一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置，该装置包括：原位加热模拟砂槽、支架、上部保温层、上盖、加热井、抽提井、温度监测井。上述原位加热模拟砂槽为具底的中空敞口圆柱形砂罐，原位加热模拟砂槽下部有支架支撑；上述原位加热模拟砂槽上部具有饼状上部保温层，所述上部保温层之上为上盖；所述加热井、抽提井、温度监测井穿过上述上盖及饼状保温层深入原位加热模拟砂槽内部。装置运行所用水、电及运行数据采集由其它外接系统完成。本发明专利技术装置操作简单，使用方便，适用各种类型土壤修复工程参数摸索及修复过程热力学研究。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置及应用
本专利技术涉及土壤生态修复领域及热力学应用研究领域，属于基于热传导原理的污染场地原位热脱附修复技术模拟装置，具体涉及一种用于土壤原位热脱附修复过程模拟的热力学研究装置。
技术介绍
全国首次土壤污染状况调查结果显示：全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，全国土壤总的超标率为16.1%。随着《土壤污染防治行动计划》的颁布，我国土壤修复行业进入了快发展阶段，热脱附修复技术也不断得到推广应用，特别是原位热脱附修复技术因具有无需开挖及运输、土壤扰动小、异味控制效果好、处理能力强等诸多优点而越发得到重视，但由于我国土壤修复行业启动较晚，设备研发、技术研发水平相对滞后，开展研究工作的基础条件薄弱，研究设施缺乏。解决的技术问题:热脱附修复技术是解决土壤有机污染问题的重要技术手段，特别原位热脱附修复技术。在国外，该类技术由工程实践演化而来，相关研究较少；在国内，关于该技术的研究尚处于起步阶段，国内外先期开展的原位热脱附修复技术研究所用的设备均较为简单，规模较小，所得数据难以满足原位热脱附修复过程的热力学应用研究。此外，原位热脱附修复技术能源消耗大，修复实践中的参数控制对减少修复成本具有重要意义，目前，缺乏用于摸索原位热脱附修复技术工程参数的装置设备，技术参数的不确定势必会影响修复效果或导致修复成本升高。
技术实现思路
本专利技术建立了一个具有适当规模的实验装置用于原位热脱附修复技术模拟及原位热脱附修复过程热力学研究，即可用于摸索原位热脱附修复工程控制参数，也可为原位热脱附修复过程热力学研究提供技术手段。为实现上述目的，本专利技术公开了如下的
技术实现思路
：一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置，其特征在于包括原位加热模拟砂槽、支架、上部保温层、上盖、加热井、抽提井、温度监测井；所述原位加热模拟砂槽的主体结构为不锈钢材质的中空敞口圆柱形砂罐，原位加热模拟砂槽下部有支架支撑；原位加热模拟砂槽上部具有饼状上部保温层，所述上部保温层之上为上盖；所述加热井、抽提井、温度监测井穿过上述上盖及饼状保温层深入原位加热模拟砂槽内部，该敞口圆柱形砂罐底部设有向下突出的出料孔，所述出料口由闸板阀控制开启或关闭；上述敞口圆柱形砂罐顶端具有一圈水平外沿，所述水平外沿上均匀布有固定螺孔；所述敞口圆柱形砂罐内部同一水平高度上设有多个卡槽用于安装定位装置；所述固定装置上设有多个加热井定位孔、抽提井定位孔、多个温度监测井定位孔；上述敞口圆柱形砂罐四周及底部覆盖有一定厚度的保温层。本专利技术所述加热井以电加热棒为发热元件，所述电加热棒与加热井套管之间填充导热沙；加热井通过热传导方式对原位加热模拟砂槽内土壤进行加热，所述加热井借助所述的定位装置安装，并由上到下依次穿过上盖、上部保温层，深入至所述的原位加热模拟砂槽。其结构包括多个温度监测井，温度监测井有多个具有不同长度的热电偶和相应的保护套管组成，多个保护套管焊接在一起，各保护套管一端对齐，所述热电偶从保护管对齐段穿入，并在对齐端通过螺母装置将热电偶与保护管连接固定。本专利技术的创新点在于：首次建立了较为大型的原位热脱附修复技术模拟装置，装置内布设多个加热井、多个温度监测井及一个抽提井，加热井最高加热温度可达800℃，专利技术装置可真实模拟基于热传导技术原理的污染场地原位热脱附修复过程；本专利技术装置包括多个温度监测井，实现了对实验过程中不同位置不同深度土壤温度的同时监测。本专利技术更加详细的描述如下：本专利技术涉及一种用于土壤原位热脱附修复过程模拟的热力学研究装置，涉及土壤生态修复领域及热力学基础研究领域。装置包括：原位加热模拟砂槽、支架、加热井、抽提井、温度监测井。