[發明專利]污染土壤原位熱修復用組合換熱器及土壤熱修復系統

在審

• 申請號: 201811461111.7
• 申請日: 2018-12-01
• 公開（公告）號: CN109396168A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 劉文杰;杜玉吉;張曉靈;靳慶麥
• 申請（專利權）人: 中節能城市節能研究院有限公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06;B09C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種污染土壤原位熱修復用組合換熱器及土壤熱修復系統，本發明通過使用燃氣內燃機所產生的高溫煙氣和電力給污染土壤進行原位間接加熱修復，高溫煙氣和電阻加熱的在換熱器中結合使用，可同時進行煙氣熱修復和電阻熱修復，形成多能互補機制，具有雙重保障，使用該換熱器可顯著提高土壤修復的溫度。

技術領域

本發明涉及環境熱修復的設備領域，特別是一種污染土壤修復的換熱器。

背景技術

土壤污染物，具有來源廣、種類多、新老污染物并存、無機型與有機型污染復合存在的特點。其中，無機污染物以鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳等重金屬為主，有機污染物種類繁多，包括甲苯等苯系物、三氯乙烯等鹵代烴等揮發性有機污染物和多環芳烴、多氯聯苯、有機氯農藥等半揮發性有機污染物等。

從污染控制的角度來看，土壤修復處理技術思路可分為以下兩類：（1）去除、降解土壤中的污染物，減少其絕對含量，降低環境風險；（2）改變污染物在土壤中的賦存形態，降低其在環境中的可遷移性與生物可利用性，控制其向動植物、水體、大氣中的遷移轉化。

對土壤修復處理的研究已經較為成熟，部分技術已得到廣泛的工程應用。由于土壤中污染物組成復雜、性質各異，針對各種類型污染物可采用不同的修復處理技術。

物理修復技術包括針對重金屬污染的土壤置換、土壤隔離、熔融玻璃化、電動修復等，以及針對熱揮發性污染物的熱脫附、土壤氣相抽提（SVE）等技術。目前土壤修復工程中，常采用固化穩定化技術修復重金屬污染土壤，采用土壤氣相抽提、熱處理技術修復有機污染土壤。

根據土壤修復是否需要開挖土壤，還可將土壤修復技術分為原位修復技術與異位修復技術。一般來說，對于高濃度的污染土壤以異位修復技術為主，修復后一般不可回填繼續作土壤使用；對于揮發性有機物污染場地來說，開挖移位運輸的過程易導致污染物對環境的二次污染，因而原位修復技術更為常用。

一種原位修復方法使用土壤氣相抽提技術（亦稱土壤蒸氣浸提）利用真空泵在地下土壤中產生負壓，促使空氣流經污染土壤孔隙，攜帶揮發性與半揮發性污染物從抽提井排出，并進行處置，從而減少土壤中污染物的總量。該技術可以與空氣注射技術聯用，主要用于修復非飽和區（包氣帶）的污染土壤，但對于土壤自身的滲透性要求較高，有一定的局限性。

一種原位方法是直接利用電極插入污染土壤進行修復電動力學修復，此種方法在濕環境中進行，需要考慮土壤的污染物的極性，加熱溫度在100 °C左右，修復溫度較低，但修復周期較長。

一種污染場地，采用原位熱修復技術，使用電力驅動，使用電阻加熱對污染場地進行間接加熱，加熱的溫度較高，可達到100~400℃。該技術換熱器采用電熱絲加熱輻射套筒，電熱絲之間使用石英，防止裸電熱絲直接接觸造成短路。

一種污染場地，采用原位熱修復技術，使用燃燒熱煙氣進行修復，含有內外套筒，內套筒開口，煙氣先進入內（外）套筒，然后進入外（內）流出。加熱溫度可達到100~500℃。此種方法設計簡單，修復場地速度快。

原位熱處理技術是針對有機污染土壤的優選處理方式。熱處理技術是利用污染物的加熱情況下揮發性增強的特點，使用直接或間接熱交換，提高土壤溫度（150～760 °C），促使污染物從土壤顆粒、土壤結合水中解析出來，增強其遷移性，從而回收氣體并對進行深度處理。原位熱處理技術可采用的加熱介質較多，除熱空氣、熱蒸氣、熱煙氣外，也可采用電加熱的方式進行。

發明內容

本發明專利提出一種污染土壤原位熱修復用組合換熱器及使用該換熱器的土壤熱修復系統，可同時進行煙氣熱修復和電阻熱修復，形成多能互補機制，具有雙重保障。

一種污染土壤原位熱修復用組合換熱器，包括外套筒，內套筒，在內套筒的外壁面區域螺旋纏繞電加熱器，在內外套筒之間另外設置一個中間套筒，將電加熱器上的電阻絲放在中間套筒和內套筒中間，電加熱器上設置電加熱接線，內外套筒之間使用法蘭連接。