CN210907375U - 一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环境工程领域，具体涉及一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，包括热传导装置、提取装置、处理装置和控制装置；所述热传导装置用于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；所述热传导装置包括加热井、助燃风机、燃烧器和燃料供应系统，所述加热井包括内管和外管，所述内管设置在外管内部；所述燃料供应系统内放置有燃料供应装置，所述燃料通过管道输送给燃烧器；所述燃烧器内设置有PLC系统、点火装置、熄火保护装置和无线传输装置，解决了现有技术问题存在的效率低、修复周期长、去污不彻底和能源来源单一技术缺陷。本实用新型提供一种具有效率高、绿色环保、修复长期短、能源多样、可重复利用的原位燃气热脱附装置。

Description

一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置

技术领域

本实用新型涉及环境工程领域，具体涉及一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置。

背景技术

土壤作为工农业生产的基础和环境要素的重要组成部分，是人类赖以生存的自然资源，它吸纳环境中约90％的污染物。随着郊区化和逆城市化进程的推进，大量的城市企业实施了搬迁，2008年我国关停并转迁的企业数达到22488个，这些工业废弃场地在生产过程中的“跑、冒、滴、漏”等现象以及各种环境事故会导致各种挥发性污染物进入到场地的土壤中，形成大量的污染场地，亟待修复。挥发性有机污染物是工业场地土壤中最突出且最普遍的污染物之一，它们已被列为优先控制的污染物，这和该类污染物所具有的严重危害性是密不可分的。挥发性有机污染物的成分复杂，具有的特殊气味能使人体呈现种种不适应，并具有毒性、刺激性、致癌作用，特别是苯、甲苯及多环芳烃类对人体健康会造成很大的伤害。当其存在于土壤环境中时，会带来严重的环境问题，包括二次污染大气，加速地下管线的老化，直接威胁地下水的安全，影响农作物的生长和产量等。而许多工业活动过程中都会产生大量挥发性有机物，如石油化工、焦化化工、加油站以及挥发机动车尾气等。因此，我国挥发性有机污染场地的治理拥有广阔市场需求和前景。

现有土壤气相抽提技术通常在常温条件下实施，该技术通常适用的土壤类型和污染种类较有限，且常温气相抽提技术实施后期，土壤中挥发性有机物会出现慢解吸、慢扩散、污染物再次吸附现象，常温气相抽提技术效率大幅下降，呈现出修复效率低、修复周期长、难以彻底去除污染物等致命弱点，而现阶段我国污染场地修复工程存在时间紧、任务重等特点，传统常温土壤气相抽提技术已经无法满足要求。

实用新型内容

针对现有技术问题存在的效率低、修复周期长、去污不彻底和能源来源单一技术缺陷。本实用新型提供一种新的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，该用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置具有效率高、绿色环保、修复长期短、能源多样可重复利用的性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

为解决上述技术缺陷，本实用新型提供一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，包括热传导装置、提取装置、处理装置和控制装置；所述热传导装置用于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；所述热传导装置包括加热井、助燃风机、燃烧器和燃料间，所述加热井之间的间距为1.5～4米，所述加热井包括内管和外管，所述内管设置在外管内部；所述燃气间内放置有燃料，所述燃料通过管道输送给燃烧器；所述燃烧器内设置有PLC系统、点火装置、熄火保护装置和无线传输装置；

所述提取装置用于在土壤中形成真空来抽提加热产生的土壤蒸汽和地下水；包括双相抽提井、气相抽提井和水平SVE管道，所述双相抽提井与加热井的深度相同，所述双相抽提井内设置有抽提管道和抽提风机，所述水平SVE管道的支管分别与主管连接，通过负压作用下经过地下的水平SVE管道进入到地表上的主管；

