CN109013684A - 一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，包括主加热炉体、冷凝预热器和土壤热脱附用热设备；所述土壤热脱附用热设备的冷导热油流出端通过第一导热油管与所述冷凝预热器的冷油进油端连通连接；所述冷凝预热器的预热导热油流出端通过第二导热油管与所述主加热炉体的进油端连通连接；所述主加热炉体的热油出油端通过第三导热油管与所述土壤热脱附用热设备的热油进油端连通连接；本发明的结构简单，高温烟气经过排烟管的排烟出口排向冷凝换热腔的过程中在引流锥体的引流作用下，排烟出口排出的高温尾气呈喇叭状均匀扩开至整个冷凝换热腔中，提高其冷凝换热腔中中的加热均匀度。
Description
技术领域
本发明属于土壤净化领域，尤其涉及一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置及其方法。
背景技术
热脱附土壤净化设备的热源供给装置的燃烧锅炉往往采用煤炭作为燃烧的燃料，会产生而外的污染，而乙醇作为一种液体清洁能源，在燃烧过程中产物直接是水和二氧化碳，而且乙醇属于可再生能源，而现有的锅炉中很少专门采用乙醇作为工业锅炉的燃料。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供利用乙醇作为燃料的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置及其方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，包括主加热炉体、冷凝预热器和土壤热脱附用热设备；
所述土壤热脱附用热设备的冷导热油流出端通过第一导热油管与所述冷凝预热器的冷油进油端连通连接；所述冷凝预热器的预热导热油流出端通过第二导热油管与所述主加热炉体的进油端连通连接；所述主加热炉体的热油出油端通过第三导热油管与所述土壤热脱附用热设备的热油进油端连通连接；所述第一导热油管、第二导热油管或第三导热油管上安装有循环泵；
所述主加热炉体底部连接有排烟管，所述排烟管的烟气出口端连通所述冷凝预热器的高温烟气进烟端；所述冷凝预热器的排烟口朝下设置，且所述排烟口端正下方设置有接水容器。
进一步的，所述冷凝预热器为柱状壳体结构，所述冷凝预热器的内部包括圆柱状冷凝换热腔，所述冷凝换热腔的两端分别同轴心设置有进油腔和出油环腔；所述冷凝换热腔与进油腔之间通过第一隔板分隔，所述冷凝换热腔与所述出油环腔通过第二隔板分隔；
所述冷凝换热腔中还包括若干冷凝换热管，若干冷凝换热管沿所述冷凝换热腔轴线呈圆周阵列分布；各所述冷凝换热管的两端分别连通进油腔和出油环腔；所述排烟管的排烟出口同轴心连通所述冷凝换热腔靠近第二隔板的一端，所述冷凝换热腔的腔底靠近第一隔板的一端连接排烟口；
所述进油腔连通所述第一导热油管的出油端，所述出油环腔连通所述第二导热油管的进油端。
进一步的，各所述冷凝换热管的外壁同轴心一体化设置有若干换热翅片，所述换热翅片为导热金属环片结构；各所述换热翅片沿冷凝换热管的轴线方向呈等间距阵列分布。
进一步的，所述冷凝换热腔中还包括引流锥体，所述引流锥体与所述排烟管的排烟出口同轴心设置，且所述引流锥体的尖端朝向所述排烟出口一侧，所述引流锥体的粗端固定连接支撑柱的一端，所述支撑柱的另一端同轴心固定连接第一隔板。
进一步的，主加热炉体为竖向回转壳体结构，所述主加热炉体的内壁盘旋设置有螺旋加热管，所述螺旋加热管的一端连通连接第二导热油管的出油端，所述螺旋加热管的另一端连通连接第三导热油管的进油端，所述主加热炉体的壳腔内同轴心可转动设置有自旋式火焰喷射器；
所述主加热炉体包括上下一体化连通的上外壳体和下外壳体，所述上外壳体为圆柱形壳体结构，所述下外壳体为尖端朝下的圆锥形壳体结构；所述螺旋加热管盘旋于所述上外壳体内壁；所述下外壳体的腔底水平固定设置有支撑圆盘，所述支撑圆盘的轮廓边缘呈圆周阵列分布有若干出烟孔；各所述出烟孔共同连通下方的排烟管；
