[发明专利]一种污染土壤热修复可行性研究实验装置和方法

权利要求书

1.一种污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于包括依次管道连接的进气模块、加热模块、抽提冷凝模块和尾气处理模块；

所述进气模块，包括依次管道连接的空气压缩机（1）、压力调节阀（2）、气体流量计（3）、进气管（4），进气管（4）上设有第一球阀（5）；

所述加热模块，包括加热设备（6）、热反应器（7）、加热设备热电偶（8）、土壤热电偶（9）和热电偶数据记录器（10），加热设备（6）顶部设有供进气管（4）、出气管（11）、加热设备热电偶（8）及土壤热电偶（9）穿入的孔，热反应器（7）设于加热设备（6）内，热反应器（7）由热反应器槽（22）和设于其顶部的热反应器盖（23）组成，热反应器盖（23）上设有进气孔（1a）、土壤热电偶孔（1b）和出气孔（1c），进气孔（1a）与进气管（4）连接，出气孔（1c）与出气管（11）连接，土壤热电偶（9）通过加热设备（6）顶部的孔和土壤热电偶孔（1b）伸入热反应器内，加热设备热电偶（8）通过加热设备（6）顶部的孔伸入加热设备（6）内，两个热电偶均由热电偶数据记录器（10）记录数据；

所述抽提冷凝模块，包括抽提装置和冷凝装置；所述抽提装置，包括依次管道连接的气体流量计（20）和真空泵（21）；所述冷凝装置，包括依次连接的出气管（11）、冷凝管（14）和抽滤瓶（16），出气管（11）上设有压力表（12）和第二球阀（13），冷凝管（14）的外管连接有蠕动泵（17）和冷藏箱（18）；冷藏箱（18）中装水并混有蓝冰，蠕动泵（17）从冷藏箱（18）抽取冷凝水至冷凝管（14）以将气态污染物转化为固/液态；

所述尾气处理模块，包括活性炭吸附瓶（19），活性炭吸附瓶（19）的一端与抽滤瓶的出口连接，另一端与抽提装置中的气体流量计管道连接，通过活性炭吸附瓶（19）吸附冷却至室温的残余污染气体。

2.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于通过压力调节阀（2）和气体流量计（3），空气压缩机（1）产生的气体压力定于0-1400 KPa，进气流速定于0-200 mL/min。

3.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于所述加热设备（6）选用干燥箱或马弗炉。

4.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于所述热反应器材质为碳钢；进气管（4）材质为不锈钢，管径为3-12 mm，出气管（11）材质为不锈钢，管径为6-15 mm，外包覆加热带。

5.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于所述出气孔（1c）孔径大于进气孔（1a）。

6.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于所述热反应器槽（22）和热反应器盖（23）的边沿留有12个直径5-10 mm螺纹孔（1d），供12枚螺栓和螺母密封。

7.根据权利要求1所述污染土壤热修复可行性研究实验装置，其特征在于所述气体流量计（20）用以监测抽提速率，真空泵（21）绝对压力30-80 KPa，以泵上流量调节阀调节抽提速率，不小于进气速率。

8.根据权利要求1-7任一项所述装置的污染土壤热修复可行性研究实验方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将污染土壤在通风橱内轻柔混匀并过2目筛网；

2）测定污染土壤理化性质：粒径分布、含水率、密度、孔隙率和有机质含量；

3）测定关注污染物浓度，确定关注污染物的沸点及可能共沸点范围，根据结果设定可行性实验的目标温度和加热时间；

4）将污染土壤置于热反应器中并密封，检测气密性；

5）打开空气压缩机、真空泵和加热设备并加热至实验目标温度，期间使用采样袋采集气体样品；

6）完成预设加热时间后关闭加热设备，待其自然冷却后取土壤样品并保存；

7）分析处理后土壤理化性质和关注污染物浓度，气体样品、冷凝物和活性炭中污染物组分和质量。