CN110523759A - 用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，包括能够对污染土壤进行加热的至少一根加热井管，还包括对应至少一根加热井管设置且能够收集气态污染物的至少一根抽提管，至少一根加热井管和至少一根抽提管均部分或者全部位于污染土壤中，加热井管包括加热井筒体、安装于加热井筒体内的电加热管和存储于加热井筒体内的液态导热介质，还包括与抽提管相连且位于抽提管下游的微燃器，抽提管收集的气态污染物进入微燃器，微燃器内设有加热部，加热部能够对进入微燃器内的气态污染物进行燃烧。该设备能够实现高效修复土壤且避免二次污染。

Description

用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备

技术领域

本发明涉及环境保护设备和污染土壤处理技术，具体涉及一种用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备。

背景技术

随着工业的发展，从药物、石油化工、油脂、溶剂、农药以及其他工业生产向环境中排放的有机毒物与日俱增，不仅导致土壤受到污染，地下水也受到污染。据统计，世界上化学品销售目前已达7～8万种，且每年有1000～1600种新化学品进入市场。它们造成的有机污染能够长距离迁移并长期存在于环境，具有长期残留性、生物蓄积性、挥发性、半挥发性和高毒性。

长期以来，化学农药在全球每年的生产量和使用量已达数百万吨。农药的施用造成含有各种人工合成化学物质的有机废弃物通过各种途径进入土壤，从而对土壤环境造成了不同程度的危害。这些有机化合物在土壤中可以发生许多迁移、转化过程，其残留物及其转化产物对环境质量、农产品安全和人类健康造成了严重的威胁。

原位热脱附技术在治理修复有机污染土壤过程中发挥了重要作用，该技术是在污染土壤的原始位置对污染土壤进行修复，具体的，将污染土壤加热至目标污染物沸点以上，使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。热脱附过程可以使土壤中有机化合物产生挥发和裂解等物理化学变化。当污染物转化为气态后，其流动性将大大提高，挥发出来的气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。

目前，常用的热脱附修复技术有如下：

在污染土壤区域挖掘沟槽，进而直接向沟槽内通入蒸汽进行加热；或者，在污染土壤区域插入加热管，于加热管内放置有电阻丝进行土壤加热；待土壤中的污染物转化为气态后，现有技术中往往采取在土壤中设置气体收集设备，该设备仅仅是起到收集作用，进而再将收集的气体输送到其他处理设备，再进行下一步的气体处理。

上述的修复技术具有如下缺陷：

挖掘沟槽的成本较高；通入蒸汽或者采用电阻丝加热的方式并不理想，该种加热方式并不能使污染土壤均匀受热，进而土壤中的污染物并不能完全被蒸发，修复效果较差；现有的设备，比如气体收集设备和后续的其他处理设备，其结构比较复杂，且对于收集的气体的处理的效率较慢，甚至有二次污染的可能。

因此，如何提供一种能够实现高效修复土壤且避免二次污染的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备。

本发明提供了一种用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备,包括能够对污染土壤进行加热的至少一根加热井管，还包括对应所述至少一根加热井管设置且能够收集气态污染物的至少一根抽提管，所述至少一根加热井管和所述至少一根抽提管均部分或者全部位于污染土壤中，所述加热井管包括加热井筒体、安装于所述加热井筒体内的电加热管和存储于所述加热井筒体内的液态导热介质，还包括与所述抽提管相连且位于所述抽提管下游的微燃器，所述抽提管收集的所述气态污染物进入所述微燃器，所述微燃器内设有加热部，所述加热部能够对进入所述微燃器内的气态污染物进行燃烧。