所述自旋式火焰喷射器为尖端朝下的陀螺状壳体结构，所述自旋式火焰喷射器的上壳体为柱形壳体结构，所述自旋式火焰喷射器的下壳体为圆锥壳体结构；所述上壳***于所述上外壳体内腔中，所述上外壳体内壁与所述上壳体外壁之间形成环流燃烧腔；所述下外壳体锥形内壁与所述下壳体锥形外壁之间形成圆锥环腔，所述下壳体的外壁底端为球面顶结构，所述球面顶与所述支撑圆盘上表面的中心部位支撑接触，所述圆锥环腔上端连通所述环流燃烧腔，所述圆锥环腔下端通过若干所述出烟孔与所述排烟管相互导通；所述上壳体的圆柱壁面沿轴线呈圆周阵列分布有若干喷火叶片，各所述喷火叶片与所述螺旋加热管相对应。
进一步的，所述自旋式火焰喷射器的内腔还同轴心设置有浮盘，所述浮盘的盘面均匀镂空分布有若干气体通过孔，所述浮盘的盘面中心同轴心设置有穿过孔；所述浮盘上侧为燃烧压力腔，燃烧压力腔中设置有电子点火装置，所述浮盘下侧为乙醇液体腔，所述浮盘漂浮于所述乙醇液体腔中的乙醇液面上侧；所述乙醇液体腔的腔底同轴心固定设置底桩，所述底桩为柱状壳体结构，所述底桩内腔为柱状分流腔，所述底桩的圆柱壁面均匀分布有若干分流孔，各所述分流孔将所述乙醇液体腔与柱状分流腔之间相互导通；
所述自旋式火焰喷射器上还包括立管，所述立管与所述自旋式火焰喷射器同轴心设置，所述立管下端与所述底桩固定连接，且所述立管的内通道下端导通连接所述柱状分流腔，所述立管同轴心穿过所述浮盘上的穿过孔，且所述立管的上端分别穿过所述自旋式火焰喷射器的上壁和主加热炉体的顶壳壁，其中所述立管的管壁与所述顶壳壁通过第一密封轴承可转动设置；
所述分流腔中还设置有单向阀芯和向上顶压单向阀芯的阀芯复位弹簧；所述单向阀芯自由状态下，单向阀芯的阀尖向上堵塞所述立管的内通道下端；
所述燃烧压力腔的内还一体化设置有内环壁，所述内环壁与所述上壳体内壁之间形成环腔，所述环腔的顶壁上设置有若干导通孔，各所述导通孔将所述燃烧压力腔和环腔之间相互导通；所述浮盘的外轮廓与所述内环壁间隙配合；
各所述喷火叶片上一体化等距纵向阵列设置有若干喷火管，各所述喷火管的根部均连通所述环腔，各所述喷火管的末端为喷火口，各所述喷火口所在高度分别与所述螺旋加热管的所在高度相对应；且各所述喷火口的喷火方向与所对应的喷火管根部的逆时针切线呈45°夹角；各所述喷火口喷出的火焰的反冲力驱动所述自旋式火焰喷射器顺时针旋转。
进一步的，所述下壳体锥形外壁上还成锥形螺旋状盘旋设置有金属引流带，所述金属引流带与所述下外壳体内壁间隙配合；所述金属引流带将所述圆锥环腔分割成锥螺旋形烟气换热通道；还包括硬质供给管，所述硬质供给管的出料端通过第二密封轴承可转动套接所述立管上端。
进一步的，一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置的方法：
整体供热方法与过程：主加热炉体产生的高温烟气经过排烟管的排烟出口排向冷凝换热腔，在引流锥体的引流作用下，排烟出口排出的高温尾气呈喇叭状均匀扩开至整个冷凝换热腔中，冷凝换热腔中的烟气充分接触换热翅片，进而向换热翅片放出热量，进而对冷凝换热管内部流过的导热油进行加热；与此同时，由于是酒精燃烧产生二氧化碳和水，因而烟气中还蕴含有大量的水蒸气，因而水蒸气遇到温度较低的换热翅片后发生液化产生水滴，进而液化过程进一步向换热翅片放出热量，形成的水滴最终通过排烟口流出至接水容器中，与此同时冷凝换热腔中累积的其余烟气最终通过排烟口排出外界；
与此同时在循环泵的作用下从土壤热脱附用热设备流出的被冷却的冷导热油进入到冷凝预热器的进油腔中，在导热油流过冷凝换热管的过程中受到预热，进而经过预热的导热油从冷凝换热管流出至出油环腔中，进而出油环腔中的导热油通过第二导热油管连续导入到螺旋加热管中，然后导热油在螺旋加热管中受到快速加热后通过第三导热油管流进土壤热脱附用热设备中，被加热的导热油为土壤热脱附用热设备提供热量。
