CN209222874U - 一种土壤修复热脱附加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤修复热脱附加热装置，包括有主控制器、高频交流电输出模块、温度控制模块和加热单元，其中主控制器与高频交流电输出模块和温度控制模块相连接，主控制器控制高频交流电输出模块的工作，温度控制模块能够把采集的数据实时传输给主控制器，高频交流电输出模块和温度控制模块分别与加热单元相连接，高频交流电输出模块为加热单元提供电力，有益效果：能量转化率高，且操作简单、方便快捷的诸多优点，设置有数个加热单元，能够根据土层性质的差异，分级给不同土层的土体加热。可分段安装、每段具有温度传感器，可以根据温度变化智能改变加热功率，实现智能分段加热，提高热效率实现不同导热系数土层的均匀加热。

Description

一种土壤修复热脱附加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种加热装置，特别涉及一种土壤修复热脱附加热装置。

背景技术

目前，热脱附是热处理技术中的一种，国外开展有机物污染土壤及污泥的热脱附研究始于20世纪80年代。技术原理是，通过加热使土壤中的污染物转化为气相从土壤表面或孔隙中脱附出来，通过控制热脱附系统的温度和污染土壤停留时间有选择的使污染物得以挥发，并不发生氧化、分解等化学反应。热脱附技术具有修复周期短、效率高、成本较传统的固体废弃物焚烧、填埋处理成本低的优势，特别适合石油(包括汽油，柴油，润滑油等)、氯化溶剂、挥发性有机物、半挥发性有机物污染土体的修复。从该技术的国际应用情况来看，其适用面较广、技术成熟，普遍适用于短时间内开发利用场地。

热脱附设备的处理单元主要包括两个：第一个单元为加热单元，用来对待处理的污染物进行加热，使其中的有机污染物挥发成气态后与吸附介质分离；另一个单元为脱附后的气态污染物处理单元，气态污染物的通过该单元的处理后达标排放。原位热脱附技术可以分为电阻热脱附技术、热传导热脱附技术、蒸汽热脱附技术三大类。土壤的导电性是电阻热脱附技术运用的关键。土壤水分损失影响电阻热脱附技术加热效果，因为随着土壤升温水分蒸发，电阻增加(电导率降低)，从而导致向目标区域较干燥部分输送的能量减少。在土壤的渗流带，电极周围一般需要配置加湿系统提供水和盐分，防止电极周围土体变干后电导率降低。此外，为了提高土壤的导电率，在每个电极周围可布设石墨或钢丸增强导电性能；蒸汽热脱附技术是依靠注入土体的高温蒸汽经液化放热的物理反应实现土壤中有机污染物的脱附。注入的蒸汽先对注入井周边土壤进行加热，随着蒸汽的冷凝，热量以辐射状向四周扩散，脱附下来的挥发性有机污染物与热蒸汽和地下水构成气水混合物由抽提井收集处理，由于受到土壤渗透性和加热温度的限制较大，蒸汽热脱附技术在实际运用中相对较少；热传导热脱附技术是指在土壤中安置热处理井，或者在土体表面铺设热处理毯，使得土壤中的有机污染物发生挥发和裂解反应。一般而言，对于污染物埋藏较深，浓度较大的污染场地，常使用热处理井，反之，使用热处理毯。

现有的加热单元以燃气为主，利用天然气、丙烷等燃料燃烧提供热能加热土体实现热脱附，存在着燃料燃烧不充分、温度分布不均匀等问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有热脱附加热装置能源利用率低、温度分布不均且不可控等问题而提供的一种土壤修复热脱附加热装置。

本实用新型提供的土壤修复热脱附加热装置包括有主控制器、高频交流电输出模块、温度控制模块和加热单元，其中主控制器与高频交流电输出模块和温度控制模块相连接，主控制器控制高频交流电输出模块的工作，温度控制模块能够把采集的数据实时传输给主控制器，高频交流电输出模块和温度控制模块分别与加热单元相连接，高频交流电输出模块为加热单元提供电力。

加热单元设置有数个并相串联，每个加热单元均包括有导热护筒、加热棒和线圈，其中加热棒插设在导热护筒的内腔中，加热棒的周圈绕设有线圈，线圈通过导热护筒顶端装配的第一接线柱和第二接线柱与高频交流电输出模块相连接，高频交流电输出模块为线圈提供电力，导热护筒内腔中加热棒与导热护筒内壁之间的空隙填设有导热硅胶，导热硅胶具有绝缘的作用，导热硅胶内插设有第一温度传感器，第一温度传感器通过导热护筒顶端的第三接线柱与温度控制模块相连接，第一温度传感器能够把导热硅胶内的实时温度数据传输给温度控制模块。

