一种污染场地原位燃气热脱附系统
阅读说明：本技术 一种污染场地原位燃气热脱附系统 (In-situ gas thermal desorption system for polluted site ) 是由 张海静 殷瑶 谭学军 朱煜 高耘飞 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种污染场地原位燃气热脱附系统,包括：至少一个主加热井,每一个所述主加热井配置有至少三个副加热井,每一个所述主加热井和与其配置的至少三个副加热井构成一个加热单元,且每一个所述加热单元中的所述主加热井的底部与所述副加热井的底部联通。(The invention provides an in-situ gas thermal desorption system for a polluted site, which comprises: the heating device comprises at least one main heating well, wherein each main heating well is provided with at least three auxiliary heating wells, each main heating well and at least three auxiliary heating wells which are arranged with the main heating well form a heating unit, and the bottom of the main heating well in each heating unit is communicated with the bottom of the auxiliary heating well.)
技术领域
本发明涉及场地修复技术领域，公开了一种污染场地原位燃气热脱附系统。
背景技术
原位燃气热脱附技术是土壤修复中一种高效、修复彻底且得到广泛应用的技术。提高土壤升温速率，改善温度分布均匀性是原位土壤修复高效节能、污染物彻底去除的关键。原位燃气热脱附修复中常通过污染物分布确定加热井深度，污染物分布与其迁移转化密切相关。污染物迁移过程受土壤渗透率影响较大，当不同土层间渗透率差异较小时，常发生竖直迁移，当不同土层间渗透率差异较大，且下层土层渗透率较小时，常发生水平迁移。渗透率较小的土层称为弱透水层，是防止污染物继续向更深处迁移的天然屏障，污染物常滞留在弱透水层之上，形成非水相液体(NAPL)。传统加热井为圆管式，加热井附近土壤升温较快，而离加热井较远的土壤升温较慢，对滞留在弱透水层之上的污染物加热并不均匀，导致污染物未被完全汽化，污染物去除率降低。目前国内尚无解决滞留在弱透水层之上的污染物加热不均匀的相关技术，因此亟待开发一种解决上述问题的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污染场地原位燃气热脱附系统，以解决以上问题。
本发明的实施例是这样实现的：
一种污染场地原位燃气热脱附系统，包括：至少一个主加热井，每一个所述主加热井配置有至少三个副加热井，每一个所述主加热井和与其配置的至少三个副加热井构成一个加热单元，且每一个所述加热单元中的所述主加热井的底部与所述副加热井的底部联通。
可选地，所述加热单元中包括一个主加热井以及三个所述副加热井，所述三个所述副加热井环绕所述主加热井分布。
可选地，所述三个副加热井两两之间呈第一角度。
可选地，所述第一角度为120度。
可选地，所述主加热井直径与所述副加热井直径之比为
可选地，所述主加热井与所述副加热井之间的距离和主加热井与相邻的所述主加热井之间距离之比为1:2。
可选地，每一所述主加热井旁附有3个伴热抽提管，所述伴热抽提管相互之间夹角为120°，每一个所述副加热井旁附有4个伴热抽提管，所述4个伴热抽提管相互之间夹角为90°。
可选地，还包括燃烧系统，所述燃烧系统包括助燃空气管道、尾气管道、燃气管道与燃烧器；所述助燃空气管道和所述燃气管道与所述燃烧器相连，所述尾气管道通过尾气分流装置连接有尾气回用管道和尾气后处理管道，所述尾气回用管道与助燃空气管道相连，所述尾气后处理管道与尾气处理设施相连。
可选地，还包括烟气管道和尾气管道，所述烟气管道装有烟气温度传感器，所述尾气管道装有尾气温度传感器、尾气湿度传感器和尾气总挥发性有机物浓度传感器。
