用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，包含热风炉、气气换热器、鼓风机、引风机、排气筒、加热井群以及管道；热风炉设有助燃空气进口、二次风进口和热风出口；气气换热器设有热风进口、冷风进口、排气口和二次风出口，二次风出口与热风炉的二次风进口连接；加热井群包含若干加热井，加热井分别与热风炉连接，加热井还分别与排气筒或气气换热器连接，气气换热器也与排气筒连接；排气筒与引风机连接；鼓风机包含助燃风机和进风风机。本发明专利技术提供的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，具有能源利用效率高、场地地下水流易控制、系统设备简单安全可靠、修复效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统
本专利技术涉及一种污染场地修复系统，具体地，涉及用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统。
技术介绍
热脱附(ThermalDesorption)技术可广泛适用于挥发性有机物、半挥发性有机物、石油烃类或汞污染场地的原位或者异位修复。该技术通过直接或间接加热的方式，将污染土壤和/或地下水加热至接近甚至超过目标污染物的沸点，通过控制体系温度和高温持续时间有选择地促使目标污染物解吸、气化、挥发、分解或者增加其流动性，使目标污染物与土壤介质分离、去除，从而实现污染场地修复的目的。原位热脱附修复技术可以在污染场地原位实施，无需对污染土壤进行开挖等作业，主要由场地原位加热单元、污染物抽提与回收单元以及废水/废气处理单元等构成。其中场地原位加热单元是原位热脱附技术的核心，其通过在场地内将电能、热能或者化学能等不同形式的能量以原位电阻发热、电热转换或燃烧产热后原位热传导加热或者原位蒸汽注射加热等方式转化或转移至污染场地，使受污染的土壤和/或地下水逐步升温达到目标修复温度并维持一定时间，从而可将目标污染物从原本赋存的土壤介质分离去除。在高温条件下抽提系统会将目标污染物通过地下水或土壤气的形式从地下污染区域转移至地面进行回收，或者通过废水/废气处理单元处理后达标排放。该技术对污染物的污染程度和场地地质和水文地质条件不敏感，可以有效修复重污染、地质和水文地质条件复杂的污染场地。目前，原位热脱附修复技术在国内污染场地修复中的工程应用仍然较为有限，限制其推广应用的主要原因在于部分场地临时性的大规模用电不易获取、蒸汽注射加热脱附技术易受到场地地质条件和目标温度上限的限制、原位加热所需能源成本较高、场地地下水流不易控制、脱附出的土壤气体不易有效捕集而逃逸污染环境、抽提出的污染物冷凝回收效率较低、产生的高湿度废气不易处理、废水性质复杂较难处理等各种困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于污染场地修复的系统，能够完成燃烧、热风传导和余热回收，有效修复重污染、地质和水文地质条件复杂的污染场地。为了达到上述目的，本专利技术提供了用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的系统包含热风炉、气气换热器、鼓风机、引风机、排气筒、加热井群以及管道；所述的热风炉设有助燃空气进口、二次风进口和热风出口；所述的气气换热器设有热风进口、冷风进口、排气口和二次风出口，所述的二次风出口通过管道与热风炉的二次风进口连接；所述的加热井群包含若干加热井，所述的加热井上设有热风入口和热风排口，加热井的热风入口分别通过管道与热风炉的热风出口连接，加热井的热风排口分别通过管道与排气筒或气气换热器热风进口连接，气气换热器的排气口也通过管道与排气筒连接；所述的排气筒与引风机连接；所述的鼓风机包含助燃风机和进风风机，所述的助燃风机安装在热风炉的助燃空气进口处，所述的进风风机安装在气气换热器的冷风进口处。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的热风炉，其助燃空气进口和二次风进口处设有阀门，热风出口处设有压力感应探头。所述的热风炉为集中式热风炉，使用天然气、石油气或柴油等作为燃料，通过燃烧燃料产生高温热风作为原位加热热源。所述的热风炉内设有燃烧器、燃烧室、混合室即炉膛。对于规模较大的热风炉，助燃空气由鼓风机根据燃料供给量按比例从助燃空气进口输入热风炉，通过燃烧器将燃料燃烧产生高温热风；对于小型热风炉，助燃空气由系统末端引风机运行产生的负压吸入助燃空气进口，通过调节助燃空气进口处的阀门开度大小手动调节空气吸入量。新鲜二次风通过系统末端引风机运行而在热风炉的混合室34内产生的负压从二次风进口吸入，或直接使用专门的鼓风机通过气气换热器送入热风炉。从热风出口出炉的热风温度通过调节燃烧器负荷或调节二次风进口处阀门开度大小的方式进行调节。在热风出口处设置的压力感应探头，当检测到此处压力高于设置的负压值时燃烧器会自动关闭，当此处压力低于设置的负压值时燃烧器会自动启动。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的热风炉，其产生的热风经过安装在场地内的加热井与土壤完成间接换热，完成换热的热风通过引风机的作用从排气筒排入大气，或进入安装在热风炉二次风进口前端的气气换热器，与新鲜冷风进行换热后再通过排气筒排放大气。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的热风炉，每个分别与一个加热井或若干个加热井连接；与同一个热风炉连接的若干个加热井之间并联，或设置为相邻的加热井之间串联。