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CN109174945A - 一种基于导热油加热的土壤修复系统及其方法 - Google Patents

一种基于导热油加热的土壤修复系统及其方法 Download PDF

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CN109174945A
CN109174945A CN201810938327.1A CN201810938327A CN109174945A CN 109174945 A CN109174945 A CN 109174945A CN 201810938327 A CN201810938327 A CN 201810938327A CN 109174945 A CN109174945 A CN 109174945A
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air
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张兰英
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Jiangsu big block of wood ginkgo biological Science and Technology Ltd.
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Nantong Jin Ling Intelligent Technology Co Ltd
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    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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Abstract

本发明公开了一种基于导热油加热的土壤修复系统,包括土壤异位热脱附塔,所述土壤异位热脱附塔内设置有上端开放的圆柱形土壤异位热脱附腔,所述土壤异位热脱附塔的底部连通连接有竖向出料管,所述竖向出料管底端连通连接有弯管,所述弯管的出料口方向水平设置;本发明的结构简单,活动吸风管的负压吸风作用使土壤异位热脱附腔内产生的挥发气体吸入到活动吸风管中,进而排向尾气处理装置中,有效防热脱附出来的挥发物滞留在土壤异位热脱附腔内或排向大气污染空气。

Description

一种基于导热油加热的土壤修复系统及其方法
技术领域
本发明属于土壤修复领域,尤其涉及一种基于导热油加热的土壤修复系统及其方法。
背景技术
现有的土壤热脱附往往直接采用火焰的方式对土壤热脱附腔中的土源进行强烈高温加热,这样容易造成土源中由于温度过高产生挥发脱附之外的额外的氧化、分解等化学反应,造成二次污染。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种换热迅速,加热温和的一种基于导热油加热的土壤修复系统及其方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明的一种基于导热油加热的土壤修复系统,包括土壤异位热脱附塔,所述土壤异位热脱附塔内设置有上端开放的圆柱形土壤异位热脱附腔,所述土壤异位热脱附塔的底部连通连接有竖向出料管,所述竖向出料管底端连通连接有弯管,所述弯管的出料口方向水平设置;
所述弯管出料口下方设置有接料容器,从弯管出料口排出的土源下漏至所述接料容器的接料口中;弯管出料口前方同轴心设置有活动吸风管,所述活动吸风管靠近所述出料口的一端同轴心设置有弹性密封材质的锥形吸风头;所述锥形吸风头可沿轴线位移至密封连通所述弯管的出料口。
进一步的,所述土壤异位热脱附塔,所述土壤异位热脱附塔的壁体内同轴心设置有密闭的导热油换热环腔;所述导热油换热环腔与所述土壤异位热脱附腔之间设置有一层换热薄壁;所述导热油换热环腔的底端连接有进油管,所述导热油换热环腔的顶部连通有出油管;
