CN109163327A - 一种土壤修复热源及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤修复热源，包括燃烧加热炉体，所述燃烧加热炉体包括竖立姿态的柱形外壳体，所述外壳体内还同轴心包括内壳体，所述内壳体与所述外壳体之间形成保温隔层；本发明的结构简单，金属热烟螺旋管与内壳体是焊接关系，因而金属热烟螺旋管还将部分热量传递给内壳体，进而使内壳体也成为发热体，并向导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质加热，进而相当于增加了金属热烟螺旋管的换热面积；导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质同时受到内壳体、金属热烟螺旋管、换热壳体的全方位加热，进而提高换热效率。
Description
技术领域
本发明属于导热介质加热领域，尤其涉及一种土壤修复热源及其方法。
背景技术
在土壤热脱附修复过程中，在填充有松软土源的热脱附容器中设置螺旋加热管，然后在加热螺旋管中连续导入高温的导热介质(导热油)，进而对热脱附容器中的土壤进行非直火的温和加热，在营造负压环境促进PCBs这类含氯有机物的迅速挥发，这种非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成，采用放热螺旋管对土源加热平稳均匀，温度控制方便，避免了直接采用火焰的方式对土壤热脱附腔中的土源进行强烈高温加热，避免造成土源中由于温度过高产生挥发脱附之外的额外的氧化、分解等化学反应，造成二次污染；
然而现有加热导热介质的设备往往结构复杂，加热效率低下，而且加热炉的烟气热量也没得到很好的利用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种加热均匀，效率更高的一种土壤修复热源及其方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种土壤修复热源，包括燃烧加热炉体，所述燃烧加热炉体包括竖立姿态的柱形外壳体，所述外壳体内还同轴心包括内壳体，所述内壳体与所述外壳体之间形成保温隔层；
所述内壳体的内腔中还同轴心设置有柱状的换热壳体，所述内壳体与所述换热壳体之间形成导热介质加热环腔，所述换热壳体内部为燃烧腔；所述燃烧加热炉体下方还设置有喷火燃烧器，所述喷火燃烧器的火焰喷嘴同轴心伸入所述燃烧腔底部，且所述火焰喷嘴的喷火方向朝上设置；
还包括助燃空气供给管和燃气供给管，所述助燃空气供给管和燃气供给管的出气端分别连通所述喷火燃烧器的助燃空气进气端和燃气进气端，所述燃烧腔内还设置有电子点火装置。
进一步的，所述换热壳体和内壳体的壁体均为导热金属材质；所述导热介质加热环腔内呈螺旋状盘旋设置有金属热烟螺旋管；所述金属热烟螺旋管同轴心夹设在所述换热壳体和内壳体的壁体之间，且所述金属热烟螺旋管将环柱状的导热介质加热环腔分割形成导热介质螺旋换热通道；
所述金属热烟螺旋管的螺旋内圈与所述换热壳体外壁紧密接触，所述金属热烟螺旋管的螺旋外圈焊接连接所述内壳体内壁；所述金属热烟螺旋管的螺旋上端通过过渡管连通所述燃烧腔顶部；所述金属热烟螺旋管的螺旋下端连通烟气导出管，所述烟气导出管的出烟端连通尾气净化装置.，所述尾气净化装置.的出烟端连通排烟管.。
进一步的，所述燃烧腔内还同轴心设置有柱形的火焰引流壳体，所述火焰引流壳体的圆柱壁体与所述换热壳体内壁之间形成环柱状的火焰引流通道，所述火焰引流壳体的下端为尖锥形的引流锥，所述引流锥的正下方为同轴心的火焰喷嘴；所述火焰引流壳体的上端一体化连通所述换热壳体的顶部壁体，且所述换热壳体的顶部壁体上侧为导热介质过渡腔，所述导热介质螺旋换热通道的上端连通所述导热介质过渡腔，所述导热介质螺旋换热通道的下端连通冷导热介质进液管；
所述火焰引流壳体内部为空心的导热介质第二加热腔；所述导热介质第二加热腔内还同轴心设置有出液竖管，所述出液竖管下端进液口连通与所述导热介质第二加热腔底部，且所述出液竖管与所述火焰引流壳体之间形成第二导热介质加热通道，所述第二导热介质加热通道上端连通所述导热介质过渡腔，所述出液竖管内部为出液通道；还包括热导热介质出液管，所述热导热介质出液管的进液端连通所述出液竖管上端。
进一步的，一种土壤修复热源的方法：
