[实用新型]一种基于哈特曼哨结构的提高基管土壤热脱附效率的装置

说明书

本实用新型公开了一种基于哈特曼哨结构的提高基管土壤热脱附效率的装置，属于强化换热领域。本实用新型包括基管，基管内部设置若干强化换热单元；强化换热单元由烟气分流单元和烟气扰流单元构成；烟气分流单元包括分流平面以及分流台；烟气分流单元通过若干支撑架固定在基管内部；相邻支撑架之间构成强化换热单元的烟气入口；烟气扰流单元为哈特曼哨共振腔室。本实用新型各强化换热单元中的哈特曼哨共振腔均可产生声压级较高的声波，对气流形成强烈的扰动，促进了管内热烟气与壁面的热量交换；同时管内声波带来的振动使得管壁内不易粘附热烟气中的固体杂质，可长期保持较高的换热效率，有利于土壤热脱附。

技术领域

本实用新型涉及强化换热技术领域，特别涉及一种基于哈特曼哨结构的提高基管土壤热脱附效率的装置。

背景技术

近年来，由于重污染企业搬迁及处理污染物遗留下来的土壤污染问题，受到了社会各界的重视。在土壤污染物中，挥发性、半挥发性污染物因具有高迁移能力和高毒性而受到广泛的关注。目前，土壤热脱附技术是处理有机污染土壤的主要手段。该技术通过直接或间接的方式加热土壤，使之达到一定的温度，有机污染土壤内所含有的有机污染物质会发生气化或者分解，污染物最终进入气相而进入下一道程序去除。

申请公布号为“CN104438313A”的中国实用新型专利公布了一种余热高效回用的污染土壤热脱附系统及方法，该专利中利用尾气焚烧系统产生的高温烟气作为热源，脱附土壤中的污染物。

基管换热技术，利用管内温度较高的气体与管外有机污染土壤之间进行换热，而气体与土壤之间的换热效率影响着土壤热脱附的效果。基管换热技术的实际使用最好采用高温烟气作为热源，进行余热利用。然而高温烟气一般带有杂质，管外的有机污染土壤易粘附于基管壁面，这些因素影响着壁面换热。

而现有技术大多对换热管进行变形及加装各种形态的肋片增强换热，但是，这样的措施在实际的土壤热脱附过程中，可能会由于扰流强度不够、能量利用效率较低以及壁面粘附杂质，而导致换热管壁面换热效率大幅降低，从而影响有机污染土壤热脱附效率。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于哈特曼哨结构的提高基管土壤热脱附效率的装置。

本实用新型的技术方案为：

一种基于哈特曼哨结构的提高基管土壤热脱附效率的装置，包括基管，所述基管内部设置若干强化换热单元；所述强化换热单元由烟气分流单元和烟气扰流单元构成；所述烟气分流单元包括分流平面以及由分流平面向基管内壁方向扩展的分流台；所述烟气分流单元通过若干支撑架固定在基管内部；相邻所述支撑架之间构成强化换热单元的烟气入口；所述烟气扰流单元包括固定在基管内壁的环形面板，所述环形面板上固定有外径小于基管内径的烟气通道，所述烟气通道外壁、环形面板、基管内壁之间的环形槽为哈特曼哨共振腔室；所述烟气通道末端与环形面板相接的位置构成强化换热单元的烟气出口。

分流平面和分流台将进入基管的热烟气引流至分流台与基管内壁之间，由于气流流通面积减小，烟气流速加快；烟气经分流台后直接进入环形的哈特曼哨共振腔室，流速较快的热烟气在哈特曼哨共振腔室发生挤压，产生声压级较高的声波，对气流形成强烈的扰动，促进了管内热烟气与壁面的热量交换；同时管内声波带来的振动使得管壁内不易粘附热烟气中的固体杂质，可长期保持较高的换热效率，有利于土壤热脱附；当哈特曼哨共振腔室内烟气压力达到一定数值时部分烟气流出哈特曼哨共振腔室，并由烟气通道进入下一个强化换热单元。

作为优选方案，所述分流平面的面积为基管截面积的10%~40%；所述分流台的最大截面积为基管截面积的60%~90%。分流平面可将来流烟气沿着分流台向管道壁面分流，使气体贴合壁面流动，增加流速的同时，可保证来流烟气进入哈特曼哨共振腔室。

作为优选方案，所述分流平面呈圆形或正多边形；所述分流台呈棱台状或圆台状。