申请/专利权人：易科菲尔株式会社

申请日：2018-02-28

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108620429B

主分类号：B09C1/06(20060101)

分类号：B09C1/06(20060101)

优先权：["20170315 KR 10-2017-0032222"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.11.02#实质审查的生效;2018.10.09#公开

摘要：本发明公开一种减少施加于热脱附炉的热量及VOC产生量，并使放出到大气中的二氧化碳量最小化，生成对土壤有用的碳化物的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置。该装置包括：热脱附炉，投入被有机污染物质污染的污染土壤，一边旋转一边执行热脱附；燃烧器，配置于上述热脱附炉的一侧，向投入到热脱附炉的污染土壤放出火焰，将热脱附炉的内部温度维持为220℃至400℃；氧气量调节器，与燃烧器相邻地配置，使热脱附炉内部的氧气浓度达到10体积百分比至21体积百分比；以及马达控制部，配置于热脱附炉的外部，使污染土壤滞留在热脱附炉内部的滞留时间达到10分钟～30分钟。

主权项：1.一种基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，包括：热脱附炉，投入被有机污染物质污染的污染土壤，一边旋转一边执行热脱附；燃烧器，配置于上述热脱附炉的一侧，向投入到上述热脱附炉的上述污染土壤放出火焰，将上述热脱附炉的内部温度维持为220℃至400℃；氧气量调节器，与上述燃烧器相邻地配置，使上述热脱附炉内部的氧气浓度达到10体积百分比至21体积百分比；以及马达控制部，配置于上述热脱附炉的外部，使上述污染土壤滞留在上述热脱附炉内部的滞留时间达到10分钟～30分钟，上述有机污染物质为石油系烃，上述有机污染物质被碳化之前，经过作为氧化烃的中间物质，碳化温度、氧气浓度、滞留时间一起组合，形成由富含碳的无定形碳形成的碳化物。

全文数据：基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置技术领域[0001]本发明涉及一种碳化装置，更详细地涉及在发生覆盖被石油系烃污染的土壤的有机污染物质的碳化的低温下，以直接火焰方式进行碳化，生成对净化污染物质并栽培作物的栽培土壤有用的碳化物的装置。背景技术[0002]土壤受到自生力的限制，污染物质继续蓄积。产业工序上的渗漏、石油化学产品的搬运及流通过程中，排出各种有害废弃物及毒性废水之类的污染物质。这种污染物质因土壤生态系统的破坏、下水道污染等而引起巨大的损害。由此，开发了要净化丧失自生力的污染土壤的多种技术。其中，一般的热脱附方式揭示在韩国授权专利第10-1060188号、韩国授权专利第10-1287990号等，上述方式利用热能，不分解有机物成分，而是以气态挥发污染物质来进行分离。热脱附方式，在净化的土壤不失去固有物性的观点上，与以往的焚烧或热分解方法区分。根据热脱附方式去除的主要污染物质是石油化学产品等，主要是有挥发性的有机物质。[0003]图1为用于简要说明以往的热脱附装置的框图。污染土壤经过污染土壤热脱附部100、粉尘去除部104及VOC焚烧部106来进行净化。污染土壤热脱附部100,通常在热脱附炉内，以直接或间接方式，加热污染土壤来使污染物质进行脱附。对污染土壤进行热脱附的温度，根据上述污染物质的种类而不同。若污染物质挥发性强而形成脆弱的被膜，则热脱附温度低，若污染物质是非挥发性而具有坚硬的被膜，则热脱附温度高。若经过污染土壤热脱附部100,则处理的土壤排出到外部步骤102。通过热脱附产生的VOC由燃烧气体及冷凝气体形成，上述VOC移动到粉尘去除部104。若在粉尘去除部104中去除微尘等，则上述VOC投入到VOC焚烧部106。通过VOC焚烧部106，上述VOC分解为水及二氧化碳，并放出到大气中。