[發(fā)明專利]一種高溫氣相抽提處置污染土氣體滲流裝置及測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211449750.8
• 申請(qǐng)日: 2022-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN115718057A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宗輝;秦嘉偉;孫義剛;龐大堅(jiān);周東;施焜;黃政;柳儀忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 廣西南寧公平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 黃永校

1.一種高溫氣相抽提處置污染土氣體滲流裝置，其特征在于：包括氣體滲流測(cè)試模塊與土樣溫度測(cè)試模塊；

所述氣體滲流測(cè)試模塊包括滲透器、箱式爐、不銹鋼波紋管、壓力表、冷凝水箱、過(guò)濾器、氣體流量計(jì)、負(fù)壓調(diào)節(jié)器、真空泵、氮?dú)馄俊饪亻y以及通氣管；所述滲透器置于箱式爐中，不銹鋼波紋管一端與滲透器的下導(dǎo)氣壓頭導(dǎo)氣管相連，另一端在箱式爐外部依次與壓力表、冷凝水箱、過(guò)濾器、氣體流量計(jì)、負(fù)壓調(diào)節(jié)器以及真空泵相連；所述通氣管插入箱式爐內(nèi)；

所述土樣溫度測(cè)試模塊包括熱電偶和多路溫度記錄儀；所述熱電偶通過(guò)滲透器的上導(dǎo)氣壓頭埋入土樣中，從箱式爐引出與多路溫度記錄儀連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣相抽提處置污染土氣體滲流裝置，其特征在于：所述氣體滲透測(cè)試模塊的滲透器包括螺紋加壓桿、加壓圓盤、立桿、壓力室蓋板、壓力室側(cè)壁、壓力室底座、上導(dǎo)氣壓頭以及下導(dǎo)氣壓頭；

所述螺紋加壓桿與加壓圓盤螺紋連接，下端與加壓圓環(huán)接觸；所述加壓圓盤通過(guò)立桿與壓力室底座連接，所述壓力室蓋板與壓力室底座分別通過(guò)螺栓與壓力室側(cè)壁連接，連接部位放置銅制密封圈；所述加壓圓環(huán)置于上導(dǎo)氣壓頭和壓力室側(cè)壁之間；所述上導(dǎo)氣壓頭導(dǎo)氣管穿過(guò)壓力室蓋板與密封環(huán)，上導(dǎo)氣壓頭下端放置不銹鋼多孔透氣板與土樣上端連接；所述下導(dǎo)氣壓頭導(dǎo)氣管穿過(guò)壓力室底板，下導(dǎo)氣壓頭上端放置不銹鋼多孔透氣板與土樣下端連接；所述上導(dǎo)氣壓頭、下導(dǎo)氣壓頭的端部設(shè)有半球形中空槽；所述上導(dǎo)氣壓頭與壓力室蓋板、密封環(huán)之間為可上下自由移動(dòng)的活塞式連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣相抽提處置污染土氣體滲流裝置，其特征在于：所述土樣溫度測(cè)試模塊的熱電偶數(shù)量不少于六個(gè)，分別布設(shè)在土樣上、中、下三個(gè)部位的中間和邊緣位置，所述熱電偶直徑為0.3-0.5mm，精度0.01K。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣相抽提處置污染土氣體滲流裝置的測(cè)試方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)試驗(yàn)前將熱電偶布設(shè)在污染土樣內(nèi)部，將制備好的污染土樣裝于滲透器之內(nèi)，污染土樣安裝過(guò)程為：先將0.01mm厚錫箔紙包裹于土樣側(cè)壁，在壓力室側(cè)壁與錫箔紙之間填充石英砂，然后通過(guò)加壓圓環(huán)擠壓石英砂提供側(cè)壓力將土樣與錫箔紙擠密；

(2)將裝好土樣的滲透器放入箱式爐中，按連接各測(cè)量元件；將通氣管置于箱式爐之內(nèi)，打開設(shè)在氮?dú)馄可系臍饪亻y，向箱式爐18內(nèi)充入氮?dú)猓瓜涫綘t內(nèi)保持在一個(gè)氮?dú)獾姆諊?/p>

(3)啟動(dòng)箱式爐的加熱程序，設(shè)置目標(biāo)溫度，升溫速率3-8℃/min，箱式爐加熱溫度可設(shè)置范圍為室溫～500℃；同步開始測(cè)試和記錄土樣內(nèi)部溫度，當(dāng)土樣內(nèi)部的六個(gè)熱電偶的溫度穩(wěn)定后，啟動(dòng)真空泵，通過(guò)負(fù)壓調(diào)節(jié)器控制抽提壓力，抽提壓力可設(shè)置范圍為0～70kPa；

(4)在設(shè)定的目標(biāo)溫度和抽提壓力下讀取氣體流量計(jì)讀數(shù)，當(dāng)流量穩(wěn)定后繼續(xù)讀數(shù)不少于5次，讀數(shù)時(shí)間間隔為10-30min；

(5)逐步改變箱式爐的加熱溫度和負(fù)壓調(diào)節(jié)器的抽提壓力，獲得不同加熱溫度和抽提壓力工況下通過(guò)土樣的氣體流量和內(nèi)部溫度場(chǎng)分布，每種工況平行試驗(yàn)不少于2次；

(6)利用以下公式計(jì)算試驗(yàn)過(guò)程中污染土樣氣體滲透率

利用公式(1)對(duì)流量計(jì)所測(cè)得的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正：

式中，Q₁—轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)，單位為m³/s；P₁—負(fù)壓調(diào)節(jié)器氣體壓力讀數(shù)，單位為kPa；P_e—出口處氣體壓力，單位為kPa；

利用公式(2)計(jì)算氣體滲透率：

式中，k—污染土氣體滲透率，單位為m²；Q_e—出口處氣體流量，單位為m³/s；P_e—壓力表處氣體壓力，單位為kPa；P_i—入口處氣體壓力；L—試樣長(zhǎng)度，單位為m；A—試樣橫截面積，單位為m²；μ—試驗(yàn)溫度下的空氣粘度，Pa·s。