CN207386153U - 土壤靶向加热装置 - Google Patents

Abstract

一种土壤靶向加热装置，用于对土壤进行精准加热，包括能够埋设在土壤内的套管以及安装在套管内的加热管。所述加热管轴向分为多个加热部，加热部内安装有能够单独开启的加热器件，用以对套管内轴向上的不同位置分别进行加热。通过启动设定位置的加热器件，能够使加热管上设定位置的加热部发热，从而通过套管对土壤内设定位置进行加热，实现了对土壤的精准加热，能够根据土壤中污染物的位置精确控制加热区间，仅对目标区段进行加热，提高了热脱附处理的能源利用率。

Description

土壤靶向加热装置

技术领域

本实用新型属于环保处理设备领域，尤其涉及一种用于土壤热脱附处理的土壤靶向加热装置。

背景技术

热脱附技术属于一种热处理技术，即通过热交换，将土壤中的有机污染物加热到足够温度，以使污染物从土壤颗粒上得以挥发或分离，并进入气处理系统的过程。

目前国内常用的热脱附处理技术以异位热脱附技术为主，即通过开挖将污染土壤转移至处理场地后，以连续或间歇的方式进行处置，通常所用设备占地面积较大，在诸如城市搬迁化工厂污染场地修复时，周边可用的硬化空地较少，往往难以在污染场地附近就近处理，因此该技术对于无法开挖或运输距离很远的场地，以及在开挖过程中会产生较大异味的场地，存在施工困难大、成本高或引发社会群体形式事件的风险。

近年来出现了一种原位热脱附技术，对土壤不进行开挖，而是将热能直接导入地下，通过热传导作用对全部土壤进行加热，再通过抽提系统将污染气体捕捉和收集。该技术对污染场地扰动小，所需设备简单，不易引起二次污染。但目前面对污染物在地层中分段分布，深度不一的场地，采用全段热脱附贯穿加热及抽提方式，存在加热区间加热段应用无选择能力、靶向目标跟踪不明确、不能动态适应污染区块全程加热变化，造成非目标区段的能源浪费及设备折旧加速等损失，成本管控风险增大，企业经济效益降低。

实用新型内容

本实用新型针对目前原位热脱附技术存在加热精确性差、能源浪费较多的技术问题，提出一种能够精确控制加热区间、提高能源利用率的土壤靶向加热装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种土壤靶向加热装置，用于对土壤进行精准加热，包括能够埋设在土壤内的套管以及安装在套管内的加热管.

所述加热管轴向分为多个加热部，加热部内安装有能够单独开启的加热器件，用以对套管内轴向上的不同位置分别进行加热。

作为优选，所述加热管上轴向安装有多个隔板，用以将所述套管内分成多个加热空间，所述加热部位于相邻隔板之间。

作为优选，所述加热管设置有多个，与同一隔板相连，以使相邻加热管间隔设置。

作为优选，所述套管伸出土壤的一端上，安装有能够对套管进行密封的安装座，所述加热管与安装座相连，用以对加热管进行安装固定。

作为优选，所述套管伸出土壤的一端内，安装有由保温材料制成并能够对其密封的保温件，所述保温件固定在安装座上，所述加热管穿过所述保温件。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、通过启动设定位置的加热器件，能够使加热管上设定位置的加热部发热，从而通过套管对土壤内设定位置进行加热，实现了对土壤的精准加热，能够根据土壤中污染物的位置精确控制加热区间，仅对目标区段进行加热，提高了热脱附处理的能源利用率。

2、通过隔板将套管内分成多个加热空间，加热部在对应的加热空间中对其进行加热，隔板降低了相邻加热空间之间的热量流动，使热量集中在对应的加热空间内，从而具有足够的温度将对应部位的土壤进行加热，同时避免热量进入未启动的加热部所处加热空间内，从而避免热能浪费，并且能够同时保证加热位置的精准性和加热的效果。

3、加热管设置多个，能够使同一深度区间具有多个加热部，通过同一深度区间加热部工作的数量，调节对应深度位置的加热能力，从而根据污染情况能够处理不同数量的污染物，提高处理效率。

4、安装座和保温件能够对套管进行密封隔热，防止热量流失，保证能源利用率，同时为加热管提供了固定，使其能够在套管内悬空，保证各个表面都能够与套管内的气体接触，提高加热效率。

附图说明

图1为土壤靶向加热装置的结构示意图；

以上各图中：1、套管；1.1、加热空间；2、加热管；2.1、加热部；2.2、加热器件；3、隔板；4、安装座；5、保温件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，土壤靶向加热装置，用于在对土壤进行热脱附处理时，对土壤内的污染物进行精准加热。