优选地，所述微燃器的工作温度为600-800℃。

优选地，所述液态导热介质为高温导热油。

优选地，所述微燃器开设空气入口，所述空气入口处安装有助燃阀，所述微燃器的下游连接有负压排放风机。

优选地，所述加热井管的上端连接有电控箱，所述电控箱与所述电加热管电连接且能够控制所述电加热管开启或者关闭或者调控所述电加热管的温度。

优选地，所述加热部为电热丝，所述电控箱与所述电热丝电连接且能够控制所述电热丝开启或者关闭或者调控所述电热丝的温度。

优选地，所述微燃器外周侧环设有保温层。

优选地，所述加热井筒体内设有能够测量所述液态导热介质的加热井感温体。

优选地，所述微燃器内设有能够测量所述微燃器温度的微燃器感温体。

优选地，所述抽提管上开设若干抽提孔。

本发明提供的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，具有如下技术效果：

本发明加热井管采用液态的导热液特别是作为传热介质，能够很好的导热和散热，大大提高了能源的利用效率和土壤的受热均匀，可使土壤温度均匀升高，能够让土壤快速升温到目标温度，改变了传统加热井管的单程传热，传热介质停留时间短，热效率低等缺点。同时，导热液可以抵消管外土壤压力，起到保护管壁的作用，使加热管不易在施工和加热运行过程中产生弯折。本发明采用电能这种清洁能源作为加热能源和尾气燃烧能源，加热和燃烧过程中不会产生二次污染，同时微燃器的存在使得抽提出来的气体立马得到燃烧，避免了现有技术中气体污染物停留时间长发生化学反应以产生污染更大的物质尤其二噁英的可能。进一步的，可根据具体的污染土壤情况，来选取合适的加热井管和抽提管的数量，使用较灵活。

作为优选，微燃器内的温度控制在600-800℃，可以将有机的气体污染物充分燃烧。

作为优选，高温导热油的导热性能较好，易获取成本较低。

作为优选，采用负压排放风机，其抽吸时在抽提管内形成负压，可从助燃阀吸入空气有利于抽吸上来的气相污染物得到充分燃烧。

作为优选，电控箱的设置，可以在不浪费能耗前提下更好的对土壤加热温度和尾气燃烧温度进行控制。

作为优选，保温层可对微燃器起到保温作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的原位热脱附修复的设置的一种具体实施方式的的结构示意图；

图2为图1的加热井管结构示意图；

图3为图1的抽提管结构示意图。

附图标记说明：

1—电控箱，2—加热井管，3—电加热管，4—加热井筒体，5—高温导热油，6—加热井连接法兰，7—加热井感温体，8—微燃器，9—接线盒，10—助燃阀，11—出口法兰，12—微燃器感温体，13—电热丝，14—微燃室，15—保温层，16—抽提管连接法兰，17—抽提孔，18—抽提管，19—放空阀。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例。下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下获得的所有实施例，均属于本发明保护范围。

图1为本发明所提供的原位热脱附修复的设备的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1的加热井管结构示意图；图3为图1的抽提管结构示意图。

参考图1，一种具体实施方式中，该设备包括能够对污染土壤进行加热的一根加热井管2，还包括对应该加热井管2设置且能够收集气态污染物的一根抽提管18，其中，加热井管2包括加热井筒体4、安装于所述加热井筒体4内的电加热管3和存储于所述加热井筒体4内的液态导热介质，如图1所示，该设备还包括与所述抽提管18相连且位于所述抽提管18下游的微燃器8，所述抽提管18收集的所述气态污染物进入所述微燃器8，所述微燃器8内设有加热部，所述加热部能够对进入所述微燃器8内的气态污染物进行燃烧。

其中，加热井管2和抽提管18可以部分或者全部的插入土壤中，优选的是，两者平行且均竖直插入土壤中，当然这里可以不限制抽提管18和加热井管2的安装角度。

该具体实施方式中，设置一根加热井管2和一根抽提管18，当然，不限于此，比如，可以设置一根加热井管2和环绕在该加热井管2外的若干抽提管18，具体的，可根据加热井管2的加热能力，在该加热井管2周围能被充分加热的污染土壤中插入若干根抽提管18，这样可以将环绕在加热井管2周围的污染土壤进行修复处理，一次性修复完成更大面积的污染土壤。

已知的是，微燃器8的出口端应该连接尾气冷凝净化装置(附图中未示出)，当在加热井管2的周围设置多根抽提管18时，每根抽提管18上端微燃器8上的出口法兰11可以与一排放总管连通，再将排放总管与尾气冷凝净化装置连通，其中，微燃器8内设有微燃室14，加热部位于该微燃室14内。

该具体实施方式中，加热井筒体4可采用无缝钢管制成，具有传热效率高、刚度好等特点；其上还设有放空阀19，用于当加热井管2内温度过高，管内压力过大时适当放气，消除管内压力，保障安全。

抽提管18也是采用无缝钢管制成。

本发明加热井管2采用液态的导热液特别是作为传热介质，能够很好的导热和散热，大大提高了能源的利用效率和土壤的受热均匀，可使土壤温度均匀升高，能够让土壤快速升温到目标温度，改变了传统加热井管的单程传热，传热介质停留时间短，热效率低等缺点。同时，导热液可以抵消管外土壤压力，起到保护管壁的作用，使加热井管2不易在施工和加热运行过程中产生弯折。本发明采用电能这种清洁能源作为加热能源，不会产生二次污染，同时微燃器8的存在使得抽提出来的气体立马得到燃烧，避免了现有技术中气体污染物停留时间长发生化学反应以产生污染更大的物质尤其二噁英的可能。进一步的，可根据具体的污染土壤情况，来选取合适的加热井管2和抽提管18的数量，使用较灵活。