主加热炉体的燃烧过程与操作方法：连续向硬质供给管供给液体乙醇，进而液体乙醇通过立管的内通道连续向乙醇液体腔中注入液体乙醇，直至乙醇液体腔中的液面到达内环壁的中部所在高度时停止供给液体乙醇，然后同时向硬质供给管供给燃气和过量助燃空气，硬质供给管中的燃气和空气的混合气体通过立管的内通道进入到底桩的分流腔中，进而燃气和助燃空气的混合气体以气泡的形式从各个分流孔冒出至充满乙醇液体的乙醇液体腔中，进而燃气和空气的混合气体气泡上浮至浮盘底面所在高度处，并通过浮盘上的若干气体通过孔均匀溢出至燃烧压力腔中，然后启动燃烧压力腔中的电子打火装置，进而燃气在燃烧压力腔发生燃烧产生了明火，由于燃烧压力腔燃烧产生了明火，进而明火点燃了浮盘上的乙醇液体，进而燃烧压力腔中同时存在乙醇燃烧火焰和燃气燃烧火焰，进而燃烧压力腔因燃烧产生剧烈膨胀，由于燃烧压力腔空间有限，进而燃烧压力腔内产生高压火焰，进而燃烧压力腔内的高压火焰通过各个喷火叶片上的喷火管末端的喷火口连续喷出至环流燃烧腔中，进而各个喷火叶片上的喷火口喷出的火焰末端直接喷向所对应的螺旋加热管上，进而对其快速加热；与此同时，喷火口喷出火焰的反冲力驱动自旋式火焰喷射器自身顺时针旋转；进而各个喷火叶片上的喷火口喷出的火焰随着自旋式火焰喷射器一同旋转，进而每个喷火口喷出的火焰末端在一个旋转周期类连续扫过一整圈螺旋加热管，进而使螺旋加热管均匀快速受热，减少局部持续不对称受热的情况；与此同时喷火叶片的旋转带动下使环流燃烧腔中形成环流，进而旋转使环流燃烧腔中形成连续的环流火焰，使环流燃烧腔中的燃烧更加均匀剧烈，进而使螺旋加热管的受热更加均匀；随着环流燃烧腔中的持续燃烧和烟气的累积，燃烧反应产生的高温烟气连续进入到环流燃烧腔下方的圆锥环腔中，由于圆锥环腔被金属引流带分割成锥螺旋形烟气换热通道；因而高温烟气沿锥螺旋形烟气换热通道的盘旋方向逐渐流向圆锥环腔底端的出烟孔处并最终进入排烟管排出；在高温烟气流过锥螺旋形烟气换热通道的过程中，金属引流带和下壳体外壁吸收大量高温烟气的余热，并将吸收的热量传递给乙醇液体腔中的液体乙醇，待乙醇液体腔中的液体乙醇达到沸点时，乙醇液体腔中的液体乙醇内持续产生大量乙醇蒸汽，并且以乙醇蒸汽气泡的形式连续上冒至浮盘底面所在高度处，此时浮盘起到有效防止乙醇液体腔的液面产生大量乙醇液体液面的飞溅，造成液体溢出发生危险的情况，同时杜绝的燃烧压力腔中的高温火焰直接灼烧乙醇液体腔的液面，造成气化过量，火势不可控的危险，或者会造成大量气化蒸汽的浪费，并通过浮盘上的若干气体通过孔均匀溢出至燃烧压力腔中，此时燃烧压力腔中的乙醇蒸气量已经足够燃烧所需的燃料量，因而此时立刻停止燃气供给，但仍然维持对硬质供给管的助燃空气供给；此时燃烧压力腔内产生只有乙醇蒸汽的燃烧，进而燃烧压力腔中同样产生高压火焰并从喷火管末端的喷火口连续喷出至环流燃烧腔中，并且产生的高温烟气同样持续加热金属引流带和下壳体外壁，进而维持了乙醇液体腔中的液体乙醇的持续沸腾状态；进而形成只有乙醇燃烧的燃烧循环；在上述燃烧循环过程中乙醇液体腔中的液体乙醇被连续被消耗，在只有乙醇燃烧的燃烧循环过程中，在维持助燃空气供给管的助燃空气连续供给的情况下呈周期性为硬质供给管供给液体乙醇，进而为乙醇液体腔补充乙醇液体，进而使燃烧循环过程中维持乙醇液体腔的液面高度，进而维持了整个主加热炉体中只有乙醇燃烧的燃烧循环。
有益效果：本发明的结构简单，高温烟气经过排烟管的排烟出口排向冷凝换热腔的过程中在引流锥体的引流作用下，排烟出口排出的高温尾气呈喇叭状均匀扩开至整个冷凝换热腔中，冷凝换热腔中的烟气充分接触换热翅片，进而向换热翅片放出热量，进而对冷凝换热管内部流过的导热油进行加热；由于是酒精燃烧产生二氧化碳和水，因而烟气中还蕴含有大量的水蒸气，因而水蒸气遇到温度较低的换热翅片后发生液化产生水滴，进而利用液化过程放热的特性进一步向换热翅片放出热量充分利用主加热炉体的尾气余热。
附图说明
附图1为本发明整体第一示意图；
附图2为本发明整体第二示意图；
附图3为冷凝预热器立体剖开示意图；
附图4为冷凝预热器正剖示意图；
附图5为附图4的D向剖视图；
附图6为主加热炉体立体剖视图；
附图7为主加热炉体正剖视图；
附图8为主加热炉体的外壳体立体剖开示意图；
附图9为自旋式火焰喷射器第一结构示意图；
附图10为自旋式火焰喷射器第二结构示意图；
附图11为自旋式火焰喷射器仰视图；
