一種汙染土壤原位熱脫附的裝置的製作方法

2023-09-19 03:55:05 1

本實用新型涉及環保領域，具體是一種汙染土壤原位熱脫附的裝置。

背景技術：

隨著我國經濟的不斷發展，地下礦產資源的開採也達到了很高的強度，但同時礦山礦藏的開採造成了大量的山體與地下採空區，大量的廢棄礦山與礦井成為了廢棄物傾倒殘存的區域，新聞常有報導偷排偷倒的情況。而深層採空區內的汙染物極有可能滲入地下水中，從而汙染地下水源，嚴重危害居民日常生活。

目前土壤汙染問題已經受到了越來越多的重視，針對各種類型的土壤汙染都已經開發了針對性的修複方法，然而對於深層的地下採空區域的汙染修復，還未有成熟的修復手段。由於地下情況複雜，深度較大，礦山和礦井採空區存在坍塌隱患以及巷道走向的不明確，常規的修復手段無法實現汙染物的徹底清除。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種汙染土壤原位熱脫附的裝置，該裝置應具有修復徹底且修復效果好的特點。

本實用新型的技術方案是：

一種汙染土壤原位熱脫附的裝置，其特徵在於：該裝置包括熱空氣加熱系統、電熱棒加熱系統、內循環系統以及抽提吸附系統；

所述熱空氣加熱系統包括通過熱空氣管道依次連通的鍋爐、進風風機、換熱器以及若干熱空氣加熱井；所述電熱棒加熱系統包括若干電熱棒加熱井以及連接電熱棒加熱井的控制器；所述內循環系統包括通過內循環管道依次連通的內循環抽提井、內循環風機、換熱器、內循環注入井；所述抽提吸附系統包括通過抽提管道依次連通的抽提井、抽氣風機、廢氣處理器；

所述熱空氣管道連通換熱器的熱介質通道，內循環管道連通換熱器的冷卻介質通道；所述熱空氣加熱井、電熱棒加熱井豎直設置在地面以下且貫通在地下巷道的汙染區，抽提井、內循環抽提井與內循環注入井均豎直設置在地面以下且分別位於地下巷道汙染區的外側。

所述熱空氣加熱井從地面豎直延伸至地下巷道，熱空氣注入管插入熱空氣加熱井中並且伸入地下巷道，熱空氣注入管的底端設有熱空氣釋放器。

所述熱空氣注入管的外壁設有保溫層，熱空氣加熱井的井口設有密封層。

所述電熱棒加熱井從地面豎直延伸至地下巷道後再從地下巷道底面向下延伸一定深度，電熱棒連接管插入該電熱棒加熱井中，電熱棒連接管的底部設有電熱棒，電熱棒的兩端分別延伸至地下巷道的上下方；所述控制器通過電熱棒連接管中的導線連接電熱棒。

所述電熱棒的長度大於地下巷道的高度並且電熱棒兩端設有導熱層。

所述內循環抽提井與內循環注入井均從地面豎直延伸至地下巷道，內循環抽提管與內循環注入管分別插入內循環抽提井和內循環注入井中。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型利用熱脫附的手段來加熱巷道內汙染物(加熱至汙染物沸點以上)，使其完全氣化脫除，並利用內循環強化空氣流速，增強整個巷道內的對流換熱，以及假設電阻熱井強化傳導換熱，保證壁面達到額定溫度。同時利用多相抽提技術，將汙染物抽出。本實用新型具有修復徹底、修復效果好且時間短，不易產生二次汙染、無需工作人員深入地下即可解決地下巷道有機物汙染問題的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視結構示意圖。

