[發明專利]基于能量優化的燃氣熱脫附節能結構及其使用方法

在審

• 申請號: 202110291835.7
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112974501A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周志康;申遠;楊勇;張文;陳愷;周廣東;姜偉;劉爽;常玉虎;張景鑫;王海東;殷曉東
• 申請（專利權）人: 中科鼎實環境工程有限公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 李林

本發明提供一種燃氣熱脫附節能結構及其使用方法，包括燃氣熱脫附系統、尾氣處理系統、地下水抽出處理系統以及常溫解析或熱脫附預處理系統；當排煙溫度為300?500℃時，所述排煙連通至所述尾氣處理系統；當排煙溫度小于300℃時，所述排煙連通至所述地下水抽出處理系統以及所述常溫解析或熱脫附預處理系統；當所述排煙溫度大于500℃時，所述排煙先通過二級加熱井進行煙氣回注，回注降溫后的排煙再根據其溫度，選擇連接后續系統。本發明能夠根據排煙溫度設置合理的熱能回用工藝，回收熱脫附排煙熱能，提高系統整體的熱能利用率，降低能耗。

技術領域

本發明涉及污染土壤修復領域，具體而言，涉及一種燃氣熱脫附熱能多級利用工藝及其使用方法。

背景技術

原位土壤熱脫附修復技術可以在污染場地原位實施，無需對污染土壤進行開挖等作業即可通過加熱、抽提等方式去除污染土壤中的有機污染物，達到凈化土壤的作用。其中場地原位加熱單元是原位土壤熱脫附技術的核心，通常的有原位電阻發熱、原位蒸汽注射加熱以及燃氣加熱等技術。其中原位燃氣熱脫附技術通過天然氣或液化石油氣燃燒產生高溫氣體，在加熱井內流動升高污染物區域的溫度，改變污染物物理化學性質，促進土壤污染物脫附進入氣相與水相，再被抽提脫離地下環境，轉移至地上進行尾氣處理。

公開號為CN211694888U的實用新型專利文件中公開了一種燃氣熱脫附燃燒裝置，該實用新型是在加熱井內借助火焰管點火燃燒，燃燒熱量通過導熱筒筒壁由導熱油吸收傳導至整個筒體，熱量從內往外快速傳導，簡體表面形成較為均勻的穩定溫度，對不同深度的地層同步加熱，實現對不同深度地層均勻同步加熱，但是整體結構缺少對高溫煙氣的熱能回收利用環節，造成了排煙熱量的損失，熱能利用率低。

公開號為CN111203432A的發明專利文件中公開了一種高效節能清潔的原位燃氣熱脫附裝置及方法，該發明通過孔板加強氣流擾動使燃燒更加完全均勻，產生的高溫氣體在加熱完土壤后通向淺層堆體土壤；用雙相抽提井將含有污染物的地下水和蒸汽提取至地表，將冷凝后的水進行常規水處理；將污染氣通向后續的閥門切換式三床蓄熱式氧化爐進行處置。通過高溫煙氣加熱淺層堆體土壤以及蓄熱式氧化爐的方式，提高熱能的利用率。但是需要對燃燒器進行改造，同時需要安裝蓄熱式氧化爐，設備成本高，經濟性較差。

綜上所述，目前燃氣熱脫附技術存在設備改造成本高、排煙熱損大、熱利用率低、與其他土壤處理技術結合性差的問題。

發明內容

為解決以上問題，本發明針對燃氣熱脫附技術，開發了基于能量優化的燃氣熱脫附節能結構及其使用方法，將燃氣熱脫附技術與其他現場處理工藝結合，回收利用煙氣熱能，有效解決設備改造成本高、熱利用率低以及與其他土壤處理技術結合性差的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種燃氣熱脫附節能結構，其特征在于：包括燃氣熱脫附系統、尾氣處理系統與地下水抽出處理系統，還包括常溫解析或熱脫附預處理系統；

所述燃氣熱脫附系統能夠選擇性連通尾氣處理系統，并通過換熱系統對尾氣處理系統的抽提尾氣以及二次燃燒室的助燃空氣進行加熱；

所述燃氣熱脫附系統能夠選擇性連通地下水抽出處理系統，并通過加熱管對地下水抽出處理系統進行熱能回用；

所述燃氣熱脫附系統能夠選擇性連通常溫解析或熱脫附預處理系統，并通過加熱管對常溫解析系統或者熱脫附預處理系統進行熱能回用。

所述的燃氣熱脫附節能結構，其中：所述燃氣熱脫附系統包括燃燒器、一級加熱井以及抽提井，所述一級加熱井由內管與外管組成，內管可供高溫煙氣向下流動至底部，再從外管流出，外管管壁能夠與周圍土壤進行熱交換；所述燃燒器能夠將液化石油氣或天然氣燃燒產生的高溫火焰噴射到一級加熱井的內管；所述抽提井壁面設置有開縫，作為土壤氣進入抽提管的通道。