附图12为自旋式火焰喷射器立体剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至12所示的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，包括主加热炉体9、冷凝预热器78和土壤热脱附用热设备77；
所述土壤热脱附用热设备77的冷导热油流出端通过第一导热油管75与所述冷凝预热器78的冷油进油端连通连接；所述冷凝预热器78的预热导热油流出端通过第二导热油管70与所述主加热炉体9的进油端连通连接；所述主加热炉体9的热油出油端通过第三导热油管71与所述土壤热脱附用热设备77的热油进油端连通连接；所述第一导热油管75、第二导热油管70或第三导热油管71上安装有循环泵；
所述主加热炉体9底部连接有排烟管12，所述排烟管12的烟气出口端连通所述冷凝预热器78的高温烟气进烟端；所述冷凝预热器78的排烟口74朝下设置，且所述排烟口端74正下方设置有接水容器78。
所述冷凝预热器78为柱状壳体结构，所述冷凝预热器78的内部包括圆柱状冷凝换热腔88，所述冷凝换热腔88的两端分别同轴心设置有进油腔83和出油环腔79；所述冷凝换热腔88与进油腔83之间通过第一隔板87分隔，所述冷凝换热腔88与所述出油环腔79通过第二隔板109分隔；
所述冷凝换热腔88中还包括若干冷凝换热管81，若干冷凝换热管81沿所述冷凝换热腔88轴线呈圆周阵列分布；各所述冷凝换热管81的两端分别连通进油腔83和出油环腔79；所述排烟管12的排烟出口91同轴心连通所述冷凝换热腔88靠近第二隔板109的一端，所述冷凝换热腔88的腔底靠近第一隔板87的一端连接排烟口74；
所述进油腔83连通所述第一导热油管75的出油端，所述出油环腔79连通所述第二导热油管70的进油端。
各所述冷凝换热管81的外壁同轴心一体化设置有若干换热翅片82，所述换热翅片82为导热金属环片结构；各所述换热翅片82沿冷凝换热管81的轴线方向呈等间距阵列分布。
所述冷凝换热腔88中还包括引流锥体80，所述引流锥体80与所述排烟管12的排烟出口91同轴心设置，且所述引流锥体80的尖端朝向所述排烟出口91一侧，所述引流锥体80的粗端固定连接支撑柱89的一端，所述支撑柱89的另一端同轴心固定连接第一隔板87。
主加热炉体9为竖向回转壳体结构，所述主加热炉体9的内壁盘旋设置有螺旋加热管22，所述螺旋加热管22的一端连通连接第二导热油管70的出油端，所述螺旋加热管22的另一端连通连接第三导热油管71的进油端，所述主加热炉体9的壳腔内同轴心可转动设置有自旋式火焰喷射器24；
所述主加热炉体9包括上下一体化连通的上外壳体9.1和下外壳体9.2，所述上外壳体9.1为圆柱形壳体结构，所述下外壳体9.2为尖端朝下的圆锥形壳体结构；所述螺旋加热管22盘旋于所述上外壳体9.1内壁；所述下外壳体9.2的腔底水平固定设置有支撑圆盘21，所述支撑圆盘21的轮廓边缘呈圆周阵列分布有若干出烟孔19；各所述出烟孔19共同连通下方的排烟管12；
所述自旋式火焰喷射器24为尖端朝下的陀螺状壳体结构，所述自旋式火焰喷射器24的上壳体24.1为柱形壳体结构，所述自旋式火焰喷射器24的下壳体24.2为圆锥壳体结构；所述上壳体24.1位于所述上外壳体9.1内腔中，所述上外壳体9.1内壁与所述上壳体24.1外壁之间形成环流燃烧腔41；所述下外壳体9.2锥形内壁与所述下壳体24.2锥形外壁之间形成圆锥环腔25，所述下壳体24.2的外壁底端为球面顶57结构，所述球面顶57与所述支撑圆盘21上表面的中心部位支撑接触，所述圆锥环腔25上端连通所述环流燃烧腔41，所述圆锥环腔25下端通过若干所述出烟孔19与所述排烟管12相互导通；所述上壳体24.1的圆柱壁面沿轴线呈圆周阵列分布有若干喷火叶片35，各所述喷火叶片35与所述螺旋加热管22相对应。
所述自旋式火焰喷射器24的内腔还同轴心设置有浮盘27，所述浮盘27的盘面均匀镂空分布有若干气体通过孔44，所述浮盘27的盘面中心同轴心设置有穿过孔43；所述浮盘27上侧为燃烧压力腔29，燃烧压力腔29中设置有电子点火装置，所述浮盘27下侧为乙醇液体腔26，所述浮盘27漂浮于所述乙醇液体腔26中的乙醇液面上侧；所述乙醇液体腔26的腔底同轴心固定设置底桩50，所述底桩50为柱状壳体结构，所述底桩50内腔为柱状分流腔53，所述底桩50的圆柱壁面均匀分布有若干分流孔49，各所述分流孔49将所述乙醇液体腔26与柱状分流腔53之间相互导通；
