CN214488279U - 一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，包括：呈正六边形排布的加热井，用于加热待修复区域内的土壤；呈正三角形排布的抽提井，用于抽提加热后土壤中挥发的有害气体；在呈正六边形排布的加热井和呈正三角形排布的抽提井的共同中心位置设有用于热量回收的空井，用于回收加热井排出的加热介质的热量与土壤进行热交换；所述的空井结构和加热井相同，都为双层套管空心圆柱体结构，内管底部开口，外管底部封闭。本实用新型可将热交换效率提高近20％，有效提高高温烟气热交换效率和原位燃气热脱附的能源利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤原位热修复技术领域，具体是指一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，能够解决现有原位燃气热脱附技术能源利用率低的问题。
背景技术
热脱附技术是将污染土壤加热至目标污染物的沸点以上，通过控制系统温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。热脱附过程可以使土壤中的有机化合物挥发和裂解等物理化学变化。当污染物转化为气态之后，其流动性将大大提高，挥发出来的气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。
原位燃气热脱附是利用燃气燃烧为热源，通过热传导结构使得土壤温度升高，再将有机污染物解吸处理，以进一步处理废水和废气。其技术优势在于燃气便于运输、输送方便；相比电加热结构，对于场地基础条件要求较低、启动快速、运行灵活。
在燃烧器中，通入天然气或液化石油气，同时通过抽风机产生的负压将清洁空气吸入，在燃烧器内混合，点火燃烧，产生高温气体。高温气体注入加热井中，通过热传导结构加热目标修复区域，使得土壤温度升高至修复目标温度。在加热过程中，污染物从土壤中解吸出来或者发生裂解反应，此时借助气相抽提井的抽提将含有污染物的蒸汽提取至地表，然后进入后续的尾气治理系统，达到污染物去除的目的，最终实现达标排放。
原位燃气热脱附技术主要优势包括3个方面：
1)原位燃气热脱附最高加热温度可达到500℃，可原位达标去除几乎所有有机污染物和部分挥发性的无机污染物。因整个污染区域处于高温负压环境，故会增加有机物的流动性并降低其汽化所需的蒸发温度，使其迅速从土壤中解吸并进入蒸汽。综合上述2点，该技术综合性价比很高。
2)原位燃气热脱附技术不受复杂地质及水文地质条件等因素限制，对低渗透性污染场地修复具有很强的适宜性。同时，燃气热脱附的加热深度大，最大加热深度目前可达18m，并可根据实际工程需要再加大深度。
3)原位燃气热脱附技术使用天然气和石油气等一次能源，单位加热长度内输入功率比电加热过程更高，可加速土壤升温效果，缩短修复工期。同时，该技术系统安装便捷，设备重复利用率高。另外，当修复现场电力供给紧张时，燃气运输的便利性更能保证修复项目的顺利实施。
如图3和图4是现有技术中传统的正六边形/正三角形布井结构中，高温烟气通过燃烧井内管传至目标深度后再通过外管回流到地面直接进入排烟管道通过烟囱排放，高温烟气大部分热量在排烟管道中损失，导致燃气热脱附技术热能利用效率较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要问题是提供一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构。
一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，包括：
呈正六边形排布的加热井，用于加热待修复区域内的土壤；
呈正三角形排布的抽提井，用于抽提加热后土壤中挥发的有害气体；
在呈正六边形排布的加热井和呈正三角形排布的抽提井的共同中心位置设有用于热量回收的空井，用于回收加热井排出的加热介质的热量与土壤进行热交换；
所述的空井3结构和加热井1相同，都为双层套管空心圆柱体结构，内管底部开口，外管底部封闭。
进一步的，所述空井3的上部没有燃烧器，内管和外管顶部平齐。
进一步的，所述空井3的结构是在外管壁和内管壁之间设置螺旋导流板。
进一步的，所述空井3的结构中螺旋导流板螺距自上而下逐渐减小。
进一步的，所述空井3的外管与加热井1的外管口连接，空井3 的内管与排烟管道连接。
进一步的，所述空井3的外管壁均匀受热，在实际运行时可与土壤直接接触。
在本实用新型中引入空井替换传统正三角形布井中心位置的加热井，高温烟气从加热井排出后通入空井，高温烟气在空井外管壁和内管壁之间螺旋导流板与土壤进行热交换，烟气在空井中停留时间相较于本申请人之前申请的一种土壤原位热脱附修复系统，申请号 2020115547524中热量回收井显著增加，热交换效率提高近20％，有效提高高温烟气热交换效率和原位燃气热脱附的能源利用效率。烟气在空井经热交换排出后温度大幅降低，烟气再经排烟管道到达罗茨风机也可减小风机轴承负荷，延长设备使用时间。
附图说明
图1为本实用新型提供的有机污染场地原位热脱附井位布设结构单元示意图。
图2为图1中各结构单元组合而成的示意图。
图3为现有技术中传统的正三角形加热井和抽提井布井结构示意图。
图4为现有技术中传统的正六边形加热井和抽提井布井结构示意图。
