CN214919173U

CN214919173U - 一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统

Info

Publication number: CN214919173U
Application number: CN202121081099.4U
Authority: CN
Inventors: 迟克宇; 李传维; 李书鹏; 郭丽莉; 刘鹏; 李鸿炫; 王勇
Original assignee: BCEG Environmental Remediation Co Ltd
Current assignee: BCEG Environmental Remediation Co Ltd
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2031-05-19

Abstract

本实用新型提供了一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，属于污染土壤修复设备技术领域，包括：多相抽提井，适于插入至污染土壤内；所述多相抽提井依次连通有第一气液分离器、第二气液分离器和废气处理装置；所述第一气液分离器和第二气液分离器的液体出口均与废液处理装置连通；冷却装置，设置在第一气液分离器和第二气液分离器之间。本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，多相抽提井抽出的气液混合物经两次气液分离，使得气液分离更加彻底，避免在气体传输过程中，随着温度的下降会有一部分气体进行液化，对管道及后续的设备产生影响。使用本方案可在加热运行时的高温环境下，实现对地下液体、气体的安全、稳定、高效抽提。

Description

一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统

技术领域

本实用新型涉及污染土壤修复设备技术领域，具体涉及一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统。

背景技术

原位热脱附技术作为修复土壤和地下水中有机污染的一项重要技术，结合加热和多相抽提的方法，通过对土壤直接或间接加热，促使有机污染物挥发，由固相、液相向气相转化，进而利用抽提处理系统对其进一步收集并去除的技术。原位热脱附技术因有基本不受污染物理化性质、复杂地质及水文地质条件等因素限制，同时具有低扰动、二次污染风险较低等优势，已成为当今土壤修复领域的技术热点。该技术成功应用的核心要素之一为抽提系统运行的安全、稳定、高效，即要确保经加热后的污染物能否被及时、有效抽提。

多相抽提技术通过真空抽提设备/水泵将污染区域的气体和液体(包括土壤气、地下水和非水相液体)同时从地下抽出至地上处理，达到迅速控制并同步修复土壤与地下水污染的目的。该技术具有抽出处理、土壤气相抽提、自由相回收、真空强化、生物通风、自然衰减等多方面的协同作用，近年来在工程应用中发展迅速。传统的多相抽提双泵系统在抽取地下污染区域的气体和液体后，需要进行气液分离，及废水废气处理。

