[发明专利]复合有机污染场地原位热注入系统及工艺

说明书

本发明公开了一种复合有机污染场地原位热注入系统及工艺，系统包括燃烧器、燃烧井、保温井和水平井，燃烧器与燃烧井连通，燃烧井分别与保温井和水平井连通，水平井的水平段位于保温井的下方，水平井的井壁上开有注气孔。本发明采用高温的CO₂、N₂和水蒸气与有机污染物地层直接接触，利用气体驱动，特别是二氧化碳气体对有机气体溶析特性，对复合有机物进行原位热驱脱附；分布式水平井在地下呈水平蛇形分布，循环加热复合有机物污染地层；抽提井吸出的复合有机物热气体两次利用——第一次对地层保温、第二次加热空气提高燃烧气体能量；同一套工艺可实现燃气热脱附、化学/氧化还原、微生物修复多工艺耦合修复污染地层，采用分段筛管形式用于热注入。

技术领域

本发明涉及地层修复领域，尤其涉及一种复合有机污染场地原位热注入系统及工艺。

背景技术

复合有机物污染主要包括卤代烃、石油烃和多环芳烃等，当前对复合有机物污染场地的治理主要有异位热脱附和原位热脱附两种基本工艺，其中异位热脱附修复过程中产生大量刺鼻气体，污染大气，且修复工作量大、成本高；原位热脱附则主要包括燃气热脱附、蒸汽热脱附和电热脱附等形式，燃气热脱附利用燃气燃烧产生热对地层进行修复，温度可达到400℃甚至更高，可以去除几乎所有的有机物污染，是一种具有良好发展前途的热修复方法。

然而，当前燃气热脱附修复过程中，存在以下几个问题；(1)燃烧产生的高温气体与地层不直接接触，仅仅依靠向地层传热，高温气体排出时温度高，使得能量利用率低；(2)修复时燃烧井直径较小，产生的热量小，使得地面布置的燃烧器等设备密集，设备投资较大；(3)修复过程中，从地层抽提出的尾气温度较高，但无法利用，浪费了能源，增加了气液分离的负担；(4)原位热脱附主要采用竖井进行修复，对于深层(≥15m)低渗透的有机污染场地修复效果差，修复成本急剧上升。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种能够提高能量利用效率的复合有机污染场地原位热注入系统及其配套应用的修复工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合有机污染场地原位热注入系统，包括燃烧器、燃烧井、保温井和水平井，所述燃烧器与燃烧井连通，所述燃烧井分别与保温井和水平井通过管道连通，所述水平井的水平段位于保温井的下方，所述水平井的井壁上开有注气孔。

优选地，还包括尾气保温井和抽提井，在抽提井的井壁上开有吸气孔，所述抽提井与尾气保温井连通。

优选地，还包括水气分离装置，所述尾气保温井与水气分离装置连通，水气分离装置的出水口和排气口分别连通有水泵和抽排风机。

优选地，在水气分离装置内缠绕设置有换热管道，所述换热管道与燃烧器连通。

优选地，燃烧井和水平井通过管道连通所述水平井包括多个，多段水平井包括水平段和水平段两端的倾斜段，在水平段的井壁上开有注气孔，所述倾斜段为钢管；多个水平井相互平行设置并以首尾连通的方式连接在一起形成分布式水平井，分布式水平井与燃烧井连通的管道上设置有注气阀门，在分布式水平井的另一端开口处设置排气阀门。

一种复合有机污染场地原位热注入工艺，包括如下步骤：

S1，根据污染场地的大小涉及燃烧井、保温井和水平井的分布及数量，在污染场地钻孔并安装井管形成燃烧井、保温井和水平井，在水平井的井壁上开注气孔，水平井的水平段位于燃烧井、保温井以及污染地层的下方，将所有水平井按照首尾连通的方式连接在一起形成分布式水平井；

S2，在燃烧井处安装燃烧器，布设燃烧器与燃烧井之间、燃烧井与保温井之间以及燃烧井和分布式水平井之间连通的管道，在分布式水平井与燃烧井连通的管道上设置注气阀门，在分布式水平井另一端开口处设置排气阀门；