CN210497636U - 一种原位土壤热脱附用加热井系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种原位土壤热脱附用加热井系统，包括插入污染土壤中的加热外管、设置在加热外管内的加热内管、以及设置于加热外管外侧的抽提管道，加热内管与加热外管之间形成一输送间隙，加热气体由加热内管中输入后进入输送间隙中对土壤进行加热，再由加热外管的上端输出土壤，土壤被加热汽化后所产生的污染气体由抽提管道中输出。由于是在土壤原位进行处理，不开挖、不运输，避免了污染土壤的遗撒、大规模的转移，减少了工程土方量。同时，提供安全的操作环境，便于施工人员的工作。

Description

一种原位土壤热脱附用加热井系统

技术领域

本实用新型涉及土壤环境修复技术领域，具体涉及一种原位土壤热脱附用加热井系统。

背景技术

随着我国工业生产的发展，工厂造成的污染导致土壤遭受污染，严重威胁了生态环境和人类健康。对于有机烃类的土壤污染，采用原位热脱附的修复技术是非常有效的处理途径，其原理是将污染土壤在原来的位置，加热土壤至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和停留时间，有选择的促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离，达到去除的目的。

原位热脱附修复技术可以在污染场地原位实施，无需对污染土壤进行开挖等作业，主要由场地原位加热单元、污染物抽提与回收单元以及废水/废气处理单元等构成。其中场地原位加热单元是原位热脱附技术的核心，其通过在场地内将电能、热能或者化学能等不同形式的能量以原位电阻发热、电热转换或燃烧产热后原位热传导加热或者原位蒸汽注射加热等方式转化或转移至污染场地，使受污染的土壤逐步升温达到目标修复温度并维持一定时间，从而可将目标污染物从原本赋存的土壤介质分离去除。该技术对污染物的污染程度和场地地质和水文地质条件不敏感，可以有效修复重污染、地质和水文地质条件复杂的污染场地。

目前，原位热脱附修复技术在国内污染场地修复中的工程应用仍然较为有限，限制其推广应用的主要原因在于部分场地临时性的大规模用电不易获取、蒸汽注射加热脱附技术易受到场地地质条件和目标温度上限的限制、脱附出的土壤气体不易有效捕集而逃逸污染环境等各种困难。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种原位土壤热脱附用加热井系统，利用热空气对污染土壤进行加热，土壤中所含的污染物受热后汽化由抽提管道收集到土壤外面进行集中处理，结构简单、热交换效率高、污染物脱附快。

本实用新型采用如下技术方案：

一种原位土壤热脱附用加热井系统，所述系统包括插入污染土壤中的加热外管、设置在所述加热外管内的加热内管、以及设置于所述加热外管外侧的抽提管道，所述加热内管与所述加热外管之间形成一输送间隙，加热气体由所述加热内管中输入后进入所述输送间隙中对所述土壤进行加热，再由所述加热外管的上端输出所述土壤，所述土壤被加热汽化后所产生的污染气体由所述抽提管道中输出。

所述加热内管的两端开口，所述加热外管的底端封口，所述加热内管和加热外管的顶端通过一开口法兰固定连接，所述开口法兰与供应加热气体的加热装置可拆卸固定连接，所述加热外管在伸出所述土壤的侧壁上设有排气口；所述抽提管道的底端封口，位于所述土壤内的所述抽提管道沿其管壁周向自下而上开设有多个气道。

所述气道为沿所述抽提管道周向设置的切缝，每个所述气道沿所述抽提管道周向上的弧长为所述抽提管道周长的1/4。

优选地，位于所述抽提管道同一周向位置设有呈对称设置的两个所述气道，每个所述气道沿所述抽提管道周向上的弧长为所述抽提管道周长的1/4。

所述抽提管道沿着所述加热外管的周向设有多个，每个所述加热外管外壁与所述抽提管道外壁间形成5-15cm的距离。

所述加热外管外壁和所述抽提管道外壁与所述土壤之间、所述加热外管外壁与所述抽提管道外壁之间填充有细石。

所述排气口处还设有负压装置。

所述覆盖层包括自上而下依次设置的上钢板层、隔热层、混凝土层、下钢板层和砾石层，所述砾石层与所述土壤接触。

所述加热内管的下端外侧壁上还设有定位肋板，所述定位肋板与所述加热外管内壁固定连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