所述自旋式火焰喷射器24上还包括立管30，所述立管30与所述自旋式火焰喷射器24同轴心设置，所述立管30下端与所述底桩50固定连接，且所述立管30的内通道56下端导通连接所述柱状分流腔53，所述立管30同轴心穿过所述浮盘27上的穿过孔43，且所述立管30的上端分别穿过所述自旋式火焰喷射器24的上壁和主加热炉体9的顶壳壁15，其中所述立管30的管壁与所述顶壳壁15通过第一密封轴承23可转动设置；
所述分流腔53中还设置有单向阀芯55和向上顶压单向阀芯55的阀芯复位弹簧54；所述单向阀芯55自由状态下，单向阀芯55的阀尖向上堵塞所述立管30的内通道56下端；
所述燃烧压力腔29的内还一体化设置有内环壁46，所述内环壁46与所述上壳体24.1内壁之间形成环腔45，所述环腔45的顶壁47上设置有若干导通孔48，各所述导通孔48将所述燃烧压力腔29和环腔45之间相互导通；所述浮盘27的外轮廓与所述内环壁46间隙配合；
各所述喷火叶片35上一体化等距纵向阵列设置有若干喷火管33，各所述喷火管33的根部均连通所述环腔45，各所述喷火管33的末端为喷火口33.1，各所述喷火口33.1所在高度分别与所述螺旋加热管22的所在高度相对应；且各所述喷火口33.1的喷火方向32与所对应的喷火管33根部的逆时针切线31呈45°夹角，本实施例的逆时针切线31所对应的圆为上壳体24.1的外壁圆轮廓线；各所述喷火口33.1喷出的火焰的反冲力驱动所述自旋式火焰喷射器24顺时针旋转。
所述下壳体24.2锥形外壁上还成锥形螺旋状盘旋设置有金属引流带37，所述金属引流带37与所述下外壳体9.2内壁间隙配合；所述金属引流带37将所述圆锥环腔25分割成锥螺旋形烟气换热通道；还包括硬质供给管1，所述硬质供给管的出料端通过第二密封轴承38可转动套接所述立管30上端。
本方案的方法、过程以及技术进步整理如下：
整体供热方法与过程：主加热炉体9产生的高温烟气经过排烟管12的排烟出口91排向冷凝换热腔88，在引流锥体80的引流作用下，排烟出口91排出的高温尾气呈喇叭状均匀扩开至整个冷凝换热腔88中，冷凝换热腔88中的烟气充分接触换热翅片82，进而向换热翅片82放出热量，进而对冷凝换热管81内部流过的导热油进行加热；与此同时，由于是酒精燃烧产生二氧化碳和水，因而烟气中还蕴含有大量的水蒸气，因而水蒸气遇到温度较低的换热翅片82后发生液化产生水滴，进而液化过程进一步向换热翅片82放出热量，形成的水滴最终通过排烟口74流出至接水容器78中，与此同时冷凝换热腔88中累积的其余烟气最终通过排烟口74排出外界；
与此同时在循环泵的作用下从土壤热脱附用热设备77流出的被冷却的冷导热油进入到冷凝预热器78的进油腔83中，在导热油流过冷凝换热管81的过程中受到预热，进而经过预热的导热油从冷凝换热管81流出至出油环腔79中，进而出油环腔79中的导热油通过第二导热油管70连续导入到螺旋加热管22中，然后导热油在螺旋加热管22中受到快速加热后通过第三导热油管71流进土壤热脱附用热设备77中，被加热的导热油为土壤热脱附用热设备77提供热量。
主加热炉体9的燃烧过程与操作方法：连续向硬质供给管1供给液体乙醇，进而液体乙醇通过立管30的内通道56连续向乙醇液体腔26中注入液体乙醇，直至乙醇液体腔26中的液面到达内环壁46的中部所在高度时停止供给液体乙醇，然后同时向硬质供给管1供给燃气和过量助燃空气，硬质供给管1中的燃气和空气的混合气体通过立管30的内通道56进入到底桩50的分流腔53中，进而燃气和助燃空气的混合气体以气泡的形式从各个分流孔49冒出至充满乙醇液体的乙醇液体腔26中，进而燃气和空气的混合气体气泡上浮至浮盘27底面所在高度处，并通过浮盘27上的若干气体通过孔44均匀溢出至燃烧压力腔29中，然后启动燃烧压力腔29中的电子打火装置，进而燃气在燃烧压力腔29发生燃烧产生了明火，由于燃烧压力腔29燃烧产生了明火，进而明火点燃了浮盘27上的乙醇液体，进而燃烧压