所述处理装置用于吸收处理废气然后达标排放，所述处理装置包括废气处理装置和废水处理装置；

所述控制装置将监测到的数据经过处理存储后远程传输到中控室；所述控制装置包括温度监测点、CO检测仪、PID监测仪、无线传输装置和上位机。

在燃烧室中燃烧天然气、液化石油气、沼气或柴油，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，形成含污染物的蒸汽并部分进入水体；同时用双相抽提系统和气相抽提系统(SVE)将含有污染物的地下水和蒸汽提取至地表，然后进行汽水分离；并对含有污染物的水和气做进一步处理，达标排放。在整个加热过程中，对单个燃烧器的燃烧状况、压力以及土壤中关键位置的温度、压力进行实时监测，记录数据并通过无线数据系统进行传输，通过远程访问数据实现对整个过程的实时监控。修复区域中的单个燃烧器可以单独控制，达到温度梯度和能量消耗最优化。

作为进一步的改进，所述内管和外管同心度相同。

作为进一步的改进，所述点火装置为点火器，所述点火器位于燃烧器的底部。

作为进一步的改进，所述废气处理装置包括一级冷凝及气液分离装置、尾气高温催化氧化装置、二级冷凝及气液分离装置以及活性炭吸附及外排装置。

作为进一步的改进，所述尾气高温催化氧化装置为热空气循环井，所述热空气循环井≥ 10米，所述二级冷凝及气液分离装置包括二级气液分离装置和二级冷凝装置，所述二级气液分离装置为重力分离，所述二级冷凝装置为水冷设备。

作为进一步的改进，所述活性炭吸附及外排装置为两台并联的活性炭罐和备用活性炭罐，所述活性炭罐为方塔式双层过滤床，所述方塔式双层过滤床的过滤炭层厚度为1000mm，所述活性炭罐和备用活性炭罐的顶部设置有高度为15m的外排烟囱。

作为进一步的改进，所述废水处理装置包括依次连接的集水调节池、提升泵、芬顿多级反应槽、中和混凝槽和污泥池。

作为进一步的改进，所述助燃风机的入口和抽提管道的末端安装有混风阀。

作为进一步的改进，所述温度监测点位于燃烧器内、加热井的出口管道、冷点、助燃风机入口、一级冷凝及气液分离装置和二级冷凝及气液分离装置。

作为进一步的改进，所述冷点位置位于三个加热井组成的三角形的中心位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

效果一，本实用新型将废气废水的原位燃气热脱附装置设计具有系统性，包括了加热、抽提、冷凝、尾水尾气治理，为一体化设计，确保了经过本实用新型处理后的废气废水绿色环保；

效果二，尾气可利用该技术中的燃烧器采用高温氧化的方式治理，可送回治理区域的加热井内高温催化氧化，也可以采用异位高温催化氧化的方式处理，确保尾气排放绿色无污染；

效果三，本实用新型可使用天然气、液化石油气、柴油、沼气等能源，将燃料使用天然气、液化石油气沼气或柴油等燃烧值高的常规燃料，即可依现场实际情况而定，也可节约成本；

效果四，燃烧器可自动化控制调节，可以负压启动，也可以正压启动，燃烧器安装灵活，当整个区域内污染物浓度不均匀的时候，燃烧器可独立操作，并采用分别加热的方法加热场地，从而节约能源，提高效率。

