CN204769864U - 用于含油土壤修复的热脱附加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，其结构包括：微波加热装置(3)、超声分散装置(4)和红外加热装置(5)；微波加热装置(3)和超声分散装置(4)均固定于壳体(2)的顶部，并且微波加热装置(3)位于超声分散装置(4)的左侧，而红外加热装置(5)固定于壳体(2)的底部；在对含油土壤加热过程中，含油土壤放置于壳体(2)内的下部，超声分散装置(4)开启，先采用红外加热装置(5)加热至预设温度，再开启微波加热装置(3)进行加热。本实用新型实施例不仅能够有效保持加热的稳定性和均匀性，使含油土壤的修复效果大幅提升，而且结构简单、能耗低、适用范围广。

Description

用于含油土壤修复的热脱附加热设备

技术领域

本实用新型涉及含油土壤修复技术领域，尤其涉及一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备。

背景技术

热脱附技术是通过直接或间接加热使挥发性物质从不挥发性物质中脱附的技术，它是修复污染土壤的有效技术之一。与焚烧不同，热脱附技术并不是使有机污染组分分解，而是通过直接或间接加热将土壤中的有机污染组分加热至挥发，从而使有机污染组分与土壤分离，达到修复土壤的目的。研究及应用结果表明：热脱附技术对于含油土壤修复有很好的修复效果。

目前，热脱附加热设备主要由加热容器、风机和加热装置等部件构成；其中，现有的加热装置主要采单一的用燃烧加热或微波加热，但是采用燃烧加热存在加热时间长、能耗高、脱附效率低等问题，而采用微波加热存在加热不均，容易产生闪点等问题，因此现有的热脱附加热设备对含油土壤的修复效果较差，而且十分不稳定。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，不仅能够有效保持加热的稳定性和均匀性，使对含油土壤的修复效果大幅提升，而且结构简单、能耗低、适用范围广。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，包括：支架1、壳体2、微波加热装置3、超声分散装置4和红外加热装置5；壳体2固定于支架1上；壳体2的左侧端面设有壳体进气口21，而壳体2的右侧端面设有壳体出气口22；壳体2的左侧端部设有壳体进料口23，而壳体2的右侧端部设有壳体出料口24；微波加热装置3和超声分散装置4均固定于壳体2的顶部；红外加热装置5固定于壳体2的底部；

在对含油土壤加热过程中，含油土壤放置于壳体2内的下部，超声分散装置4开启，先采用红外加热装置5加热至预设温度，再开启微波加热装置3进行加热；保护气体经由壳体进气口21进入壳体2的内部，再经由壳体出气口22排出壳体2的外部；脱除油污后的干净土壤经由壳体出料口24排出壳体2的外部。

优选地，所述的壳体进气口21和壳体出气口22均位于壳体2水平轴线的上方。

优选地，微波加热装置3位于壳体2的竖直中心线的左侧，而超声分散装置4位于微波加热装置3的右侧。

优选地，还包括：控制装置和温度检测装置；控制装置分别与微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置电连接，并控制微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置运作；

在对含油土壤加热过程中，温度检测装置实时检测红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度，并将温度检测结果反馈给控制装置；而控制装置根据该温度检测结果将红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度控制在脱附温度范围内，从而使该热脱附加热设备进入保持脱附温度状态，含油土壤中的油污逐渐脱除。

优选地，还包括：加热罐7和罐体转轴8；壳体进料口23设于壳体2左端的顶部，而壳体出料口24设于壳体2右端的底部；加热罐7设于壳体2的内部，并且加热罐7上对应壳体进料口23的位置设有罐体进料口73，而对应壳体出料口24的位置设有罐体出料口74；加热罐7的左侧端面上设有罐体进气口71，而加热罐7的右侧端面上设有罐体出气口72；

罐体转轴8沿壳体2的水平轴心线穿过壳体2的左侧端面、加热罐7的左侧端面、加热罐7的右侧端面和壳体2的右侧端面，并且带动加热罐7旋转；而罐体转轴8的左右两端均设置于支架1上；在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于加热罐7的内部，罐体进料口73密封，加热罐7随罐体转轴8旋转。