A、本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，设置在污染场地内，利用热空气在井管内流动吸收热量并传导给受污染的土壤，土壤中所含的污染物受热后汽化，由抽提管道收集到土壤外面进行集中处理。由于是在土壤原位进行处理，不开挖、不运输，避免了污染土壤的遗撒、大规模的转移，减少了工程土方量。同时，提供安全的操作环境，便于施工人员的工作。

B、本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，在污染土壤表面铺设砾石层，并在砾石层上铺设下层钢板，同时在下层钢板上浇筑有混凝土层，可有效防止污染蒸汽的散逸，通过下层钢板可以起到很好的密封作用，同时还可以解决传统混凝土作为覆盖结构所存在的开裂和蒸汽泄露的技术问题，达到很好的原位热脱附修复效果；在混凝土层上设置了保温棉和上层钢板，上层钢板和保温棉的设置可以进一步有效密封污染蒸汽，具有更好的密封效果，同时上层钢板可以走人，对保温棉起到很好的防水作用，使得修复效果更佳。

C、本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，结构和工作原理简单、热交换效率高、污染物脱附快，具有较好的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统整体结构示意图；

图2为本实用新型中加热外管结构示意图；

图3为本实用新型中加热外管俯视图；

图4为本实用新型中加热内管结构示意图；

图5为本实用新型中加热内管在定位肋板处结构断面图；

图6为本实用新型中抽提管道在气道处结构断面图；

图7为本实用新型中抽提管道剖面图；

图8为本实用新型中抽提管道布置方式示意图。

图中标识如下：

1-加热外管；2-加热内管，21-定位肋板；3-抽提管道，31-气道；4-土壤；5-细石；6-排气口；7-覆盖层，71-上钢板层，72-隔热层，73-混凝土层，74-下钢板层，75-砾石层；8-开口法兰；9-负压装置；10-绑丝。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种原位土壤热脱附用加热井系统，包括插入污染土壤4中的加热外管1、设置在加热外管1内的加热内管2、以及设置于加热外管1外侧的抽提管道3，加热内管2与加热外管1之间形成一输送间隙，加热气体由加热内管2中输入后进入输送间隙中对土壤4进行加热，再由加热外管1的上端输出土壤4，土壤4被加热汽化后所产生的污染气体由抽提管道3中输出。本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，设置在污染场地内，利用热空气在井管内流动吸收热量并传导给受污染的土壤，土壤中所含的污染物受热后汽化，由抽提管道收集到土壤外面进行集中处理。由于是在土壤原位进行处理，不开挖、不运输，避免了污染土壤的遗撒、大规模的转移，减少了工程土方量。同时，提供安全的操作环境，便于施工人员的工作。

进一步地，加热外管1、加热内管2和抽提管道3均采用导热性能好的不锈钢材质。加热内管2的两端开口，加热外管1的底端封口，加热内管2和加热外管1的顶端通过一开口法兰8固定连接，开口法兰8的外侧与供应加热气体的加热装置通过螺栓可拆卸固定连接；抽提管道3的底端封口；加热内管2的下端外侧壁上还设有定位肋板21(如图4、图5所示)，定位肋板21与加热外管1内壁固定连接，用于限定加热内管2在加热外管1内的位置。位于土壤4内的抽提管道3沿其管壁周向自下而上开设有多个气道31，气道31为每层两个沿抽提管道3周向对称设置的切缝，每个气道31沿抽提管道3周向上的弧长为抽提管道3周长的1/4；气道31外侧采用不锈钢筛网包覆，并在不锈钢筛网外用不锈钢绑丝进行绑扎，如图6、图7所示。

加热外管1可以与水平面竖直或倾斜布置，抽提管道3与加热外管1平行设置，且加热外管1进入土壤4中的深度不小于抽提管道3进入土壤的深度。抽提管道3可沿着加热外管1的周向设有多个(如图8所示)，每个加热外管1外壁与抽提管道3外壁间、以及加热外管1外壁与土壤4之间均有5-15cm的间隙，且在间隙内均填充有细石5，如图1所示。

