一种新型的隧道窑结构及用于该隧道窑处理有机污染土壤的方法
【专利摘要】本发明提供一种新型的隧道窑结构及处理有机污染土壤的方法。该方法是通过检测机污染土壤中的矿物质的种类及含量，然后根据烧制瓦或烧制的要求添加所需物资，再添加内燃料并加水混合成原泥料，之后依次经过练泥造粒、挤压成型后陈腐或闷料5-10天后干燥，再送入隧道窑中进行烧制，砖坯或瓦坯依次在150～750℃的预热带窑体内停留30分钟至1个小时、750～1350℃的烧成带窑体内停留2-3个小时，再进入冷却带窑体自然冷却至常温后输出。本方法通过高温把土壤中各种农药残留等有毒物质彻底去除，不仅处理效率高、成本低，而且避免二次污染，环保效益显著。
【专利说明】一种新型的隧道窑结构及用于该隧道窑处理有机污染土壤的方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种处理有机污染土壤的方法，具体是一种结合隧道窑来处理有机污染土壤并将有机污染土壤制备成砖、瓦或陶瓷的方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的不断发展，各地大力推进环境友好型、资源节约型社会建设，一些传统污染企业如农药厂，虽经产业调整或迁址，但在原址不可避免残留大量农药，其中包括国家明令禁止生产使用的剧毒有机农药品种如六六六、DDT等，这些剧毒物质残留造成了严重的土壤污染，直接影响到原厂区及相邻片区的重新正常开放利用，如不及时处理将带来一系列长期的社会、经济、健康等问题。
[0003]对已污染土壤的处理，近年来在政府财政支持下我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多，但实际上经济实用的修复技术很少。土壤修复的方法分为移位修复和原位修复，土壤修复技术归纳起来常用的有以下几种；
[0004]1.热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土壤的修复。
[0005]2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理，申请号201210010234.5的中国发明专利公开的就是这种方法，该方法通过增加土壤的加热时间达到是吸附于土壤中的有机物会发成气态直接排入大气，但是这种方法实际上解决了土壤污染的问题，但是又将有机物质以气态的形式排入大气，引起新的污染。
[0006]3、焚烧法，具体是将污染土壤在焚烧炉中焚烧使高分子量的有害物质挥发性和半挥发性分解成低分子的烟气经过除尘、冷却和净化处理使烟气达到排放标准。中国专利申请号为201110206407的发明专利公开的就是一种利用高铬污染土壤烧结陶粒的方法，但是这种方法仅局限于高铬污染土壤，烧结产品为陶粒，并且是在实验室条件下实施，没有提出对有机污染土壤进行大规模处理的方法。而且由于土壤有机污染是由有机物引起的土壤污染，土壤中主要有机污染物有农药、三氯乙醛、多环芳烃、多氯联苯、石油、甲烷等，其中农药是最主要的有机污染物。土壤中有机污染物按降解性难易分成两类:①易分解类，如2，4-D、有机磷农药、酚、氰、三氯乙醛；②难分解类，如2，4，5-T、有机氯等。这些污染物大都是二噁英类前体物。在适宜温度并在氯化铁、氯化铜的催化作用下与02、HCL反应，通过重排、自由基缩合、脱氯等过程生成二噁英类。这部分二噁英类在高温下常常大部分会分解，如当烟气出炉温度高于800°C、且烟气在炉内停留时间大于2秒时，约有99.9%的二噁英会分解。