一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统

技术领域

本发明涉及土壤修复领域，特别是涉及一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统。

背景技术

原位热脱附技术自20世纪70年代开始应用于污染地块修复，其技术原理是通过升高污染物区域的温度，改变污染物物理化学性质，促进土壤污染物脱附进入气相与水相，再被抽提脱离地下环境，转移至地上进行处理。目前，原位热脱附工程案例大多对整个加热井周围进行通体加热，加热深度区间针对性不强，其按照不同的加热方式，主要分为电阻加热、热传导加热和蒸汽加热三种类型，其中目前使用的加热方式中加热管多为直筒式结构，加热形式单一，针对污染土壤加热不够均匀和准确，易造成热量浪费，且土壤污染往往存在不同深度土壤污染程度不同的情况，无法根据污染深度不同来调整对应土层的加热量，存在针对性差和浪费热量的缺点，从而增大了能耗，影响修复效率。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统，可根据不同深度土壤污染程度来调整对应土层的加热量，可实现精准化加热，提高了热量的利用率，减少了能耗，降低了修复成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统，包括：“U”型加热管，被配置为设于加热井内，所述“U”型加热管的两侧内壁上等间距开设有若干螺纹孔，所述电阻丝套环的左、右两端上设置有螺纹连接柱，所述电阻丝套环通过螺纹连接柱螺纹连接于所述螺纹孔内，所述电阻丝套环上缠绕设置有电阻丝，两相邻的电阻丝套环之间通过陶瓷连接柱相连接；

电阻丝套环，若干组电阻丝套环被配置于“U”型加热管内，每个电阻丝套环通过电流连接线与外部的配电系统并联；

控制阀，被配置为分布设置于所述陶瓷连接柱的侧边，所述控制阀用于控制所述电阻丝套环上缠绕的电阻丝电流的打开与关闭。

在本发明一个较佳实施例中，所述陶瓷连接柱为矩形立柱结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述陶瓷连接柱与所述电阻丝套环通过卡扣连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述“U”型加热管内填充有高温导热介质。

在本发明一个较佳实施例中，所述高温导热介质为氧化镁粉或氧化铝粉。

在本发明一个较佳实施例中，所述“U”型加热管为不锈钢材质。

在本发明一个较佳实施例中，所述“U”型加热管内中部位置还设置有与控制阀相连接的测温探头。

在本发明一个较佳实施例中，所述测温探头为耐高温材质。

在本发明一个较佳实施例中，所述电阻丝套环为椭圆型结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述加热井上方盖设有地面阻隔层。

本发明的有益效果是：本发明的用于原位热脱附的可调节套环式加热系统，可根据不同深度土壤污染程度来调整对应土层的加热量，可实现精准化加热，提高了热量的利用率，减少了能耗，降低了修复成本，在结构上设置套环式电阻结构，可使高温发热更加均匀，通过控制阀可实现单一或多个电阻套环的加热，提高导热效率，减少了热量的无意义消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统的结构示意图；

图2是本明一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统的内部结构图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统，包括：设置于加热井1内的“U”型加热管2以及设置于“U”型加热管内的若干电阻丝套环3，“U”型加热管为不锈钢材质，电阻丝套环为椭圆型结构，所述“U”型加热管的两侧内壁上等间距开设有若干螺纹孔，所述电阻丝套环的左、右两端上设置有螺纹连接柱4，电阻丝套环通过螺纹连接柱螺纹连接于所述螺纹孔内，所述电阻丝套环上缠绕设置有电阻丝10，两相邻的电阻丝套环之间通过陶瓷连接柱5相连接，陶瓷连接柱为矩形立柱结构，陶瓷连接柱与电阻丝套环通过卡扣连接，每个电阻丝套环通过电流连接线6与外部的配电系统7并联，所述陶瓷连接柱的侧边设置有控制阀8，所述控制阀用于控制电阻丝套环上缠绕的电阻丝电流的打开与关闭。

具体的，所述“U”型加热管内填充有高温导热介质11，所述高温导热介质为氧化镁粉或氧化铝粉。

具体的，所述“U”型加热管内中部位置还设置有与控制阀相连接的测温探头（图中未示出），所述测温探头为耐高温材质。

具体的，所述加热井上方盖设有地面阻隔层9，具体的，地面阻隔层包括HDPE膜层、砂石层、保温砖层以及混凝土层等材料。

工作原理：具体实施时，步骤①： 加热井穿过污染土壤场地至下方，井内插设有“U”型加热管，在距离加热管顶端30CM处设有与地面配电系统连接的导电装置，且加热管左右内壁每隔20CM处设置一处螺纹孔，在加热管内设置电阻丝套环，结构为椭圆型结构，均匀分布于加热管内壁，电阻丝套环左右顶端各有一个与螺纹孔相连的螺纹，电阻丝套环与加热管通过螺纹连接，电阻丝以绕丝方式均匀缠绕在套环上，并用氧化镁粉或氧化铝粉填充于加热管中，防止电阻丝短路；

步骤②：在相邻两个电阻丝套环设置陶瓷连接柱，结构为矩形立柱结构，与电阻丝套环通过卡扣连接，用于加热管内相邻电阻丝套环的接电连接，陶瓷接线通过连接柱用于连接电流，在陶瓷连接柱侧部设置控制阀，通过陶瓷连接线控制电阻丝套环电阻丝的电流启动和关闭，使加热系统能够仅仅对目标深度污染土壤进行加热，对非目标深度则不进行加热，避免浪费电能；

步骤③：从配电系统处引出电流连接线，电流连接线通过加热管内壁与套环上电阻丝进行并联，之后电流连接线通过陶瓷连接柱与控制阀进行并联，并与其余套环依次进行连接，当电流连接线通过最后一个套环时，再通过陶瓷连接柱依次进行回连，最后与配电系统连通，构成完整的加热系统。

综上所述，本发明指出的一种用于原位热脱附的可调节套环式加热系统，具有以下有益效果：

（1）能耗及成本方面，本电阻加热系统可根据不同深度土壤污染程度来调整对应土层的加热量，可实现精准化加热，提高了热量的利用率，减少了能耗，降低了修复成本；

（2）在结构形式上，区别于目前直管式原位热脱附电阻加热管结构，在结构上设置套环式电阻结构，可使高温发热均匀，通过控制阀可实现单一或多个电阻套环的加热，提高导热效率，减少了热量的无意义消耗；

（3） 修复效率方面，本系统可针对土壤不同污染物性质的差异、不同深度散热的差异、不同土质岩性升温速率的差异等进行精准加热修复，提高修复效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。