用于環(huán)境修復和分解污染物的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了導熱式加熱和脫附系統(tǒng)，比起用于從土壤、地下水和其它受影響介質移除污染物的其它系統(tǒng)，本發(fā)明的系統(tǒng)使用新穎的增強型燃氣再生式加熱器以及氧化系統(tǒng)提供了顯著效果。受影響的加熱介質中的污染物通過水解、熱解和/或氧化處理被局部破壞。從受影響介質提取剩余污染物，然后將污染物廢氣引入至加熱器系統(tǒng)，在加熱器系統(tǒng)中，污染物廢氣被熱氧化和催化氧化。使用來自加熱器系統(tǒng)中的燃燒后的燃料和污染廢氣的熱來預加熱通過再生式熱交換器進入的燃燒空氣，這可顯著降低加熱器系統(tǒng)的燃料使用。燃燒后的燃料和加熱器系統(tǒng)排放的廢氣可以進一步被處理以實現(xiàn)規(guī)定排放標準。
【專利說明】用于環(huán)境修復和分解污染物的先進導熱式加熱器系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明針對用于修復包含污染物的次表土和/或地下水的改善方法。該方法可以在原位及異位執(zhí)行。

【背景技術】
[0002]土壤、地下水或者其它受影響介質中的污染物會威脅人體健康。許多污染物是致癌物，具有政府機關公布的最大篩選水平。常規(guī)污染物包括揮發(fā)性有機化合物、半揮發(fā)性有機化合物、多環(huán)芳烴、農藥、除草劑、焦油，多氯聯(lián)苯、汞、二氧芑、炸藥殘留物和重烴。
[0003]由于侵蝕的或者缺陷的容器或者管線導致污染物溢出和滲漏入土地中，這是污染物進入土壤和/或地下水的通常路徑。碳氫化合物?，F(xiàn)有技術中已經開發(fā)了多個技術來修復被污染物致污的土壤和地下水。
[0004]通常，污染物的物理/化學屬性以及致污介質的性質決定了所選擇的修復技術。相應地，如果污染物在相當程度上可移動且難以降解(例如，氯化溶劑)而土壤是極易滲透的，那么土壤氣相抽提(SVE)技術證明是有效的，土壤氣相抽提(SVE)技術開發(fā)了土壤的真空梯度。半揮發(fā)性污染物(例如，五氯苯酚)不易揮發(fā)，因此土壤氣相抽提不是有效的技術?，F(xiàn)有技術已經考慮了可選技術。許多建議的技術涉及挖開致污區(qū)域并且隨后焚燒土壤(例如，直接或者間接的異位熱脫附)。這些技術在凈化影響土壤方面是有效的，但是成本超高并且能量消耗大。
[0005]其它現(xiàn)有技術涉及使用射頻能量、傳導加熱器或者電加熱井來結合氣相抽提系統(tǒng)。例如，美國專利第4，670，634號公開了用于通過射頻加熱來原位凈化溢出以及廢棄物填埋的方法。通過射頻能量將土壤加熱至高于促進介電加熱的溫度。加熱允許升高溫度在100°C至400°C范圍內。對加熱的土壤凈化可以以各種方式進行，諸如通過高溫分解、熱輔助分解、蒸餾或者與反應物(諸如氧氣)進行反應。但是，該方法使用的射頻功率會導致非均勻加熱土壤，這會導致土壤中的循環(huán)熱和冷點。該方法還要求表面處的繁重的蒸發(fā)物收集以及電磁防護屏障，這導致高的操作費用。
[0006]美國專利第5，190, 405號公開了用于通過插入土壤中的穿孔垂直加熱井的氣相抽提從土壤移除污染物的原位方法。垂直加熱井通過熱傳導將土壤加熱到升高的溫度，使用所述垂直加熱井，掩蓋土壤表面以降低氣相抽提的短路效應。通過蒸發(fā)、原位熱分解、氧化、燃燒和汽提移除土壤致污物。
[0007]美國專利第5，114，497號公開了一種修復方法，包括通過位于土壤表面以及隔熱覆蓋材料之間的相對扁平的柔性熱源將熱能量供給至土壤表面之下的土壤的一個或多個位置。然后在降低的壓力的影響下收集在熱能量影響下因致污物蒸發(fā)或者分解產生的蒸發(fā)物。