[0004]但是，以使上述污染物质完全热脱附的方式进行以往的热脱附方式。为了使污染物质完全地进行热脱附，施加于热脱附炉的热量要相对大，因此能量消耗严重。并且，若是完全的热脱附，则由通过热脱附产生的燃烧气体及冷凝气体形成的VOC的产生量较多。用于去除这种VOC的后续工序，例如VOC焚烧部106的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量要大。进而，以往的热脱附方式，由于在VOC的焚烧部106中分解的二氧化碳产生量多，因此成为诱发因温室气体带来的环境污染的原因。[0005]另一方面，根据大韩环境工程会刊Vol.395·ρρ.482〜4882008的有机性泥浆的碳化技术现况及前景的论文，揭示将有机性泥浆碳化物应用为用于土壤活性的土壤改性剂的方案。上述论文中说明了一般的热化学转化技术，在无氧条件还原气氛下，适用400〜800°C的碳化物形成温度。但是，根据上述论文，用于维持碳化物形成温度的能量的消耗多，碳化率低，VOC的产生相对高，必然产生大量的二氧化碳。发明内容[0006]本发明要解决的问题在于，提供减少施加于热脱附炉的热量及VOC产生量，使放出到大气中的二氧化碳量最小化，生成对土壤有用的碳化物的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置。[0007]用于解决本发明的问题的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置包括:热脱附炉，投入被有机污染物质污染的污染土壤，一边旋转一边执行热脱附；以及燃烧器，配置于上述热脱附炉的一侧，向投入到上述热脱附炉的上述污染土壤放出火焰，将上述热脱附炉的内部温度维持为220Γ至400°C。并且，包括:氧气量调节器，与上述燃烧器相邻，或者一起配置在燃烧器送风机Blower，使上述热脱附炉内部的氧气浓度达到10体积百分比至21体积百分比；以及马达控制部，配置于上述热脱附炉的外部，使上述污染土壤滞留在上述热脱附炉内部的滞留时间达到10分钟〜30分钟。[0008]就本发明的装置而言，基于上述氧气量调节器的氧气量调节中，混合氧气与惰性气体，或者可混合氧气与空气，或者仅使用空气。还可包括用于供给用来实现上述燃烧器中的燃烧的空气的空气供给器。上述火焰以辐射形态传递热。上述有机污染物质可以是石油系烃。上述有机污染物质被碳化之前，可经过作为氧化烃的中间物质。优选地，上述有机污染物质的碳化率为40%以上，总石油经（TPH，TotalPetroleumHydrocarbons为1500mgkg以下，以及挥发性有机化合物V0C，volatileorganiccompounds百分比为55%以下。更优选地，上述有机污染物质的碳化率为50%以上，TPH为1500mgkg以下，以及VOC百分比为55%以下。上述有机污染物质被碳化而可投入到作物生长的栽培土壤中。上述有机污染物质被碳化而投入的上述栽培土壤的阳离子交换量CEC，CationExchangeCapacity优选为10meq100g〜20meq100g。[0009]根据基于本发明的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，在氧气气氛下，以直接火焰方式，对有机污染物质进行碳化，由此减少施加于热脱附炉的热量及VOC产生量，并可使放出到大气中的二氧化碳量最小化。并且，无定形碳化物因固定化的碳生成效果而引起生物炭biochar效果，对生态系统恢复卓越。附图说明[0010]图1为用于简要说明以往的热脱附过程的框图。[0011]图2为简要表示本发明的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置的图。[0012]附图标记的说明[0013]10:热脱附炉12:链轮齿[0014]14:马达16:马达控制部[0015]18:辊子24:旋转刀[0016]26:储料器28:传送带[0017]30:土壤排出部32:气体排出部[0018]34:燃烧器36:氧气量调节器[0019]38:氧气控制部具体实施方式[0020]以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。