现有一般烧制陶瓷、砖或瓦大都是采用隧道窑，隧道窑一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车，燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了处于隧道窑中间部位的固定高温带一即烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带；在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带；所述预热带、烧成带和冷却带的温度曲线如图1所示，其排风的预热带的温度比较低，在有机污染土壤在隧道窑中燃烧及高温烧制过程中被高温分解的二噁英类前体物在烟气中的氯化铁、氯化铜等灰尘的催化作用下与烟气中的HCL在300°C附近又会迅速重新组合生成二噁英类。所以直接采用现有的隧道窑处理有机污染土壤，会出现有害气体-二噁英，从而产生二次污染。
[0007]4、土地填埋法，是将废物作为一种泥浆将污泥施入土壤，然后通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和PH值保持污染物在土壤上层的好氧降解。
[0008]5、化学淋洗法，主要是借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。中国申请号为201210009647的发明专利公开的就是一种对污染突然进行化学淋洗的方法，通过对有机污染土地使用混合有臭氧的水进行淋洗之后，再使用生物的方法进行修复，这种方法修复时间长，并且要引进种植香根草，对于中国来说，由于香根草是外来物种，会引起外来物种入侵的生态灾难。
[0009]6、堆肥法，主要是利用传统的堆肥方法堆积污染土壤，将污染物与有机物(稻草、麦秸、碎木片和树皮等)、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物，该方法实施比较复杂，而且由于粪便等污染物都会散发出很大异味，严重影响控制质量。
[0010]7、植物修复法，该方法是运用农业技术改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件，使之适于种植，并通过种植优选的植物及其根系微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物，该方法适用范围并不广泛。
[0011]8、渗透反应墙法，该方法是一种原位处理技术，在浅层土壤与地下水，构筑一个具有渗透性、含有反应材料的墙体，污染水体经过墙体时其中的污染物与墙内反应材料发生物理、化学反应而被净化除去。
[0012]9、生物修复法，具体是利用生物，特别是微生物(土著菌、外来菌、基因工程菌)对污染物的代谢作用而转化、降解污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。其原理是通过改变各种环境条件如:营养、氧化还原电位、共代谢基质，强化微生物降解作用以达到治理目的。申请号201210336159.1专利就是包括分子共振水还原系统，以及与其相互连通的微生物发酵处理系统，通过分子共振系统将水还原，可以将受污染的H+离子还原，再通过微生物的方法修复受污染土壤。这种方法是针对酸性土壤修复的，对于其他有机污染土壤不适用。
[0013]以上众多方法实施都比较繁琐，而且耗能巨大，周期漫长、进度慢，大部分的方法容易产生二次污染，对大面积污染土壤不适用，最重要的问题是只有社会效益，没有直接经济效益。
【发明内容】
[0014]本发明是针对现有技术的不足，提供一种新型的隧道窑结构及用于该隧道窑处理有机污染土壤的方法，本发明提供的隧道窑相比现有的烧砖或瓦的窑使用更加环保，本发明是将有机污染土壤通过处理添加一些制砖或制瓦的物质之后用来烧制成砖瓦，并可以将污染土壤烧制后产生的有害气体都处理掉，而不会排到空气中，造成二次污染。