实用新型内容

因此，本实用新型提供了一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，包括：

多相抽提井，适于插入至污染土壤内；

所述多相抽提井依次连通有第一气液分离器、第二气液分离器和废气处理装置；

所述第一气液分离器和第二气液分离器的液体出口均与废液处理装置连通；

冷却装置，设置在第一气液分离器和第二气液分离器之间。

可选的，所述多相抽提井通过第一管道与所述第一气液分离器的入口连通，所述第一管道上设有第一调节阀；

所述第一气液分离器的气体出口通过第二管道与所述第二气液分离器的入口连通，所述冷却装置套设在所述第二管道上；

所述第一气液分离器的液体出口通过第三管道与所述废液处理装置连通；

所述第二气液分离器的液体出口通过第四管道与所述废液处理装置连通；

所述第二气液分离器的气体出口通过第五管道与所述废气处理装置连通。

可选的，还包括有两个Y型过滤器，两个所述Y型过滤器分别设置在所述第三管道与所述第四管道上。

可选的，所述多相抽提井包括有真空泵，所述真空泵用于抽取气体，所述真空泵设置在所述第五管道上。

可选的，还包括有气体过滤器，设置在所述第五管道上，所述气体过滤器位于所述真空泵与所述第二气液分离器之间。

可选的，所述冷却装置包括：

换热器，套设在所述第二管道上。

可选的，所述冷却装置还包括有冷却塔，所述冷却塔与所述换热器通过冷却水循环管道形成液体回路。

可选的，所述换热器具有并联设置的两组。

可选的，还包括：

温度表、压力表和气体流量计，均安装在所述第五管道上，且所述温度表、压力表和气体流量计均靠近所述废气处理装置设置。

可选的，所述多相抽提井还包括有气提泵。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，多相抽提井依次连通有第一气液分离器、第二气液分离器和废气处理装置，第一气液分离器和第二气液分离器的液体出口均与废液处理装置连通，在第一气液分离器和第二气液分离器之间设置有冷却装置。多相抽提井抽出的气液混合物经第一气液分离器进行气液分离后，由于气液混合物的温度还较高，此时从第一气液分离器气体出口排出的气体还可能存在沸点较低的气体，经过冷却装置后，气液混合物的温度达到常温状态，使沸点较低的气体液化，再经过第二气液分离器，使得气液分离更加彻底，避免在气体传输过程中，随着温度的下降会有一部分气体进行液化，对管道及后续的设备产生影响。使用本方案可在加热运行时的高温环境下，实现对地下液体、气体的安全、稳定、高效抽提。

2.本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，采用两组并联的换热器，运行时可根据检修、清理需要相互切换，可确保对高温废气的降温安全、稳定、高效，避免因换热器箱体内污染物逐渐凝结而需要检修、清理时中断多相抽提系统。

3.本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，多相抽提井通过第一管道与第一气液分离器连通，使多相抽提井抽取上来的气体和液体均通过第一管道进入第一气液分离器内，避免因地面独立的抽气管路内的气相介质在传输的过程中在管道内产生大量冷凝液或固相结晶，在特定位置易形成淤堵，而造成运行检修困难。

4.本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，通过在第五管道上设置温度表、压力表和气体流量计，可以对多相抽提系统运行过程中实时、直观的进行监测，确保多相抽提系统安全、稳定运行。

5.本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，多相抽提井使用气提泵抽提地下液体，气提泵气源由地面空压机提供，一台空压机可同时为多个多相抽提井供气。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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为本实用新型提供的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统。

附图标记说明：

11、抽提井外管；12、出液管；13、出气管；14、第二调节阀；15、第四调节阀；16、第一管道；161、第一调节阀；21、真空泵；22、气提泵；222、压缩空气管；223、空压机；224、三通接头；225、压缩空气调节阀；23、新风调节阀；311、第一气液分离器；312、第二气液分离器；32、换热器；321、冷却塔；322、冷却水循环管道；33、第二管道；34、第三管道；341、第三调节阀；342、Y型过滤器；343、离心泵；344、止回阀；35、第四管道；36、第五管道；361、气体过滤器；362、温度表；363、压力表；364、气体流量计；41、废液处理装置；42、废气处理装置。

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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统的一种具体的实施方式，如图1所示，从左至右多相抽提井依次连通有第一气液分离器、第二气液分离器和废气处理装置，第一气液分离器和第二气液分离器的液体出口均与废液处理装置连通，在第一气液分离器和第二气液分离器之间设置有冷却装置。多相抽提井抽出的气液混合物经第一气液分离器进行气液分离后，由于气液混合物的温度还较高，此时从第一气液分离器气体出口排出的气体还可能存在沸点较低的气体，经过冷却装置后，气液混合物的温度达到常温状态，使沸点较低的气体液化，再经过第二气液分离器，使得气液分离更加彻底，避免在气体传输过程中，随着温度的下降会有一部分气体进行液化，对管道及后续的设备产生影响。使用本方案可在加热运行时的高温环境下，实现对地下液体、气体的安全、稳定、高效抽提。

本实施例中，多相抽提井包括有抽提井外管11、压缩空气管222、气提泵22。抽提井外管11内设有内管，内管内安装有气提泵22，内管上端连接有三通接头224，三通接头224另一端连接头出液管12，出液管12上设有第二调节阀14，三通接头224最后一端处于封闭状态。压缩空气管222穿过三通接头224封闭状态的端部伸入至内管内，与气提泵22连接，压缩空气管222的外端连接有空压机223，并且压缩空气管222裸露在外的部分设置有压缩空气调节阀225。抽提井外管11裸露在地面上的部分连接有出气管13，出气管13上设有第四调节阀15。出气管13与出液管12合并为一路，在第一管道16内以气旋水的形式进行输送。在第一管道16上设有第一调节阀161，且第一管道16的尾端与第一气液分离器311的入口连通，使多相抽提井抽取上来的气体和液体均通过第一管道16进入第一气液分离器311内，避免因地面独立的抽气管路内的气相介质在传输的过程中在管道内产生大量冷凝液或固相结晶，在特定位置易形成淤堵，而造成运行检修困难。