力腔29中同时存在乙醇燃烧火焰和燃气燃烧火焰，进而燃烧压力腔29因燃烧产生剧烈膨胀，由于燃烧压力腔29空间有限，进而燃烧压力腔29内产生高压火焰，进而燃烧压力腔29内的高压火焰通过各个喷火叶片35上的喷火管33末端的喷火口33.1连续喷出至环流燃烧腔41中，进而各个喷火叶片35上的喷火口33.1喷出的火焰末端直接喷向所对应的螺旋加热管22上，进而对其快速加热；与此同时，喷火口33.1喷出火焰的反冲力驱动自旋式火焰喷射器24自身顺时针旋转；进而各个喷火叶片35上的喷火口33.1喷出的火焰随着自旋式火焰喷射器24一同旋转，进而每个喷火口33.1喷出的火焰末端在一个旋转周期类连续扫过一整圈螺旋加热管22，进而使螺旋加热管22均匀快速受热，减少局部持续不对称受热的情况；与此同时喷火叶片35的旋转带动下使环流燃烧腔41中形成环流，进而旋转使环流燃烧腔41中形成连续的环流火焰，使环流燃烧腔41中的燃烧更加均匀剧烈，进而使螺旋加热管22的受热更加均匀；随着环流燃烧腔41中的持续燃烧和烟气的累积，燃烧反应产生的高温烟气连续进入到环流燃烧腔41下方的圆锥环腔25中，由于圆锥环腔25被金属引流带37分割成锥螺旋形烟气换热通道；因而高温烟气沿锥螺旋形烟气换热通道的盘旋方向逐渐流向圆锥环腔25底端的出烟孔19处并最终进入排烟管12排出；在高温烟气流过锥螺旋形烟气换热通道的过程中，金属引流带37和下壳体24.2外壁吸收大量高温烟气的余热，并将吸收的热量传递给乙醇液体腔26中的液体乙醇，待乙醇液体腔26中的液体乙醇达到沸点时，乙醇液体腔26中的液体乙醇内持续产生大量乙醇蒸汽，并且以乙醇蒸汽气泡的形式连续上冒至浮盘27底面所在高度处，此时浮盘27起到有效防止乙醇液体腔26的液面产生大量乙醇液体液面的飞溅，造成液体溢出发生危险的情况，同时杜绝的燃烧压力腔29中的高温火焰直接灼烧乙醇液体腔26的液面，造成气化过量，火势不可控的危险，或者会造成大量气化蒸汽的浪费，并通过浮盘27上的若干气体通过孔44均匀溢出至燃烧压力腔29中，此时燃烧压力腔29中的乙醇蒸气量已经足够燃烧所需的燃料量，因而此时立刻停止燃气供给，但仍然维持对硬质供给管1的助燃空气供给；此时燃烧压力腔29内产生只有乙醇蒸汽的燃烧，进而燃烧压力腔29中同样产生高压火焰并从喷火管33末端的喷火口33.1连续喷出至环流燃烧腔41中，并且产生的高温烟气同样持续加热金属引流带37和下壳体24.2外壁，进而维持了乙醇液体腔26中的液体乙醇的持续沸腾状态；进而形成只有乙醇燃烧的燃烧循环；在上述燃烧循环过程中乙醇液体腔26中的液体乙醇被连续被消耗，在只有乙醇燃烧的燃烧循环过程中，在维持助燃空气供给管6的助燃空气连续供给的情况下呈周期性为硬质供给管1供给液体乙醇，进而为乙醇液体腔26补充乙醇液体，进而使燃烧循环过程中维持乙醇液体腔26的液面高度，进而维持了整个主加热炉体9中只有乙醇燃烧的燃烧循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：包括主加热炉体(9)、冷凝预热器(78)和土壤热脱附用热设备(77)；
所述土壤热脱附用热设备(77)的冷导热油流出端通过第一导热油管(75)与所述冷凝预热器(78)的冷油进油端连通连接；所述冷凝预热器(78)的预热导热油流出端通过第二导热油管(70)与所述主加热炉体(9)的进油端连通连接；所述主加热炉体(9)的热油出油端通过第三导热油管(71)与所述土壤热脱附用热设备(77)的热油进油端连通连接；所述第一导热油管(75)、第二导热油管(70)或第三导热油管(71)上安装有循环泵；
所述主加热炉体(9)底部连接有排烟管(12)，所述排烟管(12)的烟气出口端连通所述冷凝预热器(78)的高温烟气进烟端；所述冷凝预热器(78)的排烟口(74)朝下设置，且所述排烟口端(74)正下方设置有接水容器(78)。
2.根据权利要求1所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：所述冷凝预热器(78)为柱状壳体结构，所述冷凝预热器(78)的内部包括圆柱状冷凝换热腔(88)，所述冷凝换热腔(88)的两端分别同轴心设置有进油腔(83)和出油环腔(79)；所述冷凝换热腔(88)与进油腔(83)之间通过第一隔板(87)分隔，所述冷凝换热腔(88)与所述出油环腔(79)通过第二隔板(109)分隔；