还包括导热油加热器,所述出油管的出油端连通连接所述导热油加热器的冷油进油端,所述进油管的进油端连通连接所述导热油加热器的热油出油端,所述进油管上设置有导热油循环泵。
进一步的,所述换热薄壁的外壁和内壁分别沿轴线方向等距分布有若干外换热环和内换热环,各所述外换热环上均成圆周阵列分布有若干过液孔;所述换热薄壁的外壁上沿轴线呈圆周阵列分布有若干纵向散热翅片;
所述土壤异位热脱附腔内还同轴心设置有搅拌轴,所述搅拌轴的下端延伸至所述出料管的下料通道中,位于所述下料通道中的搅拌轴的轴壁上一体化设置有螺旋传送叶片,位于所述土壤异位热脱附腔内的搅拌轴壁体上呈圆周阵列均布有若干横向的搅拌棒;所述搅拌轴上端连接有搅拌轴电机。
进一步的,所述导热油换热环腔的外侧还同轴心包覆有一层隔热空腔层。
进一步的,所述导热油换热环腔的外侧还同轴心包覆有一层隔热空腔层。
进一步的,先向土壤异位热脱附腔内连续下料填充待热脱附的土壤,同时搅拌轴电机驱动搅拌轴沿轴线顺时针旋转,此时搅拌轴下段的螺旋传送叶片的旋转方向使下料通道中的土向上搅动,因而该搅拌轴的旋转方向使土壤异位热脱附腔内被各个搅拌棒搅动的土壤不会从下料通道排出;与此同时启动导热油加热器和导热油循环泵,进而被加热的导热油连续从下到上流过导热油换热环腔,进而经过导热油换热环腔的导热油将热量通过换热薄壁传递给土壤异位热脱附腔内被连续搅拌混匀的土壤,土壤异位热脱附腔内的土壤被导热油温和的升温,进而土壤中的挥发性污染物开始气化并脱离土壤,这种温和热脱附的方式具有土壤可再利用等优点,特别对PCBs这类含氯有机物,这种采用导热油非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成;与此同时,驱动装置驱动活动吸风管向逐渐靠近出料口的方向运动,直至锥形吸风头沿轴线位移至密封连通所述弯管的出料口,此时由于活动吸风管的负压吸风作用使土壤异位热脱附腔内产生的挥发气体吸入到活动吸风管中,进而排向尾气处理装置中,有效防热脱附出来的挥发物滞留在土壤异位热脱附腔内或排向大气污染空气;待土壤异位热脱附腔内的土壤热脱附过程结束后,驱动锥形吸风头沿轴线位移至脱离弯管的出料口;并且搅拌轴电机驱动搅拌轴沿轴线逆时针旋转,此时搅拌轴下段的螺旋传送叶片的旋转方向使下料通道中的土向下搅动,因而该搅拌轴的旋转方向使土壤异位热脱附腔内被各个搅拌棒搅动的土壤通过下料通道排出自弯管的出料口,进而从弯管出料口排出的土源下漏至所述接料容器的接料口中,完成土壤热脱附过程。
进一步的,包括竖立姿态的柱状导热油加热器,所述导热油加热器的内腔为柱形燃烧腔,所述燃烧腔的内壁呈螺旋状盘旋设置有导热油换热管,所述导热油换热管的螺旋上端连通所述出油管,所述导热油换热管的螺旋下端连通进油管;所述燃烧腔内还同轴心转动设置有离心喷火陀螺,所述离心喷火陀螺旋转过程中向导热油换热管连续喷射火焰;所述柱形燃烧腔内还设置有明火点火装置;还包括排烟管,所述排烟管的进烟口连通所述燃烧腔;
所述离心喷火陀螺整体呈竖立姿态的陀螺形,所述离心喷火陀螺的陀螺上段为柱形壳体,所述离心喷火陀螺的陀螺下段呈实心圆锥体;所述陀螺下段的底端一体化设置有球顶结构,所述球顶的底端同轴心支撑接触所述柱形燃烧腔的水平腔底;
所述陀螺上段的内腔为柱状的空气蓄压腔,所述空气蓄压腔底部设置有圆形凹槽;所述空气蓄压腔内还同轴心设置有中轴管,所述中轴管的下端一体化连接所述圆形凹槽的底部,所述中轴管的上端向上同轴心伸出所述导热油加热器的顶壁,所述中轴管的外壁与所述陀螺上段的顶部壁体一体化连接,且所述中轴管的上端外壁还与所述导热油加热器的顶壁通过第一密封轴承转动连接;
所述中轴管的管内还同轴心设置有内管,所述内管的外壁与所述中轴管的内壁之间形成环柱状燃油竖向通道,所述燃油竖向通道的下端部封闭设置;所述内管内部形成助燃空气竖向通道;
所述陀螺下段的实心体内设置有空气通道,所述空气通道的一端连通所述助燃空气竖向通道的下端,所述空气通道另一端连通所述圆形凹槽底部;
