CN215657038U - 一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，包括土壤预处理室、脱附抽提室、蒸汽发生室和余热回收系统，首先结合蒸汽热脱附的优点，通过蒸汽作用降低土壤黏度和界面张力，促使其渗透率增大更易迁移，修复速度快，其次配合气相抽提技术优点，通过对蒸汽凝结峰前的污染物进行抽提，防止有机物在土壤中提前凝结积累，同时在高温高压下，设置连续式进出料装置，结构简单，操作性强，能够实现土壤连续脱附抽提以及对热空气和蒸汽联合注入，加快土壤修复进程，克服抽提拖尾效应，最终借助余热回用，不仅能够进行土壤预处理加热和空气加热，此外也利于废水处理后回用，作为锅炉用水的有效利用，综上本专利实用性强，具备很好的推广应用价值。

Description

一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置

技术领域

本实用新型涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置。

背景技术

我国土壤污染防治形势严峻，由于化石燃料的燃烧、石油的泄漏、工业化工原料的生产产生的污水和污泥的农用、工农业固体废物的堆放以及农药的广泛使用，致使邻苯二甲酸酯、多环芳烃、有机氯和有机磷农药等有机污染物直接或间接进入土壤环境，并因脂溶性易被土壤颗粒吸附而长时间残留于土壤中。这些有机物中有不少是致癌、致畸或致突变物质，存留于土壤中不仅可以使农作物减产甚至绝收，而且还可以通过植物或动物进入食物链，给人类生存和健康带来严重影响。因此开展有机物污染土壤修复具有重要的研究意义。

目前，蒸汽热脱附技术主要应用于原位土壤修复中，通过改变目标污染物的饱和蒸气压，促进污染物挥发，并通过土壤气相抽提技术实现对目标污染物的去除过程。但存在的问题：(1)蒸汽在注入土壤中，由于蒸汽会向四周各个方向扩散，因此很难在污染区以下的注入井和提取井之间建立一个连续的蒸汽区；(2)当将蒸汽注入含有密集挥发性污染物的土壤中时，污染物会在受热土壤区域内蒸发，在蒸汽凝结锋之前凝结积累。如果足够的污染物积累，就在在重力作用下变得可垂直向下迁移，造成新的污染区域问题；(3)当污染物深度浅及污染范围大时，由于热量损失过大及蒸汽注入压力受限，限制应用；

气相抽提技术通过在包气带抽提气相来强迫土壤空气定向流动并夹带有机物排除处理，存在问题有不适应平均孔径和渗透率较低的黏性土壤，还会在抽提一段时间后，出现污染物浓度下降迅速逐渐减缓的现象，即“拖尾”现象。故而鉴于以上缺陷，实有必要设计一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，来解决背景技术提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，包括土壤预处理室、脱附抽提室、蒸汽发生室和余热回收系统，所述的土壤预处理室由螺旋输送管9和预热管道10组成，所述的脱附抽提室由脱附室19、蒸汽过热管道20、锁料器14、进料口13、抽提管道15和抽提泵16组成，所述的蒸汽发生室由锅炉1、安全阀4、热偶计5、压力表6和蒸汽出口管道7组成，所述的余热回收系统由热风出口管道28、风机23、热换器24、气液分离器25、废气处理器26和废水处理器27组成，土壤预处理室数量为两件，所述的预热管道10固设于螺旋输送管9上下两端，所述的预热管道10与螺旋输送管9采用焊接连接，所述的蒸汽过热管道20固设于脱附室19内部中端，所述的蒸汽过热管道20与脱附室19采用焊接连接，所述的锁料器14固设于脱附室19顶部左右两侧，所述的锁料器14与脱附室19采用焊接连接，所述的进料口13固设于锁料器14顶部，所述的进料口13与锁料器14采用焊接连接，且所述的进料口13与螺旋输送管9采用焊接连接，所述的抽提管道15数量为若干件，所述的抽提管道15均匀固设于脱附室19内壁，所述的抽提管道15与脱附室19采用焊接连接，所述的抽提泵16固设于脱附室19外壁，所述的抽提泵16与脱附室19采用焊接连接，且所述的抽提泵16与抽提管道15采用焊接连接，所述的安全阀4固设于锅炉1顶部中端，所述的安全阀4与锅炉1采用焊接连接，所述的热偶计5固设于锅炉1顶部右侧，所述的热偶计5与锅炉1采用焊接连接，所述的压力表6固设于锅炉1顶部左侧，所述的压力表6与锅炉1采用焊接连接，所述的蒸汽出口管道7固设于锅炉1左侧上端，所述的蒸汽出口管道7与锅炉1采用焊接连接，所述的热风出口管道28固设于蒸汽过热管道20和蒸汽出口管道7之间，所述的热风出口管道28与蒸汽过热管道20和蒸汽出口管道7采用焊接连接，所述的风机23固设于热风出口管道28底部，所述的风机23与热风出口管道28采用焊接连接，所述的热换器24固设于风机23底部，所述的热换器24与风机23采用焊接连接，所述的气液分离器25固设于热换器24右侧，所述的气液分离器25与热换器24采用焊接连接，所述的废气处理器26固设于气液分离器25底部，所述的废气处理器26与气液分离器25采用焊接连接，所述的废水处理器27固设于气液分离器25右侧，所述的废水处理器27与气液分离器25采用焊接连接。

