CN214053098U - 一种污染场地原位燃气热脱附修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污染场地原位燃气热脱附修复系统，包括燃烧器、加热井、抽提井、温度数据收集结构及烟气检测系统等。所述燃烧器与所述加热井连接；所述温度数据收集结构为在所述加热井井壁设置若干个温度检测位，检测加热井附近土壤温度；所述烟气检测系统连接所述加热井烟气出口，用于检测烟气组分；加热井烟气与抽提井抽提气送入尾气处理单元进行处理。本实用新型具有可调节热脱附燃烧器空燃比，能源利用效率高，维持场地温度均衡等优点，解决了现有原位燃气热脱附系统存在能源利用效率不高，温度控制效果不强等问题。

Description

一种污染场地原位燃气热脱附修复系统

技术领域

本实用新型涉及土壤修复技术领域，公开了一种污染场地原位燃气热脱附修复系统。

背景技术

由于工业污染的加剧和农业化学物质的广泛应用，场地土壤和地下水的有机污染日益严重。土壤和地下水中典型的有机污染物包括苯系物、有机卤化物、石油烃类、农药和多氯联苯等。土壤和地下水环境中这些污染物质的存在可能会对附近人体和周边环境产生严重的不良影响，因此必须通过合理的技术手段来修复这些受污染的土壤和地下水，从而有效的控制场地的人体健康和生态环境风险。

原位热脱附技术是通过原地加热地下污染区域，提高土壤和地下水温度，促使有机污染物溶解、挥发，经收集捕获后进行净化处理的一种有机污染场地原位修复工艺。具有适用范围广、修复效果好、速度快、二次污染可控、可用于深层修复等突出优点。该技术加热方式主要包括电阻式加热、蒸汽/热空气直接注射加热和热传导加热，其中热传导加热又可分为电加热和燃气加热两种形式。燃气传导加热技术以天然气或燃油为燃料提供热源，通过热传导加热目标治理区域，同时通过动力控制，形成负压抽提地下蒸汽。因其适用性强，工程周期短，使用清洁能源等突出特点，具有较好的市场应用前景，是原位热脱技术中采用的主流方式。

但目前燃气加热的方式存在能源利用效率低、温度控制效果不强、运行控制粗放的缺陷。修复过程中没有根据实际修复情况对系统进行调节，燃气和空气流量及其配比的不确定性，导致烟气温度波动或造成大量系统热损失，不利于修复过程的效果控制和节能环保。

实用新型内容

本实用新型针对现有原位热脱附设备燃烧器能源利用效率不高的缺点，提供了一种污染场地原位燃气热脱附修复系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：一种污染场地原位燃气热脱附修复系统，包括燃烧器、加热井，所述燃烧器与所述加热井连接，设置于所述加热井的上端，燃烧器的上方设混合室；其特征在于，在所述加热井井壁上设置若干个温度检测位，温度检测位设温度数据收集结构，检测加热井土壤温度；所述加热井上方设烟气出口，烟气出口设烟气检测系统，用于检测烟气组分及浓度；混合室的天然气入口设所述天然气控制阀，空气入口设空气控制阀，通过调节空气控制阀和天然气控制阀的开启度实现空燃比调节。

进一步地，所述温度数据收集结构采用热电偶传感器，以检测加热井土壤温度。

进一步地，所述热电偶传感器为NiCr-Ni型的K型热电偶，在加热井井壁每两米设置一个。

进一步地，所述加热井上方设烟气出口，烟气出口设烟气检测系统，用于检测烟气组分，所述烟气检测系统检测烟气中的氧气含量。

进一步地，烟气检测系统包括氧化锆宽阈氧传感器，用于检测烟气中的氧气含量。

进一步地，当所述热电偶传感器检测到的若干个不同深度位置的温度值中有一个或若干个温度值低于设定值时，增加然气控制阀和空气控制阀的开度，当加热井最底部温度传感器检测到的温度高于设定值2℃时，减小然气控制阀和空气控制阀的开度。

进一步地，所述烟气检测系统检测到的烟气中氧气浓度低于氧气设定浓度范围下限时，增加空气控制阀的开度，当氧气浓度高于氧气设定浓度范围上限时，减小空气控制阀的开度。

进一步地，若干个加热井配一个抽提井，加热井的烟气出口与抽提井出口相连，并连接至尾气处理单元，加热土壤后温度降低的烟气将从加热井连接的烟气出口抽提出来，与携带污染物的抽提井抽提气一起送入尾气处理单元进行处理。