优选地，所述的罐体出料口74是设于加热罐7右端圆周上的一个独立开口，或者，是分布于加热罐7右端圆周上的多个出料孔。

优选地，还包括：皮带传输机构；壳体进料口23设于壳体2的左侧端面，而壳体出料口24设于壳体2的右侧端面；皮带传输机构包括传送带61和传送带滚筒62；传送带61装配在传送带滚筒62上，并且通过壳体进料口23和壳体出料口24横穿壳体2；而传送带滚筒62设于壳体2的外部，并且带动传送带61运转；在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于壳体2内部的传送带61上。

优选地，壳体进料口23上设有壳体进料口挡板25，而壳体出料口24上设有壳体出料口挡板25；在对含油土壤加热过程中，壳体进料口挡板25将壳体进料口23密封，壳体出料口挡板25将壳体出料口24密封。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备先通过红外加热装置5对含油土壤浅层进行加热，当其温度达到预设温度时，再开启微波加热装置3开始对含油土壤的内部直接加热，这种先对含油土壤浅层进行加热再对含油土壤内部直接加热的方式不仅可以使含油土壤受热均匀、稳定，而且使含油土壤中的油污可以由外向内的逐渐脱除，从而使该热脱附加热设备对含油土壤的修复效果大幅提升。同时，在对含油土壤加热过程中，开启的超声分散装置4可以将聚结在一起的土壤颗粒分散开来，不仅有利于含油土壤中油污的去除，而且可以有效避免聚结在一起的土壤颗粒在加热过程中突然炸裂损坏设备。由此可见，本实用新型实施例不仅能够有效保持加热的稳定性和均匀性，使含油土壤的修复效果大幅提升，而且结构简单、能耗低、适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动行的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例所提供的热脱附加热设备的结构示意图一。

图2为本实用新型实施例所提供的热脱附加热设备的结构示意图二。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

首先需要说明的是，本申请文件中描述的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等带有方向性的词句仅是本申请所述热脱附加热设备在如图1和图2所示方式放置时的状态，这仅是为了更加清晰地表示出部件间的相对位置关系，当该热脱附加热设备的方式发生改变时，“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等方向也会随之发生改变，但这仍属于本申请的保护范围。下面对本实用新型所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备进行详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备，其具体结构均包括：支架1、壳体2、微波加热装置3、超声分散装置4和红外加热装置5；壳体2固定于支架1上；壳体2的左侧端面设有壳体进气口21，而壳体2的右侧端面设有壳体出气口22；壳体2的左侧端部设有壳体进料口23，而壳体2的右侧端部设有壳体出料口24；微波加热装置3和超声分散装置4均固定于壳体2的顶部，红外加热装置5固定于壳体2的底部。

在对含油土壤加热过程中，含油土壤处于壳体2内的下部，超声分散装置4开启，将聚结在一起的土壤颗粒进行分散；先采用红外加热装置5加热至预设温度，再开启微波加热装置3进行加热，并且红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度控制在脱附温度范围内，含油土壤中的油污逐渐变为气相油从土壤中脱除；保护气体经由壳体进气口21进入加热罐7内部，再经由壳体出气口22排出，这可以将从含油土壤中脱除的气相油排出到壳体2的外部；脱除油污后的干净土壤可以通过壳体出料口24排出壳体2的外部。

其中，该热脱附加热设备的各部件可包括以下具体实施方案：

(1)由于含油土壤是放置于壳体2内的下部(无论是图1中的加热罐7内部，还是图2中的传送带61上，含油土壤均是处于壳体2内的下部，即使加热罐7旋转，大部分含油土壤也是在重力作用下处于壳体2内的下部)，而微波加热装置3和超声分散装置4均是穿透壳体2(及图1中的加热罐7)直接作用于含油土壤的，因此将微波加热装置3和超声分散装置4均固定于壳体2的顶部，可以使含油土壤与微波加热装置3和超声分散装置4之间保持一定距离，这不仅有利于微波加热装置3直接对含油土壤的内部进行加热，使加热更加均匀，而且有利于超声分散装置4对处于不同位置的聚结在一起的土壤颗粒进行分散，提高了分散效果，有利于土壤的均匀稳定。

(2)由于含油土壤是放置于壳体2内的下部，而红外加热装置5是由近及远逐渐传递热能的，因此将红外加热装置5固定于壳体2的底部，可以使含油土壤与红外加热装置5之间的距离尽可能的小，这有利于红外加热装置5对壳体2内气氛和土壤浅层进行加热。