[0015]本发明提供一种新型的隧道窑结构包括隧道窑体和烟囱，所述隧道窑体从进口到出口依次分为预热带窑体、烧成带窑体和冷却带窑体，且在预热带窑体上开有排烟口，所述预热带窑体的排烟口通过引风机与烟囱连通，其特征在于:在预热带窑体的排烟口与引风机之间设有烟气处理装置，所述烟气处理装置包括二噁英急冷塔、活性炭喷射器、袋式除尘器，在二噁英急冷塔的顶部设有消石灰第一次喷射器；所述排烟口有多个，分别开设在预热带窑体的窑壁上，每个排烟口分别通过排烟管与二噁英急冷塔的进烟口连通，二噁英急冷塔的出烟口通过烟气管道与袋式除尘器的进烟口连通，袋式除尘器的出烟口与引风机的进烟管连通；所述活性炭喷射器设置烟气管道上，并可向烟气管道内喷射消石灰和活性炭。
[0016]本发明进一步的技术方案:在预热带窑体两侧的窑壁上分别横向开设有一排排烟口，且两侧窑壁上的排烟口对称设置，每侧窑壁的排烟口从预热带窑体的最前端至最末端等距分布；所述排烟管由多根U型分排烟管和一根主排烟管组成，多根U型分排烟管并排倒置于预热带窑体的顶部，每根分排烟管的两端分别与对应开设在预热带窑体两侧壁上的排烟口连通，多根分排烟管之间通过主排烟管连通，并通向二噁英急冷塔内。
[0017]本发明较优的技术方案:在二噁英急冷塔与活性炭喷射器之间的烟气管道上设有总冷塔，并在总冷塔的顶部设有消石灰第二次喷射器和消石灰收放仓，消石灰第二次喷射器的石灰进入口与消石灰收放仓连通，其喷射头伸入总冷塔内。
[0018]本发明较优的技术方案:所述二噁英急冷塔包括塔体，在塔体的底部设有高温烟气进口，顶部开设有低温烟气出口，在塔体的中央部位设有高压冷却水喷射器，所述预热带窑体的排烟口分别通过排烟管与二噁英急冷塔的高温烟气进口连通，所述袋式除尘器通过烟气管道与二噁英急冷塔的低温烟气出口连通。
[0019]本发明较优的技术方案:所述活性炭喷射器采用文丘里喷射器，并设置有活性炭收放腔，活性炭喷射器的喷射头伸入烟气管道内，并能像烟气管道中喷射活性碳。
[0020]本发明提供的另一种技术方案:所述一种用于权利要求1中所述的隧道窑处理有机污染土壤的方法，其特征在于具体步骤如下:
[0021](I)分析检测有机污染土壤中的矿物质的种类及含量；
[0022](2)根据烧制瓦或烧制砖所需原料土壤中对矿物质组分的要求向有机污染土壤中添加缺少的矿物质，使有机污染土壤中矿物质组分含量符合烧制砖或者烧制瓦的要求；其中制瓦原料的矿物组成要求范围如表1，制砖原料的矿物组成要求范围如表2所示。
[0023]表I制瓦原料的矿物组成要求范围
[0024]矿物种类矿物名称已使用范围％理想范_%
高岭石(Γ305?20
絹云母+伊利石(水云母)8~501CT25
黏土矿蒙脱石(微晶高岭石)(Γ25(Γ5
__绿泥:__0^20__QO_
石英15?603CT50
长石?~20(ΓΙΟ
方解石(Γ13(Γ5
白云母+铁白云石0~15(Γ3
非黏土矿物针铁矿 O 0__赤铁矿__(Γ5__r3_
[0025]
菱铁矿riα
黄铁矿<1<1
石膏<1<1
角闪石<1<1
[0026]表2制砖原料的矿物组成要求范围
[0027]
^矿物种类矿物名称已使W范理想范围/%
___IW%__
高岭石(Γ350?15
黏土矿物绢云母、伊利石(Γ201(Γ20
蒙脱石(Γ20(Γ5
__绿泥石__(Γ30__(Tb_
石英28~7530?50 长石O 18O 13 方解石(Γ200~10 白云石、铁白云石(Γ10<1 非黏土矿物针铁矿0~5<1 赤铁矿(Γ5<1 菱铁矿<1<1 黄铁矿(Γ4<1 石膏Cf 3<1 _ 角闪石(Γ5 _<1_
[0028]由表I和表2可见，制砖原料和制瓦原料的矿物种类大致相冋，而制砖原料中黏土矿物(高岭石、絹云母、+伊利石、蒙脱石和绿泥石)的总量比制瓦原料少，两种产品原料中絹云母和伊利石的含量比例不同。制瓦原料中含有较多的伊利石，制砖原料中含有较多的絹云母。制砖原料还比制瓦原料含有较多的长石、石英和方解石，在一般情况下，蒙脱石含量不超过3%是有益的，超过3%可能引起坯体干燥裂纹。表I中所示蒙脱石的最高比例20%，是在一定条件下才能使用的，列如原料中含有石灰质物时。