可选地，还包括中控装置，空气流量控制阀、燃气流量控制阀、尾气回用流量控制阀、尾气后处理流量控制阀，烟气温度传感器、尾气温度传感器、尾气湿度传感器和尾气总挥发性有机物浓度传感器均与中控装置相连。
本发明实施例的有益效果包括：
1、本发明中设立了主加热井和副加热井，增大了燃气热脱附的传热面积，提升了能量利用率，有效节约能耗。
2、本发明将主加热井和副加热井底部联通，使得滞留在弱透水层上的污染物得到充分加热，提升了温度分布均匀性，促进了污染物的汽化，提高了污染物去除率。
3、本发明回用了尾气中有机物的热值，减轻了尾气处理设施的负荷，降低了燃气消耗量，有效节约了能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图；
图1是本发明实施例污染场地原位燃气热脱附系统的结构示意图；
图2是本发明实施例污染场地原位燃气热脱附系统加热井分布图；
图3是本发明实施例污染场地原位燃气热脱附系统加热井与伴热抽提管结构示意俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请结合参照图1至图3，本实施例所公开的污染土原位燃气热脱附方法及系统，包括燃烧系统和土壤加热与处理系统。所述燃烧系统包括燃烧器9和尾气分流装置13，尾气分流装置13包括两个并连设置的气流出口。土壤加热与处理系统包括若干个加热井10、伴热抽提管11和尾气处理设施25，每个加热井包括1个主加热井和3个副加热井，主加热井与副加热井底部联通。尾气分流装置13包括尾气回用流量控制阀17和尾气后处理流量控制阀18。
在本实施例中，本发明中3个副加热井相互之间夹角为120°，主加热井直径与副加热井直径之比为主加热井与副加热井和主加热井与主加热井之间距离之比为1:2。
在本实施例中，主加热井旁附有3个伴热抽提管11，相互之间夹角为120°，所述副加热井旁附有4个伴热抽提管11，相互之间夹角为90°
具体地，伴热抽提管道11的抽提压力依据燃烧器出口温度和烟气温度传感器21监测温度判断，当两者温差较大时，增大副加热井旁伴热抽提管的抽提压力，当两者温差较小时，减小副加热井旁伴热抽提管的抽提压力。
具体地，抽提压力维持在-55～-65KPa，抽提风量依据主加热井伴热抽提管和副加热井伴热抽提管管径而定。
具体地，燃烧器连接有机柜5，机柜上设置启停开关。
在本实施例中，助燃空气管道23和燃气管道4与燃烧器9相连，所述尾气回用管道与助燃空气管道23相连，所述尾气管道20通过尾气分流装置13连接有尾气回用管道和尾气后处理管道19，所述尾气后处理管道19与尾气处理设施25相连。
具体地，燃气管道4设置有燃气放散阀6和燃气减压阀5，以实时调整燃气供给的气压。
在本实施例中，烟气排放管道22装有烟气温度传感器21，尾气管道20装有尾气温度传感器15，尾气湿度传感器14和尾气总挥发性有机物浓度传感器16。
具体地，在尾气分流装置14、尾气管道20包裹岩棉等保温材料进行保温，以最大限度保留尾气中的能量，防止尾气中的水蒸气冷凝液化堵塞管道。
具体地，当尾气中湿度较低，有机物浓度较高时，调大尾气回用流量控制阀12，调小尾气后处理流量控制阀18；当回用尾气的比例较大时，即尾气回用流量控制阀开度较大时，适当调小助燃空气流量控制阀17和燃气流量控制阀7。
具体地，调整助燃空气流量控制阀17和燃气流量控制阀7使得空气流量Qair，燃气流量QNG，回用尾气的流量QOG之和满足设定总流量Q，即Qair+QNG+QOG＝Q。，QNG与燃烧效率ξ、燃气的低位发热量q的乘积，与QOG、尾气的热容COG、尾气的温度tOG，的乘积，与尾气中的热值qOG之和等于设定总流量Q、高温气体的平均热容C，与(ttar get-初始温度t0)的乘积，即QNG*ξ*q+QOG*COG*tOG+qOG＝Q*C*(ttar get-t0)，使燃烧器出口温度满足设定目标温度ttar get。
其中，本发明中设立了主加热井和副加热井，增大了燃气热脱附的传热面积，提升了能量利用率，有效节约能耗。本发明将主加热井和副加热井底部联通，使得滞留在弱透水层上的污染物得到充分加热，提升了温度分布均匀性，促进了污染物的汽化，提高了污染物去除率。本发明回用了尾气中有机物的热值，减轻了尾气处理设施的负荷，降低了燃气消耗量，有效节约了能源。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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