附图说明

图1为整体结构示意图；

图2为水平SVE管道结构示意图；

图3为原位加热修复区分区总图；

图4为废气处理工艺流程图。

图中，1-加热井，2-助燃风机，3-燃烧器，4-双相抽提井，5-水平SVE管道，6-抽提风机， 7-支管，8-主管，9-废气处理装置，10-废水处理装置，11-地下水位，12-水汽分离装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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，还需要说明的是，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。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，包括热传导装置、提取装置、处理装置和控制装置；所述热传导装置用于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；所述热传导装置包括加热井1、助燃风机2、燃烧器3和燃料间，所述加热井1之间的间距为2～3米，所述加热井1包括内管和外管，所述内管设置在外管内部；所述燃气间内放置有燃料，所述燃料通过瓶组或管道输送给燃烧器；所述燃烧器3内设置有 PLC系统、点火装置、熄火保护装置和无线传输装置；所述提取装置用于在土壤中形成真空来抽提加热产生的土壤蒸汽和地下水；包括双相抽提井4和水平SVE管道5，所述双相抽提井与加热井的深度相同，所述双相抽提井外设置有抽提管道和抽提风机6，所述水平SVE管道的支管7分别与主管8连接，通过负压作用下经过地下的水平SVE管道进入到地表上的主管；所述处理装置用于吸收处理废气然后达标排放，所述处理装置包括水汽分离装置12、废气处理装置9和废水处理装置10；加热井加热地下水位11的污染地下水。所述控制装置将监测到的数据经过处理存储后远程传输到中控室；所述控制装置包括温度监测点、CO检测仪、PID监测仪、无线传输装置和上位机。

原位燃气热脱附技术使用的燃料为天然气、液化石油气、沼气、柴油等燃烧值高的常规燃料，输送方式采用管道，供应方式可以采用罐车或瓶组，依现场实际情况而定。如采用瓶组，需在现场的合适位置设置燃气间来放置瓶组，燃气间内需有通风，各设备之间要留有满足防爆规范的空间，且有齐全的安全保护和消防措施。燃气管道入口安装有调压阀，确保进入燃烧器的燃气压力满足设备要求。

加热系统的设计关键是井位设计，井位的布设需综合考虑污染物的分布及场地水文地质条件。加热井的间距为1.5～4米，井的深度随污染深度而定。根据修复区域的范围和水文地质条件，一个燃烧器可以控制一到两个加热井。加热井分内管和外管，安装时首先需钻井(钻井设备采用钻机)，然后将外管用吊车吊入钻好的井内，最后将内管吊入外管中。吊装时需注意不同管道同心度保持一致。加热系统的关键设备为燃烧器，燃烧器内配置有PLC系统、点火装置、温度测点、熄火保护装置和无线传输装置等。

系统运行时，首先启动助燃风机，在燃烧器和加热井内形成负压；外部的清洁空气被吸入并和燃气在燃烧器底部混合，再启动燃烧器底部的点火器；产生的火焰进入加热井内管，并形成热风；助燃风机形成的负压将热风抽入外管，对外管进行加热；外管通过热传导对土壤加热，启动土壤加热过程。热风则经地面管道冷却后通过助燃风机排放，或者进入异位原位燃气热脱附系统作为热源。抽提系统包括SVE井，水平SVE管道和双相抽提井。通过在土壤中形成真空来抽提加热产生的土壤蒸汽和地下水。SVE井邻近加热井，并与其共用一个钻井井位。其深度较浅，一般在地表下2-3米，用于系统运行早期抽提加热井周围的污染蒸汽，待双相抽提井发挥作用后即关闭。双相抽提井的深度与加热井一致，以确保加热深度内被解吸出的污染物都能被抽提；水平SVE管位于地下0.5米深度，在系统运行的中后期开启，用于抽提逃逸上来的土壤蒸汽，避免其进入大气。井管系统安装完毕后，在地表覆盖一层混凝土层用作隔热层，然后再安装顶部的燃烧器和地面管道。

土壤的温度测点位于冷点位置，定时监测，以确保整个修复区域的整体加热。同时在加热井出口管道、助燃风机入口、后续冷凝系统中均设置温度测点，用以对燃烧器、助燃风机、冷凝设备进行调节。压力监测点将测量和监控地面下的压力状况，以保证地面以下处于负压状态，避免土壤蒸汽逃逸到大气中。冷点位于三个加热井组成的三角形的中心位置，热量通过传导方式从加热井传出，这样，温度在不同的地点以不同的速度升高。靠近加热井的温度升高最快，而三口井之间的冷点位置则升温最慢。系统运行时间是由冷点位置达到目标温度及保持该温度所需的时间决定的。当冷点温度达到目标温度时，修复区域内大部分土壤已在目标温度下加热了更长的时间，可以确保修复效果。

