一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，属于环境技术领域；采用槽式太阳能集热装置收集太阳能作为热源对污染土壤进行加热，适用于修复治理受到苯系物、卤代烃类和石油类的挥发性和半挥发性有机物污染的土壤。系统包括污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，具体包括加热扩散井、抽取井、混凝土硬化地面、气体加注管道、空气压缩机、输气管道、槽式太阳能集热器列阵、鼓风机、活性炭吸附装置、真空泵、空气过滤器。以上管道和装置按工艺过程顺序连接，实现修复治理被有机物污染的土壤。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统
本技术涉及环境
，特别是涉及一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统。
技术介绍
污染的土壤危害人类食物安全和身体健康，因此土壤污染的修复治理是环境保护工作的重点之一。 土壤修复技术种类很多，其中热脱附技术属于土壤修复技术中的物理修复范畴，通过直接或间接加热污染土壤到较高温度，使土壤中的有机污染物组分从土壤介质中蒸发到气相而分离出来。热脱附技术由于采用非氧化燃烧方式能够显著减少二噁英的生成，可以广泛应用于高污染有机污染场地的异位或原位修复。但是由于热脱附的加热过程需要消耗大量的热能，相关的土壤污染处理设备的价格也较昂贵、处理成本高，因此限制了热脱附技术在有机污染土壤修复中的应用范围，所以开发和研宄绿色节能的土壤修复治理设备具有重要意义。
技术实现思路
本技术提供了一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，利用热脱附技术原理，以太阳能作为热源，把用于热脱附的空气加热，并将加热后的热空气注入和分散到污染土壤中进行热脱附。通过该系统热空气最高温度可到150°C，能够满足大多数有机污染组分与土壤介质的脱附分离；本技术采用的热源太阳能属于清洁能源，克服了传统的燃料能源日益减少，燃烧过程中危害环境的问题；采用的槽式太阳能集热装置，聚光集热效率高，投资成本较低。 本技术解决关键技术问题所采用的技术方案是: 设计一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，其特征在于，所述系统包括污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，具体包括加热扩散井(1)、抽取井(2)、混凝土硬化地面(4)、气体加注管道(5)、空气压缩机￠)、输气管道(7)、槽式太阳能集热器列阵(8)、集热管(9)、槽式太阳能聚光集热器(10)、输气管道(11)、鼓风机(12)、活性炭吸附装置(13)、真空泵(14)、输气管道(15)、气液分离器(16)、空气过滤器(17)、输气管道 (19)。 根据管道和装置内的介质流向，装置连接顺序: 太阳能集热系统和气体加注系统，空气过滤器(17)—鼓风机(12)—气液分离器 (16)—输气管道(19)—集热管(9)—输气管道(7)—空气压缩机￠)—气体加注管道 (5)—加热扩散井⑴； 污染物真空抽吸系统，抽取井(2)—输气管道(15)—真空泵(14)—气液分离器 (16)—活性炭吸附装置(13)—输气管道(11) ο 本技术采用槽式太阳能集热器列阵⑶获取的太阳能，槽式太阳能集热器阵列⑶由多个槽式太阳能聚光集热器(10)串并联组成，槽式太阳能聚光集热器(10)由槽型抛物面反射镜、集热管(9)、阳光跟踪系统组成；太阳能集热器列阵(8)用于加热空气，然后空气压缩机(6)将热空气加压输送至污染土壤区域的加热扩散井(I)，用于对污染土壤加热。 本技术采用的气液分离器(16)内安装空气盘管，空气盘管分别与鼓风机 (12)和输气管道(19)相连通；空气输气管道(7)、输气管道(19)和气体加注管道(5)外敷设保温层，避免热量损失；整个土壤污染区域表面由混凝土硬化地面(4)覆盖。 与现有技术相比，本技术的有益效果是: 本技术提供一种太阳能热脱附污染土壤修复系统，适用于修复治理受到苯系物、卤代烃类和石油类的挥发性和半挥发性有机物污染的土壤。 本技术采用清洁能源太阳能作为热源，并极大限度的回收污染土壤抽取气体的热量。 本技术采用槽式太阳能集热装置，热效率高，投资成本较低。 【附图说明】 图1为本技术的生产工艺流程图。 图中:加热扩散井⑴、抽取井⑵、污染土壤(3)、混凝土硬化地面⑷、气体加注管道(5)、空气压缩机￠)、输气管道(7)、槽式太阳能集热器列阵(8)、集热管(9)、槽式太阳能聚光集热器(10)、输气管道(11)、鼓风机(12)、活性炭吸附装置(13)、真空泵(14)、输气管道(15)、气液分离器(16)、空气过滤器(17)、气液分离器液体排放口(18)、输气管道 (19)，气体排放阀(20)。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术进一步说明。 