进一步，所述的预热管道10上端还固设有预热管道进口11，所述的预热管道进口11与预热管道10采用焊接连接，且所述的预热管道进口11与抽提泵16采用焊接连接，所述的预热管道10下端还固设有预热管道出口12，所述的预热管道出口12与预热管道10采用焊接连接，且所述的预热管道出口12与热换器24采用焊接连接。

进一步，所述的脱附室19底部还固设有下料室22，所述的下料室22与脱附室19采用焊接连接，所述的下料室22顶部还固设有上旋转开关17，所述的上旋转开关17与下料室22采用螺栓连接，所述的下料室22底部还固设有下旋转开关18，所述的下旋转开关18与下料室22采用螺栓连接。

进一步，所述的蒸汽过热管道20外壁从上至下还固设有若干数量的喷头21，所述的喷头21与蒸汽过热管道20采用焊接连接。

进一步，所述的锅炉1右侧下端还固设有进水口2，所述的进水口2与锅炉1采用焊接连接，且所述的进水口2与废水处理器27采用焊接连接，所述的锅炉1底部还固设有出水口3，所述的出水口3与锅炉1采用焊接连接。

与现有技术相比，该一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，具备以下优点；

1、结合蒸汽热脱附的优点，通过蒸汽作用降低土壤黏度和界面张力，促使其渗透率增大更易迁移，修复速度快。

2、结合气相抽提技术优点，通过对蒸汽凝结峰前的污染物进行抽提，防止有机物在土壤中提前凝结积累。

3、在高温高压下，设置连续式进出料装置，结构简单，操作性强，能够实现土壤连续脱附抽提。

4、通过对热空气和蒸汽联合注入，加快土壤修复进程，克服抽提拖尾效应。

5、余热回用，进行土壤预处理加热和空气加热，废水处理后回用，作为锅炉用水。

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是一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置的主视图。

锅炉1、进水口2、出水口3、安全阀4、热偶计5、压力表6、蒸汽出口管道7、螺旋输送管9、预热管道10、预热管道进口11、预热管道出口12、进料口13、料锁器14、抽提管道15、抽提泵16、上旋转开关17、下旋转开关18、脱附室19、蒸汽过热管20、喷头21、下料室22、风机23、换热器24、气液分离器25、废气处理器26、废水处理器27、热风出口管道28。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

具体实施方式

在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解，然而，对本领域的技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践，在其他情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，因此不能理解为对实用新型的限制。

如图1所示，一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，包括土壤预处理室(未标注)、脱附抽提室(未标注)、蒸汽发生室(未标注)和余热回收系统(未标注)，所述的土壤预处理室(未标注)由螺旋输送管9和预热管道10组成，所述的脱附抽提室(未标注)由脱附室19、蒸汽过热管道20、锁料器14、进料口13、抽提管道15和抽提泵16组成，所述的蒸汽发生室(未标注)由锅炉1、安全阀4、热偶计5、压力表6和蒸汽出口管道7组成，所述的余热回收系统(未标注)由热风出口管道28、风机23、热换器24、气液分离器25、废气处理器26和废水处理器27组成，土壤预处理室(未标注)数量为两件，所述的预热管道10固设于螺旋输送管9上下两端，所述的预热管道10与螺旋输送管9采用焊接连接，所述的蒸汽过热管道20固设于脱附室19内部中端，所述的蒸汽过热管道20与脱附室19采用焊接连接，所述的锁料器14固设于脱附室19顶部左右两侧，所述的锁料器14与脱附室19采用焊接连接，所述的进料口13固设于锁料器14顶部，所述的进料口13与锁料器14采用焊接连接，且所述的进料口13与螺旋输送管9采用焊接连接，所述的抽提管道15数量为若干件，所述的抽提管道15均匀固设于脱附室19内壁，所述的抽提管道15与脱附室19采用焊接连接，所述的抽提泵16固设于脱附室19外壁，所述的抽提泵16与脱附室19采用焊接连接，且所述的抽提泵16与抽提管道15采用焊接连接，所述的安全阀4固设于锅炉1顶部中端，所述的安全阀4与锅炉1采用焊接连接，所述的热偶计5固设于锅炉1顶部右侧，所述的热偶计5与锅炉1采用焊接连接，所述的压力表6固设于锅炉1顶部左侧，所述的压力表6与锅炉1采用焊接连接，所述的蒸汽出口管道7固设于锅炉1左侧上端，所述的蒸汽出口管道7与锅炉1采用焊接连接，所述的热风出口管道28固设于蒸汽过热管道20和蒸汽出口管道7之间，所述的热风出口管道28与蒸汽过热管道20和蒸汽出口管道7采用焊接连接，所述的风机23固设于热风出口管道28底部，所述的风机23与热风出口管道28采用焊接连接，所述的热换器24固设于风机23底部，所述的热换器24与风机23采用焊接连接，所述的气液分离器25固设于热换器24右侧，所述的气液分离器25与热换器24采用焊接连接，所述的废气处理器26固设于气液分离器25底部，所述的废气处理器26与气液分离器25采用焊接连接，所述的废水处理器27固设于气液分离器25右侧，所述的废水处理器27与气液分离器25采用焊接连接；