[0029](3)在步骤(2)中处理后符合烧制砖或烧制瓦的原料有机污染土壤中添加内燃料并加水混合均匀形成原泥料，其中烧制砖时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为70% -80%，烧制瓦时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为15% -20% ;所添加的内燃料为炉洛、粉煤灰、煤砰石、石煤、谷壳和锯末中的一种或多种；
[0030](4)练泥造粒，采用真空练泥机对步骤(3)中添加内燃料的原泥料进行制备和脱气;
[0031](5)将步骤(4)中添加有内燃料的原料有机污染土壤通过真空挤出机挤压成型制成砖坯或瓦坯，并将挤压成型的砖坯或瓦坯放置在不透日光、不通空气的室内，并在室温、湿度80%以上的条件下进行陈腐或闷料5-10天，使坯料进行氧化和水解反应；
[0032](6)将步骤(5)陈腐或闷料后的砖坯或瓦坯通过热风进行干燥，其干燥温度为30-40°C，并对干燥后的砖坯或瓦坯进行表面护理，使其表面的光泽度、硬度、清澈度符合按国标制砖及制瓦要求；
[0033](7)将处理好的砖坯或瓦坯送入权利要求1中所述的隧道窑中进行烧制，砖坯或瓦坯装入窑车从窑口进入隧道窑的预热带窑体，预热带窑体的温度从150?750°C逐渐上升，砖坯或瓦坯首先在150°C的温度下完成自由水的蒸发过程，然后随着温度升高，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解，在预热带窑体内整个过程时间为30分钟至I个小时；砖坯或瓦坯继续前进进入烧成带，烧成带的温度从750?1350°C逐渐上升，在温度750?800°C的温度段，其烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢，在温度升到1100°C时，分解速率迅速增加，游离氧化钙达到最大值，在整个烧成带的停留时间为2-3个小时；待砖坯或瓦坯烧制完成后便进入冷却带，由于冷却带通入自然风，砖坯或瓦坯与温度较低的二次空气相遇，温度下降，自然冷却至常温，便可输出，完成整个烧制过程;
[0034](8).在步骤(7)的砖或瓦烧制过程中，烟气通过排气口排入烟气处理装置，依次通过二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭喷射器喷射活性炭吸附烟气中有害物质，再进入总冷塔冷却，最后通过袋式除尘器去除烟气内的杂质，将烟气彻底净化后通过烟?排出。
[0035]所述练泥造粒具体是将原泥料从真空练泥机的加料斗喂入后，首先在槽内受到不连续螺旋刀的破碎、揉练、混合后推压入嘴形筒内，逐渐将泥筒填满并被推入前端的嘴形套筒，由于嘴形套筒的流通面积是逐渐变小的，原泥料受到挤压和消除螺旋结构并起到真空室的密封作用。泥料被推进真空室时，切割成泥条或泥片并靠自重落到室底，此时泥料中包含和附着气体被真空泵抽吸排出。经脱气后(真空处理)的松散泥料有靠不连续螺旋刀或连续螺旋叶的作用，被推向前端的挤压螺旋，泥料沿轴向也是逐渐填满机身的，显然在未挤满挤压螺旋之前，泥料继续脱气抽真空。最后，在挤压螺旋强力推动下泥料被挤向机头，然后经机嘴或模具挤出。
[0036]本发明首先要通过现场采集污染土壤，现场采集包括现场处理、挖掘和运输。以有机污染土壤为原料，通过现场机械化采挖将污染地的有机污染土壤归集到现场临时堆场，在临时堆场下设置HDPE防渗膜，避免土壤渗出液对堆场进行腐蚀；堆场在收集土壤上要设置塑料雨棚；运输的车辆内部需要铺设HDPE防渗膜，应采用集装袋的形式将污染土壤进行包装。
[0037]本发明的有效果:
[0038](I)在预热带窑体I两侧的窑壁上分别横向开设有一排排烟口，且两侧窑壁上的排烟口对称设置，多根U型分排烟管将每个排烟口连通，可以将每个阶段多余的烟气都排出，增加排烟效果，并且可以加快隧道窑内温度上升速度；
[0039](2)本发明所述的隧道窑在冷却带的抽风机及管道部分增加烟气处理部分，设置能抑制二噁英产生的急冷塔，所述急冷塔的顶部设有消石灰喷射器，消石灰溶液通过喷射器向下喷洒，和气体中的氯离子结合形成氯化钙；在塔的中部有高压冷却水喷射器，冷却水通过高压喷头喷出，形成水雾，当500°C的烟气进入急冷塔后，通过这两个环节，降低了温度，并去除了高温气体中的氯离子；该装置破坏了二噁英的形成需要的两个条件:300°C以上高温和氯离子，从而抑制了二噁英的产生；
[0040](3)本发明经过急冷塔处理的气体再进入活性炭吸附，将没有吸收干净的气体再次吸收一次，吸附了有害物质的活性炭进入袋式除尘器，保证没有有害气体产生二次污染；
[0041](4)本发明在对有机污染土壤处理时，采用强力干混的方式对原料有机污染土壤和内燃料进行混合均匀形成原泥料，利用机械力和重力等，将两种或两种以上粉体料均匀混合起来，既可以增加物料接触表面积，以促进化学反应；还能够加速物理变化，例如粒状溶质加入溶剂，通过混合机械的作用可加速溶解混匀；
[0042](5)本发明的原料泥经过真空练泥机挤压，排除空气更彻底，泥料组织更均匀，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强度和机械强度；
[0043](6)本发明的砖坯或瓦坯在烧制之前，需要经过湿料陈腐，一定的温度和潮湿的环境中放置一段时间，这个过程称为陈腐或闷料，该过程存在很多好处，第一可以通过毛细管的作用使泥料中水分更加均匀分布；第二可使粘土颗粒充分水化和进行离子交换，一些硅酸盐矿物(如白云母，绿泥右和未风化的长石等)长期与水接触发生水解转变为粘土物质，从而提高可塑性；第三增加腐植酸物质的含量，改善泥料的粘性，提高成型性能；第四可发生一些氧化与还原反应使泥料松散而均匀；第五经过陈腐后可提高坯体的强度，减少烧成的变形机会；第六注浆泥料陈腐后，促使粘度降低，流动性和空浆性能都可改善；
[0044]将加工好泥料加净水搅拌均匀，掇成泥块或搅拌成泥浆料，放置于有一定温度和湿度的封闭环境中进行陈腐，这种做法古代称之谓〃养土陈腐有利于泥料氧化和水解反应的进行，陈腐的同时兼具细菌作用，促使有机物的腐烂，并产生有机酸。泥料中的有机质成为胶状体后，可塑性会进一步提高，更利于制品的成型与烧成。陈腐时间越长越有利，经长时间陈腐的泥料烧成后和未经陈腐的相比，会因火气退却而变得柔和玉气，其色调也会有所加深。如在相同的烧成气氛及温度下，陈腐过的泥料烧成后会显得更青绿，更和润。
[0045]陈腐虽然对改善泥料性能作用很大，但陈腐时间长才有显着效果，这就需要有一定的储泥条件，同时也延长了泥料的使用周转期。目前经常采用机械真空练泥的方式来提高泥料的可塑性，而忽略了陈腐过程。
[0046]本方法通过高温把土壤中各种农药残留等有毒物质彻底去除，不仅处理效率高、成本低，而且避免二次污染，环保效益显著。同时，该方法对污染土壤进行处理利用的最终产品为陶瓷釉面瓦和高级外墙砖，生物陶粒等陶瓷产品，从而实现了对污染土壤的资源化利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1是本发明隧道窑中的温度和压力曲线图；
[0048]图2是本发明中隧道窑的结构示意图；
[0049]图3是二噁英急冷塔的结构示意图；
[0050]图4是烟气处理装置的结构示意图。