所述导热油加热器的顶部上方同轴心设置有回转体状的燃油蓄液箱,所述燃油蓄液箱内腔为燃油腔;所述燃油蓄液箱底部一体化同步连接所述中轴管上端,且所述燃油腔底部连通所述燃油竖向通道的上端;
所述内管向上延伸至燃油蓄液箱顶部,并且内管上端外壁一体化连接所述燃油蓄液箱顶部壁体,所述燃油蓄液箱顶部壁体上还一体化同轴心连接有硬质进风管,所述硬质进风管的管内下端连通所述助燃空气竖向通道的上端;还包括助燃空气供给管,所述助燃空气供给管的出气口与所述硬质进风管的上端通过第二密封轴承转动套接。
进一步的,所述陀螺上段的圆柱壁体沿纵向方向一体化等距阵列有若干硬质风管,各所述硬质风管的外端沿所述陀螺上段的径向方向向外延伸,各所述硬质风管的根部共同导通所述空气蓄压腔,各所述硬质风管的末端一体化导通连接有沿水平偏折的弯头管,各所述弯头管末端喷口的喷射方向均相同,且各所述弯头管末端喷口喷出气体的反冲力驱动所述离心喷火陀螺旋转;
所述中轴管的外壁沿纵向方向一体化等距阵列有若干横向燃油导管,所述横向燃油导管内部沿轴线方向设置有燃油离心甩液通道,且各所述燃油离心甩液通道靠近所述中轴管的一端均横向导通所述燃油竖向通道;各所述横向燃油导管的末端均同轴心伸入各所述硬质风管的管内,且硬质风管的内壁与所对应的横向燃油导管外壁之间形成环柱形导气通道,所述空气蓄压腔内的蓄压空气可通过环柱形导气通道喷出至弯头管的弯头腔中;
横向燃油导管伸入所述硬质风管管内的一段内部设置柱形甩液腔,所述甩液腔连通所述燃油离心甩液通道的出口端,所述甩液腔远离所述燃油离心甩液通道的一端封闭;所述甩液腔的圆柱壁体上呈圆周阵列均布有若干液体甩出口,甩液腔内的液体通过若干液体甩出口流出至环柱形导气通道中;
所述甩液腔内远离燃油离心甩液通道的一侧同轴心设置有圆柱状阀芯限位座,所述阀芯限位座内同轴心设置有阀芯导向孔,所述阀芯导向孔内设置有回弹弹簧;还包括柱形活动阀芯,所述活动阀芯远离燃油离心甩液通道的一端同轴心伸入所述阀芯导向孔中,所述活动阀芯靠近所述燃油离心甩液通道出口的一端设置有锥形阀嘴;自由状态下,锥形阀嘴在回弹弹簧的弹力作用下堵塞所述燃油离心甩液通道的出口。
有益效果:本发明的结构简单,活动吸风管的负压吸风作用使土壤异位热脱附腔内产生的挥发气体吸入到活动吸风管中,进而排向尾气处理装置中,有效防热脱附出来的挥发物滞留在土壤异位热脱附腔内或排向大气污染空气,具体的更多技术进步具体实施例中还有更详细的阐述。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图;
附图2为土壤异位热脱附塔剖开结构示意图;
附图3为土壤异位热脱附塔的壁体剖开示意图;
附图4为搅拌轴结构示意图;
附图5为导热油加热器立体剖视图;
附图6为导热油加热器纵切面示意图;
附图7为导热油加热器横切面示意图;
附图8为附图7的标记29处的局部放大示意图;
附图9为附图6的标记22.2处的局部放大示意图;
附图10为附图6的标记21处的局部放大示意图;
附图11为附图6的标记22处的局部放大示意图;
附图12为附图6的标记20处的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至12所示的一种基于导热油加热的土壤修复系统,包括土壤异位热脱附塔73,所述土壤异位热脱附塔73内设置有上端开放的圆柱形土壤异位热脱附腔74,所述土壤异位热脱附塔73的底部连通连接有竖向出料管75,所述竖向出料管75底端连通连接有弯管76,所述弯管76的出料口77方向水平设置;
所述弯管76出料口77下方设置有接料容器80,从弯管76出料口77排出的土源下漏至所述接料容器80的接料口79中;弯管76出料口77前方同轴心设置有活动吸风管81,所述活动吸风管81靠近所述出料口77的一端同轴心设置有弹性密封材质的锥形吸风头78;所述锥形吸风头78可沿轴线位移至密封连通所述弯管76的出料口77。
所述土壤异位热脱附塔73,所述土壤异位热脱附塔73的壁体内同轴心设置有密闭的导热油换热环腔85;所述导热油换热环腔85与所述土壤异位热脱附腔74之间设置有一层换热薄壁86;所述导热油换热环腔85的底端连接有进油管3,所述导热油换热环腔85的顶部连通有出油管2;
