一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]污染的土壤危害人類食物安全和身體健康，因此土壤污染的修復(fù)治理是環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)之一。
[0003]土壤修復(fù)技術(shù)種類很多，其中熱脫附技術(shù)屬于土壤修復(fù)技術(shù)中的物理修復(fù)范疇，通過直接或間接加熱污染土壤到較高溫度，使土壤中的有機(jī)污染物組分從土壤介質(zhì)中蒸發(fā)到氣相而分離出來(lái)。熱脫附技術(shù)由于采用非氧化燃燒方式能夠顯著減少二噁英的生成，可以廣泛應(yīng)用于高污染有機(jī)污染場(chǎng)地的異位或原位修復(fù)。但是由于熱脫附的加熱過程需要消耗大量的熱能，相關(guān)的土壤污染處理設(shè)備的價(jià)格也較昂貴、處理成本高，因此限制了熱脫附技術(shù)在有機(jī)污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用范圍，所以開發(fā)和研宄綠色節(jié)能的土壤修復(fù)治理設(shè)備具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，利用熱脫附技術(shù)原理，以太陽(yáng)能作為熱源，把用于熱脫附的空氣加熱，并將加熱后的熱空氣注入和分散到污染土壤中進(jìn)行熱脫附。通過該系統(tǒng)熱空氣最高溫度可到150°C，能夠滿足大多數(shù)有機(jī)污染組分與土壤介質(zhì)的脫附分離；本實(shí)用新型采用的熱源太陽(yáng)能屬于清潔能源，克服了傳統(tǒng)的燃料能源日益減少，燃燒過程中危害環(huán)境的問題；采用的槽式太陽(yáng)能集熱裝置，聚光集熱效率高，投資成本較低。
[0005]本實(shí)用新型解決關(guān)鍵技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]設(shè)計(jì)一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括污染物真空抽吸系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)，具體包括加熱擴(kuò)散井(1)、抽取井(2)、混凝土硬化地面(4)、氣體加注管道(5)、空氣壓縮機(jī)￠)、輸氣管道(7)、槽式太陽(yáng)能集熱器列陣(8)、集熱管(9)、槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)、輸氣管道(11)、鼓風(fēng)機(jī)(12)、活性炭吸附裝置(13)、真空泵(14)、輸氣管道(15)、氣液分離器(16)、空氣過濾器(17)、輸氣管道
(19)。
[0007]根據(jù)管道和裝置內(nèi)的介質(zhì)流向，裝置連接順序:
[0008]太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)，空氣過濾器(17)—鼓風(fēng)機(jī)(12)—?dú)庖悍蛛x器
(16)—輸氣管道(19)—集熱管(9)—輸氣管道(7)—空氣壓縮機(jī)￠)—?dú)怏w加注管道
(5)—加熱擴(kuò)散井⑴；
[0009]污染物真空抽吸系統(tǒng)，抽取井(2)—輸氣管道(15)—真空泵(14)—?dú)庖悍蛛x器
(16)—活性炭吸附裝置(13)—輸氣管道(11) ο
[0010]本實(shí)用新型采用槽式太陽(yáng)能集熱器列陣⑶獲取的太陽(yáng)能，槽式太陽(yáng)能集熱器陣列⑶由多個(gè)槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)串并聯(lián)組成，槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)由槽型拋物面反射鏡、集熱管(9)、陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)組成；太陽(yáng)能集熱器列陣(8)用于加熱空氣，然后空氣壓縮機(jī)(6)將熱空氣加壓輸送至污染土壤區(qū)域的加熱擴(kuò)散井(I)，用于對(duì)污染土壤加熱。
[0011]本實(shí)用新型采用的氣液分離器(16)內(nèi)安裝空氣盤管，空氣盤管分別與鼓風(fēng)機(jī)
(12)和輸氣管道(19)相連通；空氣輸氣管道(7)、輸氣管道(19)和氣體加注管道(5)外敷設(shè)保溫層，避免熱量損失；整個(gè)土壤污染區(qū)域表面由混凝土硬化地面(4)覆蓋。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能熱脫附污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，適用于修復(fù)治理受到苯系物、鹵代烴類和石油類的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤。
