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自動熱脫附技術可以應用于原位或異位，并已被證明能夠減少99%以上的土壤污染物濃度。該技術可以在大范圍的沸點上處理許多不同類型的污染物（如石油烴、多氯聯苯、二惡英和焦油）。
在處理的數量方面，自動熱脫附技術常見的應用是污染土壤的異位處理。異位熱脫附過程一般涉及直接加熱，一般包括下述的各階段。
階段一：預處理可能包括篩選挖掘出的污染土壤，用粉碎或切碎機去除過大的物塊和用磁鐵去除金屬可能是必要的。物料在處理前要進行儲存，為了提供適合處理的均勻進料，可能需要對物料進行混合。如果物料含水量高，可能需要一個初始的干燥步驟，否則需要在熱處理階段考慮干燥。
階段二：加熱被污染的物料，使其揮發和解吸污染物，然后收集和處理廢氣。土壤在合適的反應器或容器中加熱，根據污染物的沸點和停留時間，處理溫度可設定在大約200到600攝氏度之間。經過高溫處理的土壤在攪拌機中用水冷卻。
階段三：清除粉塵顆粒（通過干燥的氣旋，濕擦洗或布袋除塵），高溫氧化破壞氣相污染物，快速淬火以減少二惡英轉化（如果存在氯）和去除剩余的污染物如酸（通過濕擦洗）或汞（通過活性炭吸附）。
在某些情況下，這些廢物可能會被回收，并與進料流混合到熱解析裝置中。但是，只有在處理系統中銷毀或去除再生污染物（例如二惡英和黃烷）時，才可能這樣做。
如果污染物沒有被破壞或去除（例如汞），它可能會在系統中積累，并以更高的濃度排放。
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