[0008]美國專利第5，169，263號公開了類似的原位加熱處理，其利用了原位蒸發(fā)物恢復系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括埋在土壤中的位于污染深度之下的穿孔管或者狹槽管。氣相抽提和處理系統(tǒng)連接至管，并且通過相對扁平的柔性電阻加熱器將熱供給至土壤表面。
[0009]美國專利第5，193，934號公開了另一個原位脫附系統(tǒng)，其利用了埋在土壤中的位于土壤中污染深度之下的穿孔管或者狹槽管，帶有氣相抽提和處理系統(tǒng)。加熱源包括供給至加壓燃燒室(位于陸地的表面上)并且燃燒的燃料和壓縮空氣，燃燒產物流入原位管并且分布在受污染土壤中。致污物和它們的副產物被進入蒸發(fā)物處理系統(tǒng)的燃燒產物替代。
[0010]美國專利第5，011，329號公開了一種原位方法和裝置，用于將熱氣體噴入形成在污染土壤區(qū)域中的鏜孔中以蒸發(fā)土壤和污染物，以及用于收集地面之上的污染物形成的廢氣。燃燒器加熱加壓氣體并將其與燃燒氣體混合以用于經由原位噴射而輸送至污染土壤中。
[0011]歐洲專利申請EP10447027和EP10447028以及美國專利第7，618，215號公開了用于土壤修復的方法和裝置，其使用加熱器，加熱器由氣體燃燒器組成，氣體燃燒器的燃燒器噴嘴和燃燒器端部位于地面和污染區(qū)域的表面之上，所述燃燒器噴嘴和燃燒器端部放置在管部中，管部延伸至地面和污染區(qū)域中。熱的燃燒后氣體被迫使進入整個管部，熱通過傳導而垂直向下地傳遞通過管，首先傳遞到管的上部分，最終到達管的下部分。抽取管將廢氣傳遞至氣體燃燒器，廢氣在氣體燃燒器處作為輔助燃料燃燒。公開了在獨立的第二加熱器中再使用來自主加熱器的熱能量的器件。
[0012]盡管陳述的這些方法、裝置和技術在某些受限情形下證明在提供原位凈化土壤方面是有效的，但是這些方法、裝置和技術通常需要成本高的操作和能量輸入，需要昂貴的裝備，提供低效率的熱傳遞至污染物或者土壤，或者需要復雜的氣相抽提和處理系統(tǒng)。
[0013]需要一種成本有效的、改善的有效原位技術用于從次表土和地下水移除污染物。需要將熱傳遞至污染土壤和地下水的能量更有效的技術，使得快速有效地移動和移除污染物。而且，在不易獲得大的電力供給的原位，需要使用丙烷或者天然氣產生燃燒熱。重要的是，需要以最小化無污染區(qū)域中熱損失的方式將熱輸送至污染區(qū)域。為了最小化裝備要求，需要一種在一個或者若干加熱器中氧化提取的污染物廢氣的技術。
[0014]公開了導熱式加熱和脫附系統(tǒng)，比起用于從土壤、地下水和其它受影響介質移除污染物的其它系統(tǒng)，其使用新穎的增強型燃氣再生式加熱器以及氧化系統(tǒng)提供了顯著效果。受影響的加熱介質中的污染物通過水解、熱解和/或氧化處理被局部破壞。從受影響介質提取剩余污染物，然后將污染物廢氣引入至加熱器系統(tǒng)，在加熱器系統(tǒng)，污染物廢氣被熱氧化和催化氧化。使用來自加熱器系統(tǒng)中的燃燒后的燃料和污染廢氣的熱來預加熱通過再生式熱交換器進入的燃燒空氣，這可顯著降低加熱器系統(tǒng)的燃料使用。燃燒后的燃料和加熱器系統(tǒng)排放的廢氣可以進一步被處理以滿足規(guī)定的排放標準。


【發(fā)明內容】

[0015]類似地提供了用于實現(xiàn)其的方法，用于通過優(yōu)化導熱式加熱溫度和廢氣抽提率和處理來有效地修復污染介質，以達到與改變環(huán)境規(guī)定的妥協(xié)。根據(jù)本公開的特征，公開了用于熱處理受影響介質的系統(tǒng)，其包括以下的組合:燃氣加熱器，具有內通路和外通路；燃燒器模塊，燃燒器模塊具有再生式熱交換器；排氣通路；催化劑表面區(qū)域；壓差源，以及廢氣抽提點。
[0016]根據(jù)另一特征，公開了燃燒器模塊，其包括以下的組合:壓差源，氣體入口，氣體通路，燃燒空氣入口，燃燒空氣通路，燃燒空氣/氣體混合器，燃燒器噴嘴，點火器，燃燒后氣體通路，以及排氣出口。
