[發(fā)明專利]用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107552554A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峰;凃輝;王琛;馬烈;王健華;顧心愛;封衛(wèi)青
• 申請（專利權(quán)）人: 上海格林曼環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06;B01D53/00;F24T10/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污染場地修復(fù)系統(tǒng)，具體地，涉及用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熱脫附(Thermal Desorption)技術(shù)可廣泛適用于揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、石油烴類或汞污染場地的原位或者異位修復(fù)。該技術(shù)通過直接或間接加熱的方式，將污染土壤和/或地下水加熱至接近甚至超過目標(biāo)污染物的沸點(diǎn)，通過控制體系溫度和高溫持續(xù)時(shí)間有選擇地促使目標(biāo)污染物解吸、氣化、揮發(fā)、分解或者增加其流動(dòng)性，使目標(biāo)污染物與土壤介質(zhì)分離、去除，從而實(shí)現(xiàn)污染場地修復(fù)的目的。

原位熱脫附修復(fù)技術(shù)可以在污染場地原位實(shí)施，無需對污染土壤進(jìn)行開挖等作業(yè)，主要由場地原位加熱單元、污染物抽提與回收單元以及廢水/廢氣處理單元等構(gòu)成。其中場地原位加熱單元是原位熱脫附技術(shù)的核心，其通過在場地內(nèi)將電能、熱能或者化學(xué)能等不同形式的能量以原位電阻發(fā)熱、電熱轉(zhuǎn)換或燃燒產(chǎn)熱后原位熱傳導(dǎo)加熱或者原位蒸汽注射加熱等方式轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移至污染場地，使受污染的土壤和/或地下水逐步升溫達(dá)到目標(biāo)修復(fù)溫度并維持一定時(shí)間，從而可將目標(biāo)污染物從原本賦存的土壤介質(zhì)分離去除。在高溫條件下抽提系統(tǒng)會將目標(biāo)污染物通過地下水或土壤氣的形式從地下污染區(qū)域轉(zhuǎn)移至地面進(jìn)行回收，或者通過廢水/廢氣處理單元處理后達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)對污染物的污染程度和場地地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不敏感，可以有效修復(fù)重污染、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜的污染場地。

目前，原位熱脫附修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)污染場地修復(fù)中的工程應(yīng)用仍然較為有限，限制其推廣應(yīng)用的主要原因在于部分場地臨時(shí)性的大規(guī)模用電不易獲取、蒸汽注射加熱脫附技術(shù)易受到場地地質(zhì)條件和目標(biāo)溫度上限的限制、原位加熱所需能源成本較高、場地地下水流不易控制、脫附出的土壤氣體不易有效捕集而逃逸污染環(huán)境、抽提出的污染物冷凝回收效率較低、產(chǎn)生的高濕度廢氣不易處理、廢水性質(zhì)復(fù)雜較難處理等各種困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于污染場地修復(fù)的系統(tǒng)，能夠完成真空抽提、換熱冷凝和氣液分離，有效修復(fù)重污染、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜的污染場地。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)，其中，所述的系統(tǒng)包含抽提井群、換熱冷凝裝置、氣液分離裝置、真空泵以及管道；所述的抽提井群通過管道與換熱冷凝裝置連接，連接抽提井群的管道連接換熱冷凝裝置的前端入口，氣液分離裝置設(shè)置在換熱冷凝裝置的后端，在換熱冷凝裝置和氣液分離裝置之后即整個(gè)系統(tǒng)的末端設(shè)置真空泵。所述的抽提井群包含若干抽提井管，所述的抽提井管包含垂直安裝在污染場地內(nèi)的若干豎井式抽提井，以及水平安裝在污染區(qū)域表層土壤內(nèi)的若干橫井式抽提井。豎井式抽提井和橫井式抽提井垂直交錯(cuò)分布在同一片污染場地內(nèi)并覆蓋整個(gè)污染區(qū)域。抽提井群通過系統(tǒng)末端的真空泵產(chǎn)生的吸力進(jìn)行真空抽提。

上述的用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)，其中，所述的換熱冷凝裝置和氣液分離裝置組成多級冷凝分離單元；所述的換熱冷凝裝置包含蒸發(fā)式空冷塔和氣液換熱器；所述的氣液分離裝置為慣性氣液分離器。

上述的用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)，其中，所述的多級冷凝分離單元，其各級之間依次連接；第一級包含連接抽提井群的管道和安裝在管道后的一個(gè)慣性氣液分離器；第二級包含蒸發(fā)式空冷塔和安裝在蒸發(fā)式空冷塔后的一個(gè)慣性氣液分離器；第三級包含氣液換熱器和安裝在氣液換熱器后的一個(gè)慣性氣液分離器。也就是說，可以靈活地設(shè)置多級冷凝分離單元。第一級冷凝分離利用大氣對地面抽提井管的自然冷卻作用，后接一個(gè)慣性式氣液分離器即一級氣水分離器；第二級冷凝分離以蒸發(fā)式空冷塔作為換熱冷凝裝置，后接一個(gè)慣性式氣液分離器即二級氣水分離器；第三級冷凝分離以氣液換熱器作為換熱冷凝裝置，利用冷水機(jī)組提供的低溫冷凍水作為冷媒，后接一個(gè)慣性式氣液分離器即三級氣水分離器。

上述的用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)，其中，所述的多級冷凝分離單元，其后設(shè)置真空泵，在真空泵與多級冷凝分離單元之間還設(shè)有除霧塔。通過多級冷凝分離單元冷凝分離后的不凝氣經(jīng)除霧塔后與真空泵連接，再經(jīng)真空泵送入后續(xù)廢氣處理單元。廢氣處理單元主要為活性炭吸附塔，真空泵采用具有一定的過流升溫能力的干式的爪式或者羅茨式真空泵。

上述的用于污染場地原位熱脫附修復(fù)的抽提冷凝和氣液分離系統(tǒng)，其中，所述的抽提井群是通過抽提總管將抽提井管與多級冷凝分離單元連接，組成所述的抽提井群；抽提井管上分別開設(shè)若干沿井管方向間隔均勻的篩孔或篩縫。