需要说明的是该一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置具备以下功能；

A、针对挥发性、半挥发性有机污染土壤进行蒸汽热脱附，污染土壤经土壤预处理室(未标注)进行预热处理后进入脱附抽提室(未标注),即螺旋输送管9起到运输土壤作用，预热管道10起到土壤加热作用；

B、在脱附室19内部，首先由锅炉1产生过热蒸汽，经过蒸汽出口管道7、热风出口管道28和蒸汽过热管20向脱附室19内部喷出，即在热空气的作用下，土壤升温，有机污染物挥发，接着在水平压力作用下推至脱附室19的脱附壁边缘，经抽提管道15和抽提泵16的相互配合下实现抽提脱附处理；

C、经抽提后的高温汽水混合物对土壤、空气进行预热，冷凝后的汽水混合物经气液分离器25分离，冷凝水进入废水处理器27设施后作为锅炉供水，不凝气经废气处理器26中的活性炭吸附后排放；

D、蒸汽发生室(未标注)中的安全阀4、热偶计5和压力表6相互配合，能够实时监测锅炉1内部的气压、温度以及异常状态下的快速泄压目的，提高了锅炉1安全性；

E、余热回收系统(未标注)中的风机23和热换器24不仅能够达到供风送热，此外也利于热交换和冷凝处理；

所述的预热管道10上端还固设有预热管道进口11，所述的预热管道进口11与预热管道10采用焊接连接，且所述的预热管道进口11与抽提泵16采用焊接连接，所述的预热管道10下端还固设有预热管道出口12，所述的预热管道出口12与预热管道10采用焊接连接，且所述的预热管道出口12与热换器24采用焊接连接；

需要说明的是预热管道进口11能在抽提泵16的供入作用下，将脱附室19内部的热量供入到预热管道10中，不仅利于抽提泵16的抽提，此外也利于预热管道10对土壤的加热，预热管道出口12能够将热换器24内部的热量向预热管道10内部供入，利于预热管道10对土壤进行预加热处理；

所述的脱附室19底部还固设有下料室22，所述的下料室22与脱附室19采用焊接连接，所述的下料室22顶部还固设有上旋转开关17，所述的上旋转开关17与下料室22采用螺栓连接，所述的下料室22底部还固设有下旋转开关18，所述的下旋转开关18与下料室22采用螺栓连接；

需要说明的是下料室22能够收集脱附完后的土壤，即开启上旋转开关17，使得脱附室19内部的土壤进入到下料室22，实现高温高压下连续化脱附，最终由下旋转开关18开启后排出即可；

所述的蒸汽过热管道20外壁从上至下还固设有若干数量的喷头21，所述的喷头21与蒸汽过热管道20采用焊接连接；

需要说明的是喷头21能够利于将蒸汽过热管道20内部的蒸汽向脱附室19内部进行排出，因喷头21设有若干件，因此利于蒸汽喷出，有效防止完全堵塞的问题；

所述的锅炉1右侧下端还固设有进水口2，所述的进水口2与锅炉1采用焊接连接，且所述的进水口2与废水处理器27采用焊接连接，所述的锅炉1底部还固设有出水口3，所述的出水口3与锅炉1采用焊接连接；

需要说明的是进水口2能够将废水处理器27中处理后的废水供入到锅炉1进行重复利用，出水口3打开后能够利于将锅炉1中的废水排出至外界。

Claims (5)