[0017]根據(jù)另一特征，加熱器垂直地、水平地或者以傾斜角度放置于污染土壤中。氣體和燃燒空氣供給至燃燒器模塊，并且經由它們相應的通路被運載至燃燒空氣/氣體混合器，在燃燒空氣/氣體混合器中，氣體和燃燒空氣混合以產生火焰，火焰被引導通過燃燒器噴嘴并且進一步向下到內通路(燃燒后氣體通路)。從加熱器的內通路的底端排放的燃燒后氣體撞擊外通路的閉合端，并且反向流過外通路(排氣通路)以進一步將熱均勻傳遞通過加熱器，并且使流向燃燒器端部的燃燒空氣預加熱。燃燒后氣體仍封閉在加熱器中。燃燒后空氣通過燃燒器的排氣通路和排氣出口離開加熱器。加熱器所產生的熱依靠傳導、輻射、對流以及平流而傳遞至污染介質。
[0018]此外，可以諸如通過土壤氣相抽提或者多相抽提井從距污染介質一個或者若干點處提取廢氣。一個或多個壓差源可以施加真空于這些廢氣抽提點，然后提取的廢氣通過燃燒空氣入口被引導至燃燒器。廢氣在加熱器系統(tǒng)內被熱氧化和催化氧化。首先，燃燒器熱氧化在燃燒器端部進來的廢氣，并且由于加熱器的特征使得進一步的熱氧化發(fā)生在加熱器中，使得增加了停留時間。其次，加熱器的外通路中的催化劑表面區(qū)域與廢氣中的任何剩余污染物作用以進一步催化氧化污染物。可替換地，經由氧化(即，氯化溶劑)仍難以破壞的污染物廢氣可以相反被引導至地上蒸發(fā)物處理模塊(即，顆?；钚蕴蓟蛘呃淠幚?。
[0019]如本公開中使用的，術語“廢氣”應該定義為從至少一個廢氣源提取的氣體，包括但不限于在土壤或者地下水修復活動期間待移除的蒸發(fā)物以及分解污染物產生的副產物氣體。如本公開中使用的，術語“污染物”應該定義為本領域技術人員公知的任何揮發(fā)性有機化合物、半揮發(fā)性有機化合物、多環(huán)芳烴、農藥、除草劑、焦油、多氯聯(lián)苯、汞、二氧芑、炸藥殘留物、重烴和其它污染物。如本公開中使用的，“土壤氣相抽提”(SVE)還公知為土壤通風或者真空抽提，其是這樣的方法:施加真空至靠近土壤中污染物源的一個或多個抽提點。致污物質量蒸發(fā)和蒸發(fā)物的揮發(fā)性成分被抽向抽提點并且通過抽提點被提取。
[0020]現(xiàn)有技術通常依賴于使用電輸入，用于經由熱傳導來加熱土壤、地下水以及受影響介質。技術人員將理解的是，本公開的特征定制以相比于現(xiàn)有技術降低能量消耗。丙烷或者天然氣是用于加熱器的主要能量源。丙烷和天然氣通常認為是“清潔能量”源，這種，不需要購買碳信用額度或者清潔能量信用額度從而可滿足美國環(huán)境保護機構和其它管理機構規(guī)定的清潔能量目的。在本公開中使用再生式熱交換器可有效地預加熱待燃燒的空氣，從而降低為實現(xiàn)給定燃燒后氣體溫度所需的能量輸入，并且進一步降低副產物氣體放出。
[0021]現(xiàn)有技術還依賴于燃料/氣體和空氣在地面水平上方或者待修復的污染物區(qū)域上方的燃燒。這種方法要求額外的能量來將燃燒熱傳遞至期望的處理區(qū)域以及補償非期望區(qū)域(即加熱設備的頂部)的熱損失。技術人員將理解的是，本公開可將燃燒器的混合器/噴嘴布置得靠近期望處理區(qū)域，或者布置在期望處理區(qū)域中。技術人員類似地認識到的是，利用來自燃燒的向上移動的對流熱來預加熱向下行進通過加熱器的再生式熱交換系統(tǒng)的燃燒空氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)的實施例的圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)的另一實施例的圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)的另一實施例的圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的實施例的二維截面圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的實施例的三維截面圖。