(3)由于含油土壤是放置于壳体2内的下部，而含油土壤中脱除的气相油是向上运动的，因此将壳体进气口21和壳体出气口22均设于壳体2水平轴线的上方，这十分有助于保护气体将气相油快速排出到壳体2的外部。

(4)由于壳体进料口23设于壳体2的左侧端部，而壳体出料口24设于壳体2的右侧端部，因此含油土壤在壳体2内是由左向右运动的。将微波加热装置3设于壳体2的竖直中心线的左侧，可以使微波加热装置3有充足的时间对含油土壤进行加热，以提高对含油土壤的修复效果；如果微波加热装置3设于壳体2的竖直中心线的右侧，则很可能出现微波加热装置3未充分加热，含油土壤就已经从壳体出料口24排出，这会降低对含油土壤的修复效果。又含油土壤在加热一段时间后容易聚结在一起形成较硬的土壤颗粒，因此将超声分散装置4设于微波加热装置3的右侧更加有利于对聚结在一起的土壤颗粒进行分散。

(5)该热脱附加热设备还可以包括控制装置和温度检测装置；控制装置分别与微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置电连接，并控制微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置运作。

在对含油土壤加热过程中，温度检测装置可以实时检测红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度，并将温度检测结果反馈给控制装置，而控制装置可以根据温度检测结果将红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度严格控制在脱附温度范围内，从而使该热脱附加热设备进入保持脱附温度状态，含油土壤中的油污可以逐渐脱除。通过该控制装置可以智能化控制该热脱附加热设备的运行。

(6)红外加热装置5先加热到预设温度，这一预设温度通常状况下最好在200～400℃之间，由于红外加热的转换效率高，转换时间短，因此红外加热装置5能够很快达到200～400℃之间，而在这一中低温度范围内，土壤浅层中大部分污染物能够快速挥发出来，这十分有助于后续微波加热对土壤内层有机物的脱除。该预设温度可以根据实际的工艺需求进行设定。在实际应用中，超声分散装置4的超声波总功率最好为2～20kw，这可以有效分散聚结在一起的土壤颗粒；红外加热装置5的功率最好为1～10kw，这可以达到高效转化加热，快速脱除土壤浅层中污染物的目的；微波加热装置3的微波功率最好为600～15000w，频率最好为2.45GHz，这可以有效对土壤内部加热；超声分散装置4、红外加热装置5和微波加热装置3具体采用什么操作参数进行工作，工作人员可以根据实际工艺需求进行优化选择。

具体地，该热脱附加热设备的工作原理如下：在对含油土壤加热过程中，先采用红外加热装置5对壳体2内的气氛以及含油土壤浅层和底部进行加热，当红外加热装置5的加热温度达到预设温度时，开启微波加热装置3，微波加热装置3开始对含油土壤的内部直接加热；这种先对含油土壤浅层进行加热再对含油土壤的内部直接加热的方式，能够有效避免加热过快，从而不仅可以使含油土壤受热均匀、稳定，而且可以使含油土壤中的油污可以由外向内的快速脱除，因此该热脱附加热设备能够大幅提升对含油土壤的修复效果。同时，在对含油土壤加热过程中，开启的超声分散装置4可以将聚结在一起的土壤颗粒分散开来，能够有效避免局部加热过快，从而使土壤受热更加均匀、保持高效稳定，进而有效避免聚结在一起的土壤颗粒在加热过程中突然炸裂。此外，保护气体经由壳体进气口21进入加热罐7内部，再经由壳体出气口22排出，这可以将从含油土壤中脱除的气相油从壳体2内快速排出。

综上可见，本实用新型实施例不仅能够有效保持加热的稳定性和均匀性，使含油土壤的修复效果大幅提升，而且结构简单、能耗低、适用范围广。

为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以几个具体实施例并结合附图来对本实用新型实施例所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备进行详细描述。

实施例一

如图1所示，一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，其具体结构可以包括：支架1、壳体2、微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5、加热罐7、罐体转轴8、控制装置和温度检测装置；

壳体2固定于支架1上；壳体2的左侧端面设有壳体进气口21，而壳体2的右侧端面设有壳体出气口22；壳体2左端的顶部设有壳体进料口23，而壳体2右端的底部设有壳体出料口24；微波加热装置3和超声分散装置4均固定于壳体2的顶部；红外加热装置5固定于壳体2的底部；控制装置分别与微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置电连接。

