[0048]圖2是本發(fā)明中隧道窯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖3是二噁英急冷塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖4是煙氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖中:I一預(yù)熱帶窯體，2—燒成帶窯體，3—冷卻帶窯體，4一煙囪，5—引風(fēng)機(jī)，6—二噁英急冷塔，6-1—塔體，6-2—高溫?zé)煔膺M(jìn)口，6-3—高壓冷卻水噴射器，6-4—低溫?zé)煔獬隹冢?—消石灰第一次噴射器，8—活性炭噴射器，9一袋式除塵器，10—排煙管，11 一煙氣管道，12—總冷塔，13—消石灰第二次噴射器，14 一消石灰收放倉。

【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖2所示，所述一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)包括隧道窯體和煙囪4，所述隧道窯體從進(jìn)口到出口依次分為預(yù)熱帶窯體1、燒成帶窯體2和冷卻帶窯體3，且在預(yù)熱帶窯體I上開有排煙口，所述預(yù)熱帶窯體I的排煙口通過引風(fēng)機(jī)5與煙囪4連通，其特征在于:在預(yù)熱帶窯體I的排煙口與引風(fēng)機(jī)5之間設(shè)有煙氣處理裝置，如圖2和圖4所示，所述煙氣處理裝置包括二噁英急冷塔6、總冷塔12、活性炭噴射器8、袋式除塵器9，在二噁英急冷塔6的頂部設(shè)有消石灰第一次噴射器7 ;所述排煙口有多個，分別開設(shè)在預(yù)熱帶窯體I的窯壁上，多個排煙口對稱分布在預(yù)熱帶窯體I兩側(cè)的窯壁上，每側(cè)設(shè)有一排，每側(cè)窯壁的排煙口從預(yù)熱帶窯體I的最前端至最末端等距分布；每個排煙口分別通過排煙管10與二噁英急冷塔6的進(jìn)煙口連通，二噁英急冷塔6的出煙口通過煙氣管道11與袋式除塵器9的進(jìn)煙口連通，袋式除塵器9的出煙口與引風(fēng)機(jī)5的進(jìn)煙管連通；所述活性炭噴射器8設(shè)置煙氣管道11上，并可向煙氣管道11內(nèi)噴射消石灰和活性炭。所述排煙管10由多根U型分排煙管和一根主排煙管組成，多根U型分排煙管并排倒置于預(yù)熱帶窯體I的頂部，每根分排煙管的兩端分別與對應(yīng)開設(shè)在預(yù)熱帶窯體I兩側(cè)壁上的排煙口連通，多根分排煙管之間通過主排煙管連通，并通向二噁英急冷塔6內(nèi)。在總冷塔12的頂部也設(shè)有消石灰第二次噴射器13和消石灰收放倉14，消石灰第二次噴射器13的石灰進(jìn)入口與消石灰收放倉14連通，其噴射頭伸入總冷塔12內(nèi)。
[0053]如圖3所示,所述二B,惡英急冷塔6包括塔體6-1,在塔體6_1的底部設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)口 6-2，頂部開設(shè)有低溫?zé)煔獬隹?6-4，在塔體6-1的中央部位設(shè)有高壓冷卻水噴射器6-3，所述預(yù)熱帶窯體I的排煙口分別通過排煙管(10)與二噁英急冷塔6的高溫?zé)煔膺M(jìn)口6-2連通，所述袋式除塵器9通過煙氣管道11與二噁英急冷塔6的低溫?zé)煔獬隹?6-4連通。
[0054]所述活性炭噴射器8采用文丘里噴射器，并設(shè)置有活性炭收放腔15，活性炭噴射器8的噴射頭伸入煙氣管道11內(nèi)，并能像煙氣管道11中噴射活性碳。