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的實施例的另一二維截面圖。
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的另一實施例的二維截面圖。
[0029]圖8是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的相同實施例的三維截面圖。
[0030]圖9是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的先進導熱式加熱器系統(tǒng)的相同實施例的另一二維截面圖。
[0031]圖10是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的互補圖案的加熱井和抽提井的實施例的頂視圖。
[0032]圖11是根據(jù)本發(fā)明的土壤和地下水修復系統(tǒng)中使用的六邊形圖案的加熱井和抽提井的實施例的頂視圖。

【具體實施方式】
[0033]圖1、2和3示出了本發(fā)明的大致方案。簡要地說，在公開的裝置和方法中，通過直接加熱污染土壤和/或地下水區(qū)域，從污染土壤區(qū)域熱脫附污染物。通過燃料與空氣在加熱器內的燃燒來生成熱，加熱器放置于污染區(qū)域處或者靠近污染區(qū)域?？梢岳脗鹘y(tǒng)土壤氣相抽提井或者技術來收集加熱污染區(qū)域所生成的廢氣。廢氣可以被引導至加熱器以用于熱氧化和催化氧化，或者被傳送至傳統(tǒng)的廢氣處理系統(tǒng)。
[0034]本發(fā)明的裝置示意地圖示于圖1、2和3。本發(fā)明的基本部件有:(I)加熱井20，其包含加熱管模塊21和燃燒器模塊22 ； (2)廢氣屏障50，其封閉土壤或者污染區(qū)域52的表面，并且防止垂直流熱和蒸發(fā)的廢氣進入污染區(qū)域52，還防止空氣流從大氣70穿過土壤表面62進入污染區(qū)域52 ； (3)抽提井80 ； (4)廢氣抽提和處理模塊100 ;以及(5)天然氣、丙烷或者其它燃料(例如，沼氣)供給和空氣或者其它氧氣供給通過線路120和121分別連接至燃燒器模塊22。
[0035]轉至圖1、2和3，關注加熱井20，加熱井20周圍的限定無污染區(qū)域51的外部區(qū)域塞有或者填充有相對差熱傳導屬性的材料，諸如耐火水泥或者砂漿。加熱井20周圍的限定污染區(qū)域52的外部區(qū)域塞有或者填充有相對好熱傳導屬性的材料，諸如混有鋼?；蛘咪X土礦的土壤。精確的填充材料和填充面積可以是技術人員公知的任何組合。
[0036]轉至圖4、5、6、7、8和9，空氣或者氧氣線路121以及燃料或者氣體線路120通向加熱井20并且連接至燃燒器模塊22，使得空氣或者氧氣經由燃燒空氣入口 201進入，燃料或者氣體經由氣體入口 203進入。燃燒空氣和燃料在插有加熱井20的土壤等級(grade)或者介質之上既不混合也不點燃。相反，燃燒空氣和燃料通過它們的相應通路211和213向下行進經過加熱井20。壓差源256產生正壓以迫使燃燒空氣向下經過燃燒空氣通路211。壓差源256可以裝有調整器或者可變驅動以控制施加至燃燒空氣的流量和壓力，如技術人員公知的那樣。壓差源256可以包括與廢氣抽提和處理模塊100和真空模塊56相同的裝備。在壓力下輸送至氣體入口 203的氣體通過氣體通路213向下行進經過加熱井20，可以使用氣體調整器以及孔口來控制氣體的流量和壓力，如技術人員公知的那樣。
[0037]氣體通路213終止于燃燒空氣/氣體混合器221，在燃燒空氣/氣體混合器221中，氣體在壓力下被釋放以與預加熱的燃燒空氣在燃燒器噴嘴225正上方或燃燒器噴嘴225內混合。為了開始燃燒該空氣/氣體混合物，點火器227提供了點火源。在加熱井20內部達到預定溫度之后，可以打關閉火器，與氣體混合的預加熱的空氣的溫度足以使混合物徹底燃燒。在加熱井20中可以實現(xiàn)開/關點火、調制點火或者脈沖點火的交替循環(huán)，如技術人員公知的那樣。