还包括导热油加热器5,所述出油管2的出油端连通连接所述导热油加热器5的冷油进油端,所述进油管3的进油端连通连接所述导热油加热器5的热油出油端,所述进油管3上设置有导热油循环泵3.1。
所述换热薄壁86的外壁和内壁分别沿轴线方向等距分布有若干外换热环83和内换热环87,各所述外换热环83上均成圆周阵列分布有若干过液孔82;所述换热薄壁86的外壁上沿轴线呈圆周阵列分布有若干纵向散热翅片84;
所述土壤异位热脱附腔74内还同轴心设置有搅拌轴72,所述搅拌轴72的下端延伸至所述出料管75的下料通道75.1中,位于所述下料通道75.1中的搅拌轴72的轴壁上一体化设置有螺旋传送叶片90,位于所述土壤异位热脱附腔74内的搅拌轴72壁体上呈圆周阵列均布有若干横向的搅拌棒89;所述搅拌轴72上端连接有搅拌轴电机71。
所述导热油换热环腔85的外侧还同轴心包覆有一层隔热空腔层88。
包括竖立姿态的柱状导热油加热器5,所述导热油加热器5的内腔为柱形燃烧腔12,所述燃烧腔12的内壁呈螺旋状盘旋设置有导热油换热管11,所述导热油换热管11的螺旋上端连通所述出油管2,所述导热油换热管11的螺旋下端连通进油管3;所述燃烧腔12内还同轴心转动设置有离心喷火陀螺10,所述离心喷火陀螺10旋转过程中向导热油换热管11连续喷射火焰;所述柱形燃烧腔12内还设置有明火点火装置;还包括排烟管6,所述排烟管6的进烟口连通所述燃烧腔12;
所述离心喷火陀螺10整体呈竖立姿态的陀螺形,所述离心喷火陀螺10的陀螺上段10.1为柱形壳体,所述离心喷火陀螺10的陀螺下段10.2呈实心圆锥体;所述陀螺下段10.2的底端一体化设置有球顶24结构,所述球顶24的底端同轴心支撑接触所述柱形燃烧腔12的水平腔底;
所述陀螺上段10.1的内腔为柱状的空气蓄压腔15,所述空气蓄压腔15底部设置有圆形凹槽25;所述空气蓄压腔15内还同轴心设置有中轴管13,所述中轴管13的下端一体化连接所述圆形凹槽25的底部,所述中轴管13的上端向上同轴心伸出所述导热油加热器5的顶壁5.1,所述中轴管13的外壁与所述陀螺上段10.1的顶部壁体一体化连接,且所述中轴管13的上端外壁还与所述导热油加热器5的顶壁5.1通过第一密封轴承19转动连接;
所述中轴管13的管内还同轴心设置有内管8,所述内管8的外壁与所述中轴管13的内壁之间形成环柱状燃油竖向通道17,所述燃油竖向通道17的下端部封闭设置;所述内管8内部形成助燃空气竖向通道16;
所述陀螺下段10.2的实心体内设置有空气通道23,所述空气通道23的一端连通所述助燃空气竖向通道16的下端,所述空气通道23另一端连通所述圆形凹槽25底部;
所述导热油加热器5的顶部上方同轴心设置有回转体状的燃油蓄液箱4,所述燃油蓄液箱4内腔为燃油腔7;所述燃油蓄液箱4底部一体化同步连接所述中轴管13上端,且所述燃油腔7底部连通所述燃油竖向通道17的上端;
所述内管8向上延伸至燃油蓄液箱4顶部,并且内管8上端外壁一体化连接所述燃油蓄液箱4顶部壁体,所述燃油蓄液箱4顶部壁体上还一体化同轴心连接有硬质进风管9,所述硬质进风管9的管内下端连通所述助燃空气竖向通道16的上端;还包括助燃空气供给管1,所述助燃空气供给管1的出气口与所述硬质进风管9的上端通过第二密封轴承30转动套接。
所述陀螺上段10.1的圆柱壁体沿纵向方向一体化等距阵列有若干硬质风管37,各所述硬质风管37的外端沿所述陀螺上段10.1的径向方向向外延伸,各所述硬质风管37的根部共同导通所述空气蓄压腔15,各所述硬质风管37的末端一体化导通连接有沿水平偏折的弯头管33,各所述弯头管33末端喷口33.1的喷射方向27均相同,且各所述弯头管33末端喷口33.1喷出气体的反冲力驱动所述离心喷火陀螺10旋转;
所述中轴管13的外壁沿纵向方向一体化等距阵列有若干横向燃油导管14,所述横向燃油导管14内部沿轴线方向设置有燃油离心甩液通道28,且各所述燃油离心甩液通道28靠近所述中轴管13的一端均横向导通所述燃油竖向通道17;各所述横向燃油导管14的末端均同轴心伸入各所述硬质风管37的管内,且硬质风管37的内壁与所对应的横向燃油导管14外壁之间形成环柱形导气通道36,所述空气蓄压腔15内的蓄压空气可通过环柱形导气通道36喷出至弯头管33的弯头腔34中;
