CN109174948A - 一种用于原位或异位热脱附土壤修复的传热装置 - Google Patents
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- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
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Abstract
本发明公开了用于原位或异位热脱附土壤修复领域的传热装置，包括一根管内带有轴向隔板的管(2)，管内分隔成为偶数个流道，管下端部密封或设有端部封头(1)，轴向隔板隔出若干使导热介质往返通过的流道或腔体；管的上端即在带隔板管(2)另一端，安装导热介质进口(3)、导热介质出口(4)，导热介质进口与偶数个流道中一半流道中的至少一个腔体直接相连，导热介质出口与偶数个流道中另一半流道的至少一个腔体直接相连，所述偶数个流道中一半流道与所述另一半流道在管的下端密封处设有连接通道或所述偶数个流道中一半流道中的一流道与所述另一半流道中的另一流道在管的下端密封处设有连接通道。
Description
技术领域
本发明公开了一种用于原位/异位热脱附土壤修复领域的传热装置，属于污染土壤修复装置的技术领域。
背景技术
持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)因为具有长期残留、生物蓄积、半挥发和高毒等特性，并能够在大气、水和土壤等环境中长距离迁移，最终通过食物链进入人体,引起了国际社会的广泛关注。研究发现长期慢性暴露POPs可能会导致癌症,损害中枢和外周神经系统,破坏免疫系统,破坏生殖力及影响婴幼儿正常发育；某些持久性有机污染物对人类的影响会持续几代,对人类生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。
随着工业化和城镇化快速推进，一些涉及POPs的生产企业关闭或转产。由于生产设备陈旧、工艺落后、厂房简陋以及生产过程中的跑冒滴漏、“三废”排放等不可避免的会导致这些POPs化学品的生产厂址、有毒有害POPs废弃物的堆放地点及周边场地成为POPs污染场地。POPs污染场地的土壤失去了原有的理化及生物特性，对周围环境和人体造成明显的不利影响，必须加以治理才可重新利用。
热脱附技术是一种针对POPs场地污染修复技术已被验证、广泛采用的修复手段。热脱附技术是通过加热污染土壤，以去除挥发或半挥发的有机污染物。POPs场地污染修复技术根据修复工程的位置可分为原位修复技术和异位修复技术。原位修复是指对污染场地中的污染物就地处置；异位修复是指将土壤挖出后再处理。
传统的热脱附技术的加热装置的结构采用套管结构。导热介质仅可以在加热器内往返一次，且传热过程仅为往返过程中的往程或返程，为单程传热，传热介质停留时间短、热效率低。外管刚性差，施工过程容易造成外管弯折，使得内管无法施工；且现场施工的套管，其内管与外管同轴度差，内管与外管容易接触影响传热。套管结构使得导热介质的进、出口的其中一个接口需从加热管外管接出，地上露出部分长度较长，热量散耗大。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述不足，提出一种用于原位或异位热脱附土壤修复的传热装置或导热加热装置；改变传统加热器的套管拓扑结构，并增加了导热介质往返程数。本发明采用一种导热介质往返程数多、传热介质停留时间长、传热效果好、地上部分结构简单、结构自身刚度好、便于施工的用于原位/异位热脱附土壤修复领域的传热装置。
本发明的技术方案是，用于原位或异位热脱附土壤修复领域的传热装置，包括一根管内带有轴向隔板的管(2)，管内分隔成为偶数个流道，尤其是二个流道，管下端部密封或设有端部封头(1)，轴向隔板隔出若干使导热介质往返通过的流道或腔体；管的上端即在带隔板管(2)另一端，安装导热介质进口(3)、导热介质出口(4)，导热介质进口(3)与偶数个流道中一半流道中的至少一个腔体直接相连，导热介质出口(4)与偶数个流道中另一半流道的至少一个腔体直接相连，所述偶数个流道中一半流道与所述另一半流道在管的下端密封处设有连接通道。
或所述偶数个流道中一半流道中的一流道与所述另一半流道中的另一流道在管的下端密封处设有连接通道。
对于管内轴向隔板分隔成为2个流道时，管的下端密封处设有间隔作为连接通道。
带隔板管(2)管与端部封头(下端)(1)作为导热壳体，被埋于需修复土壤中。中间带有沿轴向隔板的管(1)的一端与端部封头(2)连接，构成一个可使导热介质往返通过的腔体；在带隔板管(1)上端即另一端，导热介质进口(3)、导热介质出口(4)分别与两个腔体连接；
所述的传热装置中所述的一个可使导热介质往返通过的腔体，包括：
1)构成导热介质一次往返的腔体；即分隔成二个流道或腔体；
2)构成导热介质两次往返的腔体；即分隔成四个流道或腔体；
3)构成导热介质三次往返的腔体；即分隔成六个流道或腔体；
4)构成导热介质多次往返的腔体。即分隔成二N(N大于3)个流道或腔体。
所述的传热装置中所述的用于所述腔体的一根中间带有沿轴向隔板的管(1)，其结构包括(但不限于)图2至图9所示结构。
隔板管(2)管与端部封头(下端)(1)作为导热壳体，被埋于需修复土壤中；中间带有沿轴向隔板的管(1)的一端与端部封头(2)连接，构成一个可使导热介质往返通过的腔体；在带隔板管(1)上端即另一端，导热介质进口(3)、导热介质出口(4)分别与两个腔体连接。