[0038]取決于進入加熱器模塊22中的特定燃料和空氣輸入，在加熱井20內可以生成200°C至1200°C范圍的溫度，以便產生足夠的熱通量傳遞至加熱井20周圍的污染區(qū)域52，從而引起污染物移動。
[0039]離開燃燒器噴嘴225的燃燒后氣體進一步向下行進通過燃燒后空氣通路231。燃燒后氣體的熱通過輻射和傳導處理被向下和橫向傳遞。一些熱還垂直向上傳遞。從燃燒后空氣通路的底部開口排放的燃燒后氣體撞擊加熱井20的封閉底端，并且反向(向上)流過加熱井的排氣通路311，并且進一步一致地傳遞熱，均勻平穩(wěn)地通過加熱井20和污染區(qū)域52。
[0040]熱的燃燒后氣體通過排氣通路311的流動將一些熱(經由傳導和輻射)傳遞至其接觸的燃燒空氣通路211的壁。該熱傳遞可預加熱向下流過燃燒空氣通路211的燃燒空氣并且冷卻向上流過排氣通路311的燃燒后空氣。
[0041]燃燒后空氣通過燃燒器模塊的排氣出口 241離開加熱器。燃燒后空氣可以排放到大氣中，如果需要的話可以被進一步處理以降低副產物氣體，用來加熱或者預加熱其它介質，或者以技術人員公知的其它方式使用。
[0042]在一個優(yōu)選實施例中，如圖4、5和6指出的，燃燒空氣通路211和燃燒后空氣通路231是相同或者類似的外尺寸和內尺寸，所述兩個通路焊接或者以其它方式固定以形成毗鄰的通路。穩(wěn)定器261固定至燃燒后空氣通路231和燃燒空氣通路211的外部分，并且穩(wěn)定器261抵靠排氣通路311的外壁安裝。穩(wěn)定器261具有至少兩個目的:它們將通路211和2xx居中定位在加熱井20內，以及它們經由傳導向外傳遞熱至加熱井20的末端。
[0043]在另一優(yōu)選實施例中，如圖7、8和9指出的，燃燒空氣通路211和燃燒后空氣通路231具有相同或者類似的外尺寸和內尺寸，但通路不形成毗鄰的通路，而是在燃燒空氣通路211和燃燒后空氣通路231之間形成再生式孔口 271。燃燒后空氣通路231具有支撐腿265以支撐其在加熱管模塊21內部的重量，以及允許熱的燃燒后空氣離開燃燒后空氣通路231以進入排氣通路311。燃燒后空氣通路231還利用穩(wěn)定器261來將其居中定位于加熱管模塊21內部。離開燃燒器噴嘴225和燃燒空氣通路211的燃燒后空氣向下行進進入燃燒后空氣通路231，有效地與再生式孔口 271的平面交叉。向上行進通過排氣通路311的一部分熱排氣被拖曳力和壓力引導而進入并通過再生式孔口 271，并且被重引入燃燒后空氣通路231。該重引入的熱排氣從要排出的氣體中恢復一部分熱能量，并且降低了為實現(xiàn)或者維持給定溫度所需的燃料/氣體和空氣/氧氣輸入。
[0044]在另一實施例中，現(xiàn)在轉到圖1、2和3，抽提井80包括具有穿孔84的井蓋82，一些穿孔84位于污染區(qū)域52內。抽提井80附接至真空模塊56，諸如真空泵或者空氣壓縮機，真空模塊56提供足夠負壓以實現(xiàn)污染區(qū)域52中的期望真空、流量和影響半徑(如技術人員公知的)，使得移動的污染物和廢氣被吸入抽提井80。真空模塊56可以是與壓差源256相同的裝備或者基礎結構。井蓋82可以由不銹鋼或者低碳鋼材料或者技術人員公知的其它材料制造。
[0045]在一個實施例中，如圖1中觀察的，從抽提井80提取的廢氣被引導至地上廢氣抽提和處理模塊100，用于在從系統(tǒng)排放之前進行處理。廢氣抽提和處理模塊100可以包括一個或者若干商用系統(tǒng)，諸如使用顆粒活性碳、催化氧化劑、熱氧化劑，C3技術、冷凝恢復或者本領域技術人員公知的其它技術的這些系統(tǒng)。選擇利用廢氣抽提和處理模塊100取決于若干因素，包括待處理廢氣的特性，特性包括它的:成分、濃度、溫度、相對濕度、pH、含鹽量、流量和真空。