下面要说明的实施例能够以多种不同形态变形，本发明的范围不局限于以下详细描述的实施例。本发明的实施例是为了给本领域的普通技术人员完整的说明本发明而提供的。另一方面，如上部、下部、正面、一侧、另一侧等指出位置的术语只是与图中所示的内容相关而已。实际上，碳化形成装置可按任意的选择方向使用，实际使用时的空间方向根据装置的方向及旋转而改变。[0021]本发明的实施例公开一种在氧气气氛下，以直接火焰方式，对有机污染物质进行碳化，由此减少施加于热脱附炉的热量及VOC产生量，使放出到大气中的二氧化碳量最小化的碳化装置。为此，基于形成直接火焰方式及氧化气氛的特征，具体了解低温碳化装置，并具体说明借助上述装置而以低温进行碳化的过程。就本发明的碳化装置而言，一部分以气态排出，但一部分生成对土壤有用的碳化物。本发明的技术思想与上述有用的碳化物的生成有关。[0022]图2为简要表示本发明的实施例的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置的图。其中，提出基于直接火焰方式的碳化装置的一个事例，在本发明的范畴内可进行多种变形。[0023]根据图2,本发明的装置包括滚筒形状的热脱附炉10。热脱附炉10是以直接火焰方式净化土壤的部位，可由金属或非金属的材质形成。热脱附炉10旋转的同时对土壤的污染物质进行碳化。如上所述，热能采用火焰直接与污染物质接触的方式，故而称作直接火焰方式。热脱附炉10根据与用于传递马达14的旋转力的链轮齿12相结合的链、齿轮等传动单元未图示）进行旋转。马达14的旋转力根据公知的减速器来调节速度，通过上述传动单元可传递到链轮齿12。[0024]马达14与用于调节转数的马达控制部16相连接，控制热脱附炉10的转数。热脱附炉10的转数一起决定热脱附炉10的直径等和污染土壤滞留在热脱附炉10的滞留时间。再说，根据马达控制部16,调节上述滞留时间。若根据马达控制部16,马达14的转数变大，则上述滞留时间会缩短，若转数变小，则上述滞留时间会延长。即，根据马达控制部16的马达14的转数调节是属于等同范畴的概念。[0025]为了顺利调节上述滞留时间，在热脱附炉10的内部可配置额外的装置。多个辊子18用于顺利旋转热脱附炉10,沿着热脱附炉10的周围而设置。辊子18是球形或圆筒形，可使用金属或非金属材质，实质上较多应用耐于本发明的碳化温度的合金。即，热脱附炉10接收马达14的旋转力，以由马达控制部16提供的转数，与辊子18—起旋转。辊子18与辊子支架20相连接，马达14、马达控制部16、辊子18及辊子支架20固定于热脱附炉支架22。[0026]在热脱附炉10的一侧设置供给污染土壤的储料器26,在另一侧设置排出已净化的土壤的土壤排出部30及放出污染物质的碳化过程中产生的气体的气体排出部32。储料器26还可包括以规定速度均匀地投入污染土壤的旋转阀。从储料器26供给的土壤经过传送带28投入到热脱附炉10的内部。本发明的装置，为了有效供给污染土壤，除了储料器26及传送带28之外，可追加其他装置。热脱附炉10优选地沿着内周面附着螺旋形态的旋转刀24。旋转刀24随着热脱附炉10的旋转而一起旋转，朝向土壤排出部30方向，移动被碳化的污染土壤。[0027]另一方面，本发明的实施例的热脱附炉10无需旋转刀24,还可以是热脱附炉24相对于地面倾斜的形态。这样，碳化的污染土壤借助自身的重力，朝向土壤排出部30方向移动。如上所述，热脱附炉10的形态，在适用直接火焰方式的本发明的范畴内可多样变形。[0028]在传送带28的下部设置放出与污染土壤直接接触的火焰的燃烧器34。即，燃烧器34向热脱附炉10的内部放出火焰形状的热能。燃烧器34可将作为清洁燃料的丙烷气等用作热源。上述热能与污染物质直接接触，使污染物质碳化。基于本发明的实施例的直接火焰方式，虽然碳化污染物质，但土壤的有机物成分未分解，因此净化的土壤不失去固有的物性。