[0051]图中:I一预热带窑体，2—烧成带窑体，3—冷却带窑体，4一烟囱，5—引风机，6—二噁英急冷塔，6-1—塔体，6-2—高温烟气进口，6-3—高压冷却水喷射器，6-4—低温烟气出口，7—消石灰第一次喷射器，8—活性炭喷射器，9一袋式除尘器，10—排烟管，11 一烟气管道，12—总冷塔，13—消石灰第二次喷射器，14 一消石灰收放仓。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图2所示，所述一种新型的隧道窑结构包括隧道窑体和烟囱4，所述隧道窑体从进口到出口依次分为预热带窑体1、烧成带窑体2和冷却带窑体3，且在预热带窑体I上开有排烟口，所述预热带窑体I的排烟口通过引风机5与烟囱4连通，其特征在于:在预热带窑体I的排烟口与引风机5之间设有烟气处理装置，如图2和图4所示，所述烟气处理装置包括二噁英急冷塔6、总冷塔12、活性炭喷射器8、袋式除尘器9，在二噁英急冷塔6的顶部设有消石灰第一次喷射器7 ;所述排烟口有多个，分别开设在预热带窑体I的窑壁上，多个排烟口对称分布在预热带窑体I两侧的窑壁上，每侧设有一排，每侧窑壁的排烟口从预热带窑体I的最前端至最末端等距分布；每个排烟口分别通过排烟管10与二噁英急冷塔6的进烟口连通，二噁英急冷塔6的出烟口通过烟气管道11与袋式除尘器9的进烟口连通，袋式除尘器9的出烟口与引风机5的进烟管连通；所述活性炭喷射器8设置烟气管道11上，并可向烟气管道11内喷射消石灰和活性炭。所述排烟管10由多根U型分排烟管和一根主排烟管组成，多根U型分排烟管并排倒置于预热带窑体I的顶部，每根分排烟管的两端分别与对应开设在预热带窑体I两侧壁上的排烟口连通，多根分排烟管之间通过主排烟管连通，并通向二噁英急冷塔6内。在总冷塔12的顶部也设有消石灰第二次喷射器13和消石灰收放仓14，消石灰第二次喷射器13的石灰进入口与消石灰收放仓14连通，其喷射头伸入总冷塔12内。
[0053]如图3所示,所述二B,惡英急冷塔6包括塔体6-1,在塔体6_1的底部设有高温烟气进口 6-2，顶部开设有低温烟气出口 6-4，在塔体6-1的中央部位设有高压冷却水喷射器6-3，所述预热带窑体I的排烟口分别通过排烟管(10)与二噁英急冷塔6的高温烟气进口6-2连通，所述袋式除尘器9通过烟气管道11与二噁英急冷塔6的低温烟气出口 6-4连通。
[0054]所述活性炭喷射器8采用文丘里喷射器，并设置有活性炭收放腔15，活性炭喷射器8的喷射头伸入烟气管道11内，并能像烟气管道11中喷射活性碳。
[0055]实施例:某农药厂1959年-2003年间，生产农药，2006年3月，某地产公司拍下该地块；2007年4-5月，工程勘察发现有农药味；2007年6月，塔吊地基施工，基坑作业工人中毒事件；2007年7月，某公司评估土壤污染；2007年8月，专家对评估报告进行咨询；2007年8-10月，再次详查，确定了土壤污染程度与范围；2008年4月，该环评公司提交《土壤污染修复建议》；2008年5月6日，对建议批复，重新设计处理方案；2008年6月3_23日，中国地质大学进行修复方案设计。2008年7月-2008年11月，方案专家论证。2009年2月，受武汉市环保局口头委托进行深化设计提供工作思路。后再无消息。2013年，本申请单位取该农药厂污染土壤进行处理的相关研究。
[0056]在现场挖取被DDT及六六六污染的相关污染土壤经分析
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[0058]将相关土壤送到20公里外江夏区某隧道窑砖瓦厂进行红砖及彩瓦烧制实验，经过对土壤的预处理，其中烧制砖时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为70% -80%,烧制瓦时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为20% ;所添加的内燃料为粉煤灰。