所述冷凝换热腔(88)中还包括若干冷凝换热管(81)，若干冷凝换热管(81)沿所述冷凝换热腔(88)轴线呈圆周阵列分布；各所述冷凝换热管(81)的两端分别连通进油腔(83)和出油环腔(79)；所述排烟管(12)的排烟出口(91)同轴心连通所述冷凝换热腔(88)靠近第二隔板(109)的一端，所述冷凝换热腔(88)的腔底靠近第一隔板(87)的一端连接排烟口(74)；
所述进油腔(83)连通所述第一导热油管(75)的出油端，所述出油环腔(79)连通所述第二导热油管(70)的进油端。
3.根据权利要求2所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：各所述冷凝换热管(81)的外壁同轴心一体化设置有若干换热翅片(82)，所述换热翅片(82)为导热金属环片结构；各所述换热翅片(82)沿冷凝换热管(81)的轴线方向呈等间距阵列分布。
4.根据权利要求2所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：所述冷凝换热腔(88)中还包括引流锥体(80)，所述引流锥体(80)与所述排烟管(12)的排烟出口(91)同轴心设置，且所述引流锥体(80)的尖端朝向所述排烟出口(91)一侧，所述引流锥体(80)的粗端固定连接支撑柱(89)的一端，所述支撑柱(89)的另一端同轴心固定连接第一隔板(87)。
5.根据权利要求2所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：主加热炉体(9)为竖向回转壳体结构，所述主加热炉体(9)的内壁盘旋设置有螺旋加热管(22)，所述螺旋加热管(22)的一端连通连接第二导热油管(70)的出油端，所述螺旋加热管(22)的另一端连通连接第三导热油管(71)的进油端，所述主加热炉体(9)的壳腔内同轴心可转动设置有自旋式火焰喷射器(24)；
所述主加热炉体(9)包括上下一体化连通的上外壳体(9.1)和下外壳体(9.2)，所述上外壳体(9.1)为圆柱形壳体结构，所述下外壳体(9.2)为尖端朝下的圆锥形壳体结构；所述螺旋加热管(22)盘旋于所述上外壳体(9.1)内壁；所述下外壳体(9.2)的腔底水平固定设置有支撑圆盘(21)，所述支撑圆盘(21)的轮廓边缘呈圆周阵列分布有若干出烟孔(19)；各所述出烟孔(19)共同连通下方的排烟管(12)；
所述自旋式火焰喷射器(24)为尖端朝下的陀螺状壳体结构，所述自旋式火焰喷射器(24)的上壳体(24.1)为柱形壳体结构，所述自旋式火焰喷射器(24)的下壳体(24.2)为圆锥壳体结构；所述上壳体(24.1)位于所述上外壳体(9.1)内腔中，所述上外壳体(9.1)内壁与所述上壳体(24.1)外壁之间形成环流燃烧腔(41)；所述下外壳体(9.2)锥形内壁与所述下壳体(24.2)锥形外壁之间形成圆锥环腔(25)，所述下壳体(24.2)的外壁底端为球面顶(57)结构，所述球面顶(57)与所述支撑圆盘(21)上表面的中心部位支撑接触，所述圆锥环腔(25)上端连通所述环流燃烧腔(41)，所述圆锥环腔(25)下端通过若干所述出烟孔(19)与所述排烟管(12)相互导通；所述上壳体(24.1)的圆柱壁面沿轴线呈圆周阵列分布有若干喷火叶片(35)，各所述喷火叶片(35)与所述螺旋加热管(22)相对应。
6.根据权利要求5所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：所述自旋式火焰喷射器(24)的内腔还同轴心设置有浮盘(27)，所述浮盘(27)的盘面均匀镂空分布有若干气体通过孔(44)，所述浮盘(27)的盘面中心同轴心设置有穿过孔(43)；所述浮盘(27)上侧为燃烧压力腔(29)，燃烧压力腔(29)中设置有电子点火装置，所述浮盘(27)下侧为乙醇液体腔(26)，所述浮盘(27)漂浮于所述乙醇液体腔(26)中的乙醇液面上侧；所述乙醇液体腔(26)的腔底同轴心固定设置底桩(50)，所述底桩(50)为柱状壳体结构，所述底桩(50)内腔为柱状分流腔(53)，所述底桩(50)的圆柱壁面均匀分布有若干分流孔(49)，各所述分流孔(49)将所述乙醇液体腔(26)与柱状分流腔(53)之间相互导通；
