CN109268804B - 一种基于热脱附的土壤修复的热源系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,包括乙醇液体供给装置、乙醇蒸汽发生器和燃烧加热炉体;所述乙醇液体供给装置的乙醇出液端通过乙醇供给管连接所述乙醇蒸汽发生器的乙醇进液端;所述乙醇蒸汽发生器的乙醇蒸汽出气端连通乙醇蒸汽导出管;通过实时控制乙醇供给管流出液体的流量以及实时调整电热加热丝的加热功率,使乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡下流至的螺旋坡面的下端时刚好完全气化完成,这样使整个乙醇气化螺旋坡的坡面所发出的热量都充分利用。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复领域,尤其涉及一种基于热脱附的土壤修复的热源系统及其方法。
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;
然而加热这种高温导热介质的热源系统往往采用煤炭作为燃烧的燃料,会产生而外的污染,而乙醇作为一种液体清洁能源,在燃烧过程中产物直接是水和二氧化碳,而且乙醇属于可再生能源,而现有的锅炉中很少专门采用乙醇作为工业锅炉的燃料。
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迅速的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统及其方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,包括乙醇液体供给装置、乙醇蒸汽发生器和燃烧加热炉体;所述乙醇液体供给装置的乙醇出液端通过乙醇供给管连接所述乙醇蒸汽发生器的乙醇进液端;所述乙醇蒸汽发生器的乙醇蒸汽出气端连通乙醇蒸汽导出管;
所述燃烧加热炉体下方还设置有燃烧器,所述乙醇蒸汽导出管的蒸汽出气端连通所述燃烧器的燃气进气端;还包括助燃空气供给管,所述助燃空气供给管的出气端连通所述燃烧器的助燃空气进气端。
进一步的,所述乙醇蒸汽发生器包括竖立姿态的圆柱形蒸汽发生容器,所述蒸汽发生容器内部为柱形的蒸汽发生腔,所述蒸汽发生腔内同轴心设置有柱状的空心筒,所述空心筒下端与所述蒸汽发生容器底部一体化连接,所述空心筒的上端呈同轴心的引流尖锥体,所述引流尖锥体与所述蒸汽发生腔的顶部壁体间距设置;所述空心筒外壁与所述蒸汽发生容器内壁之间形成蒸汽发生环柱腔,所述蒸汽发生环柱腔内成螺旋带状盘旋设置有乙醇气化螺旋坡,所述乙醇气化螺旋坡的螺旋带外缘与所述蒸汽发生容器内壁间隙配合,所述乙醇气化螺旋坡的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒外壁;所述乙醇气化螺旋坡的螺旋带面上固定铺设有若干条电热加热丝,且电热加热丝沿乙醇气化螺旋坡的螺旋方向延伸,电热加热丝通电后将热量传递给乙醇气化螺旋坡;
所述空心筒内部为空心的蒸汽蓄压腔;所述空心筒的筒壁上呈螺旋状的镂空导气窗,所述镂空导气窗将所述蒸汽发生环柱腔和蒸汽蓄压腔相互连通;
所述乙醇供给管的出液口同轴心于所述引流尖锥体上方,所述蒸汽蓄压腔内同轴心设置有蒸汽导出立管,所述蒸汽导出立管的上端位于所述蒸汽蓄压腔中部,所述蒸汽导出立管下端连通所述乙醇蒸汽导出管的进气端。
进一步的,所述乙醇气化螺旋坡为金属或导热陶瓷结构;且所述乙醇气化螺旋坡的螺旋帯纵截面呈向下凹陷的圆弧形;所述乙醇供给管内设置有导通方向朝下的单向阀;所述镂空导气窗的螺旋曲度与所述乙醇气化螺旋坡的螺旋曲度一致。
进一步的,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;所述燃烧腔内还设置有电子点火装置;
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,一种基于热脱附的土壤修复的热源系统的方法:
蒸汽发生方法:将电热加热丝通电,进而使乙醇气化螺旋坡的坡面处于持续发热状态,由于乙醇气化螺旋坡的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒外壁,因而在热传导的效应下空心筒壁体也处于发热状态,待乙醇气化螺旋坡的温度达到预定温度后,乙醇液体供给装置将液体乙醇通过乙醇供给管向下连续缓慢流出至引流尖锥体上,进而乙醇液体顺着引流尖锥体的锥面向下呈分散状向下流至乙醇气化螺旋坡的坡面上端,然后乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡的螺旋坡面缓慢下流,在乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡的螺旋坡面缓慢下流的过程中被逐渐加热气化成乙醇蒸汽并扩散至蒸汽发生环柱腔中,通过实时控制乙醇供给管流出液体的流量以及实时调整电热加热丝的加热功率,使乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡下流至的螺旋坡面的下端时刚好完全气化完成,这样使整个乙醇气化螺旋坡的坡面所发出的热量都充分利用,尽最大限度提高蒸汽发生效率;进而蒸汽发生环柱腔中的蒸汽通过呈螺旋状的镂空导气窗导入至蒸汽蓄压腔中,然后蒸汽蓄压腔中的乙醇蒸汽随着乙醇气化的累积形成蓄压乙醇蒸汽,蒸汽蓄压腔四周都处于加加温状态,因而蒸汽蓄压腔内不会发生气化现象,而蒸汽蓄压腔的腔顶在引流尖锥体的内表面,因而温度较低,会发生局部的冷凝现象,其冷凝的液体会顺着蒸汽蓄压腔的内壁逐渐下滑,在下滑过程中受到空心筒壁体的加热,进而重新产生气化现象,进而蒸汽蓄压腔中的通过蒸汽导出立管导出至乙醇蒸汽导出管中,进而乙醇蒸汽导出管内的乙醇蒸汽作为燃烧器的蒸汽燃料;
导热介质加热方法: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,乙醇液体顺着引流尖锥体的锥面向下呈分散状向下流至乙醇气化螺旋坡的坡面上端,然后乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡的螺旋坡面缓慢下流,在乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡的螺旋坡面缓慢下流的过程中被逐渐加热气化成乙醇蒸汽并扩散至蒸汽发生环柱腔中,通过实时控制乙醇供给管流出液体的流量以及实时调整电热加热丝的加热功率,使乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡下流至的螺旋坡面的下端时刚好完全气化完成,这样使整个乙醇气化螺旋坡的坡面所发出的热量都充分利用。
附图说明
附图1为乙醇蒸汽发生器第一剖开示意图;
附图2为乙醇蒸汽发生器第一剖开示意图;
附图3为乙醇蒸汽发生器第一剖开示意图;
附图4为本方案整体结构剖开示意图;
附图5为燃烧加热炉体结构示意图;
附图6为燃烧加热炉体第一剖开结构示意图
附图7为燃烧加热炉体第二剖开结构示意图。
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7所示的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,包括乙醇液体供给装置53、乙醇蒸汽发生器54和燃烧加热炉体27;所述乙醇液体供给装置53的乙醇出液端通过乙醇供给管49连接所述乙醇蒸汽发生器54的乙醇进液端;所述乙醇蒸汽发生器54的乙醇蒸汽出气端连通乙醇蒸汽导出管15;
所述燃烧加热炉体27下方还设置有燃烧器14,所述乙醇蒸汽导出管15的蒸汽出气端连通所述燃烧器14的燃气进气端;还包括助燃空气供给管16,所述助燃空气供给管16的出气端连通所述燃烧器14的助燃空气进气端。
所述乙醇蒸汽发生器54包括竖立姿态的圆柱形蒸汽发生容器47,所述蒸汽发生容器47内部为柱形的蒸汽发生腔41,所述蒸汽发生腔41内同轴心设置有柱状的空心筒46,所述空心筒46下端与所述蒸汽发生容器47底部一体化连接,所述空心筒46的上端呈同轴心的引流尖锥体50,所述引流尖锥体50与所述蒸汽发生腔41的顶部壁体间距设置;所述空心筒46外壁与所述蒸汽发生容器47内壁之间形成蒸汽发生环柱腔44,所述蒸汽发生环柱腔44内成螺旋带状盘旋设置有乙醇气化螺旋坡42,所述乙醇气化螺旋坡42的螺旋带外缘与所述蒸汽发生容器47内壁间隙配合,所述乙醇气化螺旋坡42的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒46外壁;所述乙醇气化螺旋坡42的螺旋带面上固定铺设有若干条电热加热丝43,且电热加热丝43沿乙醇气化螺旋坡42的螺旋方向延伸,电热加热丝43通电后将热量传递给乙醇气化螺旋坡42;
所述空心筒46内部为空心的蒸汽蓄压腔51;所述空心筒46的筒壁上呈螺旋状的镂空导气窗45,所述镂空导气窗45将所述蒸汽发生环柱腔44和蒸汽蓄压腔51相互连通;
所述乙醇供给管49的出液口同轴心于所述引流尖锥体50上方,所述蒸汽蓄压腔51内同轴心设置有蒸汽导出立管48,所述蒸汽导出立管48的上端位于所述蒸汽蓄压腔51中部,所述蒸汽导出立管48下端连通所述乙醇蒸汽导出管15的进气端。