作为一种可替换的实施方式，出液管12和出气管13也可分别单独连接至第一气液分离器311的入口处。

多相抽提井使用气提泵22抽提地下液体，气提泵22气源由地面空压机223提供，一台空压机223可同时为多个多相抽提井供气。

本实施例中，冷却装置为换热器32，换热器32套设在第二管道33上，并且连接有冷却塔321，换热器32与冷却塔321之间通过冷却水循环管道322连通，使换热器32能够持续对从第一气液分离器311的气体出口流出、流经第二管道33的气相介质进行降温，使沸点较低的气体液化。

具体的，冷却装置采用两组并联的换热器32，运行时可根据检修、清理需要相互切换，可确保对高温废气的降温安全、稳定、高效，避免因换热器32箱体内污染物逐渐凝结而需要检修、清理时中断多相抽提系统。

本实施例中，第一气液分离器311的液体出口通过第三管道34与废液处理装置41连通，在第三管道34上设有第三调节阀341、Y型过滤器342、离心泵343和止回阀344；第二气液分离器312的液体出口通过第四管道35与废液处理装置41连通，在第四管道35上设有第三调节阀341、Y型过滤器342、离心泵343和止回阀344。第三调节阀341可以对流经第三管道34和第四管道35内的液体流量和流速进行控制；Y型过滤器342可以将流经第三管道34和第四管道35内的液体内的细小颗粒进行过滤；离心泵343可以加速液体的流通速度；止回阀344为单向阀，可以防止液体回流。

具体的，第三管道34和第四管道35汇流至一个管道内与废液处理装置41连通。

本实施例中，第二气液分离器312的气体出口通过第五管道36与废气处理装置42连通，真空泵21设置在第五管道36上，在真空泵21的上游设有气体过滤器361，具体的，气体过滤器361为5微米过滤器。通过真空泵21的抽取，可以将土壤内的气体抽取出来。在第五管道36上设置有温度表362、压力表363和气体流量计364，可以对多相抽提系统运行过程中实时、直观的进行监测，确保多相抽提系统安全、稳定运行。

具体的，在第一管路上还连接有新风管道，新风管道与洁净的空气源连通，在新风管道设有新风调节阀23。在真空泵21产生的真空作用下可以通过新风调节阀23的开度来调节系统真空度以及新风补充量。

工作原理：

空压机223通过压缩空气管222为气提泵22提供压缩空气，是使气提泵22将土壤内的液体通过内管抽出至出液管12；真空泵21通过连通的管道将土壤内的气体通过抽提井外管11抽出至出气管13。出液管12与出气管13进行合流，通过第一管道16进入至第一气液分离器311内，经气液分离后，液体从液体出口流入至第三管道34内，气体从气体出口流入至第二管道33内。第三管道34内的液体经由离心泵343抽取，经过Y型过滤器342和止回阀344进入废液处理装置41；第二管道33内的气体经冷却装置进行降温冷却后进入第二气液分离器312，经气液分离后，液体从液体出口流入至第四管道35内，气体从气体出口流入至第五管道36内。第四管道35内的液体经由离心泵343抽取，经过Y型过滤器342和止回阀344进入废液处理装置41；第五管道36内的气体经由气体过滤器361进行过滤后，经过真空泵21进入至废气处理装置42。至此，完成污染土壤内的气体与液体的抽提与分离。

