【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤修复，具体涉及一种有机污染土壤原位热脱附修复装备及方法。
技术介绍
1、原位热脱附是有机污染土壤最常用的修复技术，该技术无需开挖污染土壤，通过直接加热污染土壤，来促进有机污染物与土壤分离、挥发及流动，然后通过抽提等方式将土壤中的污染物蒸汽进行集中净化处理。根据加热方式的不同，原位热脱附可分为电阻加热、热传导加热和蒸汽加热三种类型，但大量工程运行结果表明，现有的原位热脱附技术及装备存在以下缺点：(1)能源消耗量高、热量利用率低；现有原位热脱附设备通过消耗天然气或电能产生的高温空气加热土壤，高温空气加热完成后从加热井排出经排烟筒直接排放到大气中，由于压力的限制，导致高温空气与污染土壤接触时间较短，排烟筒排出的高温气体温度常在600℃以上，热量没有回收利用措施，造成热效率低；此外，污染土壤被加热井加热后，土壤中水分、污染物会通过蒸发、沸腾等方式从土壤中分离形成温度在400℃以上的蒸汽，现有的原位热脱附设备将这部分蒸汽直接送至尾气处理设备，蒸汽中的热量没有回收利用措施，造成热效率低；(2)设备设施多、安全系数低；现有原位热脱附装备常包括加热井、竖直抽提井等核心模块，由于单个加热井、竖直抽提井的最大影响半径不超过6m，在实际工程修复中常需要建设数百到数千个加热井、竖直抽提井，建设大量加热井和竖直抽提井会显著增加设备采购与施工成本；(3)运行模式单一、修复效率低；现有原位热脱附设备常为24小时不停歇运行，运行模式单一，加热井和抽提井常处在长时间高负荷运行状态，修复效率较低，可能存在过度修复的情况。
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1、本专利技术的目的在于提供一种操作简单、经济高效、可工程规模化应用的有机污染土壤原位热脱附修复装备及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种有机污染土壤原位热脱附修复装备，包括竖直抽提井模块、加热井模块、高温液体供给模块以及余热回收及尾气回燃模块；所述加热井模块包括加热主井和多个加热支井，多个所述加热支井沿周向均匀设置于所述加热主井的外侧，且各所述加热支井的底部通过管道分别与所述加热主井的底部连接；所述高温液体供给模块与所述加热主井的顶部连接，各所述加热支井的顶部通过所述余热回收及尾气回燃模块与所述高温液体供给模块连接。
3、进一步地，所述竖直抽提井模块包括竖直抽提井，所述加热主井和多个所述加热支井均设置于所述竖直抽提井中。
4、进一步地，所述装备还包括供热曝气模块，所述供热曝气模块包括曝气管和电热炉，所述曝气管设置于所述竖直抽提井中，所述电热炉具有第一出气口和第一进气口，所述第一出气口与所述曝气管连接。
5、更进一步地，所述高温液体供给模块包括液体加热仓、常温液体储存罐和高温液体储存罐，所述液体加热仓具有第一进液口、第二进液口和第一出液口，所述常温液体储存罐的出液口与所述第一进液口连接，各所述加热支井的顶部通过所述余热回收及尾气回燃模块与所述第二进液口连接，所述第一出液口与所述高温液体储存罐的进液口连接，所述高温液体储存罐的出液口与所述加热主井的顶部连接。
6、更进一步地，所述余热回收及尾气回燃模块包括气液分离器和第十抽液泵，所述竖直抽提井与所述气液分离器的进气口连接，所述气液分离器的出气口通过第一抽气泵与所述第一进气口连接，各所述加热支井的顶部通过所述第十抽液泵与所述第二进液口连接。
7、更进一步地，所述装备还包括降水井模块，所述降水井模块包括抽水管，所述抽水管设置于所述竖直抽提井中。
8、更进一步地，所述装备还包括尾水净化处理模块，所述气液分离器的出液口通过第九抽液泵与所述尾水净化处理模块连接，所述抽水管通过第五抽液泵与所述尾水净化处理模块连接。
9、进一步地，所述装备还包括土壤调理模块，所述土壤调理模块包括储药罐和注药管，所述注药管设置于所述竖直抽提井中，所述储药罐通过第四抽液泵与所述注药管连接。
10、进一步地，所述装备还包括修复工况监测模块，所述修复工况监测模块包括参数监测线和参数显示器，所述参数监测线设置于所述竖直抽提井中，所述参数监测线与所述参数显示器连接。
11、本专利技术还提供一种有机污染土壤原位热脱附修复方法，该方法采用以上任一项所述的装备和加热-抽提连续交替循环的间歇运行模式，所述加热-抽提连续交替循环的间歇运行模式包括连续交替循环进行的间歇加热过程和间歇抽提过程；
12、所述间歇加热过程为：将高温液体供给模块提供的加热至预定温度的高温液体注入加热主井中，加热主井内的高温液体经底部管道流入加热支井内，待加热主井及加热支井注满后，停止注液，加热主井及加热支井同时对有机污染土壤进行加热；
13、所述间歇抽提过程为：当加热主井及加热支井内的温度下降到预定值时，启动余热回收及尾气回燃模块，将加热主井及加热支井内的低温液体抽至高温液体供给模块中进行热量回收，同时将竖直抽提井模块的竖直抽提井内的水蒸气和污染气体抽出，经气液分离器分离后，气体进入供热曝气模块中进行热量回收及高温分解，液体进入尾水净化处理模块进行净化。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、(1)本专利技术采用高温液体代替高温空气对污染土壤进行加热，高温液体先进入加热主井对污染土壤进行一次加热，随后高温液体进入加热支井对污染土壤进行二次加热，之后通过余热回收及尾气回燃模块抽至高温液体供给模块内，与现有的以高温气体为加热介质的原位热脱附装备相比，加热主井及加热支井的设置增加了高温液体与污染土壤的接触时间和接触面积，且放热后的低温液体又全部回到液体加热仓内，最大程度地减少了热量散失，提高了热量利用率；
16、(2)本专利技术将加热主井和加热支井都设置在竖直抽提井内，可以简化施工工序，提高施工效率，降低施工成本；
17、(3)本专利技术还将曝气管、参数监测线、抽水管、注药管设置在竖直抽提井内，在保证原位热脱附装备功能不变的情况下，显著减少了所需的设备设施，实现了原位热脱附装备的集成化与简约化；
18、(4)本专利技术设置了专门的高温液体供给模块，将现有设备中单点式供气或供电加热改进为集中式高温液体加热，无需在每个加热井上设立专门的燃烧头，有效地解决了现有设备燃烧头数量多、设备成本高的工程难题，也无需将天然气、电能分散到各加热井，降低了天然气泄露及触电风险，提高了安全系数；
