CN211888396U - 对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其包括：多功能电极加热单元、蒸汽发生～注入单元、尾气抽提～处理单元、监测单元和远程中央控制单元。本实用新型提供的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统解决了现有技术中原位热脱附修复周期长和能耗高等问题，其适用于多环芳烃及其复合污染场地修复。本实用新型具有模块化、智能化和节能化等特点，可在较短时间内对土壤和地下水进行处理，污染物去除率高，可达98％以上。与常规原位热脱附装备处理污染场地所用相比，能耗可节约近30％。

Description

对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统

技术领域

本实用新型涉及污染土壤修复领域，具体而言，涉及一种适用于多环芳烃及其复合污染场地中，对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统。

背景技术

原位热脱附技术具有广谱高效、环境干扰少、不存在“异味扰民”问题等优点，已逐渐成为有机污染场地的主流处理技术，修复案例增长迅速。但该技术在大型修复场地应用推广过程中，特别针对污染物沸点较高的多环芳烃及其复合污染场地，存在修复周期长和能耗高等问题。

目前，国内尚未出现“原位电阻加热+蒸汽强化抽提”耦合技术，本实用新型利用了该技术，通过升温～吹脱～抽提等工艺协同修复作用对污染场地进行治理，具有提升效率、缩短周期和降低能耗等特点。

实用新型内容

本实用新型提供一种对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，用以克服上述现有技术中存在的至少一个问题。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其包括：多功能电极加热单元、蒸汽发生～注入单元、尾气抽提～处理单元、监测单元和远程中央控制单元，其中：

多功能电极加热单元包括多个加热井、多个原位电极、调压器和温度监测装置，多个加热井的井间距介于4.5m～6m之间，温度监测装置包括多个温度监测探头，多个加热井呈正三角形阵列布设，正三角形阵列由多个子正三角形构成，每一子正三角形均具有一中心冷点，多个原位电极分别设置于其中一个加热井中，多个原位电极均呈管状并于其表面设有多个开缝，开缝宽度介于2mm～3mm之间，开缝长度介于5cm～8cm之间，开缝间距介于2.5cm～3cm之间，多个原位电极通电后，电流在多个原位电极之间流动，原位电极继而发出热量，发出的热量加热土壤和地下水，每一原位电极的顶端均设有电气隔离盖，电气隔离盖上设置注气接口，注气接口与外部蒸汽发生～注入单元连通，以接收注入的蒸汽，温度监测探头分别用于对多个原位电极进行温度监测，温度监测探头将监测到的温度信号发送至远程中央控制单元，远程中央控制单元通过调压器控制多个原位电极的电压和功率；

蒸汽发生～注入单元包括蒸汽发生装置、蒸汽注射装置、分布歧管、储水箱和配套监测及控制设备，蒸汽发生～注入单元为撬式组合，蒸汽发生装置将液态水迅速升温进而产生150℃～180℃水蒸汽，其热效率高于98％，蒸汽注射装置为控制蒸汽注入地层的动力设备，蒸汽注射装置的注入压力介于 40Kpa～50Kpa之间，耐高温200℃以上，水蒸汽注入分布歧管；

尾气抽提～处理单元包括气液分离器、抽提动力设备、抽提管道、多个抽提井、引风系统以及低温等离子体尾气处理系统，多个抽提井呈三角形阵列布设，每一抽提井均位于多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，气液分离器设置于抽提动力设备前端，以降低抽提尾气的含湿量；

监测单元包括多个温度监测井、多个压力监测井和气体流量监测装置，气体流量监测装置包括多个流量计，多个温度监测井分别布设在多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，于垂直方向上，温度监测井的温度探头布设间隔为3m，每口温度监测井的温度探头数量根据修复场地的分层情况和污染物分布情况进行设置，多个压力监测井分别布设在多个抽提井构成的三角形阵列中的每一子阵列所在的正三角形的中心，每一压力监测井均设有压力探头，压力监测井的布设深度为地下2～3m，流量计设置在地面抽提干、支管道上，对抽提气体的流量进行监测，地面抽提干、支管道与抽提管道连通，监测单元与远程中央控制单元连接，

远程中央控制单元采用PLC设备对多个原位电极、蒸汽发生装置、蒸汽增压泵和抽提动力设备进行启动/停止控制和运行控制，PLC设备中设有无线传输模块并搭建无线远传平台，监测单元中的温度探头、压力探头和流量计均与PLC设备连接，实现对整个运行设备和场地情况的实时监测。