有益效果，本发明改变了传统加热器的拓扑结构，且传热过程往返过程双程程传热，传热介质停留时间长、热效率高。并增加了导热介质往返程数。传热效果好、地上部分结构简单、轴向隔板有增强作用，结构自身刚度好、便于施工的用于原位/异位热脱附土壤修复领域的传热装置。克服外管刚性差，施工过程容易造成外管弯折的不足。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为中间带有沿轴向隔板的异形圆管截面图；亦为图1的中间的横截面示意图；
图3为两根半圆管的拼接结构截面图；
图4为圆管与沿圆管轴向螺旋形隔板或平隔板的拼接结构截面图；
图5为中间带有沿轴向十字形隔板的异形圆管截面图；
图6为四根四分之一圆管的拼接结构截面图；
图7为四根90°三角管的拼接结构成矩形截面图；
图8为圆管与沿轴线旋转的十字形隔板或十字形平隔板的拼接结构截面；
图9为六根60°三角管的拼接结构成六边形截面图。
图中部件说明：1-端部封头，2-中间带有沿轴向隔板的异形圆管,3-导热介质进口,4-导热介质出口。
具体实施方式
如图所示，一种用于原位/异位热脱附土壤修复领域的传热装置，包括：
●一根中间带有沿轴向隔板的管(1)的一端与端部封头(2)连接，构成一个可使导热介质往返通过的腔体；管的下端两个流道流通(或成对流道流通)，优先采用金属材质的管材，也可以采用耐热高分子材质的管材；
●在带隔板管(1)另一端，导热介质进口(3)、导热介质出口(4)分别与两个腔体连接；
●带隔板管(1)与端部封头(2)作为导热壳体，被埋于需修复土壤中。
所述的传热装置，其中所述的用于构成以上所述腔体的一根中间带有沿轴向隔板的管(1)，其结构为所有下述结构的拓扑结构，包括(但不限于)：
●一根中间带有沿轴向隔板的异形圆管，截面如图2；
●两根半圆管的拼接结构，截面如图3；
●一根圆管与一块沿圆管轴向隔板的拼接结构，截面如图4；
●一根圆管与一块沿圆管轴向螺旋形隔板的拼接结构，截面如图4；
图5-7中，对于管内轴向隔板分隔成为4个或6个流道时；构成导热介质两次往返的腔体或构成导热介质三次往返的腔体。
●四根四分之一圆管的拼接结构，截面如图6；
●四根90°三角管的拼接结构，截面如图7；亦可以为四根矩形管接接；
●一根圆管与十字形隔板的拼接结构，截面如图8；
●一根圆管与沿圆管轴向旋转的十字形隔板的拼接结构，截面如图8；
●六根60°三角管(圆角三角形或小圆管亦可)的拼接结构，截面如图9。
所述的十字形隔板分成四片隔板隔成四个腔，隔板下部与端部封头密封；第一片隔板的下端设有连通孔，与第一片隔板相邻的第二片隔板的上端设有连通孔；与第二片隔板相邻的第三片隔板53的下端设有连通孔；与第三片隔板相邻的第四片隔板的上端设有连通孔；导热介质进口连接第一、二片隔板隔成的腔体，导热介质出口连接第四、一片隔板隔成的腔体。
Claims (7)
1.用于原位或异位热脱附土壤修复领域的传热装置，包括一根管内带有轴向隔板的管(2)，管内分隔成为偶数个流道，管下端部密封或设有端部封头(1)，轴向隔板隔出若干使导热介质往返通过的流道或腔体；管的上端即在带隔板管(2)另一端，安装导热介质进口(3)、导热介质出口(4)，导热介质进口(3)与偶数个流道中一半流道中的至少一个腔体直接相连，导热介质出口(4)与偶数个流道中另一半流道的至少一个腔体直接相连，所述偶数个流道中一半流道与所述另一半流道在管的下端密封处设有连接通道或所述偶数个流道中一半流道中的一流道与所述另一半流道中的另一流道在管的下端密封处设有连接通道。
2.根据权利要求1所述的传热装置，其特征是一根管内为二个流道。
3.根据权利要求2所述的传热装置，其特征是对于管内轴向隔板分隔成为2个流道时，管的下端密封处设有间隔作为连接通道。
4.根据权利要求1所述的传热装置，其特征是对于管内轴向隔板分隔成为4个或6个流道时；构成导热介质两次往返的腔体或构成导热介质三次往返的腔体。
5.根据权利要求1所述的传热装置，其特征是带隔板管(2)管与端部封头(下端)(1)作为导热壳体，被埋于需修复土壤中；中间带有沿轴向隔板的管(1)的一端与端部封头(2)连接，构成一个可使导热介质往返通过的腔体；在带隔板管(1)上端即另一端，导热介质进口(3)、导热介质出口(4)分别与两个腔体连接。
6.根据权利要求1所述的传热装置，其特征是所述的用于分隔成若干腔体的一根中间带有沿轴向隔板的管(1)，其结构为所有下述结构的拓扑结构，包括如下结构：
●一根中间带有沿轴向隔板的异形圆管；
●两根半圆管的拼接结构；
●一根圆管与一块沿圆管轴向隔板的拼接结构；
●一根圆管与一块沿圆管轴向螺旋形隔板的拼接结构；
●一根中间带有沿轴向十字形隔板的异形圆管；
●四根四分之一圆管的拼接结构；
●四根90°三角管的拼接结构；
●一根圆管与十字形隔板的拼接结构；
●一根圆管与沿圆管轴向旋转的十字形隔板的拼接结构；
●六根60°三角管的拼接结构。
7.根据权利要求1-6之一所述的传热装置，其特征是所述的十字形隔板分成四片隔板隔成四个腔，隔板下部与端部封头密封；第一片隔板的下端设有连通孔，与第一片隔板相邻的第二片隔板的上端设有连通孔；与第二片隔板相邻的第三片隔板53的下端设有连通孔；与第三片隔板相邻的第四片隔板的上端设有连通孔；导热介质进口连接第一、二片隔板隔成的腔体，导热介质出口连接第四、一片隔板隔成的腔体。
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