[0014]本實(shí)用新型采用清潔能源太陽(yáng)能作為熱源，并極大限度的回收污染土壤抽取氣體的熱量。
[0015]本實(shí)用新型采用槽式太陽(yáng)能集熱裝置，熱效率高，投資成本較低。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的生產(chǎn)工藝流程圖。
[0017]圖中:加熱擴(kuò)散井⑴、抽取井⑵、污染土壤(3)、混凝土硬化地面⑷、氣體加注管道(5)、空氣壓縮機(jī)￠)、輸氣管道(7)、槽式太陽(yáng)能集熱器列陣(8)、集熱管(9)、槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)、輸氣管道(11)、鼓風(fēng)機(jī)(12)、活性炭吸附裝置(13)、真空泵(14)、輸氣管道(15)、氣液分離器(16)、空氣過濾器(17)、氣液分離器液體排放口(18)、輸氣管道
(19)，氣體排放閥(20)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，系統(tǒng)由污染物真空抽吸系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)組成。
[0020]污染物真空抽吸系統(tǒng)，包括抽取井(2)—輸氣管道(15)—真空泵(14)—?dú)庖悍蛛x器(16)—活性炭吸附裝置(13)—輸氣管道(11);污染物真空抽吸系統(tǒng)的功能是從污染土壤(3)內(nèi)抽取熱脫附分離出來(lái)的含有機(jī)污染物的氣體，由真空泵(14)提供抽吸動(dòng)力，有機(jī)污染物組分從污染土壤(3)被抽吸進(jìn)入抽取井(2)，再進(jìn)入輸氣管道(15)，然后進(jìn)入氣液分離器(16);經(jīng)過氣液分離，含有機(jī)污染物的氣體進(jìn)入活性炭吸附裝置(13)，有機(jī)污染組分被活性炭吸附，氣相組分轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體通過氣體排放閥(20)排放。
[0021]太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，包括:空氣過濾器(17)—鼓風(fēng)機(jī)(12)—?dú)庖悍蛛x器(16)—輸氣管道(19)—集熱管(9)—輸氣管道(7);太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的主要功能是收集太陽(yáng)能，將空氣加熱；首先啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)(12)，常溫空氣通過空氣過濾器(17)過濾，從鼓風(fēng)機(jī)(12)進(jìn)入氣液分離器(16)內(nèi)部的盤管，被預(yù)熱后通過輸氣管道(19)進(jìn)入槽式太陽(yáng)能集熱器的集熱管(9)被加熱，被槽式太陽(yáng)能集熱器列陣(8)加熱后的空氣溫度最高可達(dá)150°C，通過輸氣管道(X)進(jìn)入空氣壓縮機(jī)(6)。
[0022]氣體加注系統(tǒng)，包括:空氣壓縮機(jī)(6)—?dú)怏w加注管道(5)—加熱擴(kuò)散井(I);氣體加注系統(tǒng)的功能是通過對(duì)污染土壤(3)加注熱空氣，對(duì)污染土壤(3)加熱升溫；空氣壓縮機(jī)(6)將來(lái)自太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的熱空氣通過氣體加注管道(5)加壓輸送進(jìn)入加熱擴(kuò)散井
(I)，用于對(duì)污染土壤進(jìn)行加熱，促進(jìn)有機(jī)污染物組分從土壤顆粒上脫吸附。
[0023]氣液分離器(16)內(nèi)安裝空氣盤管，盤管的作用是增加換熱面積，空氣盤管進(jìn)口與鼓風(fēng)機(jī)(12)出口通過管道連通，空氣盤管出口和輸氣管道(19)相連通；在氣液分離器
(16)內(nèi)，常溫空氣穿過盤管對(duì)從污染土壤(3)抽出的氣相組分進(jìn)行冷卻，促進(jìn)氣液分離，并促進(jìn)有機(jī)污染物被活性炭吸附裝置(13)吸附；同時(shí)，常溫空氣通過空氣盤管時(shí)，被來(lái)自土壤區(qū)域的濕熱空氣預(yù)熱，濕熱空氣中的水分被冷卻成水，間歇性通過氣液分離器液體排放口(18)排出。在另外一種工況下，如果從污染土壤抽出的氣體溫度較低，接近于常溫或低于常溫時(shí)，溫度條件能夠適合活性炭吸附有機(jī)污染物，被活性炭吸附后的干凈空氣通過輸氣管道(11)和輸氣管道(19)直接輸送進(jìn)入到集熱管(9)，這些空氣量已經(jīng)滿足需要，因此可以關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)(12)，停送新鮮空氣。
[0024]本實(shí)用新型采用槽式太陽(yáng)能集熱器陣列(8)獲取的太陽(yáng)能，用于對(duì)流經(jīng)集熱管