原位燃气热脱附技术(Gas-Thermal-Remediation)。原位燃气热脱附是一种经过实践考验、非常有活力的热传导热脱附技术，并且大量的工程实践证明其能够有效的去除所有类型的有机污染物，包括重质非水相液体；原位燃气热脱附系统的燃烧头通过燃烧天然气为加热井提供热量，加热井再通过热传导的方式加热周围土壤和地下水。对于不同类型的土壤，其热传导率差异非常小，所以热传导在土壤中是一个非常稳定的过程。我们可以通过计算机模拟预测出土壤的升温过程，从而实现工艺设计和操作的最优化。

在燃烧器中燃烧天然气、液化石油气、沼气或柴油，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，形成含污染物的蒸汽并部分进入水体；同时用双相抽提系统 (DPE)和气相抽提系统(SVE)将污染物蒸汽抽提至地表，然后进行汽水分离；并对含有污染物的水和气做进一步处理，达标排放。

在整个加热过程中，对单个燃烧器的燃烧状况、压力以及土壤中关键位置的温度、压力进行实时监测，记录数据并通过无线数据系统进行传输，通过远程访问数据实现对整个过程的实时监控。修复区域中的单个燃烧器可以单独控制，达到温度梯度和能量消耗最优化。

如附图所示，原位热脱附修复区为15X15m，原位加热修复区的竖直加热井采用三角形网格分布，分布间距设为2.25m。周边设置止水帷幕，防止外围地下水侵入影响加热效果。

原位热脱附运行时，整套系统处于动态平衡状态，各个环节都环环相扣，加热和外排风是一组动态平衡，要提高土壤升温速度，就需加大燃气供应量，加大燃气量后，要同时调节一二次进风阀门，这样出口热风温度就高，对助燃风机会有影响，需要开大风机入口的混风阀，而混风阀一开，助燃风机分配给燃烧器的风量就小，对燃烧则产生不利影响，需找到进风阀和混风阀的最佳配比；抽提和冷凝也是一组动态平衡，要加快治理效果，就需加大抽提效果，而抽提蒸汽量一大，进入冷凝系统的热蒸汽就多，冷凝系统的运行压力就大，也需要通过混风来降温，而一开混风，管道真空度就会下降，抽提效果就受到影响。这些都会对系统调节提出较高要求，必须根据现场情况对工艺参数和设备选型进行精确确定。

下表1为原位热脱附主要工艺及设备参数，

表1

所述温度监测点位于燃烧器内、加热井的出口管道、冷点、助燃风机入口、一级冷凝及气液分离装置和二级冷凝及气液分离装置；所述冷点位置位于三个加热井组成的三角形的中心位置，土壤的温度测点位于冷点位置，实时监测，以监控整个修复区域的整体加热效果。冷点位于三个加热井组成的三角形的中心位置，当冷点温度达到目标温度时，修复单元内绝大部分土壤已在高于目标温度下加热了足够长的时间，可以确保修复效果，温度测点内的温度测线采用K型热电偶，安装于地下，上附各深度的标记，和显示仪表配套使用就可以显示温度，能对应监测到不同深度的温度。

根据抽提系统的设备选型和修复方案，废气治理共设计2组处理系统，每组的处理能力为1500m³/h。

本工程处理后的废气采用有组织排放，排放高度控制在15m。排放气体执行《大气污染物综合排放标准》(DB11/501-2017)，具体指标见下表2：热脱附废气排放标准；

表2

目前，国内废气处理的方法在工程实践上应用的主要有以下几种：液体吸收法、燃烧法 (直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧)、吸附剂吸附法、等离子净化技术、高能离子净化技术等。如图4所示，废气处置工艺分一级冷凝及气液分离、尾气高温催化氧化、二级冷凝及气液分离、活性炭吸附四个步骤进行处置。具体实施步骤如下：