[0059]然后按照本发明中的方法，依次进行练泥造粒、真空挤出机挤压成型制成砖坯或瓦坯，并将挤压成型的砖坯或瓦坯放置在不透日光、不通空气的室内，并保持一定温度和湿度(温度为室温，湿度80%以上)条件下进行陈腐或闷料10天使坯料进行氧化和水解反应；并将陈腐或闷料后的砖坯或瓦坯通过热风进行干燥，其干燥温度为30-40度，并对干燥后的砖坯或瓦坯进行表面护理，使其表面的光泽度、硬度、清澈度(按国标制砖及制瓦要求)；然后将其送入本发明公开的隧道窑内，进行烧制，砖坯通过窑车送入预热带窑体内，砖坯或瓦坯首先在150°C的温度下完成自由水的蒸发过程，然后随着温度升高，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解，停留在预热带窑体内整个过程时间为30分钟至I个小时，预热带窑体内的最高温度为750°C ;窑车继续沿着隧道窑前进进入烧成带，烧成带的温度从750?1350°C逐渐上升，在温度750?800°C的温度段，其烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢，在温度升到1100°c时，分解速率迅速增加，游离氧化钙达到最大值，在整个烧成带的停留时间为2-3个小时；待砖坯或瓦坯烧制完成后便进入冷却带，由于冷却带通入自然风，砖坯或瓦坯与温度较低的二次空气相遇，温度下降，自然冷却至常温，便可输出，完成整个烧制过程；在整个烧制过程中，烟气通过排气口排入烟气处理装置，依次通过二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭喷射器喷射活性炭吸附烟气中有害物质，再进入总冷塔冷却，最后通过袋式除尘器去除烟气内的杂质，将烟气彻底净化后通过烟囱排出。
[0060]处理效果
[0061]
特点砖瓦隧道窑温度高高达1150Γ，气体温度则高达135CTC
停留时间长从窑头到窑尾，240分钟±:气体在温度高于95CTC以
上的停留时间大于8秒，高于1300°C以上停留时间大于4秒焚烧状态稳定，年运转率大于90%
湍流良好废气处理效果好废渣没有废渣排出
[0062]实施例中通过高温把土壤中各种农药残留等有毒物质彻底去除，不仅处理效率高、成本低，而且避免二次污染，环保效益显著。同时，该方法对污染土壤进行处理利用的最终产品为陶瓷釉面瓦和高级外墙砖，从而实现了对污染土壤的资源化利用。
【权利要求】
1.一种新型的隧道窑结构，包括隧道窑体和烟囱(4)，所述隧道窑体从进口到出口依次分为预热带窑体(I)、烧成带窑体(2)和冷却带窑体(3)，且在预热带窑体(I)上开有排烟口，所述预热带窑体(I)的排烟口通过引风机(5)与烟囱(4)连通，其特征在于:在预热带窑体(I)的排烟口与引风机(5)之间设有烟气处理装置，所述烟气处理装置包括二噁英急冷塔￠)、活性炭喷射器(8)、袋式除尘器(9)，在二噁英急冷塔￠)的顶部设有消石灰第一次喷射器(7);所述排烟口有多个，分别开设在预热带窑体(I)的窑壁上，每个排烟口分别通过排烟管(10)与二噁英急冷塔(6)的进烟口连通，二噁英急冷塔(6)的出烟口通过烟气管道(11)与袋式除尘器(9)的进烟口连通，袋式除尘器(9)的出烟口与引风机(5)的进烟管连通；所述活性炭喷射器(8)设置烟气管道(11)上，并可向烟气管道(11)内喷射消石灰和活性炭。
2.根据权利要求1所述的新型的隧道窑结构，其特征在于:在预热带窑体(I)两侧的窑壁上分别横向开设有一排排烟口，且两侧窑壁上的排烟口对称设置，每侧窑壁的排烟口从预热带窑体(I)的最前端至最末端等距分布；所述排烟管(10)由多根U型分排烟管和一根主排烟管组成，多根U型分排烟管并排倒置于预热带窑体(I)的顶部，每根分排烟管的两端分别与对应开设在预热带窑体(I)两侧壁上的排烟口连通，多根分排烟管之间通过主排烟管连通，并通向二噁英急冷塔￠)内。