横向燃油导管14伸入所述硬质风管37管内的一段内部设置柱形甩液腔39,所述甩液腔39连通所述燃油离心甩液通道28的出口端,所述甩液腔39远离所述燃油离心甩液通道28的一端封闭;所述甩液腔39的圆柱壁体上呈圆周阵列均布有若干液体甩出口35,甩液腔39内的液体通过若干液体甩出口35流出至环柱形导气通道36中;
所述甩液腔39内远离燃油离心甩液通道28的一侧同轴心设置有圆柱状阀芯限位座40,所述阀芯限位座40内同轴心设置有阀芯导向孔40.1,所述阀芯导向孔40.1内设置有回弹弹簧41;还包括柱形活动阀芯32,所述活动阀芯32远离燃油离心甩液通道28的一端同轴心伸入所述阀芯导向孔40.1中,所述活动阀芯32靠近所述燃油离心甩液通道28出口的一端设置有锥形阀嘴31;自由状态下,锥形阀嘴31在回弹弹簧41的弹力作用下堵塞所述燃油离心甩液通道28的出口。
本方案的热脱附方法、工艺及其技术进步:
先向土壤异位热脱附腔74内连续下料填充待热脱附的土壤,同时搅拌轴电机71驱动搅拌轴72沿轴线顺时针旋转,此时搅拌轴72下段的螺旋传送叶片90的旋转方向使下料通道75.1中的土向上搅动,因而该搅拌轴72的旋转方向使土壤异位热脱附腔74内被各个搅拌棒89搅动的土壤不会从下料通道75.1排出;与此同时启动导热油加热器5和导热油循环泵3.1,进而被加热的导热油连续从下到上流过导热油换热环腔85,进而经过导热油换热环腔85的导热油将热量通过换热薄壁86传递给土壤异位热脱附腔74内被连续搅拌混匀的土壤,土壤异位热脱附腔74内的土壤被导热油温和的升温,进而土壤中的挥发性污染物开始气化并脱离土壤,这种温和热脱附的方式具有土壤可再利用等优点,特别对PCBs这类含氯有机物,这种采用导热油非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成;与此同时,驱动装置驱动活动吸风管81向逐渐靠近出料口77的方向运动,直至锥形吸风头78沿轴线位移至密封连通所述弯管76的出料口77,此时由于活动吸风管81的负压吸风作用使土壤异位热脱附腔74内产生的挥发气体吸入到活动吸风管81中,进而排向尾气处理装置中,有效防热脱附出来的挥发物滞留在土壤异位热脱附腔74内或排向大气污染空气;待土壤异位热脱附腔74内的土壤热脱附过程结束后,驱动锥形吸风头78沿轴线位移至脱离弯管76的出料口77;并且搅拌轴电机71驱动搅拌轴72沿轴线逆时针旋转,此时搅拌轴72下段的螺旋传送叶片90的旋转方向使下料通道75.1中的土向下搅动,因而该搅拌轴72的旋转方向使土壤异位热脱附腔74内被各个搅拌棒89搅动的土壤通过下料通道75.1排出自弯管76的出料口77,进而从弯管76出料口77排出的土源下漏至所述接料容器80的接料口79中,完成土壤热脱附过程。
具体对导热油换热管11加热的方法及其技术进步:
向燃油蓄液箱4的燃油腔7内注满乙醇、甲醇或汽油液体燃油,进而使燃油竖向通道17和各个燃油离心甩液通道28中均填充有燃油,在燃油腔7内燃油被注满且离心喷火陀螺10不旋转状态下,燃油离心甩液通道28出口处燃油对锥形阀嘴31的液压推力不足已克服回弹弹簧41的回弹弹力,进而使锥形阀嘴31燃油离心甩液通道28出口处于堵塞状态;此时启动助燃空气供给管1上的离心增压鼓风机,进而使高压的助燃空气通过助燃空气竖向通道16和空气通道23进入到空气蓄压腔15内,进而空气蓄压腔15内的气压逐渐增强,进而空气蓄压腔15内的蓄压空气通过各个环柱形导气通道36冲出至弯头管33的弯头腔34中,进而助燃空气从各个弯头管33的末端喷口33.1同时迅速喷出,从各个弯头管33的末端喷口33.1喷出气体的反冲力驱动离心喷火陀螺10开始做旋转运动,此时活动阀芯32受到向外的离心力,进而锥形阀嘴31受到燃油离心甩液通道28出口的液压推力与离心内的合力开始克服回弹弹簧41的回弹弹力,进而活动阀芯32开始做离心运动,进而锥形阀嘴31开始脱离燃油离心甩液通道28的出口,进而燃油离心甩液通道28内的燃油在液压力和离心力的作用下迅速导入到柱形甩液腔39中,柱形甩液腔39中的燃油在离心力的作用下通过