如图1所示，本技术提供一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，系统由污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统组成。 污染物真空抽吸系统，包括抽取井(2)—输气管道(15)—真空泵(14)—气液分离器(16)—活性炭吸附装置(13)—输气管道(11);污染物真空抽吸系统的功能是从污染土壤(3)内抽取热脱附分离出来的含有机污染物的气体，由真空泵(14)提供抽吸动力，有机污染物组分从污染土壤(3)被抽吸进入抽取井(2)，再进入输气管道(15)，然后进入气液分离器(16);经过气液分离，含有机污染物的气体进入活性炭吸附装置(13)，有机污染组分被活性炭吸附，气相组分转化为无害气体通过气体排放阀(20)排放。 太阳能集热系统，包括:空气过滤器(17)—鼓风机(12)—气液分离器(16)—输气管道(19)—集热管(9)—输气管道(7);太阳能集热系统的主要功能是收集太阳能，将空气加热；首先启动鼓风机(12)，常温空气通过空气过滤器(17)过滤，从鼓风机(12)进入气液分离器(16)内部的盘管，被预热后通过输气管道(19)进入槽式太阳能集热器的集热管(9)被加热，被槽式太阳能集热器列阵(8)加热后的空气温度最高可达150°C，通过输气管道(X)进入空气压缩机(6)。 气体加注系统，包括:空气压缩机(6)—气体加注管道(5)—加热扩散井(I);气体加注系统的功能是通过对污染土壤(3)加注热空气，对污染土壤(3)加热升温；空气压缩机(6)将来自太阳能集热系统的热空气通过气体加注管道(5)加压输送进入加热扩散井 (I)，用于对污染土壤进行加热，促进有机污染物组分从土壤颗粒上脱吸附。 气液分离器(16)内安装空气盘管，盘管的作用是增加换热面积，空气盘管进口与鼓风机(12)出口通过管道连通，空气盘管出口和输气管道(19)相连通；在气液分离器 (16)内，常温空气穿过盘管对从污染土壤(3)抽出的气相组分进行冷却，促进气液分离，并促进有机污染物被活性炭吸附装置(13)吸附；同时，常温空气通过空气盘管时，被来自土壤区域的湿热空气预热，湿热空气中的水分被冷却成水，间歇性通过气液分离器液体排放口(18)排出。在另外一种工况下，如果从污染土壤抽出的气体温度较低，接近于常温或低于常温时，温度条件能够适合活性炭吸附有机污染物，被活性炭吸附后的干净空气通过输气管道(11)和输气管道(19)直接输送进入到集热管(9)，这些空气量已经满足需要，因此可以关闭鼓风机(12)，停送新鲜空气。 本技术采用槽式太阳能集热器阵列(8)获取的太阳能，用于对流经集热管 (9)内的空气加热。每个槽式太阳能聚光集热器(10)利用槽式抛物面反射镜聚光，将太阳光聚集在集热管(9)上，加热流经集热管内的空气；集热管(9)采用双层结构，内层采用热的良导体材料，涂黑色吸热层，用来吸收太阳光加热流经内部的空气；为了减小热量散发，外层为透明隔热材料，在外层套管与吸热管间的空隙抽成真空状态。 槽式太阳能聚光集热器(10)的槽式抛物面反射镜设置在转动支架上，该支架在阳光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，其特征在于，所述系统包括污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，具体包括加热扩散井(1)、抽取井(2)、混凝土硬化地面(4)、气体加注管道(5)、空气压缩机(6)、输气管道(7)、槽式太阳能集热器列阵(8)、集热管(9)、槽式太阳能聚光集热器(10)、输气管道(11)、鼓风机(12)、活性炭吸附装置(13)、真空泵(14)、输气管道(15)、气液分离器(16)、空气过滤器(17)、输气管道(19)；根据管道和装置内的介质流向，装置连接顺序：太阳能集热系统和气体加注系统，空气过滤器(17)→鼓风机(12)→气液分离器(16)→输气管道(19)→集热管(9)→输气管道(7)→空气压缩机(6)→气体加注管道(5)→加热扩散井(1)；污染物真空抽吸系统，抽取井(2)→输气管道(15)→真空泵(14)→气液分离器(16)→活性炭吸附装置(13)→输气管道(11)。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热脱附的污染土壤修复系统，其特征在于，所述系统包括污染物真空抽吸系统、太阳能集热系统和气体加注系统，具体包括加热扩散井(1)、抽取井(2)、混凝土硬化地面(4)、气体加注管道(5)、空气压缩机(6)、输气管道(7)、槽式太阳能集热器列阵(8)、集热管(9)、槽式太阳能聚光集热器(10)、输气管道(11)、鼓风机(12)、活性炭吸附装置(13)、真空泵(14)、输气管道(15)、气液分离器(16)、空气过滤器(17)、输气管道(19);根据管道和装置内的介质流向，装置连接顺序: 太阳能集热系统和气体加注系统，空气过滤器(17)—鼓风机(12)—气液分离器(16)—输气管道(19)—集热管(9)—输气管道(7)—空气压缩机￠)—...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚宇阳，李东明，穆成华，
申请(专利权)人：中环循北京环境技术中心，
类型：新型
国别省市：北京;11