将待加热的冷导热介质通过冷导热介质进液管导入到导热介质螺旋换热通道中，并且导热介质沿导热介质螺旋换热通道向上缓慢流动，进而导热介质螺旋换热通道内的导热介质最终通过导热介质过渡腔进入到第二导热介质加热通道，并沿第二导热介质加热通道缓慢向下流动，最终第二导热介质加热通道中向下流动的导热油通过出液通道流出热导热介质出液管；
与此同时，启动喷火燃烧器，进而火焰喷嘴向燃烧腔内的引流锥喷出燃烧火焰，进而被灼烧的引流锥壁体受到强烈加热，进而引流锥壁体将热量迅速传递到导热介质第二加热腔中，并且从火焰喷嘴向上喷出的火焰在火焰引流壳体的引流作用下呈环状均匀扩散至环柱状的火焰引流通道中，火焰迅速沿火焰引流通道向上攀升，火焰引流通道中向上逐渐攀升的火焰同时对火焰引流壳体和换热壳体进行持续加热，进而火焰引流壳体所吸收的热量传递给第二导热介质加热通道缓慢向下流动的导热介质；换热壳体所吸收的热量通过热传导传递给沿导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；进而燃烧产生的高温烟气在火焰引流通道的顶部通过过渡管连续导入到金属热烟螺旋管中，与此同时金属热烟螺旋管内的高温烟气也将热量传递给导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；与此同时由于金属热烟螺旋管与内壳体是焊接关系，因而金属热烟螺旋管还将部分热量传递给内壳体，进而使内壳体也成为发热体，并向导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质加热，进而相当于增加了金属热烟螺旋管的换热面积；综上过程中：导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质同时受到内壳体、金属热烟螺旋管、换热壳体的全方位加热，进而提高换热效率，进而金属热烟螺旋管中的烟气从烟气导出管导出至尾气净化装置.中，最终通过排烟管.完全导出外界。
有益效果：本发明的结构简单，金属热烟螺旋管与内壳体是焊接关系，因而金属热烟螺旋管还将部分热量传递给内壳体，进而使内壳体也成为发热体，并向导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质加热，进而相当于增加了金属热烟螺旋管的换热面积；导热介质螺旋换热通道内向上做螺旋缓慢流动的导热介质同时受到内壳体、金属热烟螺旋管、换热壳体的全方位加热，进而提高换热效率。
附图说明
附图1为本方案的整体结构示意图；
附图2为本方案的整体结构第一剖开示意图；
附图3为本方案的整体结构第二剖开示意图；
附图4为本方案的正剖示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本方案的结构介绍：如附图1至4所示的一种土壤修复热源，包括燃烧加热炉体27，所述燃烧加热炉体27包括竖立姿态的柱形外壳体5，所述外壳体5内还同轴心包括内壳体7，所述内壳体7与所述外壳体5之间形成保温隔层6；
所述内壳体7的内腔中还同轴心设置有柱状的换热壳体9，所述内壳体7与所述换热壳体9之间形成导热介质加热环腔，所述换热壳体9内部为燃烧腔19；所述燃烧加热炉体27下方还设置有喷火燃烧器14，所述喷火燃烧器14的火焰喷嘴13同轴心伸入所述燃烧腔19底部，且所述火焰喷嘴13的喷火方向朝上设置；
还包括助燃空气供给管16和燃气供给管15，所述助燃空气供给管16和燃气供给管15的出气端分别连通所述喷火燃烧器14的助燃空气进气端和燃气进气端，所述燃烧腔19内还设置有电子点火装置。
所述换热壳体9和内壳体7的壁体均为导热金属材质；所述导热介质加热环腔内呈螺旋状盘旋设置有金属热烟螺旋管2；所述金属热烟螺旋管2同轴心夹设在所述换热壳体9和内壳体7的壁体之间，且所述金属热烟螺旋管2将环柱状的导热介质加热环腔分割形成导热介质螺旋换热通道4；
所述金属热烟螺旋管2的螺旋内圈与所述换热壳体9外壁紧密接触，所述金属热烟螺旋管2的螺旋外圈焊接连接所述内壳体7内壁；所述金属热烟螺旋管2的螺旋上端通过过渡管25连通所述燃烧腔19顶部；所述金属热烟螺旋管2的螺旋下端连通烟气导出管11，所述烟气导出管11的出烟端连通尾气净化装置11.1，所述尾气净化装置11.1的出烟端连通排烟管3.1。