[0055]實(shí)施例:某農(nóng)藥廠1959年-2003年間，生產(chǎn)農(nóng)藥，2006年3月，某地產(chǎn)公司拍下該地塊；2007年4-5月，工程勘察發(fā)現(xiàn)有農(nóng)藥味；2007年6月，塔吊地基施工，基坑作業(yè)工人中毒事件；2007年7月，某公司評估土壤污染；2007年8月，專家對評估報(bào)告進(jìn)行咨詢；2007年8-10月，再次詳查，確定了土壤污染程度與范圍；2008年4月，該環(huán)評公司提交《土壤污染修復(fù)建議》；2008年5月6日，對建議批復(fù)，重新設(shè)計(jì)處理方案；2008年6月3_23日，中國地質(zhì)大學(xué)進(jìn)行修復(fù)方案設(shè)計(jì)。2008年7月-2008年11月，方案專家論證。2009年2月，受武漢市環(huán)保局口頭委托進(jìn)行深化設(shè)計(jì)提供工作思路。后再無消息。2013年，本申請單位取該農(nóng)藥廠污染土壤進(jìn)行處理的相關(guān)研究。
[0056]在現(xiàn)場挖取被DDT及六六六污染的相關(guān)污染土壤經(jīng)分析
[0057]
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[0058]將相關(guān)土壤送到20公里外江夏區(qū)某隧道窯磚瓦廠進(jìn)行紅磚及彩瓦燒制實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過對土壤的預(yù)處理，其中燒制磚時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為70% -80%,燒制瓦時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為20% ;所添加的內(nèi)燃料為粉煤灰。
[0059]然后按照本發(fā)明中的方法，依次進(jìn)行練泥造粒、真空擠出機(jī)擠壓成型制成磚坯或瓦坯，并將擠壓成型的磚坯或瓦坯放置在不透日光、不通空氣的室內(nèi)，并保持一定溫度和濕度(溫度為室溫，濕度80%以上)條件下進(jìn)行陳腐或悶料10天使坯料進(jìn)行氧化和水解反應(yīng)；并將陳腐或悶料后的磚坯或瓦坯通過熱風(fēng)進(jìn)行干燥，其干燥溫度為30-40度，并對干燥后的磚坯或瓦坯進(jìn)行表面護(hù)理，使其表面的光澤度、硬度、清澈度(按國標(biāo)制磚及制瓦要求)；然后將其送入本發(fā)明公開的隧道窯內(nèi)，進(jìn)行燒制，磚坯通過窯車送入預(yù)熱帶窯體內(nèi)，磚坯或瓦坯首先在150°C的溫度下完成自由水的蒸發(fā)過程，然后隨著溫度升高，發(fā)生粘土礦物脫水與碳酸鎂開始分解，停留在預(yù)熱帶窯體內(nèi)整個過程時(shí)間為30分鐘至I個小時(shí)，預(yù)熱帶窯體內(nèi)的最高溫度為750°C ;窯車?yán)^續(xù)沿著隧道窯前進(jìn)進(jìn)入燒成帶，燒成帶的溫度從750?1350°C逐漸上升，在溫度750?800°C的溫度段，其燒蝕量明顯減少，碳酸鹽分解與固相反應(yīng)，由于吸熱反應(yīng)，故升溫速率緩慢，在溫度升到1100°c時(shí)，分解速率迅速增加，游離氧化鈣達(dá)到最大值，在整個燒成帶的停留時(shí)間為2-3個小時(shí)；待磚坯或瓦坯燒制完成后便進(jìn)入冷卻帶，由于冷卻帶通入自然風(fēng)，磚坯或瓦坯與溫度較低的二次空氣相遇，溫度下降，自然冷卻至常溫，便可輸出，完成整個燒制過程；在整個燒制過程中，煙氣通過排氣口排入煙氣處理裝置，依次通過二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭噴射器噴射活性炭吸附煙氣中有害物質(zhì)，再進(jìn)入總冷塔冷卻，最后通過袋式除塵器去除煙氣內(nèi)的雜質(zhì)，將煙氣徹底凈化后通過煙囪排出。
[0060]處理效果
[0061]
特點(diǎn)磚瓦隧道窯溫度高高達(dá)1150Γ，氣體溫度則高達(dá)135CTC
停留時(shí)間長從窯頭到窯尾，240分鐘±:氣體在溫度高于95CTC以

