[發明專利]一種污染土壤強化原位熱脫附加熱裝置及方法

有效

• 申請號: 202011292771.4
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112517622B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 杜立志;韓亞魯;張曉培;胡新民;劉晨陽;葛華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 鞠傳龍

本發明公開了一種污染土壤強化原位熱脫附加熱裝置及方法，加熱裝置包括有安裝坑道、加熱管、抽提取管、蒸汽鍋爐、抽提取泵、供電站、空壓機和控制器，其中安裝坑道開設在污染土體的一端，安裝坑道的底部低于污染土體中污染物的底部進行設置，加熱管和抽提取管設置有數組，數組加熱管和抽提取管在水平方向交替分層布設在污染土體內。其方法為：步驟一、為抽提取管和加熱管水平作業空間；步驟二、在安裝坑道中施做水平交錯孔洞；步驟三、安裝調試設備；步驟四、形成微小循環；步驟五、使加熱管保持較高的熱傳導性；步驟六、無害化處理后排放；步驟七、實現土壤污染物精準熱脫附。有益效果：形成微小循環，提高修復效率，保證熱傳導效率。

技術領域

本發明涉及一種污染土壤修復裝置及方法，特別涉及一種污染土壤強化原位熱脫附加熱裝置及方法。

背景技術

近年來，由于工業粗放式發展，化工廠和垃圾填埋場等區域土壤受到污染。在土壤污染修復方面，多見于淺層土壤的異位修復，而關于深層土壤的原位修復技術方面起步較晚。土壤原位熱脫附技術由于無需開挖、轉運土方，對周圍土壤環境擾動小，污染物去除徹底，可修復深層土壤而被逐步推廣。

根據加熱方式的不同，原位熱脫附技術分為蒸汽加熱(SEE)、電阻加熱(ERH)、熱傳導加熱(TCH)3種類型。根據能量形式的不同熱傳導加熱(TCH)又分為燃氣加熱和電加熱兩種。蒸汽加熱溫度低，處理周期長，處理效率低；電阻加熱技術加熱溫度低，有一定的操作危險性；熱傳導加熱由于加熱溫度高，可處理大多數揮發和半揮發污染物，處理效率高的特點而被廣泛采用。

然而，現有的原位熱傳導脫附技術為豎直加熱井和抽提取井布置，雖然具有非開挖高效去除深層土壤中污染物的優勢，但熱脫附系統在實際運用中存在能量傳輸不明確，僅僅依靠向地層傳熱，通過熱傳導脫附的污染物溫度高，污染物余熱無法二次利用，能量利用率低，無法智能精準控制不同深度土壤加熱溫度和各深度加熱功率調整，不能有針對性的控制各土壤層加熱和抽提取功能的啟閉，使土壤未脫附完成區污染物向已修復土壤層遷移，導致二次污染，在復雜土壤層中效果不佳，在致密土層中污染物脫附效率低，且隨著加熱土壤中水分減少，熱傳導效率降低的問題，燃氣熱傳導加熱方式還會隨著熱空氣在管程中運輸產生溫度損失的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的原位熱傳導脫附采用的豎直加熱井和抽提取井所存在的諸多問題而提供的一種污染土壤強化原位熱脫附加熱裝置及方法。

本發明提供的污染土壤強化原位熱脫附加熱裝置包括有安裝坑道、加熱管、抽提取管、蒸汽鍋爐、抽提取泵、供電站、空壓機和控制器，其中安裝坑道開設在污染土體的一端，安裝坑道的底部低于污染土體中污染物的底部進行設置，加熱管和抽提取管設置有數組，數組加熱管和抽提取管在水平方向交替分層布設在污染土體內，加熱管的進口和抽提取管的出口裝配在安裝坑道位于污染土體一側的側壁上，加熱管通過管路與空壓機相連接，空壓機為加熱管內提供高壓氣體，空壓機的進氣管與蒸汽鍋爐相連接，抽提取管通過管路與抽提取泵相連接，供電站通過控制器分別與加熱管、空壓機、蒸氣鍋爐和抽提取泵相連接，供電站為加熱管、空壓機、蒸氣鍋爐、抽提取泵和控制器提供電力，空壓機、蒸氣鍋爐、加熱管和抽提取泵與控制器相連接，控制器控制空壓機、蒸氣鍋爐、加熱管和抽提取泵的工作。

每組加熱管是由數節管體連接組合而成，每節管體均是由外管和內管組成，其中內管插設在外管內，外管和內管為同心的圓柱形鋼管，內管的外壁與外管的內壁之間周圈的間隙內均布有十二個套管，套管也為鋼管，外管、內管和套管均為耐高溫耐腐蝕鋼材制成，兩個套管之間穿過內管與外管的側壁設置有通透的注氣孔，內管的內腔能夠通入蒸氣或熱空氣，內管的內腔中通入的蒸氣或熱空氣通過注氣孔向加熱管的周圈噴出，加熱管的尾端通過封堵進行密封，每個套管內均裝配有工業加熱棒，每四根工業加熱棒并聯為一組，十二根工業加熱棒共分為三組，相鄰組的工業加熱棒之間采用三角形接法，工業加熱棒由耐高溫耐腐蝕材料制成，工業加熱棒通過控制器與供電站相連接并由供電站提供電力，工業加熱棒與控制器連接并由控制器調節加熱功率。