CN112433040A - 一种土壤原位热脱附实验模拟装置 - Google Patents

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孙袭明
赵林
黄梦露
刘嘉澍
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    • G01N33/24—Earth materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
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Abstract

本发明涉及一种土壤原位热脱附实验模拟装置，在不锈钢箱体中填装待试污染土壤并设置加热管和抽提管，通过数字控制系统调节待试污染土壤的加热过程，使土壤中的污染物升温脱附并由抽提管抽提出来，加热脱附过程中土壤各处的温度、热通量数据由温度传感器和热通量传感器收集并在联用计算机系统中自动记录，污染物气液相混合物经过冷凝器、气液分离器后，分离得到的液相被收集至水箱中待检测和处理，分离得到的气相经过活性炭吸附装置并检测其中污染物浓度达标后可正常排放。本发明对实际污染场地的原位热脱附污染治理过程进行准确的实验室模拟，为后续工程应用中场地布设、工艺参数确定等方面提供理论和数据参考。

Description

一种土壤原位热脱附实验模拟装置
技术领域
本发明属于土壤原位热脱附过程实验室模拟的技术领域，涉及一种新型土壤原位热脱附实验模拟装置，适用于对实际污染场地的原位热脱附污染治理过程进行准确的实验室模拟，收集得到的数据可为后续中试实验及实际工程应用提供参考。
背景技术
污染土壤受多种生物、物理、化学作用的影响，其污染程度取决于污染物的特性和土壤的性质。大多数土壤是风化的石头，由微小的矿物颗粒组成，这些矿物颗粒沉积在地壳层上，与植物性有机物混合。水溶性、蒸汽压、吸附剂特性、生物降解性和化学稳定性是影响土壤污染物风化程度的最普遍特征。水溶性、挥发性和生物降解性较强的污染物不太可能在土壤中长期存在，而那些具有相反性质的污染物往往会逐渐从土壤中浸出。随着污染物的风化，其组成和复杂性都会改变，这使其具有更高的分子量、密度和粘度，与土壤的结合也更加紧密。因此，与新近污染的土壤相比，风化污染的土壤通常更难修复。
原位热脱附技术的原理是通过加热提高污染区域的温度，改变目标污染物的物化性质(使蒸汽压、溶解度增大，粘度、表面张力、亨利系数、土-水分配系数减小)，从而显著增加气相或者液相中污染物的浓度，再将污染物抽提、回收并处理处置。本发明是一种新型的土壤原位热脱附实验模拟装置，适用于对实际场地的原位热脱附污染治理过程进行准确的实验室模拟，得到的实验结果可为后续相关中试实验及实际工程应用中场地布设、工艺参数确定等方面提供理论和数据参考。
发明内容
本发明的目的在于克服现有土壤原位热脱附模拟实验技术的不足，提供一种新型的土壤原位热脱附实验模拟装置。