实施例2

本实施例为采用实施例1中的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统的一种具体的应用方式，在某有机污染场地原位热脱附修复工程应用中目标污染物为氯代烃，修复土壤及地下水污染面积约3700m²。用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统共设置多相抽提井120口，通过地面多相抽提管路连接至多相分离单元以及后续废气、污水处理的污染净化单元。使用单台真空泵功率为55kW，真空度在－0.06MPa以下；使用单台空压机功率为22kW，压力0.8MPa，容积流量3.6m³/min；使用单组管壳式换热器，换热量478kW，进气温度73℃，出气温度35℃；使用的单台冷却塔循环水泵功率15kW，循环水量150m³/h。多相抽提系统稳定运行时，单井最大抽提水量约0.2m³/h，单井最大抽提气量约20m³/h。多相抽提系统稳定运行时，系统真空度范围在－0.03～－0.04MPa，多相抽提井井头真空度范围在－0.02～－0.03MPa；系统抽提水时空压机运行压力设置在0.6～0.8MPa；单井抽提气流量控制范围15～20m³/h，单井抽提水流量控制范围0.03～0.2m³/h。原位热脱附修复工程共运行抽提系统90天，共抽出地下水约9000m³，气体约5000000m³，从系统开始运行直至潜热阶段单井抽提水流量逐渐降低、单井抽提气流量逐渐升高。多相抽提系统运行过程中实时监测系统真空度、抽提井真空度、抽提井水位、抽提废气温度、出水量、出气量、废气污染浓度、废水污染浓度，实时判断阶段性修复效果并进行了过程工艺调整。该工程初始土壤污染浓度最高达到25700mg/kg、地下水污染浓度最高达到409000μg/L，包含多相抽提系统在内的整体原位热脱附系统稳定运行90天后，土壤污染浓度降至5mg/kg左右、地下水污染浓度降至1000μg/L左右。

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

1.一种用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，包括：

多相抽提井，适于插入至污染土壤内；

所述多相抽提井依次连通有第一气液分离器(311)、第二气液分离器(312)和废气处理装置(42)；

所述第一气液分离器(311)和第二气液分离器(312)的液体出口均与废液处理装置(41)连通；

冷却装置，设置在第一气液分离器(311)和第二气液分离器(312)之间。

2.根据权利要求1所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述多相抽提井通过第一管道(16)与所述第一气液分离器(311)的入口连通，所述第一管道(16)上设有第一调节阀(161)；

所述第一气液分离器(311)的气体出口通过第二管道(33)与所述第二气液分离器(312)的入口连通，所述冷却装置套设在所述第二管道(33)上；

所述第一气液分离器(311)的液体出口通过第三管道(34)与所述废液处理装置(41)连通；

所述第二气液分离器(312)的液体出口通过第四管道(35)与所述废液处理装置(41)连通；

所述第二气液分离器(312)的气体出口通过第五管道(36)与所述废气处理装置(42)连通。

3.根据权利要求2所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，还包括有两个Y型过滤器(342)，两个所述Y型过滤器(342)分别设置在所述第三管道(34)与所述第四管道(35)上。

4.根据权利要求2所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述多相抽提井包括有真空泵(21)，所述真空泵(21)用于抽取气体，所述真空泵(21)设置在所述第五管道(36)上。

5.根据权利要求4所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，还包括有气体过滤器(361)，设置在所述第五管道(36)上，所述气体过滤器(361)位于所述真空泵(21)与所述第二气液分离器(312)之间。

6.根据权利要求2所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述冷却装置包括：

换热器(32)，套设在所述第二管道(33)上。

7.根据权利要求6所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述冷却装置还包括有冷却塔(321)，所述冷却塔(321)与所述换热器(32)通过冷却水循环管道(322)形成液体回路。

8.根据权利要求6所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述换热器(32)具有并联设置的两组。

9.根据权利要求2所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，还包括：

温度表(362)、压力表(363)和气体流量计(364)，均安装在所述第五管道(36)上，且所述温度表(362)、压力表(363)和气体流量计(364)均靠近所述废气处理装置(42)设置。

10.根据权利要求1所述的用于污染场地原位热脱附修复装置的多相抽提系统，其特征在于，所述多相抽提井还包括有气提泵(22)。