上的停留時(shí)間大于8秒，高于1300°C以上停留時(shí)間大于4秒焚燒狀態(tài)穩(wěn)定，年運(yùn)轉(zhuǎn)率大于90%
湍流良好廢氣處理效果好廢渣沒有廢渣排出
[0062]實(shí)施例中通過高溫把土壤中各種農(nóng)藥殘留等有毒物質(zhì)徹底去除，不僅處理效率高、成本低，而且避免二次污染，環(huán)保效益顯著。同時(shí)，該方法對污染土壤進(jìn)行處理利用的最終產(chǎn)品為陶瓷釉面瓦和高級外墻磚，從而實(shí)現(xiàn)了對污染土壤的資源化利用。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的隧道窯結(jié)構(gòu)，包括隧道窯體和煙囪(4)，所述隧道窯體從進(jìn)口到出口依次分為預(yù)熱帶窯體(I)、燒成帶窯體(2)和冷卻帶窯體(3)，且在預(yù)熱帶窯體(I)上開有排煙口，所述預(yù)熱帶窯體(I)的排煙口通過引風(fēng)機(jī)(5)與煙囪(4)連通，其特征在于:在預(yù)熱帶窯體(I)的排煙口與引風(fēng)機(jī)(5)之間設(shè)有煙氣處理裝置，所述煙氣處理裝置包括二噁英急冷塔￠)、活性炭噴射器(8)、袋式除塵器(9)，在二噁英急冷塔￠)的頂部設(shè)有消石灰第一次噴射器(7);所述排煙口有多個，分別開設(shè)在預(yù)熱帶窯體(I)的窯壁上，每個排煙口分別通過排煙管(10)與二噁英急冷塔(6)的進(jìn)煙口連通，二噁英急冷塔(6)的出煙口通過煙氣管道(11)與袋式除塵器(9)的進(jìn)煙口連通，袋式除塵器(9)的出煙口與引風(fēng)機(jī)(5)的進(jìn)煙管連通；所述活性炭噴射器(8)設(shè)置煙氣管道(11)上，并可向煙氣管道(11)內(nèi)噴射消石灰和活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的隧道窯結(jié)構(gòu)，其特征在于:在預(yù)熱帶窯體(I)兩側(cè)的窯壁上分別橫向開設(shè)有一排排煙口，且兩側(cè)窯壁上的排煙口對稱設(shè)置，每側(cè)窯壁的排煙口從預(yù)熱帶窯體(I)的最前端至最末端等距分布；所述排煙管(10)由多根U型分排煙管和一根主排煙管組成，多根U型分排煙管并排倒置于預(yù)熱帶窯體(I)的頂部，每根分排煙管的兩端分別與對應(yīng)開設(shè)在預(yù)熱帶窯體(I)兩側(cè)壁上的排煙口連通，多根分排煙管之間通過主排煙管連通，并通向二噁英急冷塔￠)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型的隧道窯結(jié)構(gòu)，其特征在于:在二噁英急冷塔(6)與活性炭噴射器(8)之間的煙氣管道(11)上設(shè)有總冷塔(12)，并在總冷塔(12)的頂部設(shè)有消石灰第二次噴射器(13)和消石灰收放倉(14)，消石灰第二次噴射器(13)的石灰進(jìn)入口與消石灰收放倉(14)連通，其噴射頭伸入總冷塔(12)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型的隧道窯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述二噁英急冷塔(6)包括塔體出-1)，在塔體出-1)的底部設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)口出-2)，頂部開設(shè)有低溫?zé)煔獬隹?6-4)，在塔體(6-1)的中央部位設(shè)有高壓冷卻水噴射器￠-3)，所述預(yù)熱帶窯體(I)的排煙口分別通過排煙管(10)與二噁英急冷塔(6)的高溫?zé)煔膺M(jìn)口(6-2)連通，所述袋式除塵器(9)通過煙氣管道(11)與二噁英急冷塔(6)的低溫?zé)煔獬隹?6-4)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型的隧道窯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述活性炭噴射器(8)采用文丘里噴射器，并設(shè)置有活性炭收放腔(15)，活性炭噴射器(8)的噴射頭伸入煙氣管道(11)內(nèi)，并能像煙氣管道(11)中噴射活性碳。