在本实用新型的一实施例中，蒸汽发生装置为蒸汽发生炉，蒸汽注射装置为蒸汽增压泵。

在本实用新型的一实施例中，抽提动力设备为罗茨风机，最大抽提压力介于-50KPa～-70Kpa之间。

在本实用新型的一实施例中，低温等离子体尾气处理系统对多环芳烃和氯代烃等污染物的去除率高于95％。

本实用新型提供的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统解决了现有技术中原位热脱附修复周期长和能耗高等问题，其适用于多环芳烃及其复合污染场地修复。本实用新型具有模块化、智能化和节能化等特点，可在较短时间内对土壤和地下水进行处理，污染物去除率高，可达98％以上。与常规原位热脱附装备处理污染场地所用相比，能耗可节约近30％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一个实施例的原位电极的剖视图；

图2为本实用新型一个实施例的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统的架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。

图1为本实用新型一个实施例的原位电极的剖视图，图2为本实用新型一个实施例的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统的架构示意图，如图1、图2所示，本实用新型提供了一种对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其包括：多功能电极加热单元、蒸汽发生～注入单元、尾气抽提～处理单元、监测单元和远程中央控制单元，其中：

多功能电极加热单元包括多个加热井、多个原位电极、调压器和温度监测装置，多个加热井的井间距介于4.5m～6m之间，温度监测装置包括多个温度监测探头，多个加热井呈正三角形阵列布设，正三角形阵列由多个子正三角形构成，每一子正三角形均具有一中心冷点，多个原位电极分别设置于其中一个加热井中，多个原位电极均呈管状并于其表面设有多个开缝，开缝宽度介于2mm～3mm之间，开缝长度介于5cm～8cm之间，开缝间距介于2.5cm～3cm之间，多个原位电极通电后，电流在多个原位电极之间流动，原位电极继而发出热量，发出的热量加热土壤和地下水，每一原位电极的顶端均设有电气隔离盖，电气隔离盖上设置注气接口，注气接口与外部蒸汽发生～注入单元连通，以接收注入的蒸汽，实现“注射蒸汽”的功能，不仅可以调节原位电极周边土壤含水率，同时注入高温蒸汽还能够增强电极加热效率并强化抽提设备对污染物的脱附效果，温度监测探头分别用于对多个原位电极进行温度监测，温度监测探头将监测到的温度信号发送至远程中央控制单元，远程中央控制单元通过调压器控制多个原位电极的电压和功率，以实现稳压节能的效果；

蒸汽发生～注入单元包括蒸汽发生装置、蒸汽注射装置、分布歧管、储水箱和配套监测及控制设备，蒸汽发生～注入单元为撬式组合，运输便利、安装方便，蒸汽发生装置将液态水迅速升温进而产生150℃～180℃水蒸汽，其热效率高于98％，蒸汽注射装置为控制蒸汽注入地层的动力设备，蒸汽注射装置的注入压力介于40Kpa～50Kpa之间，耐高温200℃以上，水蒸汽注入分布歧管，远程中央控制单元对蒸汽发生～注入单元的运行参数进行调节，以达到最优注气运行条件；

尾气抽提～处理单元包括气液分离器、抽提动力设备、抽提管道、多个抽提井、引风系统以及低温等离子体尾气处理系统，多个抽提井呈三角形阵列布设，每一抽提井均位于多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，气液分离器设置于抽提动力设备前端，以降低抽提尾气的含湿量，远程中央控制单元对抽提动力设备的运行参数进行调节，抽提到地面的高温、高湿和高粉尘的原位热脱附尾气经引风系统进入低温等离子体尾气处理系统；

监测单元包括多个温度监测井、多个压力监测井和气体流量监测装置，气体流量监测装置包括多个流量计，多个温度监测井分别布设在多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，于垂直方向上，温度监测井的温度探头布设间隔为3m，每口温度监测井的温度探头数量根据修复场地的分层情况和污染物分布情况进行设置，多个压力监测井分别布设在多个抽提井构成的三角形阵列中的每一子阵列所在的正三角形的中心，每一压力监测井均设有压力探头，压力监测井的布设深度为地下2～3m，流量计设置在地面抽提干、支管道上，对抽提气体的流量进行监测，地面抽提干、支管道与抽提管道连通，监测单元与远程中央控制单元连接，

远程中央控制单元采用PLC设备对多个原位电极、蒸汽发生装置、蒸汽增压泵和抽提动力设备进行启动/停止控制和运行控制，PLC设备中设有无线传输模块并搭建无线远传平台，监测单元中的温度探头、压力探头和流量计均与PLC设备连接，实现对整个运行设备和场地情况的实时监测。