[0046]在優(yōu)選實施例，如圖2和圖3中觀察的，從抽提井80提取的所有或者部分廢氣被引導至一個或者若干加熱井20，用于在加熱井20內部進行熱分解和催化劑分解。廢氣經由空氣或者氧氣線路120被傳送至加熱井20。在進入加熱井20之前，該廢氣可以被引入線路120中的其它空氣或者氧氣，或者與線路120中的其它空氣或者氧氣混合。廢氣或者廢氣與空氣或者氧氣的混合物通過空氣入口 201進入加熱器模塊22。廢氣首先因空氣通路211中實現(xiàn)的增高溫度而被熱破壞。通過燃燒器噴嘴225中及其周圍的燃燒以及通過燃燒的空氣通路231，都利于熱分解。
[0047]如圖4、5和6圖示的，污染物的任何剩余廢氣的催化燃燒是通過與催化劑材料281接觸的熱的燃燒后空氣和廢氣空氣來實現(xiàn)的，催化劑材料281放置在一個或者若干燃燒后空氣通路231和/或排氣通路311中。催化劑材料281可以包括一個或者若干商用催化劑，諸如整裝催化劑、陶瓷基質、氧化鋁、貴金屬、鉬、鈀、銠或者技術人員公知的其它材料。催化劑材料281放置在加熱井20中的流體和廢氣溫度優(yōu)選在200°至600°之間的位置處，以最大化催化氧化并且防止材料由進入催化劑的過多熱通量引起的燒結。如本領域的技術人員將理解的，催化劑材料281可以類似地放置在加熱井20外部，諸如位于排氣出口 241之后的位置處。將催化劑材料2XX布置于加熱井20外部會是需要的，以維持用于特定廢氣的催化氧化的優(yōu)化溫度，并且可利于容易更換催化劑材料。
[0048]從加熱井20排放的廢氣和排氣已經被熱處理和催化處理，它們有時會需要被廢氣抽提和處理模塊100進一步處理以滿足嚴格的監(jiān)管要求，如圖3所示。在該情況下，技術人員將認識到的是，調節(jié)和處理加熱井20中的這些廢氣將降低廢氣抽提和處理模塊100中最終廢氣處理的復雜性和成本。
[0049]轉至圖10，在一個優(yōu)選實施例中，加熱井20和抽提井80可以布置成互補圖案。
[0050]轉至圖11，在另一優(yōu)選實施例中，加熱井20和抽提井80可以布置成六邊形圖案。其它圖案和布置是土壤氣相抽提和原位處理技術中公知的，并且可以被利用，如技術人員公知的那樣。
[0051]盡管已經根據(jù)當前認為最實用和優(yōu)選的實施例描述了方法和裝置，應該理解的是，本公開不應限于公開的實施例。本公開旨在覆蓋包括在權利要求精神和范圍內的各種修改和類似布置，本公開的范圍應該是最寬的解釋以便包含所有這種修改和類似結構。本公開包括以下權利要求的任何和所有實施例。
[0052]還應該理解的是，可以進行各種改變，這并不超出本發(fā)明的宗旨。這種改變也隱含地包括在說明書中。它們也落入本發(fā)明的范圍內。應該理解的是，該公開旨在成為一個專利，其覆蓋本發(fā)明的數(shù)個方案，獨立方案或作為總體系統(tǒng)，作為方法模式和裝置模式。
[0053]此外，本發(fā)明和權利要求的每個各種元件還可以實現(xiàn)為各種方式。該公開應該理解為包含每個這種改變，即任何裝置實施例、方法或者處理實施例的實施例的改變，或者甚至僅改變任何這些元件。
[0054]尤其，應該理解的是，因為本公開涉及本發(fā)明的元件，所以用于每個元件的詞語可以解釋為等同裝置術語或方法術語，即使僅功能或結果是相同的。
[0055]這種等同的更寬的或者甚至更通用的術語應該認為包含在每個元件或動作的說明中。這種術語當希望時可以被替換以使本發(fā)明具有的隱含的廣義覆蓋范圍清楚。
[0056]應該理解的是，所有動作可以表達為用于執(zhí)行該動作的器件或者引起該動作的元件。
[0057]類似地，公開的每個物理元件應該理解為包含了該物理元件利于的動作的公開。
[0058]該專利申請中提到的任何專利、公開或者其它參考通過引用并入此處。此外，關于每個使用的術語，應該理解的是，通用字典定義應該理解為并入每個術語，除非其在該申請中的使用與這種解釋不一致，任何定義、可選術語和同義詞通過引用并入此處，諸如至少一個標準技術詞典包含的，技術人員認識的，最新版本的蘭登書屋韋氏大詞典包含的。