本发明的技术方案是一种土壤原位热脱附实验模拟装置，包括不锈钢箱体,不锈钢箱体中装有加热管和抽提管，加热管与数字控制系统连接，抽提管与冷凝器连接；不锈钢箱体中还可在任意点位设置温度传感器和热通量传感器，温度传感器和热通量传感器与数字控制系统连接；数字控制系统与联用计算机系统连接；冷凝器与气液分离器连接；气液分离器与水箱和活性炭吸附装置连接；活性炭吸附装置后面接有引风机。
所述不锈钢箱体中填装待试污染土壤，用以进行土壤原位热脱附过程的实验模拟。
所述数字控制系统实现对于加热管的温度调控。
所述联用计算机系统和数字控制系统，实现自动化记录温度传感器和热通量传感器测得的数据。
有益效果：
目前的土壤原位热脱附实验模拟装置为污染土壤热脱附过程的微观机理研究和定量分析提供了一种模拟工具。根据本发明的一个方面，给出了一种不锈钢箱体。所述土壤原位热脱附实验模拟装置是在不锈钢箱体中填装待试污染土壤并设置加热管和抽提管，通过数字控制系统调节待试污染土壤的加热过程，使土壤中的污染物升温脱附并由抽提管抽提出来，加热脱附过程中土壤各处的温度、热通量数据由温度传感器和热通量传感器收集并在联用计算机系统中自动记录，污染物气液相混合物经过冷凝器、气液分离器后，分离得到的液相被收集至水箱中待检测和处理，分离得到的气相经过活性炭吸附装置并检测其中污染物浓度达标后可正常排放，整个系统的抽提压力由引风机提供。
本发明可以对实际污染场地的原位热脱附污染治理过程进行准确的实验室模拟，得到的实验结果可为后续相关中试实验及实际工程应用中场地布设、工艺参数确定等方面提供理论和数据参考。
附图说明
图1是土壤原位热脱附实验模拟装置的总体结构图。
图中各件号说明：联用计算机系统1、数字控制系统2、加热管3、抽提管4、不锈钢箱体5、冷凝器6、气液分离器7、水箱8、活性炭吸附装置9、引风机10、温度传感器11、热通量传感器12。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效详细说明如后。
图1是用于模拟实际场地热脱附污染治理过程的一种土壤原位热脱附实验模拟装置的总体结构图。根据本发明的一个方面，给出了一种不锈钢箱体5。所述土壤原位热脱附实验模拟装置是在不锈钢箱体5中填装待试污染土壤并设置加热管3和抽提管4，通过数字控制系统2调节待试污染土壤的加热过程，使土壤中的污染物升温脱附并由抽提管4抽提出来，加热脱附过程中土壤各处的温度、热通量数据由温度传感器11和热通量传感器12收集并在联用计算机系统1中自动记录，污染物气液相混合物经过冷凝器6、气液分离器7后，分离得到的液相被收集至水箱8中待检测和处理，分离得到的气相经过活性炭吸附装置9并检测其中污染物浓度达标后可正常排放，整个系统的抽提压力由引风机10提供。
数字控制系统的具体型号可根据实际加热温度需求的区间来进行选择。一些国际知名品牌不仅稳定可靠，而且其功能也足以满足本发明的实际需要。例如美国Athena 16-JF-B-0-00-CY，适用于电压110V-240VA，可以由面板切换自动、手动或自动微调，从而确保控制温度。ATHENA温度控制器可以自动调整功率输出方式，防止瞬间启动加热烧毁设备，带有电热开路侦测显示功能，可由按键盘切换手动设定功率输出百分比。

