[發明專利]一種高效原位燃氣熱脫附加熱裝置及方法

在審

• 申請號: 202210210192.3
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114659109A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 葛傳芹;劉志陽;沈詣;張乙;臧常娟
• 申請（專利權）人: 江蘇大地益源環境修復有限公司
• 主分類號: F23D14/60
• 分類號: F23D14/60;F23D14/22;F23D14/62;F24H3/04;B09C1/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明公開了一種高效原位燃氣熱脫附加熱裝置，包括燃燒控制器、燃燒井、鼓風機、加熱井。燃燒井為內管和外管組成的同心筒體，內管和外管之間設有螺旋導流槽，頂部螺旋導流槽上部的內管壁上設置多個進氣分配孔，燃燒井外管連接鼓風機二次風螺旋進氣口；鼓風機向燃燒井分級供入一、二次風并與燃氣供應聯鎖，同時二次風進氣管路上設有廢氣接口閥；加熱井內管外壁上根據地層污染情況分區設有翅片。本發明通過二次空氣/冷凝廢氣切向進氣、與燃燒高溫煙氣螺旋換熱，提高進氣溫度，并使燃燒組分充分混合，實現燃氣高效燃燒，降低燃氣綜合耗量；同時通過在加熱井內管外壁分區設置翅片，提高了熱能加熱地下污染地層的針對性，實現熱能的綜合高效利用。

技術領域

本發明涉及污染場地修復領域，具體地，涉及一種高效原位燃氣熱脫附加熱裝置及方法。

背景技術

原位燃氣熱脫附是以天然氣、液化天然氣等燃料燃燒為熱源，向地下輸入熱能，通過熱傳導加熱目標治理區域使土壤溫度升高、土壤中的污染物質遷移進入氣相，再通過土壤氣相抽提或多相抽提送至尾氣處理系統處理實現對目標污染物去除的工藝。因適用低滲透性及均質性差的地層，不受土壤含水率的限制，可將土壤將熱至100℃以上，且修復周期較短，原位燃氣熱脫附技術在場地修復中具有獨特優勢，逐漸得到越來越廣泛的應用。

加熱單元是原位燃氣熱脫附技術的關鍵，傳統的加熱單元主要由燃燒器和內外套管組成的加熱井構成，燃氣燃燒產生的高溫煙氣通過內管輸入地下，至加熱管底，再經內管與外管之間的環形空間返回排出，在煙氣一次往返過程中以熱傳導方式加熱周邊污染土壤。

由于傳統的加熱型式在燃燒過程中引風量較大，導致燃燒溫度降低、燃燒排煙熱損失增加；此外，加熱井在地面露出部分較長，且排出的高溫煙氣單次往返加熱地層，產生的熱量未充分用于地下污染土壤底層的有效加熱，造成原位燃氣熱脫附能源利用率較低(30～60％)，燃氣耗量增大，增加修復成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效原位燃氣熱脫附加熱裝置。通過使二次空氣/冷凝分離廢氣切向進氣、與燃燒高溫煙氣螺旋換熱，提高進氣溫度，并使燃燒組分充分混合，實現燃氣/廢氣的高效燃燒，降低燃氣綜合耗量；同時通過在加熱井內管外壁分區設置翅片，提高了熱能加熱地下污染地層的針對性，實現熱能的綜合高效利用。

為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：

一種高效原位燃氣熱脫附加熱裝置，包括燃燒控制器、燃燒井、鼓風機、加熱井；

所述燃燒控制器設置于燃燒井上部，燃燒控制器上設有燃氣接口和燃氣調節閥；下部連接燃氣/一次風混合管，混合管下部設置多個分配孔，并伸入燃燒井內管上部，使燃氣和一次風的混合氣體均勻地進入燃燒井內管；

所述燃燒井為內管和外管組成的筒體，燃燒內管和外管之間設有螺旋導流槽，頂部螺旋導流槽上部的內管壁上設置多個二次風進氣分配孔；外管上設有螺旋二次進風口；

所述鼓風機出口設有一次進氣管路和二次進氣管路，分別通過設置的一、二次風電動調節閥與燃氣/一次風混合管空氣進氣口、燃燒井螺旋二次進風口連接；二次風進氣管路上同時設置廢氣接口閥；

所述加熱井和燃燒井通過法蘭連接，加熱井由加熱外管和加熱內管組成，外管上設有煙氣出口，內管與燃燒井的內管連通。

所述鼓風機采用分級供風，一次風常溫進氣，與燃氣預混，二次風/冷凝分離廢氣通過螺旋二次進風口進入燃燒井內外管之間腔體內，沿螺旋導流方向與燃燒井內腔高溫煙氣逆流換熱，經內管壁上的二次風進氣分配孔進入內管與預混后燃氣強烈高速旋轉混合、充分燃燒，產生的高溫煙氣經內管送入地下加熱污染土壤，再經外管引出。

所述燃燒井和加熱井內管和外管均為同心設置；

所述燃燒井外管上的螺旋進氣口為切向設置；

所述燃燒井內螺旋導流槽的螺旋方向與二次進氣方向一致，螺旋導流槽與外管貼壁設置，之間沒有縫隙；