进一步的，微燃器8的温度为600-800℃。于该温度的微燃器8内，气体停留时间1-2秒，即可充分燃烧。

微燃器8内的温度控制在600-800℃，可以将有机的气体污染物充分燃烧。

优选的实施方式中，液态导热介质为高温导热油5，高温导热油5最高温度可达到400℃，高于大多数有机污染物沸点，因此，可以用于处理绝大部分有机污染物。

高温导热油5的导热性能较好，易获取成本较低。

该具体实施方式中，如图1所示，微燃器8开设空气入口，所述空气入口处安装有助燃阀10，所述微燃器8的下游连接有负压排放风机。

采用负压排放风机，其抽吸时在抽提管18内形成负压，可从助燃阀10吸入空气有利于抽吸上来的气相污染物得到充分燃烧。

一种实施方式中，负压排放风机采用高压漩涡风机。

如图1所示，加热井管2的上端连接有电控箱1，所述电控箱1与所述电加热管3电连接且能够控制所述电加热管3开启或者关闭或者调控所述电加热管3的温度。

进一步的，加热部为电热丝13，所述电控箱1与所述电热丝13电连接且能够控制所述电热丝13开启或者关闭或者调控所述电热丝13的温度。

具体地，电加热管3通过电控箱1上的开关开启或关闭，通过温控按钮调节电加热管3温度；类似的，微燃器8中微燃室14内的温度也是通过电控箱1进行调控。

电控箱1的设置，可以在不浪费能耗前提下更好的对土壤加热温度和尾气燃烧温度进行控制。

如图1所示，该具体实施方式中，微燃器8上设有接线盒9，其中该接线盒9内布置有电线，该电线一端连接电控箱1，另一端连接电热丝13。

如图1所示，该具体实施方式中，微燃器8的微燃室14外周侧环设有保温层15。

保温层15可对微燃器8起到保温作用。

该具体实施方式中，加热井筒体4内设有能够测量所述液态导热介质的加热井感温体7，微燃器8内设有能够测量所述微燃器8温度的微燃器感温体12。感温体的设置，可实施测量液态导热介质和微燃器8内的温度。

该具体实施方式中，抽提管18上开设若干抽提孔17，具体的，抽提管18的地下部分的管壁上成型多个对通、均布的抽提孔17，抽提孔17每隔100mm对通布设，经加热土壤后所形成的气相污染物、水蒸气通过抽提孔17进入抽提管18内部。

便于实际过程中的安装，可在加热井管2上设置加热井连接法兰6，同样的，可知抽提管18上设置抽提管连接法兰16。具体见图1。

进一步的，加热井管2和根抽提管18均部分或者全部位于污染土壤中。

本发明加热井管2和抽提管18的长度可以根据需要进行设计，理想长度为3200mm，其中3000mm埋于土壤中，留200mm长度位于地上。

以上所述的实施例仅仅只是对本发明专利的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，对于所属领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案所做的各种变形和改进，均应属于本发明权利要求书确定的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，包括能够对污染土壤进行加热的至少一根加热井管，还包括对应所述至少一根加热井管设置且能够收集气态污染物的至少一根抽提管，所述至少一根加热井管和所述至少一根抽提管均部分或者全部位于污染土壤中，所述加热井管包括加热井筒体、安装于所述加热井筒体内的电加热管和存储于所述加热井筒体内的液态导热介质，还包括与所述抽提管相连且位于所述抽提管下游的微燃器，所述抽提管收集的所述气态污染物进入所述微燃器，所述微燃器内设有加热部，所述加热部能够对进入所述微燃器内的气态污染物进行燃烧。

2.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述微燃器的工作温度为600-800℃。

3.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述液态导热介质为高温导热油。

4.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述微燃器开设空气入口，所述空气入口处安装有助燃阀，所述微燃器的下游连接有负压排放风机。

5.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述加热井管的上端连接有电控箱，所述电控箱与所述电加热管电连接且能够控制所述电加热管开启或者关闭或者调控所述电加热管的温度。

6.根据权利要求5所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述加热部为电热丝，所述电控箱与所述电热丝电连接且能够控制所述电热丝开启或者关闭或者调控所述电热丝的温度。

7.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，其特征在于，所述微燃器外周侧环设有保温层。

8.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述加热井筒体内设有能够测量所述液态导热介质的加热井感温体。

9.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述微燃器内设有能够测量所述微燃器温度的微燃器感温体。

10.根据权利要求1所述的用于有机污染土壤原位热脱附修复的设备，其特征在于，所述抽提管上开设若干抽提孔。