CN208213932U - 一种原位燃气热脱附土壤修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种原位燃气热脱附土壤修复装置，包括依次连通的燃气进气管、真空泵、燃气换热腔、燃烧器、气流导向管；还包括有机污染物抽提管、废气换热腔；气流导向管的外侧设有外管，气流导向管的一端与燃烧器连通，另一端与外管连通，燃烧器产生的废气经气流导向管进入外管；外管通过废气管连通废气换热腔；废气换热腔与燃气换热腔内分别设有同一热管管束的加热段和散热段；废气换热腔内还设有换热管束，换热管束在废气流动方向上位于热管管束的下游；废气换热腔的出口连通排气管，将废气排出；抽提管通过有机污染物管连通燃气进气管，使有机污染物与燃气混合。本实用新型能够提高污染土壤原位修复的稳定性、可靠性、高效性及节能性。

Description

一种原位燃气热脱附土壤修复装置

技术领域

本实用新型属于土壤修复技术领域，具体涉及一种原位燃气热脱附土壤修复装置。

背景技术

土壤本来是各类废弃物的天然收容所和净化处理场所，土壤接纳污染物，并不表示土壤即受到污染，只有当土壤中收容的各类污染物过多，影响和超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响，才表明土壤受到了污染。造成土壤污染的原因很多，如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等。有机污染场地被开发作商用和民用，其中的大量有毒有机物质，会严重影响着生态环境和人体健康，因此亟需对有机污染场地进行高效、快速的修复。物理修复的方法已经公开报导的有，包括清洗法、蒸发法、电修复法、热修复法、通风去污和焚烧法。相关土壤修复技术，包括气相抽提(Soil Vapor Extraction,SVE)技术、原位氧化技术、可渗透反应墙(Permeable Reaction Barrier,PRB)技术、阴燃(Self-Sustaining Treatmentfor Active Remediation,STAR)技术等，已经取得了很好的发展。

原位燃气土壤修复技术在修复有机污染土壤时分为两个过程，热解吸过程和抽提过程。其原理可以简要描述如下：在燃烧室中燃烧天然气或液化石油气，产生高温气体；将高温气体注入单个的加热井中，并使其在井内往返流动；高温气体间接加热土壤，通过热传导方式加热目标修复区域，使得土壤温度升高到目标温度；当土壤温度达到目标值后，土壤中的污染物能够从土壤中迅速解吸并分离出来。分离出来的有机污染物通过抽提的方式使之脱离原土壤而达到修复的目的。该技术对于深层(-10m以下)有机污染土壤治理尤其是深层粘性有机污染土壤的修复非常高效。该技术中还有一个核心技术，其原理是将热脱附抽提出来的有机废气送到燃烧室焚烧，因此不需要用传统的吸附、氧化等技术来对有机污染废气进行处理，这样就不会产生二次污染且节省能源。

原位燃气土壤修复技术在废气回烧这一重要环节还不完善，修复时废气需要另外处理，进而增加了修复成本。最后在施工工艺、高温烟气再利用等方面也不够完善。排出的废气温度过高，达不到排放标准。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种原位燃气热脱附土壤修复装置，能够提高污染土壤原位修复的稳定性、可靠性、高效性及节能性，使气体排放温度达标。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种原位燃气热脱附土壤修复装置，包括依次连通的燃气进气管、真空泵、燃气换热腔、燃烧器、气流导向管；还包括有机污染物抽提管、废气换热腔；所述气流导向管的外侧设有外管，气流导向管的一端与燃烧器连通，另一端与外管连通，燃烧器产生的废气经气流导向管进入外管；所述外管通过废气管连通废气换热腔；所述废气换热腔与燃气换热腔内分别设有同一热管管束的加热段和散热段；所述废气换热腔内还设有换热管束，换热管束在废气流动方向上位于热管管束的下游；所述废气换热腔的出口连通排气管，将废气排出；所述有机污染物抽提管通过有机污染物管连通燃气进气管，使有机污染物与燃气混合。