本实用新型与传统原位热脱附系统相比有如下优点：

本实用新型可以通过实测土壤温度、烟气组分和浓度，以便根据实测值调节热脱附系统的空燃比，从而维持场地温度均衡，提高能源利用效率。本实用新型可以基于检测到的实测数据，以及混合室设置的天然气控制阀和空气控制阀，通过手动或自动调节的方式，系统充分考虑节能降耗和系统设备的安全稳定性，将热电偶所测得温度与设定温度进行比较，通过改变空气流量和天然气流量使特定加热井土壤特定深度的温度稳定于设定温度，同时降低烟气中氧气含量促进天然气完全燃烧提升能源利用效率。

附图说明

图1是污染场地原位燃气热脱附修复系统图。

附图标记说明

1-燃烧器

2-加热井

3-温度数据收集结构

4-混合室

5-烟气检测系统

6-天然气控制阀

7-空气控制阀8-抽提井9-烟气出口10-尾气处理单元。

具体实施方式

参照附图1与实施例，对本实用新型作进一步详细描述：

如图所示，本实施例所公开的污染场地原位燃气热脱附修复系统，包括燃烧器1、加热井2、抽提井8、温度数据收集结构3、及烟气检测系统5，若干个加热井2配一个抽提井8，燃烧器1设置于加热井2的上端开口位置，燃烧器1所产生的高温烟气进入加热井2中，给土壤进行加热。

进一步优选地，本实用新型中设置于燃烧器1和混合室顶部，混合室上连通有空气控制阀7和天然气控制阀6，分别与空气控制阀和天然气控制阀之间形成控制连接。天然气控制阀6和空气控制阀7分别调节天然气流量和空气流量，天然气和空气在混合室中混合，在燃烧器中燃烧产生高温烟气，高温烟气流经加热井通过热传导对土壤进行加热。

所述温度数据收集结构3采用热电偶传感器检测加热井2土壤温度。

所述混合室能够加强空气与天然气的湍流混合，提升能源利用效率。

所述烟气检测系统5检测尾气中的氧气含量、一氧化碳含量和甲烷含量。

进一步地，热电偶传感器为NiCr-Ni型的K型热电偶，在加热井2井壁每两米设置一个。

进一步地，烟气检测系统5中检测尾气中的氧气含量的传感器为氧化锆宽阈氧传感器。

进一步地，本实用新型还可以包括一控制单元，该控制单元根据实测土壤温度、烟气中氧气浓度，通过调节空气控制阀和天然气控制阀的开启度实现空燃比调节。

当所述热电偶传感器检测到的若干个不同深度位置的温度值中有一个或若干个温度值低于设定值时，增加天然气控制阀6和空气控制阀7的开度，当加热井最底部温度传感器检测到的温度高于设定值2℃时，减小天然气控制阀6和空气控制阀7的开度。

烟气检测系统5检测到的烟气中氧气浓度低于氧气设定浓度范围下限时，增加空气控制阀的开度，当氧气浓度高于氧气设定浓度范围上限时，减小空气控制阀的开度。

本领域技术人员应当理解，该控制单元可以用比较器等硬件实现，同时也可以由工作人员根据实测值人工调节。该调节方法并非本实用新型保护的范围，因此不再赘述。

进一步地，烟气检测系统5中，氧气的设定值为0.2%~0.8%。

进一步地，加热井2不同深度的温度设定值依据土壤污染的污染物类型和浓度、土壤修复进程及环境条件确定。

进一步地，加热土壤后温度降低的烟气将从加热井连接的烟气出口9抽提出来，与携带污染物的抽提井抽提气一起送入尾气处理单元进行处理。

Claims (5)

1.一种污染场地原位燃气热脱附修复系统，包括燃烧器、加热井，所述燃烧器与所述加热井连接，设置于所述加热井的上端，燃烧器的上方设混合室；其特征在于，在所述加热井井壁上设置若干个温度检测位，温度检测位设温度数据收集结构，检测加热井土壤温度；所述加热井上方设烟气出口，烟气出口设烟气检测系统，用于检测烟气组分及浓度；混合室的天然气入口设天然气控制阀，空气入口设空气控制阀，通过调节空气控制阀和天然气控制阀的开启度实现空燃比调节。

2.根据权利要求1所述的污染场地原位燃气热脱附修复系统，其特征在于，所述温度数据收集结构采用热电偶传感器，以检测加热井土壤温度。

3.根据权利要求2所述的污染场地原位燃气热脱附修复系统，其特征在于，所述热电偶传感器为NiCr-Ni型的K型热电偶，在加热井井壁每两米设置一个。

4.根据权利要求1所述的污染场地原位燃气热脱附修复系统，其特征在于，所述加热井上方设烟气出口，烟气出口设烟气检测系统，用于检测烟气中的氧气含量。

5.根据权利要求1所述的污染场地原位燃气热脱附修复系统，其特征在于，若干个加热井配一个抽提井，加热井的烟气出口与抽提井出口相连，并连接至尾气处理单元。

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