所述自旋式火焰喷射器(24)上还包括立管(30)，所述立管(30)与所述自旋式火焰喷射器(24)同轴心设置，所述立管(30)下端与所述底桩(50)固定连接，且所述立管(30)的内通道(56)下端导通连接所述柱状分流腔(53)，所述立管(30)同轴心穿过所述浮盘(27)上的穿过孔(43)，且所述立管(30)的上端分别穿过所述自旋式火焰喷射器(24)的上壁和主加热炉体(9)的顶壳壁(15)，其中所述立管(30)的管壁与所述顶壳壁(15)通过第一密封轴承(23)可转动设置；
所述分流腔(53)中还设置有单向阀芯(55)和向上顶压单向阀芯(55)的阀芯复位弹簧(54)；所述单向阀芯(55)自由状态下，单向阀芯(55)的阀尖向上堵塞所述立管(30)的内通道(56)下端；
所述燃烧压力腔(29)的内还一体化设置有内环壁(46)，所述内环壁(46)与所述上壳体(24.1)内壁之间形成环腔(45)，所述环腔(45)的顶壁(47)上设置有若干导通孔(48)，各所述导通孔(48)将所述燃烧压力腔(29)和环腔(45)之间相互导通；所述浮盘(27)的外轮廓与所述内环壁(46)间隙配合；
各所述喷火叶片(35)上一体化等距纵向阵列设置有若干喷火管(33)，各所述喷火管(33)的根部均连通所述环腔(45)，各所述喷火管(33)的末端为喷火口(33.1)，各所述喷火口(33.1)所在高度分别与所述螺旋加热管(22)的所在高度相对应；且各所述喷火口(33.1)的喷火方向(32)与所对应的喷火管(33)根部的逆时针切线(31)呈45°夹角；各所述喷火口(33.1)喷出的火焰的反冲力驱动所述自旋式火焰喷射器(24)顺时针旋转。
7.根据权利要求6所述的一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置，其特征在于：所述下壳体(24.2)锥形外壁上还成锥形螺旋状盘旋设置有金属引流带(37)，所述金属引流带(37)与所述下外壳体(9.2)内壁间隙配合；所述金属引流带(37)将所述圆锥环腔(25)分割成锥螺旋形烟气换热通道；还包括硬质供给管(1)，所述硬质供给管的出料端通过第二密封轴承(38)可转动套接所述立管(30)上端。
8.一种基于热脱附土壤净化设备的热源供给装置的方法，其特征在于：
整体供热方法与过程：主加热炉体(9)产生的高温烟气经过排烟管(12)的排烟出口(91)排向冷凝换热腔(88)，在引流锥体(80)的引流作用下，排烟出口(91)排出的高温尾气呈喇叭状均匀扩开至整个冷凝换热腔(88)中，冷凝换热腔(88)中的烟气充分接触换热翅片(82)，进而向换热翅片(82)放出热量，进而对冷凝换热管(81)内部流过的导热油进行加热；与此同时，由于是酒精燃烧产生二氧化碳和水，因而烟气中还蕴含有大量的水蒸气，因而水蒸气遇到温度较低的换热翅片(82)后发生液化产生水滴，进而液化过程进一步向换热翅片(82)放出热量，形成的水滴最终通过排烟口(74)流出至接水容器(78)中，与此同时冷凝换热腔(88)中累积的其余烟气最终通过排烟口(74)排出外界；
与此同时在循环泵的作用下从土壤热脱附用热设备(77)流出的被冷却的冷导热油进入到冷凝预热器(78)的进油腔(83)中，在导热油流过冷凝换热管(81)的过程中受到预热，进而经过预热的导热油从冷凝换热管(81)流出至出油环腔(79)中，进而出油环腔(79)中的导热油通过第二导热油管(70)连续导入到螺旋加热管(22)中，然后导热油在螺旋加热管(22)中受到快速加热后通过第三导热油管(71)流进土壤热脱附用热设备(77)中，被加热的导热油为土壤热脱附用热设备(77)提供热量。
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