即，可以灵活设置集中式热风炉与加热井群的配置形式，包括一个热风炉配备一个加热井；或者一个热风炉配备多个加热井，多个加热井并联运行，并通过阀门调节进入每个加热井的热风量尽可能均衡；相邻加热井也可串联运行，高温热风经一个加热井换好热后再送入另一个加热井继续换热后再排放。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的加热井，其在污染场地内由地面向地下竖直或倾斜设置，在水平面上以三角形或正方形排列布置，组成加热井群；加热井的深度大于需要修复的污染区域的深度。优选地，加热井的井间距在1-3m之间，加热井的深度比需要修复的目标污染区域的深度深0.3-0.5m。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的加热井为内外同心套管结构，其包含外管和内管，外管的内侧壁与内管的外侧壁之间留有环状间隙，内管的底部高于外管底部，外管底部设有底盖，内管底部为不设底盖的开口。优选地，外管管径100-140cm，内管管径75-90cm；内管底部与外管底部的间距为20-30cm。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的外管安装在污染场地中预先设置的由地面向下的土孔内，外管的外侧壁与土孔内侧壁之间留有环状间隙，其内填有填料。优选地，外管的外侧壁与土孔内侧壁之间设有厚度为10-20cm的环状间隙，所述的填料为石英砂或陶粒，所述的填料内设有若干高度不同的热电偶测温探头。即，加热井安装时外管与钻探的土孔间有10-20cm的空隙，直接填入石英砂，或者填入陶粒。在填料间于不同深度处设置热电偶测温探头。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的加热井，其顶部高于地面，加热井的顶端设有与热风炉连接的热风入口；加热井高于地面部分的侧壁上设有热风排口。所述的热风排口设有热风调节阀。高温热风通过系统末端引风机的负压作用引入加热井进行加热，高温热风先经内管由上而下送入加热井管底部，再通过内管与外管间的空隙由下而上折返回地面，经过一个侧面的热风调节阀后从热风排口排出。当填料温度达到一个较高的设置温度时可以通过电控系统自动调小或关闭加热井末端的热风调节阀开度；当填料温度达到一个较低的设置温度可以通过电控系统自动开启或调大热风调节阀开度。所述的电控系统优选为STM32F407单片机。上述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其中，所述的系统还包含设置在需要修复的污染区域外围的止水帷幕，所述的止水帷幕由双轴或者三轴混凝土搅拌桩构成，所述的混凝土搅拌桩从地面向地下垂直设置并形成墙式结构将污染区域包围，其深度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的系统包含热风炉、气气换热器、鼓风机、引风机、排气筒、加热井群以及管道；所述的热风炉设有助燃空气进口、二次风进口和热风出口；所述的气气换热器设有热风进口、冷风进口、排气口和二次风出口，所述的二次风出口通过管道与热风炉的二次风进口连接；所述的加热井群包含若干加热井，所述的加热井上设有热风入口和热风排口，加热井的热风入口分别通过管道与热风炉的热风出口连接，加热井的热风排口分别通过管道与排气筒或气气换热器热风进口连接，气气换热器的排气口也通过管道与排气筒连接；所述的排气筒与引风机连接；所述的鼓风机包含助燃风机和进风风机，所述的助燃风机安装在热风炉的助燃空气进口处，所述的进风风机安装在气气换热器的冷风进口处。

【技术特征摘要】
1.一种用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的系统包含热风炉、气气换热器、鼓风机、引风机、排气筒、加热井群以及管道；所述的热风炉设有助燃空气进口、二次风进口和热风出口；所述的气气换热器设有热风进口、冷风进口、排气口和二次风出口，所述的二次风出口通过管道与热风炉的二次风进口连接；所述的加热井群包含若干加热井，所述的加热井上设有热风入口和热风排口，加热井的热风入口分别通过管道与热风炉的热风出口连接，加热井的热风排口分别通过管道与排气筒或气气换热器热风进口连接，气气换热器的排气口也通过管道与排气筒连接；所述的排气筒与引风机连接；所述的鼓风机包含助燃风机和进风风机，所述的助燃风机安装在热风炉的助燃空气进口处，所述的进风风机安装在气气换热器的冷风进口处。2.如权利要求1所述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的热风炉，其助燃空气进口和二次风进口处设有阀门，热风出口处设有压力感应探头。3.如权利要求2所述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的热风炉，其产生的热风经过安装在场地内的加热井与土壤完成间接换热，完成换热的热风通过引风机的作用从排气筒排入大气，或进入安装在热风炉二次风进口前端的气气换热器，与新鲜冷风进行换热后再通过排气筒排放大气。4.如权利要求3所述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的热风炉，每个分别与一个加热井或若干个加热井连接；与同一个热风炉连接的若干个加热井之间并联，或设置为相邻的加热井之间串联。5.如权利要求4所述的用于污染场地原位热脱附修复的燃烧传热和余热回收系统，其特征在于，所述的加热井，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，凃辉，王琛，马烈，王健华，顾心爱，封卫青，
申请(专利权)人：上海格林曼环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31