[发明专利]一种原位热脱附电加热模拟系统及方法

说明书

本发明公开了一种原位热脱附电加热模拟系统及方法，该系统包括：箱体，用于装填待修复土壤；加热装置，用于加热待修复土壤；抽提装置，用于抽提待修复土壤经加热后产生的废气废液；温度监测装置，用于监测不同深度土壤的温度；热通量监测装置，用于监测不同深度土壤的热通量；调控装置，用于记录温度数据和热通量数据，基于记录的数据调节加热装置的加热功率；废气液处理装置，用于处理抽提的废气废液；该方法包括：分层次装填土壤，连接上述各装置，待修复土壤经加热后产生废气废液，产生的废气废液经抽提装置抽提进入废气液处理装置中进行处理；调控装置记录温度数据和热通量数据，并基于记录的数据调节加热装置的加热功率。

技术领域

本发明涉及污染治理技术领域，具体涉及一种原位热脱附电加热模拟系统及方法。

背景技术

近年来，在有机污染场地修复领域，原位热脱附技术的应用所占比例逐年增加。原位热脱附具有无需开挖、转运土方以及污染物去除彻底的优势而被广泛的应用到有机污染场地修复中。原位热脱附技术是一种通过加热土壤促使有机污染物挥发并通过气相抽提收集尾气的土壤修复方法，根据加热方式的不同，常用的原位热脱附方法包括热传导、电阻加热以及蒸汽加热3种类型，其中热传导和蒸汽加热土壤主要原理是热传导、热对流以及热辐射。

然而，原位热脱附虽然具有高效去除有机污染物的优势，但热脱附系统在运行过程中存在能耗高、能量传输不明确、无法智能调控等问题。

中国专利CN109647872A提出了一种土壤原位热修复沙箱模拟系统及方法，该系统通过沙箱、保温层、粘土和沙组合形成的一个整体模拟场地土壤的实际情况，能够根据温度场的分布和变化调控热修复系统，但其未明确加热区域的能量传输状况。同时，实际场地中土壤容重和质地类型在剖面上的垂直分布存在明显的层次性，也是模拟系统为更好的模拟场地情况应当考虑在内的因素。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种原位热脱附电加热模拟系统及方法。

本发明公开了一种原位热脱附电加热模拟系统，包括：

箱体，用于装填待修复土壤；

加热装置，所述加热装置插在所述待修复土壤中，用于加热所述待修复土壤；

抽提装置，所述抽提装置插在所述待修复土壤中，用于抽提所述待修复土壤经加热后产生的废气废液；

温度监测装置，所述温度监测装置置于所述待修复土壤中的不同深度处，用于监测不同深度土壤的温度；

热通量监测装置，所述热通量监测装置置于所述待修复土壤中的不同深度处，用于监测不同深度土壤的热通量；

调控装置，所述调控装置的输入端与所述温度监测装置和热通量监测装置相连、输出端与所述加热装置相连；用于记录所述温度监测装置的温度数据和所述热通量监测装置的热通量数据，基于所述温度数据和热通量数据调节所述加热装置的加热功率；

废气液处理装置，所述废气液处理装置与所述抽提装置相连，用于处理抽提的废气废液。

作为本发明的进一步改进，所述箱体为保温箱；

所述待修复土壤的容重从上到下依次增加，土壤质地类型从上至下依次为：壤土、砂壤、粘壤。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置包括电加热棒，所述电加热棒插在所述待修复土壤中，所述电加热棒的尾端通过引线与所述调控装置相连。

作为本发明的进一步改进，所述抽提装置包括真空泵和多个带孔钢管，多个所述带孔钢管的带孔端插在所述待修复土壤中，多个所述带孔钢管的另一端通过废气液管道与所述废气液处理装置的一端相连；

所述真空泵与所述废气液处理装置的另一端相连，用于提供抽提废气液的动力。