如图1、图2所示，位于地面以上的加热外管1的侧壁上设有一排气口6，对污染土壤加热后的废气自排气口6排出，在排气口6外侧处还设有负压装置9，通过负压抽取各个加热外管1内的废气，负压装置9可选用真空泵风机。抽提管道3的输出端通过风机对抽提管道3进行连接用于进行后期气体处理。

如图1所示，土壤4的上方还设有用于保温和防高温开裂的覆盖层7，加热外管1和抽提管道3穿过覆盖层7固定置于土壤4中。具体地，覆盖层7包括自上而下依次设置的上钢板层71、隔热层72、混凝土层73、下钢板层74和砾石层75，砾石层75与土壤4接触。本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，在污染土壤表面铺设砾石层，并在砾石层上铺设下层钢板，同时在下层钢板上浇筑有混凝土层，可有效防止污染蒸汽的散逸，通过下层钢板可以起到很好的密封作用，同时还可以解决传统混凝土作为覆盖结构所存在的开裂和蒸汽泄露的技术问题，达到很好的原位热脱附修复效果；在混凝土层上设置了保温棉和上层钢板，上层钢板和保温棉的设置可以进一步有效密封污染蒸汽，具有更好的密封效果，同时上层钢板可以走人，对保温棉起到很好的防水作用，使得修复效果更佳。

本实用新型原位土壤热脱附用加热井系统，结构和工作原理简单、热交换效率高、污染物脱附快，具有较好的推广价值。

本实用新型一种燃烧控制装置，结构和工作原理简单，容易操作，自动化程度较高，具有较好的推广价值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述系统包括插入污染土壤(4)中的加热外管(1)、设置在所述加热外管(1)内的加热内管(2)、以及设置于所述加热外管(1)外侧的抽提管道(3)，所述加热内管(2)与所述加热外管(1)之间形成一输送间隙，加热气体由所述加热内管(2)中输入后进入所述输送间隙中对所述土壤(4)进行加热，再由所述加热外管(1)的上端输出所述土壤(4)，所述土壤(4)被加热汽化后所产生的污染气体由所述抽提管道(3)中输出。

2.根据权利要求1所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述加热内管(2)的两端开口，所述加热外管(1)的底端封口，所述加热内管(2)和加热外管(1)的顶端通过一开口法兰(8)固定连接，所述开口法兰(8)与供应加热气体的加热装置可拆卸固定连接，所述加热外管(1)在伸出所述土壤(4)的侧壁上设有排气口(6)；所述抽提管道(3)的底端封口，位于所述土壤(4)内的所述抽提管道(3)沿其管壁周向自下而上开设有多个气道(31)。

3.根据权利要求2所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述气道(31)为沿所述抽提管道(3)周向设置的切缝，每个所述气道(31)沿所述抽提管道(3)周向上的弧长为所述抽提管道(3)周长的1/4。

4.根据权利要求3所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，位于所述抽提管道(3)同一周向位置设有呈对称设置的两个所述气道(31)，每个所述气道(31)沿所述抽提管道(3)周向上的弧长为所述抽提管道(3)周长的1/4。

5.根据权利要求2-4任一项所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述抽提管道沿着所述加热外管的周向设有多个，每个所述加热外管(1)外壁与所述抽提管道(3)外壁间形成5-15cm的距离。

6.根据权利要求5所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述加热外管(1)外壁和所述抽提管道(3)外壁与所述土壤(4)之间、所述加热外管(1)外壁与所述抽提管道(3)外壁之间填充有细石(5)。

7.根据权利要求6所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述排气口(6)处还设有负压装置(9)。

8.根据权利要求1所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述土壤(4)的上方还设有用于保温和防高温开裂的覆盖层(7)，所述加热外管(1)和抽提管道(3)穿过所述覆盖层(7)固定置于所述土壤(4)中。

9.根据权利要求8所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述覆盖层(7)包括自上而下依次设置的上钢板层(71)、隔热层(72)、混凝土层(73)、下钢板层(74)和砾石层(75)，所述砾石层(75)与所述土壤(4)接触。

10.根据权利要求9所述的原位土壤热脱附用加热井系统，其特征在于，所述加热内管(2)的下端外侧壁上还设有定位肋板(21)，所述定位肋板(21)与所述加热外管(1)内壁固定连接。

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