所述燃烧腔19内还同轴心设置有柱形的火焰引流壳体10，所述火焰引流壳体10的圆柱壁体与所述换热壳体9内壁之间形成环柱状的火焰引流通道3，所述火焰引流壳体10的下端为尖锥形的引流锥12，所述引流锥12的正下方为同轴心的火焰喷嘴13；所述火焰引流壳体10的上端一体化连通所述换热壳体9的顶部壁体32，且所述换热壳体9的顶部壁体32上侧为导热介质过渡腔20，所述导热介质螺旋换热通道4的上端连通所述导热介质过渡腔20，所述导热介质螺旋换热通道4的下端连通冷导热介质进液管17；
所述火焰引流壳体10内部为空心的导热介质第二加热腔18；所述导热介质第二加热腔18内还同轴心设置有出液竖管28，所述出液竖管28下端进液口连通与所述导热介质第二加热腔18底部，且所述出液竖管28与所述火焰引流壳体10之间形成第二导热介质加热通道1，所述第二导热介质加热通道1上端连通所述导热介质过渡腔20，所述出液竖管28内部为出液通道8；还包括热导热介质出液管23，所述热导热介质出液管23的进液端连通所述出液竖管28上端。
本方案的方法、过程以及技术进步整理如下：
将待加热的冷导热介质通过冷导热介质进液管17导入到导热介质螺旋换热通道4中，并且导热介质沿导热介质螺旋换热通道4向上缓慢流动，进而导热介质螺旋换热通道4内的导热介质最终通过导热介质过渡腔20进入到第二导热介质加热通道1，并沿第二导热介质加热通道1缓慢向下流动，最终第二导热介质加热通道1中向下流动的导热油通过出液通道8流出热导热介质出液管23；
与此同时，启动喷火燃烧器14，进而火焰喷嘴13向燃烧腔19内的引流锥12喷出燃烧火焰，进而被灼烧的引流锥12壁体受到强烈加热，进而引流锥12壁体将热量迅速传递到导热介质第二加热腔18中，并且从火焰喷嘴13向上喷出的火焰在火焰引流壳体10的引流作用下呈环状均匀扩散至环柱状的火焰引流通道3中，火焰迅速沿火焰引流通道3向上攀升，火焰引流通道3中向上逐渐攀升的火焰同时对火焰引流壳体10和换热壳体9进行持续加热，进而火焰引流壳体10所吸收的热量传递给第二导热介质加热通道1缓慢向下流动的导热介质；换热壳体9所吸收的热量通过热传导传递给沿导热介质螺旋换热通道4内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；进而燃烧产生的高温烟气在火焰引流通道3的顶部通过过渡管25连续导入到金属热烟螺旋管2中，与此同时金属热烟螺旋管2内的高温烟气也将热量传递给导热介质螺旋换热通道4内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；与此同时由于金属热烟螺旋管2与内壳体7是焊接关系，因而金属热烟螺旋管2还将部分热量传递给内壳体7，进而使内壳体7也成为发热体，并向导热介质螺旋换热通道4内向上做螺旋缓慢流动的导热介质加热，进而相当于增加了金属热烟螺旋管2的换热面积；综上过程中：导热介质螺旋换热通道4内向上做螺旋缓慢流动的导热介质同时受到内壳体7、金属热烟螺旋管2、换热壳体9的全方位加热，进而提高换热效率，进而金属热烟螺旋管2中的烟气从烟气导出管11导出至尾气净化装置11.1中，最终通过排烟管3.1完全导出外界。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种土壤修复热源，其特征在于：包括燃烧加热炉体(27)，所述燃烧加热炉体(27)包括竖立姿态的柱形外壳体(5)，所述外壳体(5)内还同轴心包括内壳体(7)，所述内壳体(7)与所述外壳体(5)之间形成保温隔层(6)；
所述内壳体(7)的内腔中还同轴心设置有柱状的换热壳体(9)，所述内壳体(7)与所述换热壳体(9)之间形成导热介质加热环腔，所述换热壳体(9)内部为燃烧腔(19)；所述燃烧加热炉体(27)下方还设置有喷火燃烧器(14)，所述喷火燃烧器(14)的火焰喷嘴(13)同轴心伸入所述燃烧腔(19)底部，且所述火焰喷嘴(13)的喷火方向朝上设置；
还包括助燃空气供给管(16)和燃气供给管(15)，所述助燃空气供给管(16)和燃气供给管(15)的出气端分别连通所述喷火燃烧器(14)的助燃空气进气端和燃气进气端，所述燃烧腔(19)内还设置有电子点火装置。
2.根据权利要求1所述的一种土壤修复热源，其特征在于：所述换热壳体(9)和内壳体(7)的壁体均为导热金属材质；所述导热介质加热环腔内呈螺旋状盘旋设置有金属热烟螺旋管(2)；所述金属热烟螺旋管(2)同轴心夹设在所述换热壳体(9)和内壳体(7)的壁体之间，且所述金属热烟螺旋管(2)将环柱状的导热介质加热环腔分割形成导热介质螺旋换热通道(4)；
