一种高效节能的土壤原位热修复系统的制作方法

1.本发明涉及环境保护领域，特别是高效节能的土壤原位热修复系统。


背景技术：

2.我国是资源消耗大国，在经济快速发展的过程中，消耗和占用了大量各类资源，包括对人类持续发展至关重要的土地资源。然而，在人类生产和生活过程中，由于各类粗放型工业的污染及早期环保意识的淡泊，对土壤造成了越来越严重的污染和破坏，全球各地频发的土壤污染事件早已表明，对土壤污染的治理和保护已经刻不容缓。
3.土壤污染主要包括有机污染、无机污染、放射性污染及生物污染等。其中的土壤有机污染物主要是有机农药、酚类、石油等。修复有机污染土壤的技术有很多，通常根据污染物类型、土壤性质、周边环境特点等选择相应的修复技术。
4.现有技术中，国内外目前应用较为广泛的有机污染土壤修复技术主要包括：热脱附技术、生物修复、气相抽提技术等。其中，目前应用较为广泛的为原位热脱附修复技术，该技术以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上，使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。原位热脱附技术可同时处理多种污染物；相对于异位技术，该技术对周围环境干扰少；系统灵活，移动性好，可重复使用，这些特点使其成为目前世界上最先进的污染废弃物处理技术之一。
5.同时，该技术也存在能耗较高、运行费用昂贵等问题，为了在长达数月的修复期内维持相应的温度，需要消耗大量的燃料或电力。为降低技术成本，进一步推广原位热脱附技术的应用，进行高效节能的土壤原位热修复技术的改进和开发十分必要。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效节能的土壤原位热修复系统。它能够实时监测各项数据，并合理的控制燃料消耗及精确地调节目标温度，有效去除土壤中的污染物的同时，在长期运行中降低能耗和运行费用成本。
7.为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：一种高效节能的土壤原位热修复系统，它包括依次连接的燃烧单元、调节单元和加热单元，以及依次连接的抽提单元、回收单元和净化单元。其结构特点是，它还包括智能控制单元和多个监测单元。所述智能控制单元分别与燃烧单元、调节单元、回收单元、净化单元和监测单元相连接。
8.在上述高效节能的土壤原位热修复系统中，所述智能控制单元包含数据监测功能、数据采集及整合功能和数据分析功能。智能控制单元根据土壤中污染物的变化情况和土壤温度分布情况，调节燃烧单元燃料的输入量、调节单元空气的混合量以及回收单元和净化单元的运行参数。
9.在上述高效节能的土壤原位热修复系统中，所述燃烧单元与多个调节单元相配置，每个调节单元与多个加热单元相连接。
10.本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比具有以下优点和有益效果：1. 通过合理布置，将高温烟气注入污染土壤进行加热，可实现与土壤的充分接触受热，加热效果好，对污染物的脱除能力强。
11.2. 对修复过程中产生的污染物进行回收处理，既可以实现资源充分利用，也可以减少后续净化单元的工作量。
12.3. 通过对污染物和土壤温度等数据的综合监测和分析，调节加热所需的烟气量和温度，合理的控制燃料消耗并调节相关设施的运行参数。在有效去除土壤中的污染物的同时，可以在长期运行中降低相关成本，提高经济效益。
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
14.图1为本发明土壤原位热修复装置的示意图。
具体实施方式
15.参看图1，本发明土壤原位热修复系统包括依次连接的燃烧单元1、调节单元2和加热单元3，以及依次连接的抽提单元5、回收单元6和净化单元7，它还包括智能控制单元8和多个监测单元4。智能控制单元8分别与燃烧单元1、调节单元2、回收单元6、净化单元7和监测单元4相连接。燃烧单元1与多个调节单元2相配置，每个调节单元2与多个加热单元3相连接。智能控制单元8包含数据监测功能、数据采集及整合功能和数据分析功能。智能控制单元8根据土壤中污染物的变化情况和土壤温度分布情况，调节燃烧单元1燃料的输入量、调节单元2空气的混合量以及回收单元6和净化单元7的运行参数。
16.本发明中的燃烧单元1包括天然气燃烧器、管道、阀门及连接组件。
17.本发明中的多个调节单元2，能将燃烧后的高温烟气与适量空气混合至所需的温度和流量。
18.本发明中的加热单元3包括加热装置、阀门及连接组件，各加热单元3布置在污染土壤中，将经调节后的热烟气注入污染土壤中，对污染物进行加热脱附。
19.本发明中的抽提单元5包括抽提装置、阀门及连接组件，抽提单元5布置在污染土壤中，将受热过程中产生的污染物、水蒸气等物质排出土壤，并送至回收单元6。
20.本发明中的回收单元6，可根据污染物的类型、含量等因素，设置冷凝装置等，对过程中产生的污染物和水等进行回收处理，既可以实现资源充分利用，也可以减少后续净化单元的处理量；若产生的污染物浓度低，也可直接进入净化单元7进行处理。
21.本发明中的净化单元7，可包含高温氧化装置、催化氧化装置及活性炭吸附装置等，对燃烧产生的烟气及土壤中分离出的污染物进行净化处理，并经尾气检测合格后，排入大气。
22.本发明中的监测单元4包括监测装置、电路管线及连接组件，监测单元4布置在污染土壤中，对土壤温度、湿度和污染物浓度等所需数据进行监测；在受污染的土壤区域内布置多个监测单元4，可对土壤整体污染变化情况及热修复系统工作状况相关数据进行持续采集。布置在污染土壤中的若干监测单元4，对土壤温度、湿度和污染物浓度等所需数据进行持续监测，对土壤整体污染变化情况及热修复系统工作状况相关数据进行持续采集。
23.本发明中的智能控制单元8包含数据监测功能、数据采集及整合功能和数据分析功能，控制与之相连的燃烧单元1、调节单元2、监测单元4、回收单元6及净化单元7。在长期的修复周期内，土壤中剩余污染物的种类、浓度等因素会发生变化，智能控制单元8通过对土壤温度、污染物浓度、烟气温度及流量等数据的汇总和分析，调节燃烧单元1燃料的输入量、调节单元2空气的混合量以及回收单元6和净化单元7的运行参数，实现热修复装置整体的智慧监测、管理与优化。
24.本发明工作时，天然气原料在燃烧单元1内充分燃烧后，产生的高温烟气在调节单元2内与适量空气混合至适当温度和流量后，经土壤中分布的众多加热单元3注入污染区域，通过对流和传导方式，对污染物进行加热脱附。在受热过程中产生的污染物、水蒸气等物质，通过抽提单元5排出土壤，并送至回收单元6及净化单元7进行污染物回收及净化，并经尾气检测合格后，排入大气。