(1)一级冷凝及气液分离：抽提系统抽提出的热空气中含有大量的水蒸汽，先经过一级冷凝和气液分离系统，分离出的废水进入废水处理单元，废气进入下一级高温催化氧化处理。

(2)尾气高温催化氧化：原位燃气热脱附工艺的尾气处理创造性地使用了高温催化氧化系统，它利用燃烧器所产生的高温，对尾气首先进行高温处理和分解。井头中火焰的温度最高可达1000℃，热空气循环井总长超过15米，出口气体温度在350℃以上，可确保将大部分有机物彻底氧化分解。该技术在诸多项目中已得到成功的应用，实现了“环境管理零违章和社会公众零投诉”，均已顺利验收；

(3)一级和二级冷凝及气液分离：冷凝设备采用空气冷却器和水冷设备相结合的工艺，使空气温度降至常温，气液分离采用重力分离；

(4)活性炭吸附及外排：每个尾气处理系统包括一套活性炭吸附装置，该装置为两台并联的活性炭吸附塔，其中一台作为备用，应急处置。活性炭罐采用方塔式双层过滤床，吸附床过滤炭层厚度设计为1000mm，当吸附饱和时，需启用备用活性炭罐，对饱和活性炭进行更换(活性炭是否饱和可通过活性炭罐前后的进气、出气PID数值差进行判断)。外排烟囱高度为15m。

废气进出口均设置在线PID监测仪，进口采样点设置在抽提主管道上，出口采样点设置在原位热脱附工艺废气处理设施的排气筒位置。

如果出口PID偏高，则需立即检查设备，采取措施，消除隐患。当系统运行时，尾气在线监测设备也同时启动，进行实时监测，该设备型号为RAEGuard2，设备安装在地面的控制柜中，通过特氟龙软管与排放烟囱进行连接。

原位热修复废水的抽提及处理主要集中在前期和中期。在热处理过程中会产生大量冷凝废水。根据该场地的设计，冷凝水的正常产量为20m3/d，最大产量为56m3/d(最大产量出现在运行中期，此时地下水抽提量极小)。考虑到设计裕量，暂定废水处理系统处理量为100m3/d，确保废水达标排放。

首先，废水首先排入集水调节池，设置大流量玻璃钢冷却塔对原水首先进行降温处理，确保调节池出水水温控制在50℃以内；其次调节池出水由提升泵输送接入可移动撬装式一体化污染土壤修复废液集成处理系统；接着进入芬顿多级反应槽，反应分4步进行：首先投加硫酸调节pH至3左右；其次投加亚铁、双氧水，形成强氧化性的Fenton试剂，在酸性条件下能产生氧化能力很强的OH自由基，在催化作用下，该自由基可以使难以通过生化降解去除的高分子芳香环破环，从而降解去除高浓度有机物。然后投加碱液回调pH至8左右、最终投加PAC与PAM进行絮凝反应，将废水中生成的絮凝体予以沉降分离从而去除；然后经过催化氧化后出水进入中和混凝槽，向其中投加碱液，调整pH至8-9，然后投加助凝剂，将催化反应产生的悬浮物杂质予以絮凝成较大的结合体，出水进入高效斜管沉淀器进行固液沉降分离。沉淀之后的上清液出水进入中间水箱，中间水箱出水输送至活性炭罐。

活性炭罐是利用过滤分离原理研制成功的分离设备，采用了优质果壳活性炭作为过滤介质，利用活性炭比表面积大、吸附力强、截污量大的特性，去除水中残留的有机物质，活性炭出水至暂存排放池，经检测达标后纳管排放；最后系统排泥集中在污泥池中，经过澄清之后的上清液回流至调节池循环处理、底部沉积的污泥则由相关外协单位配合外运处理，不造成二次污染。