所述乙醇气化螺旋坡42为金属或导热陶瓷结构;且所述乙醇气化螺旋坡42的螺旋帯纵截面呈向下凹陷的圆弧形;所述乙醇供给管49内设置有导通方向朝下的单向阀40;所述镂空导气窗45的螺旋曲度与所述乙醇气化螺旋坡42的螺旋曲度一致。
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;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。
进一步的,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:
蒸汽发生方法:将电热加热丝43通电,进而使乙醇气化螺旋坡42的坡面处于持续发热状态,由于乙醇气化螺旋坡42的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒46外壁,因而在热传导的效应下空心筒46壁体也处于发热状态,待乙醇气化螺旋坡42的温度达到预定温度后,乙醇液体供给装置53将液体乙醇通过乙醇供给管49向下连续缓慢流出至引流尖锥体50上,进而乙醇液体顺着引流尖锥体50的锥面向下呈分散状向下流至乙醇气化螺旋坡42的坡面上端,然后乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡42的螺旋坡面缓慢下流,在乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡42的螺旋坡面缓慢下流的过程中被逐渐加热气化成乙醇蒸汽并扩散至蒸汽发生环柱腔44中,通过实时控制乙醇供给管49流出液体的流量以及实时调整电热加热丝43的加热功率,使乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡42下流至的螺旋坡面的下端时刚好完全气化完成,这样使整个乙醇气化螺旋坡42的坡面所发出的热量都充分利用,尽最大限度提高蒸汽发生效率;进而蒸汽发生环柱腔44中的蒸汽通过呈螺旋状的镂空导气窗45导入至蒸汽蓄压腔51中,然后蒸汽蓄压腔51中的乙醇蒸汽随着乙醇气化的累积形成蓄压乙醇蒸汽,蒸汽蓄压腔51四周都处于加加温状态,因而蒸汽蓄压腔51内不会发生气化现象,而蒸汽蓄压腔51的腔顶在引流尖锥体50的内表面,因而温度较低,会发生局部的冷凝现象,其冷凝的液体会顺着蒸汽蓄压腔51的内壁逐渐下滑,在下滑过程中受到空心筒46壁体的加热,进而重新产生气化现象,进而蒸汽蓄压腔51中的通过蒸汽导出立管48导出至乙醇蒸汽导出管15中,进而乙醇蒸汽导出管15内的乙醇蒸汽作为燃烧器14的蒸汽燃料;
导热介质加热方法: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 (5)
1.一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,其特征在于:包括乙醇液体供给装置(53)、乙醇蒸汽发生器(54)和燃烧加热炉体(27);所述乙醇液体供给装置(53)的乙醇出液端通过乙醇供给管(49)连接所述乙醇蒸汽发生器(54)的乙醇进液端;所述乙醇蒸汽发生器(54)的乙醇蒸汽出气端连通乙醇蒸汽导出管(15);
所述燃烧加热炉体(27)下方还设置有燃烧器(14),所述乙醇蒸汽导出管(15)的蒸汽出气端连通所述燃烧器(14)的燃气进气端;还包括助燃空气供给管(16),所述助燃空气供给管(16)的出气端连通所述燃烧器(14)的助燃空气进气端;
所述乙醇蒸汽发生器(54)包括竖立姿态的圆柱形蒸汽发生容器(47),所述蒸汽发生容器(47)内部为柱形的蒸汽发生腔(41),所述蒸汽发生腔(41)内同轴心设置有柱状的空心筒(46),所述空心筒(46)下端与所述蒸汽发生容器(47)底部一体化连接,所述空心筒(46)的上端呈同轴心的引流尖锥体(50),所述引流尖锥体(50)与所述蒸汽发生腔(41)的顶部壁体间距设置;所述空心筒(46)外壁与所述蒸汽发生容器(47)内壁之间形成蒸汽发生环柱腔(44),所述蒸汽发生环柱腔(44)内成螺旋带状盘旋设置有乙醇气化螺旋坡(42),所述乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋带外缘与所述蒸汽发生容器(47)内壁间隙配合,所述乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒(46)外壁;所述乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋带面上固定铺设有若干条电热加热丝(43),且电热加热丝(43)沿乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋方向延伸,电热加热丝(43)通电后将热量传递给乙醇气化螺旋坡(42);