3.根据权利要求1或2所述的新型的隧道窑结构，其特征在于:在二噁英急冷塔(6)与活性炭喷射器(8)之间的烟气管道(11)上设有总冷塔(12)，并在总冷塔(12)的顶部设有消石灰第二次喷射器(13)和消石灰收放仓(14)，消石灰第二次喷射器(13)的石灰进入口与消石灰收放仓(14)连通，其喷射头伸入总冷塔(12)内。
4.根据权利要求1或2所述的新型的隧道窑结构，其特征在于:所述二噁英急冷塔(6)包括塔体出-1)，在塔体出-1)的底部设有高温烟气进口出-2)，顶部开设有低温烟气出口(6-4)，在塔体(6-1)的中央部位设有高压冷却水喷射器￠-3)，所述预热带窑体(I)的排烟口分别通过排烟管(10)与二噁英急冷塔(6)的高温烟气进口(6-2)连通，所述袋式除尘器(9)通过烟气管道(11)与二噁英急冷塔(6)的低温烟气出口(6-4)连通。
5.根据权利要求1或2所述的新型的隧道窑结构，其特征在于:所述活性炭喷射器(8)采用文丘里喷射器，并设置有活性炭收放腔(15)，活性炭喷射器(8)的喷射头伸入烟气管道(11)内，并能像烟气管道(11)中喷射活性碳。
6.一种用于权利要求1中所述的隧道窑处理有机污染土壤的方法，其特征在于具体步骤如下: (1)分析检测有机污染土壤中的矿物质的种类及含量； (2)根据烧制瓦或烧制砖所需原料土壤中对矿物质组分的要求向有机污染土壤中添加缺少的矿物质，使有机污染土壤中矿物质组分含量符合烧制砖或者烧制瓦的要求； (3)在步骤(2)中处理后符合烧制砖或烧制瓦的原料有机污染土壤中添加内燃料并加水混合搅拌均匀形成原泥料，其中烧制砖时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为70% -80%，烧制瓦时原料有机污染土壤中添加内燃料的比例为15% -20% ;所添加的内燃料为炉洛、粉煤灰、煤砰石、石煤、谷壳和锯末中的一种或多种； (4)练泥造粒，采用真空练泥机对步骤(3)中添加内燃料的原泥料进行制备和脱气； (5)将步骤(4)中添加有内燃料的原料有机污染土壤通过真空挤出机挤压成型制成砖坯或瓦坯，并将挤压成型的砖坯或瓦坯放置在不透日光、不通空气的室内，并在室温、湿度80%以上的条件下进行陈腐或闷料5-10天，使坯料进行氧化和水解反应； (6)将步骤(5)陈腐或闷料后的砖坯或瓦坯通过热风进行干燥，其干燥温度为30-40°C，并对干燥后的砖坯或瓦坯进行表面护理，使其表面的光泽度、硬度、清澈度符合按国标制砖及制瓦要求； (7)将处理好的砖坯或瓦坯送入权利要求1中所述的隧道窑中进行烧制，砖坯或瓦坯装入窑车从窑口进入隧道窑的预热带窑体，预热带窑体的温度从150?750°C逐渐上升，砖坯或瓦坯首先在150°C的温度下完成自由水的蒸发过程，然后随着温度升高，发生粘土矿物脱水与碳酸镁开始分解，在预热带窑体内整个过程时间为30分钟至I个小时；砖坯或瓦坯继续前进进入烧成带，烧成带的温度从750?1350°C逐渐上升，在温度750?800°C的温度段，其烧蚀量明显减少，碳酸盐分解与固相反应，由于吸热反应，故升温速率缓慢，在温度升到1100°C时，分解速率迅速增加，游离氧化钙达到最大值，在整个烧成带的停留时间为2-3个小时；待砖坯或瓦坯烧制完成后便进入冷却带，由于冷却带通入自然风，砖坯或瓦坯与温度较低的二次空气相遇，温度下降，自然冷却至常温，便可输出，完成整个烧制过程； (8).在步骤(7)的砖或瓦烧制过程中，烟气通过排气口排入烟气处理装置，依次通过二噁英急冷塔去除二噁英，活性炭喷射器喷射活性炭吸附烟气中有害物质，再进入总冷塔冷却，最后通过袋式除尘器去除烟气内的杂质，将烟气彻底净化后通过烟?排出。
【文档编号】C04B33/132GK104197702SQ201410447089
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】刘川, 刘晓川 申请人:武汉东川自来水科技开发有限公司