(9)內(nèi)的空氣加熱。每個(gè)槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)利用槽式拋物面反射鏡聚光，將太陽(yáng)光聚集在集熱管(9)上，加熱流經(jīng)集熱管內(nèi)的空氣；集熱管(9)采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用熱的良導(dǎo)體材料，涂黑色吸熱層，用來(lái)吸收太陽(yáng)光加熱流經(jīng)內(nèi)部的空氣；為了減小熱量散發(fā)，外層為透明隔熱材料，在外層套管與吸熱管間的空隙抽成真空狀態(tài)。
[0025]槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)的槽式拋物面反射鏡設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，該支架在陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)支配下，使槽式拋物面反射鏡反射的太陽(yáng)光聚焦到集熱管上。
[0026]空氣輸氣管道(7)和氣體加注管道(5)外敷設(shè)保溫層，避免熱量損失；整個(gè)土壤污染區(qū)域表面由混凝土硬化地面(4)覆蓋。
[0027]加熱擴(kuò)散井(I)、抽取井(2)均設(shè)置在土壤污染區(qū)域，抽取井(2)設(shè)置在加熱擴(kuò)散井周圍，它們之間的距離和相對(duì)位置根據(jù)不同污染物性質(zhì)、污染程度、土壤特性確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括污染物真空抽吸系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)，具體包括加熱擴(kuò)散井(1)、抽取井(2)、混凝土硬化地面(4)、氣體加注管道(5)、空氣壓縮機(jī)(6)、輸氣管道(7)、槽式太陽(yáng)能集熱器列陣(8)、集熱管(9)、槽式太陽(yáng)能聚光集熱器(10)、輸氣管道(11)、鼓風(fēng)機(jī)(12)、活性炭吸附裝置(13)、真空泵(14)、輸氣管道(15)、氣液分離器(16)、空氣過濾器(17)、輸氣管道(19);根據(jù)管道和裝置內(nèi)的介質(zhì)流向，裝置連接順序: 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)，空氣過濾器(17)—鼓風(fēng)機(jī)(12)—?dú)庖悍蛛x器(16)—輸氣管道(19)—集熱管(9)—輸氣管道(7)—空氣壓縮機(jī)￠)—?dú)怏w加注管道(5)—加熱擴(kuò)散井⑴； 污染物真空抽吸系統(tǒng)，抽取井⑵一輸氣管道(15)—真空泵(14)—?dú)庖悍蛛x器(16)—活性炭吸附裝置(13)—輸氣管道(11) ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于:采用槽式太陽(yáng)能集熱器列陣(8)獲取的太陽(yáng)能，用于加熱空氣，然后通過空氣壓縮機(jī)(6)將熱空氣加壓輸送至污染土壤區(qū)域的加熱擴(kuò)散井(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于:氣液分離器(16)內(nèi)安裝空氣盤管，空氣盤管分別與鼓風(fēng)機(jī)(12)和輸氣管道(19)相連通；空氣輸氣管道(7)、輸氣管道(19)和氣體加注管道(5)外敷設(shè)保溫層；整個(gè)土壤污染區(qū)域表面由混凝土硬化地面(4)覆蓋。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能熱脫附的污染土壤修復(fù)系統(tǒng)，屬于環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域；采用槽式太陽(yáng)能集熱裝置收集太陽(yáng)能作為熱源對(duì)污染土壤進(jìn)行加熱，適用于修復(fù)治理受到苯系物、鹵代烴類和石油類的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤。系統(tǒng)包括污染物真空抽吸系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和氣體加注系統(tǒng)，具體包括加熱擴(kuò)散井、抽取井、混凝土硬化地面、氣體加注管道、空氣壓縮機(jī)、輸氣管道、槽式太陽(yáng)能集熱器列陣、鼓風(fēng)機(jī)、活性炭吸附裝置、真空泵、空氣過濾器。以上管道和裝置按工藝過程順序連接，實(shí)現(xiàn)修復(fù)治理被有機(jī)物污染的土壤。
【IPC分類】B09C1-06
【公開號(hào)】CN204294616
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420705703
【發(fā)明人】龔宇陽(yáng), 李東明, 穆成華
【申請(qǐng)人】中環(huán)循(北京)環(huán)境技術(shù)中心
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日