[0029]并且，在热脱附炉10的一侧包括氧气量调节器36。氧气量调节器36如图所示与燃烧器34相邻而配置。其中，相邻是指在本发明的范畴内，只要是可适当维持热脱附炉10内部的氧气浓度的位置即可。例如，以用于供给在燃烧器34中用于燃烧的空气的空气供给器airblower，未图示形态，可设置在燃烧器34系统内部或系统附近。其中，燃烧器34系统实质上是产生火焰的部分。氧气量调节器36与氧气控制部38相连接，氧气控制部38控制在热脱附炉10实质上发生碳化的热脱附炉10内部的氧气浓度。上述氧气浓度例如可通过数值控制之类的公知的方式进行调节。[0030]调节氧气量的方法大体上可分为如下。即为混合氧气与惰性气体的方法、混合氧气与空气的方法以及仅使用空气的方法。混合氧气与惰性气体的方法例如混合氮气与氧气来调节氧气所占的比率。同上，混合氧气与空气来调节氧气在空气中所占的比率。仅使用上述空气的方法，将空气供给到氧气量调节器36,例如供给到空气供给器airblower，或者无需额外的氧气量调节器36，使上述空气在热脱附炉10的内部流动。[0031]没有额外的氧气量调节器36时，通过储料器26,流入空气。即，储料器26可成为氧气量调节器36。由此，氧气量调节器36是在等同的范围内统称将热脱附炉10内部的氧气浓度维持为10体积百分比至21体积百分比的所有工具的概念。如上所述，在热脱附炉10的内部供给氧气的方式与维持以往的无氧气或微量的氧气所在的还原气氛而碳化的方式区分。以往的无氧气将热脱附炉10成为真空或者用惰性气体填满来实现还原气氛。当然，虽然根据真空度或负压，会存在微量的氧气，但这是不可避免产生的，被用于以往的碳化的还原气氛抵触。[0032]本发明的实施例的低温热脱附经过如下步骤而进行。首先，在氧气氧化气氛下，经过具有醛（aldehyde、过氧化氢（hydroperoxide、醇（alcohol、酮（ketone、羧酸carboxylieacid等官能团的作为氧化经的中间物质。之后，上述中间物质通过气化及热分解，以气体形态放出到外部或根据脱氢dehydrogenation及冷凝condensation反应，被碳化为高分子量的无定形复合高分子物质。即，所谓本发明的碳化是指在适当的条件下加热有机物，经过热分解过程，成为富含碳的无定形碳的过程。由此，上述碳化是发生热脱附的过程中之一。[0033]作为本发明的实施例的碳化的有机物的碳化物是上述有机污染物质以气体形态变换之前发生碳化的物质。即，不发生碳化而被挥发的物质难以适用于本发明。本发明的污染物质优选地适用于灯油、轻油、航空煤油，重油、润滑油、原油等石油系烃，上述石油系烃以被膜形态涂布于土壤。[0034]若将本发明的碳化物投入到土壤中，则因固定化的碳生成效果而引起生物炭biochar效果，起到对生态系统恢复卓越的作用。若将碳化物添加到作物生长的栽培土壤中，则借助生物炭效果，可将温室气体排放减少到约13以上。生物炭减少栽培土壤中的二氧化碳CO2的排放，并减少氮肥转换为温室气体中之一的二氧化氮N2O，并激活微生物的活动。并且，碳化的有机物粉末例如以小球pellet形态变换，可应用为生物能源。[0035]本发明的实施例的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，与将有机污染物质完全热分解的以往相比，由于施加于热脱附炉10的热量相对小，因此可减少能量的消耗。并且，由于直接火焰方式热源以辐射radiation形态传递，传热效率高，因此可实现大容量的设备制作及运转，由此可节减成本。相反，通常使用的连续式碳化设备，使用间接加热方式，热以传导（conduction方式传递，故而减少传热效率。因此，无法实现大容量的设备制作及运转，运转成本上涨。[0036]进而，本发明的装置，由于有机污染物质不能完全热分解而被碳化，因此显著减少由因热分解而产生的燃烧气体及冷凝气体形成的VOC的产生量。由此，即使用于去除这种VOC的后续工程、例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量小也能实现热分解，而且能量的消耗也少。