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石油烃污染土壤间接热脱附关键影响因素研究

石油烃污染土壤间接热脱附关键影响因素研究

作者：王博浙江大学

学位级别：硕士

本文以石油烃污染土壤(petroleum hydrocarbon contaminated soils,PCS)为研究对象,以去除土壤中的石油烃(Total petroleum hydrocarbons,TPHs),降低热脱附过程的能耗为目的,搭建中心加热螺旋式间接热脱附实验台,对PCS热脱附影响因素和... 详细信息

本文以石油烃污染土壤(petroleum hydrocarbon contaminated soils,PCS)为研究对象,以去除土壤中的石油烃(Total petroleum hydrocarbons,TPHs),降低热脱附过程的能耗为目的,搭建中心加热螺旋式间接热脱附实验台,对PCS热脱附影响因素和土壤理化性质进行了基础研究,并对间接热脱附过程中土壤的温度场分布和热修复能耗进行了系统分析。本文主要结论如下:TPHs的热脱附效率随加热温度/加热时间的增加先显著提高后趋于平稳,加热时间一定程度可以弥补加热温度的不足。对于长期风化的土壤,污染物大量聚集在土壤颗粒、团聚体内部,热脱附前期更难去除,加热5 min时实地PCS热脱附效率比模拟PCS低20.95%,30 min时热脱附效率基本持平。粒径会显著影响土对TPHs的吸附能力和污染物的传热传质能力。小粒径土壤颗粒比表面积大,吸附能力更强,粉壤土对重柴油的吸附可达37800mg·kg,远高于粗砂的9320mg·kg。大粒径土壤颗粒表面污染物易挥发,孔隙内部污染物较难去除;小粒径土壤受扩散速率影响,污染物持续稳定的从土壤中释放。250℃下加热5min粗砂TPHs降至1730 mg·kg,而30min后仍有490 mg·kg残留;砂壤土的热脱附效率则是有5min17.73%稳步提升至30min92.20%。土壤水分对热脱附的影响主要体现在水分蒸发会消耗大量热量,且水分的迅速蒸发可能导致土壤结壳,阻塞内部污染物的去除。污染物初始浓度则对热脱附效率无明显影响。二级动力学可以较好的拟合TPHs的热脱附过程,大庆PCS的二级反应速率常数k对应R>0.98021。热脱附后土壤平均粒径先增后减再增,整体呈增大趋势,加热45min土壤平均粒径增大6.36um,扫描电镜下可以观察到土壤颗粒明显团聚,而土壤颗粒内污染物的挥发可能导致土壤团聚体破裂,从而表现出局部粒径减小。土壤孔隙率整体增加,加热45min孔隙率从49.03%提高至54.75%。土壤总有机质(TOM)显著较少,150℃下加热15min,TOM减少了7.5g/kg,说明部分TPHs以土壤有机质的形式存在后受热挥发。土壤的导热系数和定压比热容与温度近似成线性关系,随温度升高逐渐增大。5kg/h的间接热脱附实验台模拟数据显示,容积利用率会影响土壤平均温度与径向温度。随着容积利用率的增加,土壤平均温度和径向温度逐渐降低,土壤热容越大,差异越明显。提高热空气温度可以提高土壤温度,但不能明显增强对流换热或热辐射过程,中心加热的换热效率仍然比较低。外部加热拥有更大的换热面积和更好的传热系数,表现出更好的升温效果。对本文的间接热脱附实验台进行热平衡分析和能量计算,发现影响热脱附装置热效率的因素主要为加热器和热脱附单元的两处热空气输运热损失、热脱附单元的热损失和换热效率低。可通过改变设备结构、减少热空气行程和余热回用来减小热损失。可通过改善热空气的对流传热、改变传热方式、改变装置结构三种途径来强化传热。

