CN105598149B - 一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高沸点热液管路内循环热传导脱附土壤污染物加热方法和装置，该装置由加热器、高沸点液体、循环泵、循环管路、温度控制设备构成。加热器可灵活选用电或燃料提供热源高效加热腔内高沸点液体，加热器所具有的温度控制设备能使热液温度稳定在所需区间。循环泵运转可将加热后的高沸点液体泵至循环管路，热液流经需要加热的位点，通过热传导形式加热土壤污染位点。经测试，该设备不论在污染场地原位还是异位修复中均能高效加热土壤污染位点，加热位点温度可维持在目标温度，高效热脱附土壤污染物。该加热技术/设备可应用于污染场地的原位/异位热脱附修复中。

Description

一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法及装置

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体地说，特别涉及到一种基于高沸点热液管路内循环热传导脱附土壤污染物加热技术工艺及设备。

背景技术

据调查，我国目前土壤总的超标率为16.1％，其中无机型污染和有机型污染占据较大比重，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等区域污染较为严重。重污染企业、工业废气地、工业园区点位的超标率均在29％以上。有机污染物六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5％、1.9％、1.4％。在调查的13个采油区的494个土壤点位中，超标点位占23.6％，主要污染物为石油烃和多环芳烃。在所有的污染类型中，挥发性和半挥发性有机物污染占据较大的比重。

土壤挥发及半挥发性有机污染物包含苯系物、有机农药、多环芳香烃等，是一类重要的环境污染物。目前挥发及半挥发性有机物污染在各种生态系统中普遍存在，在人口较为密集的城市尤其严重，对人体健康和生态安全造成巨大隐患。

目前污染土壤的修复技术应用较为广泛的主要有土壤气象抽提、淋洗、热脱附等，并且这三者均能处理挥发和半挥发性有机污染场地。在土壤粒度较小及空间异质性较大的地区，土壤气象抽提和淋洗均不能有效的去除土壤污染物，而热脱附技术不受到这些因素的影响，有着较为广泛的适用性；并且，相对于气相抽提、淋洗需要多次处理，土壤污染热脱附技术能够一次性处理土壤污染物。环保部发布的《污染场地修复技术应用指南》指出热脱附技术能高效去除有机污染物，去除率可达99.98％以上。

目前进入实用阶段的热脱附技术有滚筒式热脱附技术、流化床式热脱附技术、燃气热脱附技术、电热脱附技术等，但热源选择不灵活，加热方式不安全，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法及装置，填补现有技术尚无法灵活选用电或燃料作为热源加热土壤污染位点技术，填补目前无法利用加热的高沸点液体作为热传递媒介加热土壤污染位点的技术空白。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法，包括如下步骤：

a)在加热器的槽体内注入用于加热的高沸点液体；

b)采用燃料加热或者电加热的方式加热槽体中的高沸点液体；

c)启动循环泵，将加热器的槽体中的高沸点液体输送至循环管路；

d)通过循环管路将加热后的高沸点液体输送至目标污染点位；

e)高沸点液体以热传导的方式加热目标污染点位；

f)流经目标污染点位的高沸点液体通过循环管路回流至加热器的槽体中；

g)重复步骤b)至步骤f)，直至完成对目标污染点位的加热。

进一步的，所述方法通过加热器包含的温控设备使温度维持在预设温度。

一种循环式流体热脱附土壤污染处理装置，所述装置包括：

一用于加热高沸点液体的加热器，

一用于将所述高沸点液体输送至目标污染点位，且将流经目标污染点位后的高沸点液体回流至所述加热器的循环管路；

一用于提供流体动力的循环泵。

进一步的，所述加热器包括用于容纳高沸点液体的槽体，在所述槽体内安装有用于加热高沸点液体的加热设备、以及在对加热过程进行温度调控的温控设备；

所述加热设备包括电阻加热机构或燃气加热机构；

所述温度控制机构包括温度传感器和控制器，控制器分别与温度传感器以及加热机构相接。

进一步的，所述加热器设有可外接循环泵和循环管路的接口，所述接口采用耐热性耐腐蚀材料制作，在接口中设有用于控制高沸点液体流出流入的阀门，接口上设有用于与循环泵和循环管路拼接连接件。

进一步的，所述循环管路通过循环泵与加热器连接，循环管路包括用于输送高沸点液体的内部管道，在所述内部管道的外部设有保温套。

进一步的，在所述加热器和循环管路上设有用于保温的硅酸铝棉。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.该处理系统采用电加热或者燃料加热，热源获取更加灵活、便捷；