再者，本发明的有机污染物质的碳化，极大地减少VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量，可最小化因温室气体带来的环境污染。[0037]就发生碳化的热脱附炉10而言，火焰及氧气与污染土壤接触而发生碳化。本发明的实施例中，设定为碳化温度220〜400°C、氧气浓度10〜21体积百分比及滞留时间10〜30分钟。此时，上述碳化温度将燃烧器34作为主要调节装置，上述氧气浓度将氧气量调节器36作为主要调节装置，以及上述滞留时间将马达14作为主要调节装置。具体地，上述碳化温度可受燃烧器34中放出的火焰的温度、强度及大小等的影响。上述氧气浓度均考虑到热脱附炉10的内部残留的氧气浓度等。[0038]本发明的碳化温度维持比以往的碳化温度400〜800°C相对低的220〜400°C。并且，上述氧气浓度是热脱附炉10内部的温度，与以往的还原气氛中碳化时相比，诱导氧化气氛。本发明的碳化温度及氧气浓度，与滞留时间一起组合，形成由富含碳的无定形碳形成的碳化物。再说，本发明的碳化装置，与以往相比，在碳化温度低的低温下，实现氧化气氛而不是还原气氛的观点上区分。[0039]〈实验例〉[0040]以下，为了详细说明本发明而揭示实验例，但不特别局限于以下的实验例。实验例中出现的碳化物的物性及判定表示根据以下的方法测定或判定的值。[0041]本发明的实验例主要描述热脱附的全过程。如上所述，热脱附包括气体排出及碳化过程，为了测定V0C、TPH等，确认了热脱附的全过程。另一方面，有机污染物质在满足本发明的碳化温度、氧气浓度及滞留时间的条件下，根据氧化反应，生成氧化烃。通过氧化反应的氧化烃的存在，当照射红外线（Infra-red时，通过分析所吸收的波长而被证明。[0042]1碳化率[0043]若在适当的条件下加热有机污染物质有机物），则通过富含碳的无定形碳而发生碳化，所谓碳化率是指有机物被碳化的百分比（％。对污染土壤试样进行TPH、水分含量测定及重量测定之后，测定在800°C下加热1小时之后的重量，将减轻重量的比率补正为水分含量，判断污染土壤试样所具有的有机物的总量。此时，土壤的有机物若在800°C下加热1小时，则完全被去除。比较对于碳化处理的污染土壤的TPH、水分含量测定和热脱附装置中投入的污染土壤的重量与碳化处理的污染土壤的重量，与前述的有机物的总量进行比较之后，补正TPH含量及水分，计算土壤的有机物的去除比率，由此可获得碳化率。本发明的实施例的碳化率，为了更有效的生产性，优选为50%以上，与TPH及VOC百分比进行比较，还可达到40%以上。[0044]2TPHTotalpetroleumHydrocarbon;石油系总经）[0045]判断是否因有机物而引起污染土壤的污染，尤其是判断是否因灯油、轻油、航空煤油、重油、润滑油、原油等而引起污染土壤的污染。TPH分析根据韩国土壤污染工序试验方法ES07552.1石油系总烃-气相色谱法来进行分析。此时，基于土壤环境保全法实施细则另表3的土壤污染忧虑基准3地区的TPH基准值为2000mgkg以下。3地区是有关测量、水渠调查及指点的相关法律的土地名称为工厂用地、停车场、加油站用地、道路、铁路用地、堤坝、混杂地的地区和有关国防、军事设施事业的相关法律第2条第1款一到五规定的国防、军事设施地基。本发明的实施例的TPH优选为1500mgkg以下，以便有用于作物的栽培。[0046]3VOC产生量[0047]污染土壤投入到热脱附炉中，引起燃烧及脱附，污染物质被气化，成为V0C，将因热脱附而产生的VOC气体的量作为VOC产生量。VOC产生量由百分比（％表示，此为V0C产生量总有机物量。为了分析本发明的实验例的低温热脱附特性，使用了被中东产及东南亚产风化原油污染的土壤TPH200000mgkg。本发明的实施例的VOC百分比为了更充实地充足环境污染，优选为55%以下。[0048]表1表示本发明的实施例的基于低温热脱附方法的碳化率（％、TPHmgkg及VOC百分比（％。