土壤靶向加热装置包括能够埋设在土壤内的套管1以及安装在套管1内的加热管2。

套管1竖向埋设到土壤中，一端设置有开口，并伸出到土壤外；另一端封闭，用以避免土壤以及土壤中的污染物进入到套管1内。

加热管2轴向分为多个加热部2.1，加热部2.1内安装有加热器件2.2，用以使对应的加热部2.1发热。

加热器件2.2为电阻丝等能够将电能转化为热能的元器件。

对土壤进行热脱附处理时，对土壤内污染物的所在深度分布进行测量。启动与污染物所处深度位置相对应的加热器件2.2，进而使对应深度的加热部2.1发热，热能通过套管1传递到土壤中，对具有污染物的土壤进行加热，对没有污染物的土壤不进行加热，降低能源的浪费，实现了加热区间的精确控制，根据污染物所在位置的目标区段对污染物进行精确加热，提高了能源利用率。

为了进一步提高能源利用率，加热管上2轴向安装有多个隔板3，用以将套管1内分成多个加热空间1.1，加热部2.1位于相邻隔板3之间。

加热器件2.2启动使加热部2.1发热，产生的热能传递到加热空间1.1中的气体中，再由气体传递到管套1上，最后通过管套1传递到土壤中，对污染物进行加热。

由于气体具有流动性，受热的气体流动性更加剧烈。隔板3的设置阻碍了相邻加热空间1.1之间气体的流动，从而降低了加热空间1.1之间热量传递的速度，避免热量大量传递到不在污染物所处深度的加热空间1.1中，使热能集中在于污染物所处深度相同的加热空间1.1，使更多的热量传递到污染物中，加快污染物的气化，避免热能浪费，同时保证传递给污染物的热量足够使其气化，保证加热位置的精准性和加热的效果。

为了增加每个深度区间热脱附处理效率，加热管2设置有多个，使同一深度区间内，具有多个安装有加热器件2.2的加热部2.1。

当位于某一深度区间的污染物较多时，增加位于该深度区间的加热器件2.2的数量，使该深度区间更多的加热部2.1发热，产生更多的热能传递给土壤中的污染物，使较多的污染物迅速气化和处理。当某一深度区间的污染物较少时，减少位于该深度区间的加热器件2.2的数量，降低该深度区间发热的加热部2.1数量，降低传递到土壤中的热量，以适应较少污染物的气化和处理。

通过深度区间发热的加热部2.1数量的调节，最大程度的提高了热能的利用率，同时使污染物能够更快的气化和处理。

加热管2设置多个时，同一隔板3与各个加热管2都相连，通过隔板3对各个加热管2进行固定，同时使相邻加热管2间隔设置，使加热管2的表面最大程度的与加热空间1.1内的气体接触，使热量能够更加快速的传递到加热空间1.1的气体中，进而传递到土壤中的污染物，提高热脱附处理的效率。

同时各个加热管2也通过隔板3相连，增加了其固定的牢固性。

为了避免加热管2与管套1接触，使其在管套1内悬空，管1伸出土壤的一端上安装有能够对套管1进行密封的安装座4，加热管2与安装座4相连，用以对加热管2进行安装固定。

安装座4将管套1的开口密封，避免热量的流失，保证能源的利用率，同时也为加热管2提供了固定点，使其位于套管1内的部位悬空，加热管2表面最大程度的与套管1内气体接触，提高热传递效率。

为了进一步提高隔热效果，套管1伸出土壤的一端内安装有由保温材料制成并能够对其密封的保温件5，保温件5固定在安装座4上，使安装座4和保温件5形成一个密封塞结构，保温件5查到套管1内。

由于加热管2与安装座4相连，加热管2穿过保温件4，保温件4对加热管2进行一定程度的固定，同时将加热管2隔开，使加热管2之间具有间隙。

为了对各个深度区间的加热温度进行监控，加热管上安装有热电偶，热电偶设置探杆伸入到加热管内，并设置有多个测温点，用以测量对应加热部的温度，以便在温度过高时关闭加热管2中加热器件2.2，避免温度过高造成加热管2的损坏。

Claims (5)

1.一种土壤靶向加热装置，用于对土壤中的污染物进行精准加热，其特征在于，包括能够埋设在土壤内的套管(1)以及安装在套管(1)内的加热管(2)，

所述加热管(2)轴向分为多个加热部(2.1)，加热部(2.1)内安装有加热器件(2.2)，用以使对应的加热部(2.1)发热。

2.根据权利要求1所述的土壤靶向加热装置，其特征在于，所述加热管(2) 上轴向安装有多个隔板(3)，用以将所述套管(1)内分成多个加热空间(1.1)，所述加热部(2.1)位于相邻隔板(3)之间。

3.根据权利要求2所述的土壤靶向加热装置，其特征在于，所述加热管(2)设置有多个，与同一隔板(3)相连，以使相邻加热管(2)间隔设置。

4.根据权利要求1所述的土壤靶向加热装置，其特征在于，所述套管(1)伸出土壤的一端上，安装有能够对套管(1)进行密封的安装座(4)，所述加热管(2)与安装座(4)相连，用以对加热管(2)进行安装固定。

5.根据权利要求4所述的土壤靶向加热装置，其特征在于，所述套管(1)伸出土壤的一端内，安装有由保温材料制成并能够对其密封的保温件(5)，所述保温件(5)固定在安装座(4)上，所述加热管(2)穿过所述保温件(5)。