典型的废水主要处理设施设计参数参见下表3，

表3

燃烧器安装灵活，当整个区域内污染物浓度不均匀的时候，燃烧器可独立操作，并采用分别加热的方法加热场地，从而节约能源，提高效率。燃烧器还具有自动点火装置和自动火焰监测系统，燃烧器采用电子点火的方式启动。在启动点火之前，先定时10秒，用于将燃烧器进气管道内的燃气排放干净，10秒以后燃烧器启动，并用压力开关检查是否有燃气经过燃烧器；如果没有足够的燃气通过燃烧器，警告灯将会闪烁并终止启动程序。如果有足够的燃气通过燃烧器，燃烧器进气阀将打开，同时启动自动电子点火装置和自动火焰监测系统。自动点火装置用以点燃混合气体，而自动火焰监测系统将用来感应火焰。如果感应不到火焰，燃烧器进气阀将关闭，警告灯将闪烁。

CO自动监测系统，可提示施工人员对燃烧器进行调整；当燃烧器在理想情况下操作时，所有的燃料都将被转化为二氧化碳，同时其能量转换效率将能达到65-80％。如果燃料和空气比率不理想，造成不完全燃烧，将生成一氧化碳并降低能量转换率。为防止不完全燃烧并使得燃烧效率最大化，燃烧器可以监控废气中的一氧化碳。如果监测到一氧化碳，控制系统会提醒运行人员，对该燃烧器进行检查和调整。如果一氧化碳水平超过了预先设定的限制，燃烧器将会发出一个关闭的指令到进气阀，受影响的燃烧器自动关闭。

燃烧器温度自动监控、自动关闭，防止过热引发井口烧化，为了防止燃烧器过热，燃烧器可以设置出口排放热空气的温度报警值，超过该温度值，燃烧器将会发出一个关闭的指令到进气阀，过热的燃烧器自动关闭。燃烧器温度监测数据无线传输的功能，燃烧器内有温度显示功能，可将温度测线测量的土壤温度在燃烧器的显示界面上显示，并且燃烧器内部有无线传输功能，可将所有的土壤温度传输到中控室的电脑上，并进行分析。

作为优选的实施方式，燃烧器上设置有一次风进口、二次风进口用于调节进风量，当燃气比调节后或者出口CO、O2含量过高时，微调这两个阀门，确保出口气体含量达到要求；燃烧器的外壳采取防雨设计，可在露天长时间使用。

助燃风机能在加热井内形成稳定的负压，确保燃烧效果，并将井内所形成的热风抽出，防止危险。其体积较小，安装灵活，能耐高温(最高温度到180℃)，耐腐蚀，可调节，能适用于一口和数口加热井等多种工况。属于特殊用途的通风机。

抽提风机内部采用两个完全一样的转子轴向平行安装于机壳的中间，同步齿轮保证两转子旋转时不接触，两端用滚珠和滚子轴承支撑。在高效运转时，转子间隙达到最小，这个最小间隙取决于压差和实际工况下负载和温升膨胀因素。风机的滚子轴承间隙和主轴的偏斜都会影响到间隙。设备耐各种腐蚀，震动小，噪音大幅降低，操作简单，维护方便，可变频控制，保证整个治理区域均为负压状态，可适用于SVE抽提和真空抽提，地下深度超过10m的污染物也能轻易抽提出来。

助燃风机抽提出来的热风无污染，但温度较高，无法直接进入抽提风机。在管道上安装两种类型的混风阀，一个安装于风机入口，一个安装于管道的末端，用于调节抽提热风进入助燃风机的温度，避免助燃风机入口温度过高，同时通过对混风阀的调节也可以控制燃烧器入口的氧量，保证燃烧充分。

气液分离器设置于冷凝系统中，内部设有气液分离装置，通过物理的方法将经过冷凝系统降温后的水气进行分离，减轻后续尾气治理装置的压力。

气液分离器内防腐，避免污染物的腐蚀，同时，整套设备密封，以确保系统的真空度；气液分离器设有观察孔，现场可观测到液位的高低；气液分离器设有液位计，一般设置为高低液位，高液位时启动排污泵，低液位时停止排污泵；靠近抽提风机的气液分离器处另设有高高液位，当出现故障时，高高液位报警，系统停止，以防止液体通过管道进入抽提风机，从而堵塞整个系统。