此时，热脱附炉内的滞留时间设定为20分钟，氧气浓度设定为20体积百分比，变更碳化温度来实施。此时，碳化温度为热脱附炉内部的温度。[0049]表1[0051]根据表1，碳化温度越低，碳化率高，VOC产生少，碳化温度越高，碳化率低，VOC产生多。具体地，在碳化温度为220°C〜400°C的情况下，碳化率为47.5%〜66.8%，TPH为500mgkg〜1200mgkg，VOC百分比为32%〜52%。碳化温度为220°C〜400°C时，碳化率、TPH及VOC百分比是满足土壤的净化基准值，碳化率高，使VOC产生量最小化的最佳的碳化温度条件。如上所述，若碳化率高，VOC产生量少，则可减少用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量，而且能量的消耗较少。并且，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量被减少，可最小化因温室气体带来的环境污染。[0052]但是，在200°C中，碳化率为73.4%且最高，VOC百分比为21%且最小，但是TPH为超过土壤的净化基准值的5600mgkg。若碳化温度过低，则污染土壤内的经无法正常碳化，超过TPH基准值。碳化率计算除了从处理的土壤中检测到的TPH之外进行计算，检测到的TPH1%为10000mgkg，0.1%为1000mgkg，其为比起碳化浓度非常小的数值。鉴于此，碳化率如以下式所示。[0053]碳化率={总有机物量-VOC产生量-从处理的土壤中检测到的TPH量总有机物量}*100[0054]S卩，若处理的土壤的碳化率高，则从土壤中检测到的TPH浓度会变高。[0055]并且，在碳化温度420°C下，VOC百分比为60%，由燃烧气体及冷凝气体形成的VOC产生量相对多。若VOC产生量变多，则用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量要变大，而且能量的消耗较多。进而，本发明的有机污染物质的碳化，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量变大，会引起因温室气体带来的环境污染问题。[0056]表2表示本发明的实施例的基于低温热脱附方法的碳化率（％、TPHmgkg及VOC百分比（％。此时，将碳化温度固定为250°C，将热脱附炉内的氧气浓度固定为20体积百分比，变更热脱附炉内的滞留时间。[0057]表2[0059]根据表2,热脱附炉内的滞留时间越短，碳化率高，VOC产生量小。若滞留时间较短，以1小时为基准进行比较时，可增加被有机物污染的污染土壤的投入量。再说，若滞留时间较短，可增加污染土壤的处理量，因此提高生产性。热脱附炉内的滞留时间越长，碳化率低，VOC产生量多。若滞留时间较长，以1小时为基准进行比较时，被有机物污染的污染土壤的投入量比起滞留时间较短时相对少。即，若滞留时间较长，则污染土壤的处理量减少，因此降低生产性。具体地，滞留时间为10分钟〜30分钟时，碳化率为58.4%〜69.6%，TPH为600mgkg〜1400mgkg以及VOC百分比为41%〜29%。[0060]滞留时间为10分钟〜30分钟时，碳化率、TPH及VOC百分比是满足土壤的净化基准值，碳化率高，使VOC产生量最小化的最佳的滞留时间条件。如上所述，若碳化率高，VOC产生量少，则可减少用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量，而且能量的消耗较少。并且，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量被减少，可最小化因温室气体带来的环境污染。[0061]但是，滞留时间为5分钟时，碳化率为64.8%且最高，VOC百分比为22%且最小，但是TPH为13200mgkg，严重超过了土壤的净化基准值。滞留时间过短时，污染土壤内的经无法正常碳化，有可能超过TPH基准值。并且，滞留时间为35分钟时，VOC百分比为51%，由燃烧气体及冷凝气体形成的VOC产生量相对多。