各个呈圆周阵列均布的若干液体甩出口35甩挤出环柱形导气通道36,从各个液体甩出口35甩挤出的燃油液体在环柱形导气通道36遇到高速流动的助燃空气,燃油液珠在环柱形导气通道36中被高速助燃空气迅速撕裂雾化,迅速发生雾化现象并迅速混合助燃空气,最终燃油雾与助燃空气的混合物从弯头管33末端喷口33.1喷出至燃烧腔12中,与此同时启动燃烧腔12中的明火点火装置,进而使弯头管33末端喷口33.1喷出的燃油雾与助燃空气的混合物点燃,进而使各个弯头管33末端喷口33.1喷出猛烈的火焰,并喷向燃烧腔12的内壁呈螺旋状盘旋的导热油换热管11上;由于离心喷火陀螺10在火焰喷射的反冲作用下处于连续旋转状态,因而各个弯头管33末端喷口33.1喷出火焰会呈周期性连续扫过呈螺旋状盘旋的导热油换热管11一整圈,实现导热油换热管11整体性的受热均匀;最终燃烧腔12内产生的烟气通过排烟管6排出;需要停止燃烧腔12内的燃烧时,关闭助燃空气供给管1上的离心增压鼓风机,进而使空气蓄压腔15内逐渐恢复常压,进而各个弯头管33的末端喷口33.1的喷射力逐渐疲软,直至其反冲力不能维持离心喷火陀螺10的旋转状态,进而活动阀芯32失去离心力,而单独的燃油离心甩液通道28出口处燃油对锥形阀嘴31的液压推力不足已克服回弹弹簧41的回弹弹力,进而各个锥形阀嘴31重新在回弹弹簧41的作用下自动堵塞各个燃油离心甩液通道28的出口,进而终止燃烧腔12的燃烧状态;
该装置空气蓄压腔15内的助燃空气处于包覆中轴管13和各个横向燃油导管14的状态,空气蓄压腔15还起到热隔离作用,在装置运行过程中虽然空气蓄压腔15会受到燃烧腔12的烘烤加热,但空气蓄压腔15内始终处于连续补充外界的冷空气的状态,因而空气蓄压腔15内的温度始终可以保持相对稳定的较低温度,因而使中轴管13和各个横向燃油导管14避免受到强烈加热,避免了环柱状燃油竖向通道17和各个燃油离心甩液通道28内的燃油过早受热气化;尤其是助燃空气竖向通道16内的新鲜助燃冷空气可以对包裹在外侧的燃油竖向通道17进行进一步的热交换,可以有效防止燃油竖向通道17受热迅速气化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:包括土壤异位热脱附塔(73),所述土壤异位热脱附塔(73)内设置有上端开放的圆柱形土壤异位热脱附腔(74),所述土壤异位热脱附塔(73)的底部连通连接有竖向出料管(75),所述竖向出料管(75)底端连通连接有弯管(76),所述弯管(76)的出料口(77)方向水平设置;
所述弯管(76)出料口(77)下方设置有接料容器(80),从弯管(76)出料口(77)排出的土源下漏至所述接料容器(80)的接料口(79)中;弯管(76)出料口(77)前方同轴心设置有活动吸风管(81),所述活动吸风管(81)靠近所述出料口(77)的一端同轴心设置有弹性密封材质的锥形吸风头(78);所述锥形吸风头(78)可沿轴线位移至密封连通所述弯管(76)的出料口(77)。
2.根据权利要求1所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:所述土壤异位热脱附塔(73),所述土壤异位热脱附塔(73)的壁体内同轴心设置有密闭的导热油换热环腔(85);所述导热油换热环腔(85)与所述土壤异位热脱附腔(74)之间设置有一层换热薄壁(86);所述导热油换热环腔(85)的底端连接有进油管(3),所述导热油换热环腔(85)的顶部连通有出油管(2);
还包括导热油加热器(5),所述出油管(2)的出油端连通连接所述导热油加热器(5)的冷油进油端,所述进油管(3)的进油端连通连接所述导热油加热器(5)的热油出油端,所述进油管(3)上设置有导热油循环泵(3.1)。
3.根据权利要求2所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:所述换热薄壁(86)的外壁和内壁分别沿轴线方向等距分布有若干外换热环(83)和内换热环(87),各所述外换热环(83)上均成圆周阵列分布有若干过液孔(82);所述换热薄壁(86)的外壁上沿轴线呈圆周阵列分布有若干纵向散热翅片(84);