本实施例中，蒸汽发生装置为蒸汽发生炉，蒸汽注射装置为蒸汽增压泵，抽提动力设备为罗茨风机，对其进行防腐、防尘和耐高温处理，最大抽提压力介于-50KPa～-70Kpa之间，低温等离子体尾气处理系统对多环芳烃和氯代烃等污染物的去除率高于95％。

以上图1、图2中未示出本实用新型提供的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统中的每一部件或元件，但是，本领域技术人员根据现有技术或上述描述明确其具体设置部位和连接关系，对此不予赘述。

本实用新型中尾气抽提和蒸汽注入配合运行，从而达到蒸汽强化～多相抽提耦合技术的高效修复效果。本实用新型中，场地相关数据还可以进一步收集至中控室内上位机组态软件实时显示并存储记录。上位机组态软件还可对异常数据、操作进行报警提示，提示管理人员及时进行检修。

本实用新型提供的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统解决了现有技术中原位热脱附修复周期长和能耗高等问题，其适用于多环芳烃及其复合污染场地修复。本实用新型具有模块化、智能化和节能化等特点，可在较短时间内对土壤和地下水进行处理，污染物去除率高，可达98％以上。与常规原位热脱附装备处理污染场地所用相比，能耗可节约近30％。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其特征在于，包括：多功能电极加热单元、蒸汽发生～注入单元、尾气抽提～处理单元、监测单元和远程中央控制单元，其中：

多功能电极加热单元包括多个加热井、多个原位电极、调压器和温度监测装置，多个加热井的井间距介于4.5m～6m之间，温度监测装置包括多个温度监测探头，多个加热井呈正三角形阵列布设，正三角形阵列由多个子正三角形构成，每一子正三角形均具有一中心冷点，多个原位电极分别设置于其中一个加热井中，多个原位电极均呈管状并于其表面设有多个开缝，开缝宽度介于2mm～3mm之间，开缝长度介于5cm～8cm之间，开缝间距介于2.5cm～3cm之间，多个原位电极通电后，电流在多个原位电极之间流动，原位电极继而发出热量，发出的热量加热土壤和地下水，每一原位电极的顶端均设有电气隔离盖，电气隔离盖上设置注气接口，注气接口与外部蒸汽发生～注入单元连通，以接收注入的蒸汽，温度监测探头分别用于对多个原位电极进行温度监测，温度监测探头将监测到的温度信号发送至远程中央控制单元，远程中央控制单元通过调压器控制多个原位电极的电压和功率；

蒸汽发生～注入单元包括蒸汽发生装置、蒸汽注射装置、分布歧管、储水箱和配套监测及控制设备，蒸汽发生～注入单元为撬式组合，蒸汽发生装置将液态水迅速升温进而产生150℃～180℃水蒸汽，其热效率高于98％，蒸汽注射装置为控制蒸汽注入地层的动力设备，蒸汽注射装置的注入压力介于40Kpa～50Kpa之间，耐高温200℃以上，水蒸汽注入分布歧管；

尾气抽提～处理单元包括气液分离器、抽提动力设备、抽提管道、多个抽提井、引风系统以及低温等离子体尾气处理系统，多个抽提井呈三角形阵列布设，每一抽提井均位于多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，气液分离器设置于抽提动力设备前端，以降低抽提尾气的含湿量；

监测单元包括多个温度监测井、多个压力监测井和气体流量监测装置，气体流量监测装置包括多个流量计，多个温度监测井分别布设在多个加热井构成的正三角形阵列中的其中一个子正三角形的中心冷点处，于垂直方向上，温度监测井的温度探头布设间隔为3m，每口温度监测井的温度探头数量根据修复场地的分层情况和污染物分布情况进行设置，多个压力监测井分别布设在多个抽提井构成的三角形阵列中的每一子阵列所在的正三角形的中心，每一压力监测井均设有压力探头，压力监测井的布设深度为地下2～3m，流量计设置在地面抽提干、支管道上，对抽提气体的流量进行监测，地面抽提干、支管道与抽提管道连通，监测单元与远程中央控制单元连接，

远程中央控制单元采用PLC设备对多个原位电极、蒸汽发生装置、蒸汽增压泵和抽提动力设备进行启动/停止控制和运行控制，PLC设备中设有无线传输模块并搭建无线远传平台，监测单元中的温度探头、压力探头和流量计均与PLC设备连接，实现对整个运行设备和场地情况的实时监测。

2.根据权利要求1所述的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其特征在于，蒸汽发生装置为蒸汽发生炉，蒸汽注射装置为蒸汽增压泵。

3.根据权利要求1所述的对污染场地修复的原位电阻加热与蒸汽强化抽提耦合系统，其特征在于，抽提动力设备为罗茨风机，最大抽提压力介于-50KPa～-70Kpa之间。

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