[實用新型]電阻加熱原位熱脫附電力系統

有效

• 申請號: 201821131747.0
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN208976494U
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 張一鳴;李云云;袁哲;王旭紅;高俊俠
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本實用新型實施例提供了一種電阻加熱原位熱脫附電力系統包括：三相整流電路、單相逆變器、高頻升壓變壓器、單相整流電路和三相逆變器；三相整流電路的輸入端與交流電源連接，三相整流電路的輸出端與單相逆變器的輸入端連接，單相逆變器的輸出端與高頻升壓變壓器的輸入端連接，高頻升壓變壓器的輸出端與單相整流電路的輸入端連接，單相整流電路的輸出端與三相逆變器的輸入端連接，三相逆變器的輸出端與加熱電極井連接，加熱電極井沿土壤深度方向埋設在目標區域的土壤內。通過單相逆變器提高頻率，極大地降低了變壓器的體積重量，進而減小了整個供能單元的體積，提高了電阻加熱原位熱脫附電力系統的功率密度。

技術領域

本實用新型實施例涉及污染土壤原位修復技術領域，更具體地，涉及電阻加熱原位熱脫附電力系統。

背景技術

目前，原位熱脫附技術主要應用于污染土壤的修復，原理是通過加熱提高污染區域的溫度，將土壤或地下水中的污染介質及其所含的污染物加熱至沸點以上，以改變污染介質和污染物的物化性質，通過控制電力系統溫度和加熱時間有選擇地促使污染物氣化揮發，增加氣相或者液相中污染物的濃度，提高液相抽出或氣相抽提對污染物的去除率。相對于其它異位修復技術，原位熱脫附技術具有成本低、耗時短、可同時處理多種污染物、對低滲透污染區及不均質污染區具有較強的適用性、適用土壤環境種類多、電力系統可移動、修復后的土壤可再利用等優點。因此，原位熱脫附技術近年來在國內外得到了快速的發展與廣泛的應用，已經成功的應用于修復氯代溶劑、石油烴類、苯系物類、無機汞等污染土壤。

根據熱量傳遞方式及能量轉化的不同，原位加熱技術可分為3種，即蒸汽/熱空氣注入(Steam Air Injection，SAI)技術、熱傳導加熱(Thermal Conductive Heating，TCH)技術、電阻加熱(Electrical Resistance Heating，ERH)技術。現有技術中電阻加熱方法通常是將加熱電極埋設在土壤的污染區域，對加熱電極井進行通電使電流流過飽和層或非飽和層介質對地下土壤進行加熱，促使污染物揮發、溶解、分解或被微生物降解，并通過抽提系統將污染物或降解產生的廢物抽出后進行達標排放，從而去除污染物。

ERH電力系統通過功率變換將電力網輸入的原始電能轉換為電壓電流可調的三相交流電輸送至加熱電極，以實現地下溫度的控制。作為ERH的核心單元，ERH電力系統需滿足以下的需求：

使用成本方面，ERH技術需要地下土壤達到目標溫度后持續一段時間，通常取決于初始污染物濃度、目標污染物濃度、孔隙度、地下水位、滲流速度和補給量等因素。一般持續加熱時間為2-12個月，能耗極大。因此電力系統還應具備較高的電能轉換效率與功率密度。除此之外，作為現場工程設備，電力系統還應具備輕量化、高功率密度的特點，以提高機動性性能。

加熱效果方面，由于電阻存在趨膚效應，使得當前ERH技術在對土壤進行加熱使土壤的縱向溫度分布不均勻，導致電阻加熱效率下降，加劇能耗損失。為此，電力系統還需能夠保證地下電流的縱向均勻分布。

傳統的ERH電力系統采用多抽頭變壓器或工頻升壓變壓器配合斬波降壓的方式進行電壓調節。但是，多抽頭變壓器只能實現離散調壓，且每次更換副邊抽頭需先斷電，不能實現帶電調壓；工頻升壓變壓器雖然能夠實現帶電調壓，但工頻變壓器體積巨大。而且，二者均不具備保證地下電流縱向均勻分布的能力。

實用新型內容

為克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本實用新型實施例提供了一種電阻加熱原位熱脫附電力系統。

一方面，本實用新型實施例提供了一種電阻加熱原位熱脫附電力系統，包括：供能單元，所述供能單元包括三相整流電路、單相逆變器、高頻升壓變壓器、單相整流電路和三相逆變器；