若VOC产生量变多，则用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量要变大，而且能量的消耗变多。进而，本发明的有机污染物质的碳化，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量变大，会引起因温度气体带来的环境污染问题。[0062]另一方面，滞留时间为30分钟时，碳化率为58.4%，TPH为600以及VOC百分比为41%。30分钟的滞留时间在TPH及VOC百分比中成为优选的条件，但是碳化率为58.4%，相对低。若碳化率较低，则降低对于碳化的生产性。如果，想要将碳化率达到60%以上，则可将滞留时间设定为25分钟。滞留时间为20分钟时的碳化率可以为64.0%，满足碳化率60%的滞留时间可以为25分钟。[0063]表3表示本发明的实施例的基于低温热脱附方法的碳化率（％、TPHmgkg及VOC百分比（％。此时，将热脱附炉内的滞留时间设定为20分钟，将热脱附炉内的碳化温度设定为250°C，变更氧气浓度。[0064]表3[0066]根据表3，氧气浓度越低，碳化率高，VOC产生量少，氧气浓度越高，碳化率低，VOC产生量多。具体地，氧气浓度为10%〜18%时，碳化率为54.7%〜64.0%，TPH为300mgkg〜1000mgkg，VOC百分比为35%〜45%。氧气浓度为10%〜18%时，碳化率、TPH及VOC百分比是满足土壤的净化基准值，碳化率高，使VOC产生量最小化的最佳的碳化温度条件。在实际的实验中，最佳的碳化温度条件中，氧气浓度可达到21%。如上所述，碳化率高，VOC产生量少时，可减少用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量，而且能量的消耗较少。并且，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量被减少，可最小化因温室气体带来的环境污染。[0067]但是，在氧气浓度2%中，碳化率为65.8%且最高，VOC百分比为32%且最低，但是TPH为2200，是超过土壤净化基准值的水准。并且，在氧气浓度3%中，碳化率为64.2%，VOC百分比为34%，但是TPH为1800,是土壤净化基准值难以适用于实际土壤的水准。若氧气浓度过低，则污染土壤内的烃无法正常碳化，会超过TPH基准值。并且，若氧气浓度不足，则发生不完全燃烧，不发生完全氧化，由此经常发生无法满足排出气体的基准的情况。在氧气浓度25%中，TPH小，但是热脱附炉内部引起过烧，碳化率为47.9%且低，VOC百分比为52%且最高。尤其是，若VOC产生量变多，则用于去除VOC的后续工序，例如VOC焚烧步骤的燃烧器、袋滤器、热交换器等的容量要变大，而且能量的消耗变多。进而，本发明的有机污染物质的碳化，在VOC的焚烧步骤中分解的二氧化碳产生量变大，会引起因温室气体带来的环境污染问题。[0068]本发明的实施例的有机污染物质的低温热脱附方法，均满足碳化温度220°C〜400°C、滞留时间10分钟〜30分钟以及氧气浓度10%〜21%的条件。若不能满足以上条件中的任一个条件，则处理的污染土壤的碳化率、TPH及VOC产生量中的至少任一个难以投入到作物栽培土壤中。以下，要察看以本发明的实施例的低温热脱附方式进行碳化处理的污染物质投入到作物栽培土壤时，对土壤带来的影响。[0069]本发明的实施例中察看的栽培土壤的特性是CEC及芳香烃的含量。此时，碳化处理条件是碳化温度250°C、滞留时间20分钟以及氧气浓度20%。[0070]阳离子交换量CEC，CationExchangeCapacity是土壤IOOg具有的取代性阳离子总量。如本发明的实施例所述，投入碳化温度及氧气浓度条件下进行碳化处理的污染物质的栽培土壤，碳结构被稳定化，增加基于土壤的固定碳的水分含有能力waterholdingcapacity。并且，增加钾、钙、镁等，促进有用的土壤微生物的活动。投入本发明的碳化物的栽培土壤的CEC为10meq100g〜20meq100gdll—般土壤的CEC为5meqlOOg〜IOmeqIOOg。