所述空心筒(46)内部为空心的蒸汽蓄压腔(51);所述空心筒(46)的筒壁上呈螺旋状的镂空导气窗(45),所述镂空导气窗(45)将所述蒸汽发生环柱腔(44)和蒸汽蓄压腔(51)相互连通;
所述乙醇供给管(49)的出液口同轴心于所述引流尖锥体(50)上方,所述蒸汽蓄压腔(51)内同轴心设置有蒸汽导出立管(48),所述蒸汽导出立管(48)的上端位于所述蒸汽蓄压腔(51)中部,所述蒸汽导出立管(48)下端连通所述乙醇蒸汽导出管(15)的进气端。
2.根据权利要求1所述的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,其特征在于:所述乙醇气化螺旋坡(42)为金属或导热陶瓷结构;且所述乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋帯纵截面呈向下凹陷的圆弧形;所述乙醇供给管(49)内设置有导通方向朝下的单向阀(40);所述镂空导气窗(45)的螺旋曲度与所述乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋曲度一致。
3.根据权利要求2所述的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,其特征在于: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;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)。
4.根据权利要求3所述的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统,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。
5.根据权利要求4所述的一种基于热脱附的土壤修复的热源系统的方法,其特征在于:
蒸汽发生方法:将电热加热丝(43)通电,进而使乙醇气化螺旋坡(42)的坡面处于持续发热状态,由于乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋带内缘一体化连接所述空心筒(46)外壁,因而在热传导的效应下空心筒(46)壁体也处于发热状态,待乙醇气化螺旋坡(42)的温度达到预定温度后,乙醇液体供给装置(53)将液体乙醇通过乙醇供给管(49)向下连续缓慢流出至引流尖锥体(50)上,进而乙醇液体顺着引流尖锥体(50)的锥面向下呈分散状向下流至乙醇气化螺旋坡(42)的坡面上端,然后乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋坡面缓慢下流,在乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡(42)的螺旋坡面缓慢下流的过程中被逐渐加热气化成乙醇蒸汽并扩散至蒸汽发生环柱腔(44)中,通过实时控制乙醇供给管(49)流出液体的流量以及实时调整电热加热丝(43)的加热功率,使乙醇液体沿乙醇气化螺旋坡(42)下流至的螺旋坡面的下端时刚好完全气化完成,这样使整个乙醇气化螺旋坡(42)的坡面所发出的热量都充分利用,尽最大限度提高蒸汽发生效率;进而蒸汽发生环柱腔(44)中的蒸汽通过呈螺旋状的镂空导气窗(45)导入至蒸汽蓄压腔(51)中,然后蒸汽蓄压腔(51)中的乙醇蒸汽随着乙醇气化的累积形成蓄压乙醇蒸汽,蒸汽蓄压腔(51)四周都处于加加温状态,因而蒸汽蓄压腔(51)内不会发生气化现象,而蒸汽蓄压腔(51)的腔顶在引流尖锥体(50)的内表面,因而温度较低,会发生局部的冷凝现象,其冷凝的液体会顺着蒸汽蓄压腔(51)的内壁逐渐下滑,在下滑过程中受到空心筒(46)壁体的加热,进而重新产生气化现象,进而蒸汽蓄压腔(51)中的通过蒸汽导出立管(48)导出至乙醇蒸汽导出管(15)中,进而乙醇蒸汽导出管(15)内的乙醇蒸汽作为燃烧器(14)的蒸汽燃料;
导热介质加热方法: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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