[0059]最后，與申請一起提交的信息公開陳述或者其它信息陳述中列出的所有參考作為附件并且通過引用并入此處；但是，關于上述每個參考，這種信息或者陳述雖然并入此處，但是關于上述每個參考，通過引用并入的這種信息或陳述可能被認為與本發(fā)明的專利是不一致的，這些陳述清楚地不認為是由 申請人:做出的。
[0060]在該方面，應該理解的是，基于實際原因以及為了避免添加潛在的數(shù)百個權利要求， 申請人:提交的權利要求僅具有初始的引用關系。
[0061]應該理解的是，在新物質法規(guī)(包括但不限于美國專利法35USC132或其它法律)下存在這種支持，以允許添加任何各種引用關系或者一個獨立權利要求或構思中存在的其它元件，作為任何其它獨立權利要求或者構思中的引用關系或者元件。
[0062]鑒于可以進行非實質替代，鑒于 申請人:事實上沒有撰寫權利要求來書面地包含任何特定實施例，應該理解的是， 申請人:不是要以任何方式旨在或實際上放棄這些覆蓋范圍，因為 申請人:簡單地不可能想到所有可能變化；本領域的技術人員合理地想到不可能撰寫出權利要求來書面地包含這種可選實施例。
[0063]此外，使用過渡詞語“包括”用來表示“開放式”的權利要求，根據(jù)通常權利要求解釋。因而，除非另有規(guī)定，應該理解的是，術語“包括”或者其變型諸如“包含”或者“包括有”旨在暗示包括指出的元件或者步驟或者元件組或者步驟組，但不排除任何其它元件或者步驟或者元件組或者步驟組。
[0064]這種術語應該解釋為其最廣義的形式以便給 申請人:提供法律上允許的最寬保護范圍。
【權利要求】
1.一種加熱器組件，包括以下的組合: 至少加熱井，其包含加熱管模塊和燃燒器模塊， 燃料入口，其連接至所述加熱井，用于將燃料供給至所述燃燒器模塊， 空氣入口，其連接至所述燃燒器模塊，用于將空氣通過燃燒空氣通路供給至所述燃燒器模塊，并且將空氣與所述燃料在燃料-空氣混合器中混合， 排氣通路，其用于從所述燃燒器模塊接收熱排氣，所述排氣通路可操作地定位成鄰近所述燃燒空氣通路并且與所述燃燒空氣通路協(xié)作，用于在所述空氣達到燃燒器噴嘴之前加熱所述燃燒空氣通路中的空氣，以及 用于防止所述燃料器件過熱的器件，所述燃燒空氣通路和所述排氣通路一起限定了在所述加熱井內部的單端再生式熱交換機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，進一步包括: 至少一個污染物的廢氣源，所述污染物廢氣引入至加熱器組件，用于作為輔助燃料，以及 催化劑材料，其布置在所述加熱器組件內部，其中，所述催化劑材料加速污染物廢氣的氧化。
3.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，進一步包括: 至少一個污染物的廢氣源，所述污染物廢氣引入至加熱器組件，目的是破壞污染物廢氣；以及， 催化劑材料，其布置在所述加熱器組件內部，其中，所述催化劑材料加速污染物廢氣的氧化。
4.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，進一步包括: 一系列非收斂穩(wěn)定器，以大致垂直方式固定至所述空氣通路的外側部分，所述穩(wěn)定器裝配成緊密靠近所述排氣通路的外側部分，由此所述穩(wěn)定器通過傳導將熱向外傳遞到所述加熱井的壁。
5.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，進一步包括: 燃燒空氣通路和燃燒后空氣通路，它們彼此連通而作為單個通路，使得除了在所述通路的最頂部和最底部之外不形成有孔口。
6.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，進一步包括: 燃燒空氣通路和燃燒后空氣通路，它們彼此連通而作為相關通路，其特征在于，所述燃燒空氣通路和所述燃燒后空氣通路之間的至少一個再生式孔口。
