[發(fā)明專利]一種高溫干氣注入土壤驅(qū)污方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510217163.X
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104815840A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊寶康;譚建中;蔡建;沈湧嚴(yán)
• 申請（專利權(quán)）人: 太倉百諾納米科技有限公司
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫干氣注入土壤驅(qū)污方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)藥化工廠包括甲胺磷車間、動力車間、污水處理區(qū)、甲基包裝車間、乙基車間、乳化車間、乙基包裝車間、混合區(qū)、鹽酸罐區(qū)、氯堿車間、鹽庫、燒堿罐區(qū)、機修車間、辦公區(qū)域等，農(nóng)藥化工廠因多年生產(chǎn)農(nóng)藥、化工等產(chǎn)品，受到了農(nóng)藥甲胺磷、三氯硫磷、草甘膦、氯化苯等的嚴(yán)重污染，土壤中存在著有機磷、苯等污染及砷、鎘、鉛等重金屬危險物，土壤污染嚴(yán)重。如果這些污染物質(zhì)殘留在土壤中，必將進一步進入到水體、大氣及食物鏈中，會對生態(tài)環(huán)境及人類健康帶來極大的危害。

目前，對土壤中污染物的去除有多種方法，如挖掘后焚燒、生物處理、化學(xué)添加劑或鈍化等，雖然這些方法成功的用于某些實例，但是由于費用昂貴且存在一定不足，因此在大范圍的土壤治理中不切實際。

中國專利CN1586747A公開了一種揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機物污染土壤的場外治理工藝及其裝置，但是該專利主要使用真空抽提的方法只能處理揮發(fā)性和半揮發(fā)性的有機污染物，對于不易揮發(fā)的有機污染物則很難去除。

中國專利CN102513347A公開了一種原位熱強化組合土壤氣相抽提技術(shù)治理土壤污染的方法，在污染區(qū)域形成一定形式的加熱井，在加熱井內(nèi)部署加熱器部件，并安裝套管，在套管中填充催化劑以加速污染物高溫分解成簡單的小分子物質(zhì)，通過抽提井抽屜處理。該專利需將加熱裝置深入地下，不易安裝、操作困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高溫干氣注入土壤驅(qū)污方法，高溫干氣溫度高，可以去除污染土壤中易揮發(fā)及難揮發(fā)的有機物及重金屬污染物。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高溫干氣注入土壤驅(qū)污方法，包括如下步驟：

(1)用高溫混合氣體注氣裝置制備高溫混合干氣；

(2)利用干氣注入井將步驟(1)制備的高溫混合干氣注入到污染土壤中；

(3)調(diào)節(jié)溫度和停留時間，使熱能在土層中擴散完成混合氣燜井；

(4)混合氣燜井結(jié)束后，利用污染氣體提煉井將催化熱解的氣態(tài)污染物提煉到地面以上通過污染氣體回收裝置回收處理。

高溫混合干氣注入土壤驅(qū)污技術(shù),利用燃燒學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)的原理與工程技術(shù)研制的供土壤恢復(fù)使用的“高溫混合氣體注氣裝置”，其原理是：用空氣中的氧氣作為氧化劑，用柴油作燃燒劑，在高壓下進行燃燒，產(chǎn)生高溫燃氣(2000℃)，再通入水與之摻混進行熱交換，使水吸熱汽化，使燃氣放熱降溫，所產(chǎn)生的蒸汽燃氣混合氣成份為：水蒸汽(干度大于0.95)，氮氣(N₂)，二氧化碳(CO₂)。再通入水與之摻混進行熱交換，水吸熱汽化，燃氣放熱降溫，使混合氣體保持驅(qū)污工藝要求的溫度，然后以音速從噴口噴出，再作超音速膨脹，經(jīng)熱力平衡之后注入土壤中合適口徑的金屬管道。注入混合氣體，可提高地層壓力。在地層存有大量污染氣體，反排時能量加大，可以排出，見效顯著。

高溫混合干氣為水蒸汽、氮氣、二氧化碳的混合氣體，注氣溫度及干度高，注氣溫度為150～400℃，干度大于0.95，有利于催化熱解土壤有害污染物；并且混合氣體全部注入地層，逐漸降解土壤有害污染物。高溫混合氣體注氣裝置制備高溫混合干氣的產(chǎn)生量為500～1000m³/h；水蒸汽、氮氣、二氧化碳混合氣體的比例為(6～4):(5～3):(2～1)。由于是不凝氣體，CO₂、N₂具有混相、降粘的作用，適合多孔性態(tài)土壤有害污染物熱解揮發(fā)；混合氣體既可使土層降粘，又有大量N₂氣在注入井周圍形成氣體環(huán)帶，因而提供氣驅(qū)動力，能迅速提高地層能量(壓力、溫度)，達到熱解驅(qū)污。

通過高溫混合氣體注氣裝置，用干氣注入井注氣到土壤中，調(diào)節(jié)溫度150～400℃和停留時間4～48h，使土層溫度升高，利用土壤多孔性狀，籍以土壤裂縫、振動松動技術(shù)，使熱能呈彌漫性傳導(dǎo)矩陣擴散，把有機污染物從固相土壤中轉(zhuǎn)移到氣相并使其揮發(fā)出來，氣相污染物再通過燃燒或冷凝吸附的方式處理，達標(biāo)后排放。熱解吸技術(shù)處理的污染物范圍廣，包括低沸點物質(zhì)、高沸點物質(zhì)如農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等。