19、(5)本专利技术还将污染土壤加热过程中产生的大量高温尾气从竖直抽提井抽出，并经气液分离器对高温尾气内的水蒸气有效去除后，将高温气体抽至电热炉，不仅实现了尾气中污染物高温分解，还最大程度上回收了尾气中的热量；
20、(6)本专利技术采用加热-抽提连续交替循环的间歇运行模式，结合全程监测，有效解决了现有原位热脱附设备常为24小时不停歇运行、运行模式单一、加热井和抽提井常处在长时间高负荷运行的难题，在保证原位热脱附修复效果及没有二次污染的前提下，减少能源消耗量，提高热量利用率，有效避免可能存在过度修复的情况。
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1.一种有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：包括竖直抽提井模块、加热井模块、高温液体供给模块以及余热回收及尾气回燃模块；所述加热井模块包括加热主井和多个加热支井，多个所述加热支井沿周向均匀设置于所述加热主井的外侧，且各所述加热支井的底部通过管道分别与所述加热主井的底部连接；所述高温液体供给模块与所述加热主井的顶部连接，各所述加热支井的顶部通过所述余热回收及尾气回燃模块与所述高温液体供给模块连接。
2.如权利要求1所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述竖直抽提井模块包括竖直抽提井，所述加热主井和多个所述加热支井均设置于所述竖直抽提井中。
3.如权利要求2所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括供热曝气模块，所述供热曝气模块包括曝气管和电热炉，所述曝气管设置于所述竖直抽提井中，所述电热炉具有第一出气口和第一进气口，所述第一出气口与所述曝气管连接。
4.如权利要求3所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述高温液体供给模块包括液体加热仓、常温液体储存罐和高温液体储存罐，所述液体加热仓具有第一
5.如权利要求4所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述余热回收及尾气回燃模块包括气液分离器和第十抽液泵，所述竖直抽提井与所述气液分离器的进气口连接，所述气液分离器的出气口通过第一抽气泵与所述第一进气口连接，各所述加热支井的顶部通过所述第十抽液泵与所述第二进液口连接。
6.如权利要求5所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括降水井模块，所述降水井模块包括抽水管，所述抽水管设置于所述竖直抽提井中。
7.如权利要求6所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括尾水净化处理模块，所述气液分离器的出液口通过第九抽液泵与所述尾水净化处理模块连接，所述抽水管通过第五抽液泵与所述尾水净化处理模块连接。
8.如权利要求2所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括土壤调理模块，所述土壤调理模块包括储药罐和注药管，所述注药管设置于所述竖直抽提井中，所述储药罐通过第四抽液泵与所述注药管连接。
9.如权利要求2所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括修复工况监测模块，所述修复工况监测模块包括参数监测线和参数显示器，所述参数监测线设置于所述竖直抽提井中，所述参数监测线与所述参数显示器连接。
10.一种有机污染土壤原位热脱附修复方法，其特征在于：该方法采用权利要求1-9任一项所述的装备和加热-抽提连续交替循环的间歇运行模式，所述加热-抽提连续交替循环的间歇运行模式包括连续交替循环进行的间歇加热过程和间歇抽提过程；
...【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：包括竖直抽提井模块、加热井模块、高温液体供给模块以及余热回收及尾气回燃模块；所述加热井模块包括加热主井和多个加热支井，多个所述加热支井沿周向均匀设置于所述加热主井的外侧，且各所述加热支井的底部通过管道分别与所述加热主井的底部连接；所述高温液体供给模块与所述加热主井的顶部连接，各所述加热支井的顶部通过所述余热回收及尾气回燃模块与所述高温液体供给模块连接。
2.如权利要求1所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述竖直抽提井模块包括竖直抽提井，所述加热主井和多个所述加热支井均设置于所述竖直抽提井中。
3.如权利要求2所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述装备还包括供热曝气模块，所述供热曝气模块包括曝气管和电热炉，所述曝气管设置于所述竖直抽提井中，所述电热炉具有第一出气口和第一进气口，所述第一出气口与所述曝气管连接。
4.如权利要求3所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，其特征在于：所述高温液体供给模块包括液体加热仓、常温液体储存罐和高温液体储存罐，所述液体加热仓具有第一进液口、第二进液口和第一出液口，所述常温液体储存罐的出液口与所述第一进液口连接，各所述加热支井的顶部通过所述余热回收及尾气回燃模块与所述第二进液口连接，所述第一出液口与所述高温液体储存罐的进液口连接，所述高温液体储存罐的出液口与所述加热主井的顶部连接。
5.如权利要求4所述的有机污染土壤原位热脱附修复装备，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亭亭，张惠，归强，赵颖，张川，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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