Claims (4)

1.一种土壤原位热脱附实验模拟装置，包括不锈钢箱体(5)其特征在于：不锈钢箱体(5)中装有加热管(3)和抽提管(4)，加热管(3)与数字控制系统(2)连接，抽提管(4)与冷凝器(6)连接；不锈钢箱体(5)中还可在任意点位设置温度传感器(11)和热通量传感器(12)，温度传感器(11)和热通量传感器(12)与数字控制系统(2)连接；数字控制系统(2)与联用计算机系统(1)连接；冷凝器(6)与气液分离器(7)连接；气液分离器(7)与水箱(8)和活性炭吸附装置(9)连接；活性炭吸附装置(9)后面接有引风机(10)。
2.根据权利1要求所述的一种土壤原位热脱附实验模拟装置，其特征在于：不锈钢箱体(5)填装待试污染土壤，用以进行土壤原位热脱附过程的实验模拟。
3.根据权利1要求所述的一种土壤原位热脱附实验模拟装置，其特征在于：通过数字控制系统(2)实现对于加热管(3)的温度调控。
4.根据权利1要求所述的一种土壤原位热脱附实验模拟装置，其特征在于：通过联用计算机系统(1)和数字控制系统(2)，实现自动化记录经由温度传感器(11)和热通量传感器(12)测得的数据。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384229A (zh) * 2021-12-14 2022-04-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种多相流圆柱模型试验系统及试验方法
CN115780495A (zh) * 2022-11-28 2023-03-14 浙江大学 模拟场地土壤气相抽提-热脱附的中试装置和方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103350104A (zh) * 2013-07-17 2013-10-16 中国科学院地理科学与资源研究所 一种污染场地原位热强化气相抽提修复集成装备及应用方法
CN203343163U (zh) * 2013-07-04 2013-12-18 中环循(北京)环境技术中心 污染土壤原位复合式脱附修复系统
CN105834205A (zh) * 2016-06-03 2016-08-10 上海格林曼环境技术有限公司 污染场地原位电加热脱附修复技术及其装置
CN106734151A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 北京高能时代环境技术股份有限公司 用于VOCs污染场地的电阻加热原位热脱附修复系统
CN107144592A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 中国科学院南京土壤研究所 一种污染土壤热修复可行性研究实验装置和方法
CN108311535A (zh) * 2017-12-18 2018-07-24 北京市环境保护科学研究院 原位电加热修复有机污染土壤的系统及治理方法
CN109013685A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 北京石油化工学院 一种基于原位热脱附的烃类污染土壤修复系统
CN208810806U (zh) * 2018-06-13 2019-05-03 首钢环境产业有限公司 污染场地原位热脱附处理系统
CN110614266A (zh) * 2019-09-26 2019-12-27 中科鼎实环境工程有限公司 用于修复有机污染土壤的堆体热脱附处理系统
CN111014270A (zh) * 2020-01-03 2020-04-17 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种原位热脱附电加热模拟系统及方法
CN111659723A (zh) * 2020-07-19 2020-09-15 上海康恒环境修复有限公司 一种有机污染土壤原位热脱附修复系统与方法
CN211637711U (zh) * 2020-01-03 2020-10-09 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种原位热脱附电加热模拟系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203343163U (zh) * 2013-07-04 2013-12-18 中环循(北京)环境技术中心 污染土壤原位复合式脱附修复系统
CN103350104A (zh) * 2013-07-17 2013-10-16 中国科学院地理科学与资源研究所 一种污染场地原位热强化气相抽提修复集成装备及应用方法
CN105834205A (zh) * 2016-06-03 2016-08-10 上海格林曼环境技术有限公司 污染场地原位电加热脱附修复技术及其装置
CN106734151A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 北京高能时代环境技术股份有限公司 用于VOCs污染场地的电阻加热原位热脱附修复系统
CN107144592A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 中国科学院南京土壤研究所 一种污染土壤热修复可行性研究实验装置和方法
CN108311535A (zh) * 2017-12-18 2018-07-24 北京市环境保护科学研究院 原位电加热修复有机污染土壤的系统及治理方法
CN208810806U (zh) * 2018-06-13 2019-05-03 首钢环境产业有限公司 污染场地原位热脱附处理系统
CN109013685A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 北京石油化工学院 一种基于原位热脱附的烃类污染土壤修复系统
CN110614266A (zh) * 2019-09-26 2019-12-27 中科鼎实环境工程有限公司 用于修复有机污染土壤的堆体热脱附处理系统
CN111014270A (zh) * 2020-01-03 2020-04-17 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种原位热脱附电加热模拟系统及方法
CN211637711U (zh) * 2020-01-03 2020-10-09 北京高能时代环境技术股份有限公司 一种原位热脱附电加热模拟系统
CN111659723A (zh) * 2020-07-19 2020-09-15 上海康恒环境修复有限公司 一种有机污染土壤原位热脱附修复系统与方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙袭明: "有机污染土壤热脱附技术的影响因素研究及模拟系统开发", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
梁贤伟等: "原位热脱附土壤修复技术的关键影响因素研究", 《广州化工》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384229A (zh) * 2021-12-14 2022-04-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种多相流圆柱模型试验系统及试验方法
CN114384229B (zh) * 2021-12-14 2022-11-01 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种多相流圆柱模型试验系统及试验方法
CN115780495A (zh) * 2022-11-28 2023-03-14 浙江大学 模拟场地土壤气相抽提-热脱附的中试装置和方法

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