加热罐7设于壳体2的内部，并且加热罐7上对应壳体进料口23的位置设有罐体进料口73，而对应壳体出料口24的位置设有罐体出料口74；加热罐7的左侧端面上设有罐体进气口71，而加热罐7的右侧端面上设有罐体出气口72；罐体转轴8沿壳体2的水平轴心线穿过壳体2的左侧端面、加热罐7的左侧端面、加热罐7的右侧端面和壳体2的右侧端面，并且带动加热罐7旋转；而罐体转轴8的左右两端均设置于支架1上。

在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于加热罐7的内部，罐体进料口73密封，罐体转轴8带动加热罐7旋转，超声分散装置4开启，先采用红外加热装置5加热至预设温度，再开启微波加热装置3进行加热；温度检测装置实时检测红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度，并将温度检测结果反馈给控制装置，而控制装置根据温度检测结果将红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度严格控制在脱附温度范围内，从而使含油土壤中的油污逐渐脱除，形成气相油；保护气体依次经由壳体进气口21和罐体进气口71进入到加热罐7的内部，再依次经由罐体出气口72和壳体出气口22排出，从而将气相油排出到壳体2的外部；脱除油污后的干净土壤可以通过壳体出料口24排出壳体2的外部。

具体地，壳体进气口21和壳体出气口22最好均位于壳体2水平轴线的上方。微波加热装置3最好位于壳体2的竖直中心线的左侧，而超声分散装置4最好位于微波加热装置3的右侧。罐体出料口74可以是设于加热罐7右端圆周上的一个独立开口，或者，也可以是分布于加热罐7右端圆周上的多个出料孔。

进一步地，本实施例一所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备的优点是：在对含油土壤加热过程中，加热罐7是旋转的，而这一旋转可以进一步促进加热的稳定与充分，使油分净化比较彻底，适用于对含油量高或含重油组分的土壤进行修复。

实施例二

如图2所示，一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，其具体结构可以包括：支架1、壳体2、微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置、皮带传输机构、控制装置和温度检测装置；

壳体2固定于支架1上；壳体2的左侧端面设有壳体进气口21和壳体进料口23，而壳体2的右侧端面设有壳体出气口22和壳体出料口24；壳体进料口23和壳体出料口24均位于壳体2水平轴线的下方；微波加热装置3和超声分散装置4均固定于壳体2的顶部；红外加热装置5固定于壳体2的底部；控制装置分别与微波加热装置3、超声分散装置4、红外加热装置5和温度检测装置电连接。

皮带传输机构包括传送带61和传送带滚筒62；传送带61装配在传送带滚筒62上，并且通过壳体进料口23和壳体出料口24横穿壳体2；而传送带滚筒62设于壳体2的外部，并且带动传送带61运转。

在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于壳体2内部的传送带61上，超声分散装置4开启；先采用红外加热装置5加热至预设温度，再开启微波加热装置3进行加热；温度检测装置实时检测红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度，并将温度检测结果反馈给控制装置，而控制装置根据温度检测结果将红外加热装置5和微波加热装置3的加热温度严格控制在脱附温度范围内，从而使含油土壤中的油污逐渐脱除，形成气相油；保护气体经由壳体进气口21进入到壳体2的内部，再经由壳体出气口22排出，从而将气相油排出到壳体2的外部；在处理完一批含油土壤后，传送带61可以由左向右运动，从而使脱除油污后的干净土壤可以通过壳体出料口24排出壳体2的外部。

具体地，壳体进气口21和壳体出气口22最好均位于壳体2水平轴线的上方。微波加热装置3最好位于壳体2的竖直中心线的左侧，而超声分散装置4最好位于微波加热装置3的右侧。壳体进料口23上设有壳体进料口挡板25，而壳体出料口24上设有壳体出料口挡板25；在对含油土壤加热过程中，壳体进料口挡板25将壳体进料口23密封，壳体出料口挡板25将壳体出料口24密封。

进一步地，本实施例二所提供的用于含油土壤修复的热脱附加热设备的优点是：本实施例二可以组成移动撬装装置，直接在污染场地进行实时净化处理，并且处理能力较强，处理时间短，适用于对含轻质油分的土壤进行修复。

