[發(fā)明專利]一種土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011102599.1
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112433040A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫襲明;趙林;黃夢露;劉嘉澍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;B09C1/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程小艷

本發(fā)明涉及一種土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，在不銹鋼箱體中填裝待試污染土壤并設(shè)置加熱管和抽提管，通過數(shù)字控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待試污染土壤的加熱過程，使土壤中的污染物升溫脫附并由抽提管抽提出來，加熱脫附過程中土壤各處的溫度、熱通量數(shù)據(jù)由溫度傳感器和熱通量傳感器收集并在聯(lián)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中自動記錄，污染物氣液相混合物經(jīng)過冷凝器、氣液分離器后，分離得到的液相被收集至水箱中待檢測和處理，分離得到的氣相經(jīng)過活性炭吸附裝置并檢測其中污染物濃度達(dá)標(biāo)后可正常排放。本發(fā)明對實(shí)際污染場地的原位熱脫附污染治理過程進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室模擬，為后續(xù)工程應(yīng)用中場地布設(shè)、工藝參數(shù)確定等方面提供理論和數(shù)據(jù)參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤原位熱脫附過程實(shí)驗(yàn)室模擬的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，適用于對實(shí)際污染場地的原位熱脫附污染治理過程進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室模擬，收集得到的數(shù)據(jù)可為后續(xù)中試實(shí)驗(yàn)及實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。

背景技術(shù)

污染土壤受多種生物、物理、化學(xué)作用的影響，其污染程度取決于污染物的特性和土壤的性質(zhì)。大多數(shù)土壤是風(fēng)化的石頭，由微小的礦物顆粒組成，這些礦物顆粒沉積在地殼層上，與植物性有機(jī)物混合。水溶性、蒸汽壓、吸附劑特性、生物降解性和化學(xué)穩(wěn)定性是影響土壤污染物風(fēng)化程度的最普遍特征。水溶性、揮發(fā)性和生物降解性較強(qiáng)的污染物不太可能在土壤中長期存在，而那些具有相反性質(zhì)的污染物往往會逐漸從土壤中浸出。隨著污染物的風(fēng)化，其組成和復(fù)雜性都會改變，這使其具有更高的分子量、密度和粘度，與土壤的結(jié)合也更加緊密。因此，與新近污染的土壤相比，風(fēng)化污染的土壤通常更難修復(fù)。

原位熱脫附技術(shù)的原理是通過加熱提高污染區(qū)域的溫度，改變目標(biāo)污染物的物化性質(zhì)(使蒸汽壓、溶解度增大，粘度、表面張力、亨利系數(shù)、土-水分配系數(shù)減小)，從而顯著增加氣相或者液相中污染物的濃度，再將污染物抽提、回收并處理處置。本發(fā)明是一種新型的土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，適用于對實(shí)際場地的原位熱脫附污染治理過程進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室模擬，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為后續(xù)相關(guān)中試實(shí)驗(yàn)及實(shí)際工程應(yīng)用中場地布設(shè)、工藝參數(shù)確定等方面提供理論和數(shù)據(jù)參考。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有土壤原位熱脫附模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不足，提供一種新型的土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，包括不銹鋼箱體,不銹鋼箱體中裝有加熱管和抽提管，加熱管與數(shù)字控制系統(tǒng)連接，抽提管與冷凝器連接；不銹鋼箱體中還可在任意點(diǎn)位設(shè)置溫度傳感器和熱通量傳感器，溫度傳感器和熱通量傳感器與數(shù)字控制系統(tǒng)連接；數(shù)字控制系統(tǒng)與聯(lián)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接；冷凝器與氣液分離器連接；氣液分離器與水箱和活性炭吸附裝置連接；活性炭吸附裝置后面接有引風(fēng)機(jī)。

所述不銹鋼箱體中填裝待試污染土壤，用以進(jìn)行土壤原位熱脫附過程的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

所述數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對于加熱管的溫度調(diào)控。

所述聯(lián)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動化記錄溫度傳感器和熱通量傳感器測得的數(shù)據(jù)。

有益效果：

目前的土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置為污染土壤熱脫附過程的微觀機(jī)理研究和定量分析提供了一種模擬工具。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，給出了一種不銹鋼箱體。所述土壤原位熱脫附實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置是在不銹鋼箱體中填裝待試污染土壤并設(shè)置加熱管和抽提管，通過數(shù)字控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)待試污染土壤的加熱過程，使土壤中的污染物升溫脫附并由抽提管抽提出來，加熱脫附過程中土壤各處的溫度、熱通量數(shù)據(jù)由溫度傳感器和熱通量傳感器收集并在聯(lián)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中自動記錄，污染物氣液相混合物經(jīng)過冷凝器、氣液分離器后，分離得到的液相被收集至水箱中待檢測和處理，分離得到的氣相經(jīng)過活性炭吸附裝置并檢測其中污染物濃度達(dá)標(biāo)后可正常排放，整個系統(tǒng)的抽提壓力由引風(fēng)機(jī)提供。

本發(fā)明可以對實(shí)際污染場地的原位熱脫附污染治理過程進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室模擬，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為后續(xù)相關(guān)中試實(shí)驗(yàn)及實(shí)際工程應(yīng)用中場地布設(shè)、工藝參數(shù)確定等方面提供理論和數(shù)據(jù)參考。

附圖說明