1.一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，其特征在于包括土壤预处理室、脱附抽提室、蒸汽发生室和余热回收系统，所述的土壤预处理室由螺旋输送管(9)和预热管道(10)组成，所述的脱附抽提室由脱附室(19)、蒸汽过热管道(20)、锁料器(14)、进料口(13)、抽提管道(15)和抽提泵(16)组成，所述的蒸汽发生室由锅炉(1)、安全阀(4)、热偶计(5)、压力表(6)和蒸汽出口管道(7)组成，所述的余热回收系统由热风出口管道(28)、风机(23)、热换器(24)、气液分离器(25)、废气处理器(26)和废水处理器(27)组成，土壤预处理室数量为两件，所述的预热管道(10)固设于螺旋输送管(9)上下两端，所述的预热管道(10)与螺旋输送管(9)采用焊接连接，所述的蒸汽过热管道(20)固设于脱附室(19)内部中端，所述的蒸汽过热管道(20)与脱附室(19)采用焊接连接，所述的锁料器(14)固设于脱附室(19)顶部左右两侧，所述的锁料器(14)与脱附室(19)采用焊接连接，所述的进料口(13)固设于锁料器(14)顶部，所述的进料口(13)与锁料器(14)采用焊接连接，且所述的进料口(13)与螺旋输送管(9)采用焊接连接，所述的抽提管道(15)数量为若干件，所述的抽提管道(15)均匀固设于脱附室(19)内壁，所述的抽提管道(15)与脱附室(19)采用焊接连接，所述的抽提泵(16)固设于脱附室(19)外壁，所述的抽提泵(16)与脱附室(19)采用焊接连接，且所述的抽提泵(16)与抽提管道(15)采用焊接连接，所述的安全阀(4)固设于锅炉(1)顶部中端，所述的安全阀(4)与锅炉(1)采用焊接连接，所述的热偶计(5)固设于锅炉(1)顶部右侧，所述的热偶计(5)与锅炉(1)采用焊接连接，所述的压力表(6)固设于锅炉(1)顶部左侧，所述的压力表(6)与锅炉(1)采用焊接连接，所述的蒸汽出口管道(7)固设于锅炉(1)左侧上端，所述的蒸汽出口管道(7)与锅炉(1)采用焊接连接，所述的热风出口管道(28)固设于蒸汽过热管道(20)和蒸汽出口管道(7)之间，所述的热风出口管道(28)与蒸汽过热管道(20)和蒸汽出口管道(7)采用焊接连接，所述的风机(23)固设于热风出口管道(28)底部，所述的风机(23)与热风出口管道(28)采用焊接连接，所述的热换器(24)固设于风机(23)底部，所述的热换器(24)与风机(23)采用焊接连接，所述的气液分离器(25)固设于热换器(24)右侧，所述的气液分离器(25)与热换器(24)采用焊接连接，所述的废气处理器(26)固设于气液分离器(25)底部，所述的废气处理器(26)与气液分离器(25)采用焊接连接，所述的废水处理器(27)固设于气液分离器(25)右侧，所述的废水处理器(27)与气液分离器(25)采用焊接连接。

2.如权利要求1所述一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，其特征在于所述的预热管道(10)上端还固设有预热管道进口(11)，所述的预热管道进口(11)与预热管道(10)采用焊接连接，且所述的预热管道进口(11)与抽提泵(16)采用焊接连接，所述的预热管道(10)下端还固设有预热管道出口(12)，所述的预热管道出口(12)与预热管道(10)采用焊接连接，且所述的预热管道出口(12)与热换器(24)采用焊接连接。

3.如权利要求1所述一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，其特征在于所述的脱附室(19)底部还固设有下料室(22)，所述的下料室(22)与脱附室(19)采用焊接连接，所述的下料室(22)顶部还固设有上旋转开关(17)，所述的上旋转开关(17)与下料室(22)采用螺栓连接，所述的下料室(22)底部还固设有下旋转开关(18)，所述的下旋转开关(18)与下料室(22)采用螺栓连接。

4.如权利要求1所述一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，其特征在于所述的蒸汽过热管道(20)外壁从上至下还固设有若干数量的喷头(21)，所述的喷头(21)与蒸汽过热管道(20)采用焊接连接。

5.如权利要求1所述一种有机物污染土壤蒸汽脱附装置，其特征在于所述的锅炉(1)右侧下端还固设有进水口(2)，所述的进水口(2)与锅炉(1)采用焊接连接，且所述的进水口(2)与废水处理器(27)采用焊接连接，所述的锅炉(1)底部还固设有出水口(3)，所述的出水口(3)与锅炉(1)采用焊接连接。

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