本专利技术所述的中空的敞口圆柱形砂罐3，该敞口圆柱形砂罐周围有保温层4覆盖；上述敞口圆柱形砂罐下方具有不锈钢材质的桶底，桶底中部设有长方形出料孔15，该长方形出料孔由闸板阀16控制开关；上述敞口圆柱形砂罐底部具有底部保温层9覆盖；该敞口圆柱形砂罐底部焊有两条口字形槽钢10，所述口字形槽钢分别位于出料孔两侧，平行穿过底部保温层与上述敞口圆柱形砂罐的桶底相连；上述敞口圆柱形砂罐内壁在同一水平位置上焊有多个卡槽6，用于安装定位装置5；上述定位装置主体为三角形支架30,上设有加热井定位孔31、抽提井定位孔32、温度监测井定位孔33；上述敞口圆柱形砂罐上方连接一圈水平外沿29，外沿上有若干固定螺孔，用于与上盖1进行连接及密封；上述上盖边缘具有若干固定螺孔20，中间留有加热井安装孔19、抽提井安装孔21、温度监测井安装孔22；上盖与中空敞口圆柱形砂罐之间设有可拆卸的上部保温层2，所述上部保温层为圆形饼状结构，其主体框架为网状的保温棉28固定装置27，该装置上留有加热井连接孔23、抽提井连接孔24、温度监测井连接孔26，并装有两个可活动的起吊环25；上述支架17由槽钢焊接而成，用于支撑原位加热模拟砂槽，以便于卸料操作；装置包括的加热井由套管13和加热元件组成，所述套管为耐热钢材质具底中空的敞口圆柱体，套管顶部为连接法兰12；加热元件上端为接线法兰盒11，下端为发热元件14；装置包括的抽提井18为耐热钢材质具底中空的敞口圆柱体，该敞口圆柱形砂罐四周具有长条形筛孔，抽提井上端为连接法兰12，用于与外接抽提管道相连。该装置包括的多个温度监测井均由三根不同长度的热电偶8及三根相应的保护套管7组成，多个保护套管焊接在一起，各保护套管一端对齐，所述热电偶从保护管对齐段穿入，并在对齐端通过螺母装置将热电偶8与保护套管7连接固定。本专利技术主要解决了原位热脱附修复技术模拟研究试验研究装置空缺的问题，重点考察了基于热传导技术原理的污染场地原位热脱附修复过程，主要的难点在于构建一个包括多个加热井、多个温度监测井及一个抽提井，加热井最高加热温度可达800℃，加热井布置方式贴合工程实践的模拟研究平台。本专利技术公开的用于土壤原位热脱附修复的模拟装置与现有技术相比所具有的积极效果在于：(1)本专利技术装置内布设了多个加热井、多个温度监测井及一个抽提井，加热井最高加热温度可达800℃；(2)本专利技术采用多点加热方式进行加热模拟，多个加热井的布置方式与工程实践一致；(3)本专利技术装置包括多个温度监测井，实现了对实验过程中不同位置不同深度土壤温度的同时监测。附图说明图1为本专利技术一种实施方式的结构剖视图；图2为图1中上盖结构的俯视图；图3为图1中上部保温层结构的俯视图；图4为原位加热模拟砂槽结构的剖视图；图5为图1中定位装置结构的俯视图；其中1、上盖2、上部保温层3、敞口圆柱形砂罐4、外部保温层5、定位装置6、卡槽7、保护套管8、热电偶9、底部保温层10、口字形槽钢11、接线法兰盒12、法兰13、加热井套管14、发热元件15、出料孔16、闸板阀17、支架18、抽提井套管19、加热井安装孔20、固定螺孔21、抽提井安装孔22、温度监测井安装孔23、加热井连接孔24、抽提井连接孔25、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置，其特征在于包括原位加热模拟砂槽、支架、上部保温层、上盖、加热井、抽提井、温度监测井；/n所述原位加热模拟砂槽的主体结构为不锈钢材质的中空敞口圆柱形砂罐，原位加热模拟砂槽下部有支架支撑；原位加热模拟砂槽上部具有饼状上部保温层，所述上部保温层之上为上盖；所述加热井、抽提井、温度监测井穿过上述上盖及饼状保温层深入原位加热模拟砂槽内部，该敞口圆柱形砂罐底部设有向下突出的出料孔，所述出料口由闸板阀控制开启或关闭；上述敞口圆柱形砂罐顶端具有一圈水平外沿，所述水平外沿上均匀布有固定螺孔；所述敞口圆柱形砂罐内部同一水平高度上设有多个卡槽用于安装定位装置；所述定位装置上设有多个加热井定位孔、抽提井定位孔、多个温度监测井定位孔；上述敞口圆柱形砂罐四周及底部覆有一定厚度的保温层；装置内布设多个加热井、多个温度监测井及一个抽提井，加热井最高加热温度可达800℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤原位热脱附修复的模拟装置，其特征在于包括原位加热模拟砂槽、支架、上部保温层、上盖、加热井、抽提井、温度监测井；
所述原位加热模拟砂槽的主体结构为不锈钢材质的中空敞口圆柱形砂罐，原位加热模拟砂槽下部有支架支撑；原位加热模拟砂槽上部具有饼状上部保温层，所述上部保温层之上为上盖；所述加热井、抽提井、温度监测井穿过上述上盖及饼状保温层深入原位加热模拟砂槽内部，该敞口圆柱形砂罐底部设有向下突出的出料孔，所述出料口由闸板阀控制开启或关闭；上述敞口圆柱形砂罐顶端具有一圈水平外沿，所述水平外沿上均匀布有固定螺孔；所述敞口圆柱形砂罐内部同一水平高度上设有多个卡槽用于安装定位装置；所述定位装置上设有多个加热井定位孔、抽提井定位孔、多个温度监测井定位孔；上述敞口圆柱形砂罐四周及底部覆有一定厚度的保温层；装置内...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁贤伟，孙袭明，李根强，杜维东，伉沛崧，赵杰，
申请(专利权)人：国环危险废物处置工程技术天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12