6.一種用于權(quán)利要求1中所述的隧道窯處理有機(jī)污染土壤的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)分析檢測有機(jī)污染土壤中的礦物質(zhì)的種類及含量； (2)根據(jù)燒制瓦或燒制磚所需原料土壤中對礦物質(zhì)組分的要求向有機(jī)污染土壤中添加缺少的礦物質(zhì)，使有機(jī)污染土壤中礦物質(zhì)組分含量符合燒制磚或者燒制瓦的要求； (3)在步驟(2)中處理后符合燒制磚或燒制瓦的原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料并加水混合攪拌均勻形成原泥料，其中燒制磚時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為70% -80%，燒制瓦時(shí)原料有機(jī)污染土壤中添加內(nèi)燃料的比例為15% -20% ;所添加的內(nèi)燃料為爐洛、粉煤灰、煤砰石、石煤、谷殼和鋸末中的一種或多種； (4)練泥造粒，采用真空練泥機(jī)對步驟(3)中添加內(nèi)燃料的原泥料進(jìn)行制備和脫氣； (5)將步驟(4)中添加有內(nèi)燃料的原料有機(jī)污染土壤通過真空擠出機(jī)擠壓成型制成磚坯或瓦坯，并將擠壓成型的磚坯或瓦坯放置在不透日光、不通空氣的室內(nèi)，并在室溫、濕度80%以上的條件下進(jìn)行陳腐或悶料5-10天，使坯料進(jìn)行氧化和水解反應(yīng)； (6)將步驟(5)陳腐或悶料后的磚坯或瓦坯通過熱風(fēng)進(jìn)行干燥，其干燥溫度為30-40°C，并對干燥后的磚坯或瓦坯進(jìn)行表面護(hù)理，使其表面的光澤度、硬度、清澈度符合按國標(biāo)制磚及制瓦要求； (7)將處理好的磚坯或瓦坯送入權(quán)利要求1中所述的隧道窯中進(jìn)行燒制，磚坯或瓦坯裝入窯車從窯口進(jìn)入隧道窯的預(yù)熱帶窯體，預(yù)熱帶窯體的溫度從150?750°C逐漸上升，磚坯或瓦坯首先在150°C的溫度下完成自由水的蒸發(fā)過程，然后隨著溫度升高，發(fā)生粘土礦物脫水與碳酸鎂開始分解，在預(yù)熱帶窯體內(nèi)整個過程時(shí)間為30分鐘至I個小時(shí)；磚坯或瓦坯繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)入燒成帶，燒成帶的溫度從750?1350°C逐漸上升，在溫度750?800°C的溫度段，其燒蝕量明顯減少，碳酸鹽分解與固相反應(yīng)，由于吸熱反應(yīng)，故升溫速率緩慢，在溫度升到1100°C時(shí)，分解速率迅速增加，游離氧化鈣達(dá)到最大值，在整個燒成帶的停留時(shí)間為2-3個小時(shí)；待磚坯或瓦坯燒制完成后便進(jìn)入冷卻帶，由于冷卻帶通入自然風(fēng)，磚坯或瓦坯與溫度較低的二次空氣相遇，溫度下降，自然冷卻至常溫，便可輸出，完成整個燒制過程； (8).在步驟(7)的磚或瓦燒制過程中，煙氣通過排氣口排入煙氣處理裝置，依次通過二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭噴射器噴射活性炭吸附煙氣中有害物質(zhì)，再進(jìn)入總冷塔冷卻，最后通過袋式除塵器去除煙氣內(nèi)的雜質(zhì)，將煙氣徹底凈化后通過煙?排出。
【文檔編號】C04B33/132GK104197702SQ201410447089
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】劉川, 劉曉川 申請人:武漢東川自來水科技開發(fā)有限公司