所述土壤异位热脱附腔(74)内还同轴心设置有搅拌轴(72),所述搅拌轴(72)的下端延伸至所述出料管(75)的下料通道(75.1)中,位于所述下料通道(75.1)中的搅拌轴(72)的轴壁上一体化设置有螺旋传送叶片(90),位于所述土壤异位热脱附腔(74)内的搅拌轴(72)壁体上呈圆周阵列均布有若干横向的搅拌棒(89);所述搅拌轴(72)上端连接有搅拌轴电机(71)。
4.根据权利要求3所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:所述导热油换热环腔(85)的外侧还同轴心包覆有一层隔热空腔层(88)。
5.根据权利要求4所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:所述导热油换热环腔(85)的外侧还同轴心包覆有一层隔热空腔层(88)。
6.根据权利要求5所述的一种基于导热油加热的土壤热脱附方法,其特征在于:先向土壤异位热脱附腔(74)内连续下料填充待热脱附的土壤,同时搅拌轴电机(71)驱动搅拌轴(72)沿轴线顺时针旋转,此时搅拌轴(72)下段的螺旋传送叶片(90)的旋转方向使下料通道(75.1)中的土向上搅动,因而该搅拌轴(72)的旋转方向使土壤异位热脱附腔(74)内被各个搅拌棒(89)搅动的土壤不会从下料通道(75.1)排出;与此同时启动导热油加热器(5)和导热油循环泵(3.1),进而被加热的导热油连续从下到上流过导热油换热环腔(85),进而经过导热油换热环腔(85)的导热油将热量通过换热薄壁(86)传递给土壤异位热脱附腔(74)内被连续搅拌混匀的土壤,土壤异位热脱附腔(74)内的土壤被导热油温和的升温,进而土壤中的挥发性污染物开始气化并脱离土壤,这种温和热脱附的方式具有土壤可再利用等优点,特别对PCBs这类含氯有机物,这种采用导热油非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二恶英生成;与此同时,驱动装置驱动活动吸风管(81)向逐渐靠近出料口(77)的方向运动,直至锥形吸风头(78)沿轴线位移至密封连通所述弯管(76)的出料口(77),此时由于活动吸风管(81)的负压吸风作用使土壤异位热脱附腔(74)内产生的挥发气体吸入到活动吸风管(81)中,进而排向尾气处理装置中,有效防热脱附出来的挥发物滞留在土壤异位热脱附腔(74)内或排向大气污染空气;待土壤异位热脱附腔(74)内的土壤热脱附过程结束后,驱动锥形吸风头(78)沿轴线位移至脱离弯管(76)的出料口(77);并且搅拌轴电机(71)驱动搅拌轴(72)沿轴线逆时针旋转,此时搅拌轴(72)下段的螺旋传送叶片(90)的旋转方向使下料通道(75.1)中的土向下搅动,因而该搅拌轴(72)的旋转方向使土壤异位热脱附腔(74)内被各个搅拌棒(89)搅动的土壤通过下料通道(75.1)排出自弯管(76)的出料口(77),进而从弯管(76)出料口(77)排出的土源下漏至所述接料容器(80)的接料口(79)中,完成土壤热脱附过程。
7.根据权利要求2所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:包括竖立姿态的柱状导热油加热器(5),所述导热油加热器(5)的内腔为柱形燃烧腔(12),所述燃烧腔(12)的内壁呈螺旋状盘旋设置有导热油换热管(11),所述导热油换热管(11)的螺旋上端连通所述出油管(2),所述导热油换热管(11)的螺旋下端连通进油管(3);所述燃烧腔(12)内还同轴心转动设置有离心喷火陀螺(10),所述离心喷火陀螺(10)旋转过程中向导热油换热管(11)连续喷射火焰;所述柱形燃烧腔(12)内还设置有明火点火装置;还包括排烟管(6),所述排烟管(6)的进烟口连通所述燃烧腔(12);
所述离心喷火陀螺(10)整体呈竖立姿态的陀螺形,所述离心喷火陀螺(10)的陀螺上段(10.1)为柱形壳体,所述离心喷火陀螺(10)的陀螺下段(10.2)呈实心圆锥体;所述陀螺下段(10.2)的底端一体化设置有球顶(24)结构,所述球顶(24)的底端同轴心支撑接触所述柱形燃烧腔(12)的水平腔底;