整套原位热脱附系统最关键的参数是场地的温度和真空度。对场地温度的监控可以指导和优化系统运行，对场地真空度的监控可以判断地表以下的情况，确保污染气体不逸出，避免二次污染，主要针对原位热脱附运行的关键参数——场地温度和真空度，利用计算机模拟、燃烧器、就地控制柜、中控室的数据传输和网络共享，保证24小时无间断自动化监测和即时数据分析，对系统进行优化，确保治理效果和工期。同时，可利用监控系统，在任何一台联网电脑和手机上对现场进行实时监控。

原位燃气热脱附设备自带的温度、管道压力等传感器可将温度、压力数据通过自动化监测及实时远程数据传输系统送至中控室，并通过静态网络在任一电脑上共享数据，实现远程共享，可实现各地管理人员共同监测、分析、会商施工问题，实现施工可视化管理。利用上位机监控软件及温度采集器通过用TCPIP以太网RS485串口组成监控网络，现场温度采集器与控制室上位机进行通信交换数据。温度采集器采集现场温度热电偶数，将温度数据传送至上位机系统。通过上位机组态软件在工控机上显示实时温度、历史温度、温度报警、温度趋势等，并对数据进行集中存储。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，包括热传导装置、提取装置、处理装置和控制装置；

所述热传导装置用于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；所述热传导装置包括加热井(1)、助燃风机(2)、燃烧器(3)和燃料供应系统，所述加热井(1)之间的间距为1.5～4米，所述加热井(1)包括内管和外管，所述内管设置在外管内部；所述燃料供应系统内放置有燃料供应装置，所述燃料通过管道输送给燃烧器；所述燃烧器(3)内设置有PLC系统、点火装置、熄火保护装置和无线传输装置；

所述提取装置用于在土壤中形成负压来抽提加热产生的土壤蒸汽和地下水；包括双相抽提井(4)和水平SVE管道(5)，所述双相抽提井与加热井的深度相同，所述双相抽提井外设置有抽提管道和抽提风机(6)，所述水平SVE管道的支管(7)分别与主管(8)连接，通过负压作用下经过支管(7)进入到地表上的主管(8)；

所述处理装置用于吸收处理废气然后达标排放，所述处理装置包括水汽分离装置(12)、废气处理装置(9)和废水处理装置(10)；

所述控制装置将监测到的数据经过处理存储后远程传输到中控室；所述控制装置包括温度监测点、CO检测仪、PID监测仪、无线传输装置和上位机。

2.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述内管和外管同心度相同。

3.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述点火装置为点火器，所述点火器位于燃烧器(3)的底部，必要时点火器可改为正压启动。

4.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述废气处理装置(9)包括一级冷凝及气液分离装置、尾气高温催化氧化装置、二级冷凝及气液分离装置以及活性炭吸附及外排装置。

5.根据权利要求4所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述尾气高温催化氧化装置为热空气循环井，所述热空气循环井≥10米，所述二级冷凝及气液分离装置包括二级气液分离装置和二级冷凝装置，所述二级气液分离装置为重力分离，所述二级冷凝装置为水冷设备。

6.根据权利要求4所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述活性炭吸附及外排装置为两台并联的活性炭罐和备用活性炭罐，所述活性炭罐为方塔式双层过滤床，所述方塔式双层过滤床的过滤炭层厚度为1000mm，所述活性炭罐和备用活性炭罐的顶部设置有高度为15m的外排烟囱。

7.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述废水处理装置(10)包括依次连接的集水调节池、提升泵、芬顿多级反应槽、中和混凝槽和污泥池。

8.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述助燃风机(2)的入口和抽提管道的末端安装有混风阀。

9.根据权利要求1所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述温度监测点位于燃烧器(3)内、加热井(1)的出口管道、冷点、助燃风机入口、一级冷凝及气液分离装置和二级冷凝及气液分离装置。

10.根据权利要求9所述的用于土壤修复处理的原位燃气热脱附装置，其特征在于，所述冷点位置位于三个加热井(1)组成的三角形的中心位置。

Images