圖2是本實用新型中熱空氣注入井的主視結構示意圖。

圖3是本實用新型中電熱棒阻加熱井的主視結構示意圖。

具體實施方式

以下結合說明書附圖，對本實用新型作進一步說明，但本實用新型並不局限於以下實施例。

如圖1所示，一種汙染土壤原位熱脫附的裝置，包括熱空氣加熱系統、電熱棒加熱系統、內循環系統以及抽提吸附系統。

所述熱空氣加熱系統中，鍋爐14、進風風機1、換熱器2以及若干熱空氣加熱井13通過熱空氣管道A依次連接。所述熱空氣加熱井的井孔從地面豎直向下延伸至地下巷道17，熱空氣加熱井的井口設有密封層18，熱空氣注入管16插入該井孔並且伸入地下巷道中，熱空氣注入管頂端的注入口15連接熱空氣管道，熱空氣注入管的外壁設有保溫層19(減少中途熱量損失)，熱空氣注入管的底端設有熱空氣釋放器20(熱空氣釋放器設置在地下巷道中)。所述熱空氣管道連接換熱器的熱介質通道。所述熱空氣的注入溫度不超過400℃，具體熱空氣注入溫度依據有機汙染物沸點與地下巷道實際情況結合軟體模擬得到。

所述電熱棒加熱系統包括若干電熱棒加熱井10以及連接電熱棒加熱井的控制器3。所述電熱棒加熱井的井孔從地面豎直延伸至地下巷道後再從地下巷道底面向下延伸一定深度(該深度至少為1米)，電熱棒連接管26插入該井孔中，電熱棒連接管的底部設有電熱棒22。所述電熱棒的長度大於地下巷道的高度，電熱棒的兩端分別延伸至地下巷道上下方的井孔中並且這兩端設有導熱層25(導熱層位於井孔中)。所述控制器通過電熱棒連接管中的導線21連接電熱棒，電熱棒連接管的頂端設有導線連接端23。

所述內循環系統中，內循環抽提井9、內循環風機4、換熱器2、內循環注入井12通過內循環管道B依次連接。所述內循環抽提井與內循環注入井的井孔均從地面豎直延伸至地下巷道，內循環抽提管與內循環注入管分別插入這些井孔中。所述內循環管道連接換熱器的冷卻介質通道。所述內循環系統中，內循環風量為單位時間內(1小時)地下巷道空間體積的4倍以上。

所述抽提吸附系統中，抽提井8、抽氣風機5、廢氣處理器6通過抽提管道C依次連接。所述抽提井的井孔從地面豎直延伸至地下巷道，抽提管插入該井孔中。地下有機汙染物抽提至地表後在廢氣處理器中經過噴淋冷凝、活性炭吸附處理後達標排放7。

所述熱空氣加熱井、電熱棒加熱井、內循環抽提井、內循環注入井、抽提井的內徑一般為300mm。所述熱空氣加熱井、電熱棒加熱井設置在地下巷道的汙染區11中(電熱棒直接插入汙染區中)；圖中顯示：地下巷道汙染區的左側設置內循環注入井而右側設置內循環抽提井與抽提井(內循環抽提井位於最外側)。所述熱空氣注入井與抽提井之間還可加設溫度監測井(圖中省略)，以監測地下巷道內的受熱情況並排除阻塞區域。所述熱空氣注入井可以設置在地勢相對較低的地下巷道中，抽提井可以設置在地勢較高的地下巷道中。

本實用新型以熱空氣加熱為主，電熱棒加熱為輔，並通過內循環系統加速熱空氣流動來強化汙染物的氣化蒸發，同時採用多井注入、單井抽提的布井方式，熱空氣注入量小於抽提井的抽提量(相差比例控制在百分之四十以內)。

本實用新型的使用方法為：

(1)根據地球物理探測結果及地下巷道施工圖大致確定地下巷道走向分布，並根據前期調查結果確定重點汙染區域，劃分修復區域；

(2)在主要汙染區域打抽水井，並投入高揚程泥漿泵抽出地下巷道內殘留地下水；

(3)根據所打抽水井進一步修正地下巷道深度與汙染信息，確定熱空氣注入井、電熱棒加熱井、抽提井位置；

(4)布設熱空氣注入井、電熱棒加熱井、抽提井；

(5)在熱空氣注入井與抽提井之間設置溫度監測井；

(6)熱空氣加熱系統運行，密切監視地下巷道內壁面及流體溫度，對溫度升溫不明顯區域加設熱空氣注入井；

(7)調整注入風量與抽提風量，同時調整熱空氣溫度，保證地下巷道受熱均勻，加設內循環系統，強化內部熱空氣流動速率；

(8)穩定運行。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。