7.根據(jù)權利要求1所述的加熱器組件，其中: 所述用于防止燃料過熱的器件包括將燃料通路布置在燃燒空氣通路的環(huán)形空間的內部。
8.一種熱土壤修復系統(tǒng)，用于從土壤移除致污物，包括: 多個加熱器組件，其定位在土壤中， 多個真空井，其定位在土壤中， 其中，土壤被至少一個加熱器組件加熱， 其中，用于加熱土壤的能量源包括以下至少一個: 氣體燃料，或者 液體燃料，并且 其中，通過至少一個真空井從土壤移除加熱的廢氣。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，進一步包括: 加熱器組件，其中在加熱器組件中的燃燒之前，來自加熱器組件的排氣通路的排氣被用來加熱燃燒空氣，并且進入加熱器組件的燃燒空氣被用來冷卻來自加熱器組件的排氣通路的排氣。
10.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，進一步包括: 加熱器組件，其中通過至少一個真空井提取的至少一部分廢氣被氧化。
11.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，進一步其中: 至少一個加熱器組件是大致水平地定位在土壤中。
12.一種用于修復受污染土壤的系統(tǒng)，包括: 加熱器件，其貫穿土壤的地面，其中，所述加熱器件包括加熱器組件，所述加熱器組件連接至向所述加熱器件供給能量的氣體或者液體燃料源； 隔熱器件，其覆蓋所述受污染土壤的至少一部分； 熱傳遞器件，其用于從所述加熱器件傳遞熱至土壤表面下方的一個或多個位置，其中，所述熱傳遞器件包括從土壤表面向下延伸的一個或多個無土壤垂直通路； 蒸發(fā)物收集器件，其用于在降低的壓力下且在土壤表面下方收集由所述加熱器件生成的蒸發(fā)物，其中，所述蒸發(fā)物收集器件包括從土壤表面下方穿過土壤向上延伸的無土壤垂直通路；以及， 分離器件，其從收集的蒸發(fā)物中移除環(huán)境不期望成分。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步其中: 受污染土壤被加熱至水的沸點之下的平均溫度。
14.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步其中: 至少一部分受污染土壤被加熱至水的沸點之上的溫度。
15.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步其中: 從土壤修復的至少一個致污物是有機成分。
16.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步其中: 從土壤修復的至少一個致污物是無機成分。
17.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步其中: 從土壤修復的至少一個致污物是金屬。
18.—種改善的加熱器組件，包括: 加熱井，其包含加熱管模塊和燃燒器模塊， 燃料入口，其連接至所述加熱井，用于將燃料供給至所述燃燒器模塊， 空氣入口，其連接至所述燃燒器模塊，用于將空氣通過燃燒空氣通路供給至所述燃燒器模塊，并且將空氣與所述燃料在燃料-空氣混合器中混合， 排氣通路，其用于從所述燃燒器模塊接收熱排氣，所述排氣通路可操作地定位成鄰近所述燃燒空氣通路并且與所述燃燒空氣通路協(xié)作，用于在所述空氣達到燃燒器噴嘴之前加熱所述燃燒空氣通路中的空氣，以及 用于防止所述燃料器件過熱的器件，所述燃燒空氣通路和所述排氣通路一起限定了在所述加熱井內部的單端再生式熱交換機構。
【文檔編號】B09B3/00GK104245165SQ201380010879
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權日:2012年2月24日
【發(fā)明者】格蘭特·格克勒 申請人:格蘭特·格克勒