图5为本实用新型提供的原位热脱附加热井和空井连接剖面示意图。图中：1-加热井；2-抽提井；3-空井。
具体实施方式
本实用新型提供一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，下面通过具体实施例对本实用新型内容做进一步说明。
如图1是本实用新型提供的原位热脱附井位布设结构单元示意图，图2是各单元组合后的结构示意图。图5根据本实用新型提供的原位热脱附加热井和空井连接剖面示意图。
一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，包括：
呈正六边形排布的加热井1，用于加热待修复区域内的土壤；
呈正三角形排布的抽提井2，用于抽提加热后土壤中挥发的有害气体；
在呈正六边形排布的加热井和呈正三角形排布的抽提井的共同中心位置设有用于热量回收的空井3，用于回收加热井排出的加热介质的热量与土壤进行热交换。
实际生产中，可将现有技术中原六边形布设中心位置的加热井改为空井3，以降低生产成本。
所述的空井3结构和加热井1一致，都为双层套管空心圆柱体结构，内管底部开口，外管底部封闭。
空井3的上部没有燃烧器，内管和外管顶部平齐。
空井3的结构是在外管壁和内管壁之间设置螺旋导流板。
空井3的结构中螺旋导流板螺距自上而下逐渐减小。
空井3的外管与加热井1的外管口连接，空井3的内管与排烟管道连接。
空井3的外管壁均匀受热，在实际运行时可与土壤直接接触。
工作时，首先用竖井钻机在目标区域的指定地点钻孔到地下指定深处，一般比治理深度深0.5m；然后将外管、内管依次放入加热井1 和空井3中，铺设保温层，在加热井外管法兰安装燃烧器。将加热井外管排烟出口和空井外管排烟出口连接，空井外管和内管通过法兰片连接，然后将空井内管连接到排烟管道上。
安装测试完成后，启动助燃风机，在燃烧器和加热管内形成负压；外部的清洁空气被吸入并和燃气在燃烧器底部混合，再打开燃气阀门、启动燃烧器底部的点火器；产生的火焰进入加热内管，并形成高温烟气；助燃风机形成的负压将高温烟气向下抽入内管，到达底部后从两侧进入外管，对外管进行加热；外管通过热传导对土壤加热，启动土壤加热过程。
高温烟气经加热井外管排放进入空井外管，向下流动的高温烟气在螺旋导流板与空井外管壁进行热交换，土壤与空井外管壁直接接触，使得周围土壤温度迅速升高，促进土壤中污染物挥发。高温烟气在空井外管和内管间螺距由上到下逐渐减小的螺旋导流板上流动，使得高温烟气在地下停留时间增长，热交换效率显著增加。高温烟气从空井内管排出经排烟管道逐步冷却通过烟囱排放。高温烟气在地下空井经热交换排出后温度大幅降低，烟气再经排烟管道到达罗茨风机也可减小风机轴承负荷，延长设备使用时间。
Claims (5)
1.一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，其特征在于，包括：
呈正六边形排布的加热井，用于加热待修复区域内的土壤；
呈正三角形排布的抽提井，用于抽提加热后土壤中挥发的有害气体；
在呈正六边形排布的加热井和呈正三角形排布的抽提井的共同中心位置设有用于热量回收的空井，用于回收加热井排出的加热介质的热量与土壤进行热交换；
所述的空井结构和加热井相同，都为双层套管空心圆柱体结构，内管底部开口，外管底部封闭。
2.根据权利要求1所述的一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，其特征在于，所述空井的上部没有燃烧器，内管和外管顶部平齐。
3.根据权利要求1所述的一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，其特征在于，所述空井的结构是在外管壁和内管壁之间设置螺旋导流板。
4.根据权利要求1所述的一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，其特征在于，所述空井的结构中螺旋导流板螺距自上而下逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种有机污染场地原位热脱附井位布设结构，其特征在于，所述空井的外管与加热井的外管口连接，空井的内管与排烟管道连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN114011867A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-08 | 北京兴达奇热工控制设备有限公司 | 土壤原位热脱附加热系统及方法 |
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| CN116460124A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-07-21 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种用于原位燃气热修复的加热系统 |
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2021
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