集气井内设置有数个第二温度传感器，数个第二温度传感器通过导线与温度控制模块相连接，数个第二温度传感器能够把采集到的土体内的温度数据实时传输给温度控制模块。

主控制器、高频交流电输出模块、温度控制模块和加热单元均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的加热装置中的加热单元设置有数个，数个加热单元放入加热井内，每个加热单元分别与高频交流电输出模块相接，根据现有的地层资料，通过控制每个加热单元的电流大小，针对不同的土层性质的土层，设置不同的输出电流大小，对加热单元进行分级加热，导热护筒顶端的第一接线柱和第二接线柱与高频交流电输出模块连接后，导热护筒内腔中的线圈内部产生环形电流磁场，在加热棒内部产生感应电流—涡流，感应电流在加热棒上产生热效应，加热棒上的热量通过导热硅胶和导热护筒传递给周边的土体，加热井周边的土体通过热辐射的形式对周围土体进行热传导升温，挥发性和半挥发性有机污染物从土体中脱附下来，通过集气井进行收集处理。加热过程中，第一温度传感器和第二温度传感器将采集到的温度数据通过温度控制模块传输给主控制器，主控制器对温度数据进行处理，经与设定的工作温度对比，由主控制器向高频电流输出模块发出指令，改变电流大小，以改变相应位置的温度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的加热装置与传统的热脱附技术加热装置相比更加高效，能量转化率高，且操作简单、方便快捷的诸多优点，本实用新型能够通过温度控制模块，智能完成温度数据的采集、处理和调节输入电流的大小，改变温度，使装置尾端的温度满足工作温度。本实用新型设置有数个加热单元，能够根据土层性质的差异，分级给不同土层的土体加热。该装置采用涡流加热的原理，可分段安装、每段具有温度传感器，可以根据温度变化智能改变加热功率，实现智能分段加热，提高热效率实现不同导热系数土层的均匀加热。

附图说明

图1为本实用新型所述加热装置整体结构示意图。

图2为本实用新型所述加热单元结构示意图。

图3为本实用新型所述导热护筒顶端接线柱布置结构示意图。

上图中的标注如下：

1、主控制器 2、高频交流电输出模块 3、温度控制模块

4、加热单元 5、导热护筒 6、加热棒 7、线圈 8、第一接线柱

9、第二接线柱 10、导热硅胶 11、第一温度传感器 12、第三接线柱

13、土体 14、集气井 15、第二温度传感器 16、加热井。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示：

本实用新型提供的土壤修复热脱附加热装置包括有主控制器1、高频交流电输出模块2、温度控制模块3和加热单元4，其中主控制器1与高频交流电输出模块2和温度控制模块3相连接，主控制器1控制高频交流电输出模块2的工作，温度控制模块3能够把采集的数据实时传输给主控制器1，高频交流电输出模块2和温度控制模块3分别与加热单元4相连接，高频交流电输出模块2为加热单元4提供电力。

加热单元4设置有数个并相串联，每个加热单元4均包括有导热护筒5、加热棒6和线圈7，其中加热棒6插设在导热护筒5的内腔中，加热棒6的周圈绕设有线圈7，线圈7通过导热护筒5顶端装配的第一接线柱8和第二接线柱9与高频交流电输出模块2相连接，高频交流电输出模块2为线圈7提供电力，导热护筒5内腔中加热棒6与导热护筒5内壁之间的空隙填设有导热硅胶10，导热硅胶10内插设有第一温度传感器11，第一温度传感器11通过导热护筒5顶端的第三接线柱12与温度控制模块3相连接，第一温度传感器11能够把导热硅胶10内的实时温度数据传输给温度控制模块3。

集气井14内设置有数个第二温度传感器15，数个第二温度传感器15通过导线与温度控制模块3相连接，数个第二温度传感器15能够把采集到的土体13内的温度数据实时传输给温度控制模块3。

主控制器1、高频交流电输出模块2、温度控制模块3和加热单元4均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的加热装置中的加热单元4设置有数个，数个加热单元4放入加热井16内，每个加热单元4分别与高频交流电输出模块2相接，根据现有的地层资料，通过控制每个加热单元4的电流大小，针对不同的土层性质的土层，设置不同的输出电流大小，对加热单元4进行分级加热，导热护筒5顶端的第一接线柱8和第二接线柱9与高频交流电输出模块2连接后，导热护筒5内腔中的线圈7内部产生环形电流磁场，在加热棒6内部产生感应电流—涡流，感应电流在加热棒6上产生热效应，加热棒6上的热量通过导热硅胶10和导热护筒5传递给周边的土体13，加热井16周边的土体13通过热辐射的形式对周围土体13进行热传导升温，挥发性和半挥发性有机污染物从土体13中脱附下来，通过集气井14进行收集处理。加热过程中，第一温度传感器11和第二温度传感器15将采集到的温度数据通过温度控制模块3传输给主控制器1，主控制器1对温度数据进行处理，经与设定的工作温度对比，由主控制器1向高频电流输出模块2发出指令，改变电流大小，以改变相应位置的温度。

Claims (2)

1.一种土壤修复热脱附加热装置，其特征在于：包括有主控制器、高频交流电输出模块、温度控制模块和加热单元，其中主控制器与高频交流电输出模块和温度控制模块相连接，主控制器控制高频交流电输出模块的工作，温度控制模块能够把采集的数据实时传输给主控制器，高频交流电输出模块和温度控制模块分别与加热单元相连接，高频交流电输出模块为加热单元提供电力。

2.根据权利要求1所述的一种土壤修复热脱附加热装置，其特征在于：所述的加热单元设置有数个并相串联，每个加热单元均包括有导热护筒、加热棒和线圈，其中加热棒插设在导热护筒的内腔中，加热棒的周圈绕设有线圈，线圈通过导热护筒顶端装配的第一接线柱和第二接线柱与高频交流电输出模块相连接，高频交流电输出模块为线圈提供电力，导热护筒内腔中加热棒与导热护筒内壁之间的空隙填设有导热硅胶，导热硅胶内插设有第一温度传感器，第一温度传感器通过导热护筒顶端的第三接线柱与温度控制模块相连接，第一温度传感器能够把导热硅胶内的实时温度数据传输给温度控制模块。