技术特征：
1.一种高效节能的土壤原位热修复系统，它包括依次连接的燃烧单元（1）、调节单元（2）和加热单元（3），以及依次连接的抽提单元（5）、回收单元（6）和净化单元（7），其特征在于，它还包括智能控制单元（8）和多个监测单元（4）；所述智能控制单元（8）分别与燃烧单元（1）、调节单元（2）、回收单元（6）、净化单元（7）和监测单元（4）相连接。2.根据权利要求1所述高效节能的土壤原位热修复系统，其特征在于，所述智能控制单元（8）包含数据监测功能、数据采集及整合功能和数据分析功能，智能控制单元（8）根据土壤中污染物的变化情况和土壤温度分布情况，调节燃烧单元（1）燃料的输入量、调节单元（2）空气的混合量以及回收单元（6）和净化单元（7）的运行参数。3.根据权利要求1或2所述高效节能的土壤原位热修复系统，其特征在于，所述燃烧单元（1）与多个调节单元（2）相配置，每个调节单元（2）与多个加热单元（3）相连接。

技术总结
一种高效节能的土壤原位热修复系统，涉及环境保护领域。本发明装置包括依次连接的燃烧单元、调节单元和加热单元，以及依次连接的抽提单元、回收单元和净化单元。其结构特点是，它还包括智能控制单元和多个监测单元。所述智能控制单元分别与燃烧单元、调节单元、回收单元、净化单元和监测单元相连接。同现有技术相比，本发明能够实时监测各项数据，并合理的控制燃料消耗及精确地调节目标温度，有效去除土壤中的污染物的同时，在长期运行中降低能耗和运行费用成本。费用成本。费用成本。


技术研发人员：赵旭东 薛霆 石铭磊
受保护的技术使用者：同方环境股份有限公司
技术研发日：2020.05.08
技术公布日：2021/11/8