所述陀螺上段(10.1)的内腔为柱状的空气蓄压腔(15),所述空气蓄压腔(15)底部设置有圆形凹槽(25);所述空气蓄压腔(15)内还同轴心设置有中轴管(13),所述中轴管(13)的下端一体化连接所述圆形凹槽(25)的底部,所述中轴管(13)的上端向上同轴心伸出所述导热油加热器(5)的顶壁(5.1),所述中轴管(13)的外壁与所述陀螺上段(10.1)的顶部壁体一体化连接,且所述中轴管(13)的上端外壁还与所述导热油加热器(5)的顶壁(5.1)通过第一密封轴承(19)转动连接;
所述中轴管(13)的管内还同轴心设置有内管(8),所述内管(8)的外壁与所述中轴管(13)的内壁之间形成环柱状燃油竖向通道(17),所述燃油竖向通道(17)的下端部封闭设置;所述内管(8)内部形成助燃空气竖向通道(16);
所述陀螺下段(10.2)的实心体内设置有空气通道(23),所述空气通道(23)的一端连通所述助燃空气竖向通道(16)的下端,所述空气通道(23)另一端连通所述圆形凹槽(25)底部;
所述导热油加热器(5)的顶部上方同轴心设置有回转体状的燃油蓄液箱(4),所述燃油蓄液箱(4)内腔为燃油腔(7);所述燃油蓄液箱(4)底部一体化同步连接所述中轴管(13)上端,且所述燃油腔(7)底部连通所述燃油竖向通道(17)的上端;
所述内管(8)向上延伸至燃油蓄液箱(4)顶部,并且内管(8)上端外壁一体化连接所述燃油蓄液箱(4)顶部壁体,所述燃油蓄液箱(4)顶部壁体上还一体化同轴心连接有硬质进风管(9),所述硬质进风管(9)的管内下端连通所述助燃空气竖向通道(16)的上端;还包括助燃空气供给管(1),所述助燃空气供给管(1)的出气口与所述硬质进风管(9)的上端通过第二密封轴承(30)转动套接。
8.根据权利要求7所述的一种基于导热油加热的土壤修复系统,其特征在于:所述陀螺上段(10.1)的圆柱壁体沿纵向方向一体化等距阵列有若干硬质风管(37),各所述硬质风管(37)的外端沿所述陀螺上段(10.1)的径向方向向外延伸,各所述硬质风管(37)的根部共同导通所述空气蓄压腔(15),各所述硬质风管(37)的末端一体化导通连接有沿水平偏折的弯头管(33),各所述弯头管(33)末端喷口(33.1)的喷射方向(27)均相同,且各所述弯头管(33)末端喷口(33.1)喷出气体的反冲力驱动所述离心喷火陀螺(10)旋转;
所述中轴管(13)的外壁沿纵向方向一体化等距阵列有若干横向燃油导管(14),所述横向燃油导管(14)内部沿轴线方向设置有燃油离心甩液通道(28),且各所述燃油离心甩液通道(28)靠近所述中轴管(13)的一端均横向导通所述燃油竖向通道(17);各所述横向燃油导管(14)的末端均同轴心伸入各所述硬质风管(37)的管内,且硬质风管(37)的内壁与所对应的横向燃油导管(14)外壁之间形成环柱形导气通道(36),所述空气蓄压腔(15)内的蓄压空气可通过环柱形导气通道(36)喷出至弯头管(33)的弯头腔(34)中;
横向燃油导管(14)伸入所述硬质风管(37)管内的一段内部设置柱形甩液腔(39),所述甩液腔(39)连通所述燃油离心甩液通道(28)的出口端,所述甩液腔(39)远离所述燃油离心甩液通道(28)的一端封闭;所述甩液腔(39)的圆柱壁体上呈圆周阵列均布有若干液体甩出口(35),甩液腔(39)内的液体通过若干液体甩出口(35)流出至环柱形导气通道(36)中;
所述甩液腔(39)内远离燃油离心甩液通道(28)的一侧同轴心设置有圆柱状阀芯限位座(40),所述阀芯限位座(40)内同轴心设置有阀芯导向孔(40.1),所述阀芯导向孔(40.1)内设置有回弹弹簧(41);还包括柱形活动阀芯(32),所述活动阀芯(32)远离燃油离心甩液通道(28)的一端同轴心伸入所述阀芯导向孔(40.1)中,所述活动阀芯(32)靠近所述燃油离心甩液通道(28)出口的一端设置有锥形阀嘴(31);自由状态下,锥形阀嘴(31)在回弹弹簧(41)的弹力作用下堵塞所述燃油离心甩液通道(28)的出口。
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