2.该处理系统采用导热流体循环式加热，加热后的流体通过循环泵提供动力能够将热量高效的传输到需加热位点，传热效率高；

3.该处理系统的循环管路可通过钻孔插入地下或土堆，可以用于原位或异位场地修复；

4.该处理系统在地上加热液体，而不是将加热管埋入地下的方式加热；此外，该系统采用集中式加热，多个循环管路可共用一个加热装置，便于集中式管理，相对较为安全。

5.由于该处理系统通过温控设备精确调节、控制加热器内温度，节省成本。

附图说明

图1为本发明所述的处理装置的工作示意图。

图2为本发明所述的加热器的结构示意图。

图3为本发明所述的循环管路的结构示意图。

图中标号说明：加热器1、循环管路2、循环泵3、温控设备4、高沸点液体5、槽体6、内部管道7、保温套8。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明所述的一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法，包括如下步骤：

a)在加热器1的槽体6内注入用于加热的高沸点液体5；

b)采用燃料加热或者电加热的方式加热槽体6中的高沸点液体5；

c)启动循环泵3，将加热器1的槽体6中的高沸点液体5输送至循环管路2；

d)通过循环管路2将加热后的高沸点液体5输送至目标污染点位；

e)高沸点液体5以热传导的方式加热目标污染点位；

f)流经目标污染点位的高沸点液体5通过循环管路2回流至加热器1的槽体6中；

g)重复步骤b)至步骤f)，直至完成对目标污染点位的加热。

所述方法通过加热器1包含的温控设备4使温度维持在预设温度。

一种循环式流体热脱附土壤污染处理装置，所述装置包括：

一用于加热高沸点液体5的加热器1，

一用于将所述高沸点液体5输送至目标污染点位，且将流经目标污染点位后的高沸点液体5回流至所述加热器1的循环管路2；

一用于提供流体动力的循环泵3。

参见图2，所述加热器1包括用于容纳高沸点液体5的槽体6，在所述槽体6内安装有用于加热高沸点液体5的加热设备、以及在对加热过程进行温度调控的温控设备4；

所述加热设备包括电阻加热机构或燃气加热机构；

所述温度控制机构包括温度传感器和控制器，控制器分别与温度传感器以及加热机构相接。

所述加热器1设有可外接循环泵3和循环管路2的接口，所述接口采用耐热性耐腐蚀材料制作，在接口中设有用于控制高沸点液体5流出流入的阀门，接口上设有用于与循环泵3和循环管路2拼接连接件。

参见图3，所述循环管路2通过循环泵3与加热器1连接，循环管路2包括用于输送高沸点液体5的内部管道7，在所述内部管道7的外部设有保温套8，在所述加热器1和循环管路2上设有用于保温的硅酸铝棉。

实施例

选用具有沸点高、流动性强、安全性高的美孚605号导热油作为导热流体，选用耐腐蚀、耐热316钢板制作长宽高分别为1m×1m×1m的腔槽，钢板厚度为5mm，腔槽中装设电阻加热机构，外部接点通电以后可使电阻加热机构对腔槽内的导热油进行加热，腔槽侧壁设置进油口和出油口两个接口，接口采用316钢管制作，钢管外径为77mm，管壁厚度为5mm，接口上均设有阀门，可以便捷的开闭，腔槽底部设置燃气加热设备，在不使用电力的情况下可以使用天然气加热导热油，电阻加热机构和燃气加热机构均与温度控制机构相连，当腔槽内温度达到预设温度范围时，电阻加热机构/燃气加热机构暂停工作。循环管路2采用316钢制作，由不同长度的钢管拼接而成，钢管的外径为77mm，厚度为5mm，腔槽上的接口快速拼接，钢管上预设螺栓和螺丝，便于将多段钢管拼接成不同长度的循环管路2，循环泵3上预设外径为77mm，厚度为5mm的接口，可与循环管路2快速拼接，为循环管路2内的导热流体循环提供动力，循环泵3上单独设置温控，温控与预设在加热位点的K型测温电偶相连，当加热位点温度达到预设温度时，循环泵3暂停工作，加热器1和循环管路2上均敷设有不同厚度的硅酸铝棉，在达到保温效果的同时保证整个系统的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种循环式流体热脱附土壤污染处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)在加热器的槽体内注入用于加热的高沸点液体；

b)采用燃料加热或者电加热的方式加热槽体中的高沸点液体；

c)启动循环泵，将加热器的槽体中的高沸点液体输送至循环管路；

d)通过循环管路将加热后的高沸点液体输送至目标污染点位；

e)高沸点液体以热传导的方式加热目标污染点位；

f)流经目标污染点位的高沸点液体通过循环管路回流至加热器的槽体中；

g)重复步骤b)至步骤f)，直至完成对目标污染点位的加热。

2.根据权利要求1所述的循环式流体热脱附土壤污染处理方法，其特征在于，所述方法通过加热器包含的温控设备使温度维持在预设温度。

3.一种用于实现如权利要求1所述方法的循环式流体热脱附土壤污染处理装置，其特征在于，所述装置包括：

一用于加热高沸点液体的加热器，

一用于将所述高沸点液体输送至目标污染点位，且将流经目标污染点位后的高沸点液体回流至所述加热器的循环管路；

一用于提供流体动力的循环泵；

所述加热器包括用于容纳高沸点液体的槽体，在所述槽体内安装有用于加热高沸点液体的加热设备、以及在对加热过程进行温度调控的温控设备；

所述加热设备包括电阻加热机构或燃气加热机构；

所述温度控制机构包括温度传感器和控制器，控制器分别与温度传感器以及加热机构相接；

所述加热器设有可外接循环泵和循环管路的接口，所述接口采用耐热性耐腐蚀材料制作，在接口中设有用于控制高沸点液体流出流入的阀门，接口上设有用于与循环泵和循环管路拼接连接件；

所述循环管路通过循环泵与加热器连接，循环管路包括用于输送高沸点液体的内部管道，在所述内部管道的外部设有保温套；

在所述加热器和循环管路上设有用于保温的硅酸铝棉。