借此，可知投入本发明的碳化物的栽培土壤的CEC增加约200%。[0071]另一方面，就芳香烃而言，将包含环状的烃中的苯环及其衍生物的烃的系列称作芳香经aromatichydrocarbon。尤其是，多环芳香族经含有毒性物质，从栽培土壤中去除为好。如本发明的实施例所述，在碳化温度及氧气浓度条件下进行碳化处理的污染物质，生成最大限度地排除上述毒性物质的碳化物。本发明的碳化处理的污染物质的多环芳香族烃的含量，低于整体污染物质的土壤净化基准值。具体地，在韩国土壤环境保全法上，将多环芳香族经中的苯并a花；Benzoapyrene规定为污染物质。此时，限制浓度为lmgkg。本发明的栽培土壤中，上述苯并a花低于lmgkg。[0072]通过本发明的实施例的低温热脱附方法进行碳化处理的污染物质，通过提高CEC来增加栽培土壤的肥力，在生物学上不受毒性带来的影响。因此，将通过本发明的低温热脱附方法进行碳化处理的污染物质投入到栽培土壤中，对肥料应用及作物的栽培有利。[0073]以上，本发明举出优选实施例来详细说明，但本发明不局限于上述实施例，在本发明的技术思想的范围内，本领域的普通技术人员可进行多种变形。

权利要求：1.一种基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，包括：热脱附炉，投入被有机污染物质污染的污染土壤，一边旋转一边执行热脱附；燃烧器，配置于上述热脱附炉的一侧，向投入到上述热脱附炉的上述污染土壤放出火焰，将上述热脱附炉的内部温度维持为220°C至400°C;氧气量调节器，与上述燃烧器相邻地配置，使上述热脱附炉内部的氧气浓度达到10体积百分比至21体积百分比；以及马达控制部，配置于上述热脱附炉的外部，使上述污染土壤滞留在上述热脱附炉内部的滞留时间达到10分钟〜30分钟。2.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，基于上述氧气量调节器的氧气量调节中，混合氧气与惰性气体，或者混合氧气与空气，或者仅使用空气。3.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述氧气量调节器还包括空气供给器，上述空气供给器用于供给用来实现上述燃烧器中的燃烧的空气。4.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述火焰以辐射形态传递热。5.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质为石油系烃。6.根据权利要求5所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质被碳化之前，经过作为氧化烃的中间物质。7.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质的碳化率为40%以上，总石油烃为1500mgkg以下，以及挥发性有机化合物百分比为55%以下。8.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质的碳化率为50%以上，总石油烃为1500mgkg以下，以及挥发性有机化合物百分比为55%以下。9.根据权利要求1所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质被碳化而投入到作物生长的栽培土壤中。10.根据权利要求9所述的基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置，其特征在于，上述有机污染物质被碳化而投入的上述栽培土壤的阳离子交换量为lOmeqlOOg〜20meq100g〇

百度查询： 易科菲尔株式会社 基于直接火焰方式的有机污染物质的低温碳化装置

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