进一步的，所述换热管束为翅片管管束，所述翅片管管束的上下分别设有工质进口和工质出口。

进一步的，所述外管的长度为500－1500mm。

进一步的，所述外管的材质为金属、高分子、玻璃或者陶瓷。

有益效果：1、本实用新型将有机污染物燃烧时产生的热量用来提供给需修复的污染土壤加热，非常高效、绿色、环保；

2、燃烧产生的废气一部分先后经两级换热，能够充分吸收排放气体的热量，使其达到排放标准。

3、能够提高污染土壤原位修复的稳定性、可靠性、高效性及节能性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为翅片管管束的结构示意图；

图中标号：1、燃气进气管；2、真空泵；3、燃气换热腔；4、燃烧器；5、有机污染物管；6、有机污染物抽提管；7、气流导向管；8、外管；9、热管管束；10、废气换热腔；11、换热管束；12、排气管；13、废气管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

使用时将本实用新型的外管插入待修复土壤的加热井中。如图1所示，燃烧天然气或液化石油气依次经燃气进气管1、真空泵2、燃气换热腔3，进入燃烧器4燃烧，产生高温气体。高温气体经气流导向管7流入外管8内，具有很好的传热性的外管8将高温气体的热量传递给土壤，加热目标修复区域，使得土壤温度升高到目标温度。当土壤温度达到目标值后，土壤中的污染物能够从土壤中迅速解吸并分离出来。分离出来的有机污染物通过有机污染物抽提管6使之脱离原土壤，并经有机污染物管5送入燃气进气管1中与天然气或液化石油气混合，一并进入燃烧室4焚烧。燃烧产生的废气自外管8，经废气管13，进入废气换热腔10。废气换热腔3内的废气接触热管管束9，使得热管管束9加热段管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷气体冷凝向散热段放出潜热。冷凝液借毛细力和重力的作用回流，继续受热汽化，这样往复循环将大量热量从废气换热腔10传递到废气换热腔3，将燃气换热腔3内的气体加热。经热管管束9换热后的废气温度仍然颇高达不到排放标准，随后废气在翅片管管束间流动，工质在翅片管管束内流动，如图2所示，两者之间进行热交换，工质被加热，气体被冷却，最终到达排放标准，自排气管12排出。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种原位燃气热脱附土壤修复装置，其特征在于，包括依次连通的燃气进气管(1)、真空泵(2)、燃气换热腔(3)、燃烧器(4)、气流导向管(7)；还包括有机污染物抽提管(6)、废气换热腔(10)；所述气流导向管(7)的外侧设有外管(8)，气流导向管(7)的一端与燃烧器(4)连通，另一端与外管(8)连通，燃烧器(4)产生的废气经气流导向管(7)进入外管(8)；所述外管(8)通过废气管(13)连通废气换热腔(10)；所述废气换热腔(10)与燃气换热腔(3)内分别设有同一热管管束(9)的加热段和散热段；所述废气换热腔(10)内还设有换热管束(11)，换热管束(11)在废气流动方向上位于热管管束(9)的下游；所述废气换热腔(10)的出口连通排气管(12)，将废气排出；所述有机污染物抽提管(6)通过有机污染物管(5)连通燃气进气管(1)，使有机污染物与燃气混合。

2.根据权利要求1所述的一种原位燃气热脱附土壤修复装置，其特征在于，所述换热管束(11)为翅片管管束，所述翅片管管束的上下分别设有工质进口和工质出口。

3.根据权利要求1所述的一种原位燃气热脱附土壤修复装置，其特征在于，所述外管(8)的长度为500－1500mm。

4.根据权利要求1所述的一种原位燃气热脱附土壤修复装置，其特征在于，所述外管(8)的材质为金属、高分子、玻璃或者陶瓷。