所述金属热烟螺旋管(2)的螺旋内圈与所述换热壳体(9)外壁紧密接触，所述金属热烟螺旋管(2)的螺旋外圈焊接连接所述内壳体(7)内壁；所述金属热烟螺旋管(2)的螺旋上端通过过渡管(25)连通所述燃烧腔(19)顶部；所述金属热烟螺旋管(2)的螺旋下端连通烟气导出管(11)，所述烟气导出管(11)的出烟端连通尾气净化装置(11.1)，所述尾气净化装置(11.1)的出烟端连通排烟管(3.1)。
3.根据权利要求1所述的一种土壤修复热源，其特征在于：所述燃烧腔(19)内还同轴心设置有柱形的火焰引流壳体(10)，所述火焰引流壳体(10)的圆柱壁体与所述换热壳体(9)内壁之间形成环柱状的火焰引流通道(3)，所述火焰引流壳体(10)的下端为尖锥形的引流锥(12)，所述引流锥(12)的正下方为同轴心的火焰喷嘴(13)；所述火焰引流壳体(10)的上端一体化连通所述换热壳体(9)的顶部壁体(32)，且所述换热壳体(9)的顶部壁体(32)上侧为导热介质过渡腔(20)，所述导热介质螺旋换热通道(4)的上端连通所述导热介质过渡腔(20)，所述导热介质螺旋换热通道(4)的下端连通冷导热介质进液管(17)；
所述火焰引流壳体(10)内部为空心的导热介质第二加热腔(18)；所述导热介质第二加热腔(18)内还同轴心设置有出液竖管(28)，所述出液竖管(28)下端进液口连通与所述导热介质第二加热腔(18)底部，且所述出液竖管(28)与所述火焰引流壳体(10)之间形成第二导热介质加热通道(1)，所述第二导热介质加热通道(1)上端连通所述导热介质过渡腔(20)，所述出液竖管(28)内部为出液通道(8)；还包括热导热介质出液管(23)，所述热导热介质出液管(23)的进液端连通所述出液竖管(28)上端。
4.根据权利要求1所述的一种土壤修复热源的方法，其特征在于：
将待加热的冷导热介质通过冷导热介质进液管(17)导入到导热介质螺旋换热通道(4)中，并且导热介质沿导热介质螺旋换热通道(4)向上缓慢流动，进而导热介质螺旋换热通道(4)内的导热介质最终通过导热介质过渡腔(20)进入到第二导热介质加热通道(1)，并沿第二导热介质加热通道(1)缓慢向下流动，最终第二导热介质加热通道(1)中向下流动的导热油通过出液通道(8)流出热导热介质出液管(23)；
与此同时，启动喷火燃烧器(14)，进而火焰喷嘴(13)向燃烧腔(19)内的引流锥(12)喷出燃烧火焰，进而被灼烧的引流锥(12)壁体受到强烈加热，进而引流锥(12)壁体将热量迅速传递到导热介质第二加热腔(18)中，并且从火焰喷嘴(13)向上喷出的火焰在火焰引流壳体(10)的引流作用下呈环状均匀扩散至环柱状的火焰引流通道(3)中，火焰迅速沿火焰引流通道(3)向上攀升，火焰引流通道(3)中向上逐渐攀升的火焰同时对火焰引流壳体(10)和换热壳体(9)进行持续加热，进而火焰引流壳体(10)所吸收的热量传递给第二导热介质加热通道(1)缓慢向下流动的导热介质；换热壳体(9)所吸收的热量通过热传导传递给沿导热介质螺旋换热通道(4)内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；进而燃烧产生的高温烟气在火焰引流通道(3)的顶部通过过渡管(25)连续导入到金属热烟螺旋管(2)中，与此同时金属热烟螺旋管(2)内的高温烟气也将热量传递给导热介质螺旋换热通道(4)内向上做螺旋缓慢流动的导热介质；与此同时由于金属热烟螺旋管(2)与内壳体(7)是焊接关系，因而金属热烟螺旋管(2)还将部分热量传递给内壳体(7)，进而使内壳体(7)也成为发热体，并向导热介质螺旋换热通道(4)内向上做螺旋缓慢流动的导热介质加热，进而相当于增加了金属热烟螺旋管(2)的换热面积；综上过程中：导热介质螺旋换热通道(4)内向上做螺旋缓慢流动的导热介质同时受到内壳体(7)、金属热烟螺旋管(2)、换热壳体(9)的全方位加热，进而提高换热效率，进而金属热烟螺旋管(2)中的烟气从烟气导出管(11)导出至尾气净化装置(11.1)中，最终通过排烟管(3.1)完全导出外界。
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