综上可见，本实用新型实施例不仅能够有效保持加热的稳定性和均匀性，使含油土壤的修复效果大幅提升，而且结构简单、能耗低、适用范围广。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于含油土壤修复的热脱附加热设备，其特征在于，包括：支架(1)、壳体(2)、微波加热装置(3)、超声分散装置(4)和红外加热装置(5)；

壳体(2)固定于支架(1)上；壳体(2)的左侧端面设有壳体进气口(21)，而壳体(2)的右侧端面设有壳体出气口(22)；壳体(2)的左侧端部设有壳体进料口(23)，而壳体(2)的右侧端部设有壳体出料口(24)；

微波加热装置(3)和超声分散装置(4)均固定于壳体(2)的顶部；红外加热装置(5)固定于壳体(2)的底部；

在对含油土壤加热过程中，含油土壤放置于壳体(2)内的下部，超声分散装置(4)开启，先采用红外加热装置(5)加热至预设温度，再开启微波加热装置(3)进行加热；保护气体经由壳体进气口(21)进入壳体(2)的内部，再经由壳体出气口(22)排出壳体(2)的外部；脱除油污后的干净土壤经由壳体出料口(24)排出壳体(2)的外部。

2.根据权利要求1所述的热脱附加热设备，其特征在于，所述的壳体进气口(21)和壳体出气口(22)均位于壳体(2)水平轴线的上方。

3.根据权利要求1所述的热脱附加热设备，其特征在于，微波加热装置(3)位于壳体(2)的竖直中心线的左侧，而超声分散装置(4)位于微波加热装置(3)的右侧。

4.根据权利要求1所述的热脱附加热设备，其特征在于，还包括：控制装置和温度检测装置；控制装置分别与微波加热装置(3)、超声分散装置(4)、红外加热装置(5)和温度检测装置电连接，并控制微波加热装置(3)、超声分散装置(4)、红外加热装置(5)和温度检测装置运作；

在对含油土壤加热过程中，温度检测装置实时检测红外加热装置(5)和微波加热装置(3)的加热温度，并将温度检测结果反馈给控制装置；而控制装置根据该温度检测结果将红外加热装置(5)和微波加热装置(3)的加热温度控制在脱附温度范围内，从而使该热脱附加热设备进入保持脱附温度状态，含油土壤中的油污逐渐脱除。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热脱附加热设备，其特征在于，还包括：加热罐(7)和罐体转轴(8)；壳体进料口(23)设于壳体(2)左端的顶部，而壳体出料口(24)设于壳体(2)右端的底部；

加热罐(7)设于壳体(2)的内部，并且加热罐(7)上对应壳体进料口(23)的位置设有罐体进料口(73)，而对应壳体出料口(24)的位置设有罐体出料口(74)；加热罐(7)的左侧端面上设有罐体进气口(71)，而加热罐(7)的右侧端面上设有罐体出气口(72)；

罐体转轴(8)沿壳体(2)的水平轴心线穿过壳体(2)的左侧端面、加热罐(7)的左侧端面、加热罐(7)的右侧端面和壳体(2)的右侧端面，并且带动加热罐(7)旋转；而罐体转轴(8)的左右两端均设置于支架(1)上；

在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于加热罐(7)的内部，罐体进料口(73)密封，加热罐(7)随罐体转轴(8)旋转。

6.根据权利要求5所述的热脱附加热设备，其特征在于，所述的罐体出料口(74)是设于加热罐(7)右端圆周上的一个独立开口，或者，是分布于加热罐(7)右端圆周上的多个出料孔。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的热脱附加热设备，其特征在于，还包括：皮带传输机构；壳体进料口(23)设于壳体(2)的左侧端面，而壳体出料口(24)设于壳体(2)的右侧端面；

皮带传输机构包括传送带(61)和传送带滚筒(62)；传送带(61)装配在传送带滚筒(62)上，并且通过壳体进料口(23)和壳体出料口(24)横穿壳体(2)；而传送带滚筒(62)设于壳体(2)的外部，并且带动传送带(61)运转；

在对含油土壤加热过程中，含油土壤置于壳体(2)内部的传送带(61)上。

8.根据权利要求7所述的热脱附加热设备，其特征在于，壳体进料口(23)上设有壳体进料口挡板(25)，而壳体出料口(24)上设有壳体出料口挡板(25)；

在对含油土壤加热过程中，壳体进料口挡板(25)将壳体进料口(23)密封，壳体出料口挡板(25)将壳体出料口(24)密封。