关键词：土壤修复石油烃间接热脱附温度场能耗

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浅谈石油烃污染土壤间接热脱附修复技术

化工管理 2018年第14期 107-108页

作者：张新建王茂仁克拉玛依市金鑫科技有限公司新疆克拉玛依834000 克拉玛依金鑫油田环保工程有限公司新疆克拉玛依834000

本文从间接热脱附技术原理出发,分析了当前国内工业化常用的石油烃污染土壤修复技术优缺点,介绍了间接热脱附装置的主要组成功能单元,提出了当前存在的一些问题和石油烃污染土壤集成修复技术发展趋势,为间接热脱附技术的推广应用提供了... 详细信息

本文从间接热脱附技术原理出发,分析了当前国内工业化常用的石油烃污染土壤修复技术优缺点,介绍了间接热脱附装置的主要组成功能单元,提出了当前存在的一些问题和石油烃污染土壤集成修复技术发展趋势,为间接热脱附技术的推广应用提供了研究方向。

关键词：石油烃污染间接热脱附土壤修复

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间接热脱附设备在六六六污染场地应用中的问题及对策

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石油石化物资采购 2019年第26期 67-67页

作者：王小峰褚维平周永贤戴立燕南京中船绿洲环保有限公司南京中航工业科技城发展有限公司

间接热脱附土壤修复技术在化工农药污染场地修复过程中得到广泛应用,也积累了一定的设备及工程经验。本文以国内某六六六、滴滴涕重度污染场地的工程实践为研究对象,重点研究典型热脱附修复装备在工程运行过程中遇到的问题及对策,供土... 详细信息

间接热脱附土壤修复技术在化工农药污染场地修复过程中得到广泛应用,也积累了一定的设备及工程经验。本文以国内某六六六、滴滴涕重度污染场地的工程实践为研究对象,重点研究典型热脱附修复装备在工程运行过程中遇到的问题及对策,供土壤修复设备及用户参考。

关键词：间接热脱附污染场地预处理尾气处理水处理

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间接热脱附过程质量平衡研究

中国资源综合利用 2023年第8期41卷 52-54页

作者：张继成中润万龙(重庆)环保科技有限公司重庆401121

回转式间接热脱附是一种高效、快速的污染土壤热修复技术。研究表明,加热温度为650℃,停留时间为40 min时,污染土壤修复可以达标。热脱附期间,苯并[a]芘和石油烃在处置前后介质中的质量不平衡。经分析,原因可能是苯并[a]芘和石油烃在处... 详细信息

回转式间接热脱附是一种高效、快速的污染土壤热修复技术。研究表明,加热温度为650℃,停留时间为40 min时,污染土壤修复可以达标。热脱附期间,苯并[a]芘和石油烃在处置前后介质中的质量不平衡。经分析,原因可能是苯并[a]芘和石油烃在处置过程中由于高温发生裂解转化。

关键词：间接热脱附污染土壤修复质量不平衡裂解转化

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异位热脱附技术与设备在我国污染场地修复工程中的应用

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环境工程学报 2019年第9期13卷 2060-2073页

作者：沈宗泽陈有鑑李书鹏顾群郭丽莉焦文涛刘鹏籍龙杰李佳北京建工环境修复股份有限公司北京100015 污染场地安全修复技术国家工程实验室北京100015 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 生态环境部对外合作与交流中心北京100035

异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、普适性强等显著优势,是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一。通过资料、文献查阅及现场调研,梳理了异位热脱附技术及设备在国内外的研究现状及在我国的应用发展历程,结合工程案例,分... 详细信息

异位热脱附技术具有污染物去除率高、修复周期短、普适性强等显著优势,是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一。通过资料、文献查阅及现场调研,梳理了异位热脱附技术及设备在国内外的研究现状及在我国的应用发展历程,结合工程案例,分析了典型直接热脱附设备、间接热脱附设备的工艺技术路线,进而提出开展实际污染场地修复时的设备选择建议,以及热脱附技术的理论研究和设备发展方向,为我国有机污染土壤异位热脱附修复技术的推广和应用提供参考。

关键词：有机污染场地直接热脱附间接热脱附工艺路线应用案例

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