专利名称：土壤修复系统和方法
技术领域：
公开了用于修复被污染的土壤的系统和方法，并且更具体地，用于蒸发土壤中含有的物质并使用吸收液体收集所述物质用于再使用的系统和方法。
背景技术：
归因于土壤环境的劣化，土壤修复技术变得日益增加地重要，尤其是在其中进行开发活动的区域和场所中。依赖于被污染的土壤的性质，可以使用合适的技术。例如，电解还原方法可以用于被重金属污染的土壤的修复。在电解还原方法中，将被污染的土壤用电解溶液(例如，盐酸)浆化，并且之后将电压施加至安置在得到的浆液中的电极，从而重金属(例如，铅)沉积在电极中的一个上并且被从所述电极中的一个收集。这样的土壤修复技术使用电解还原方法，然而，其不能够用于由挥发性有机材料如卤化化合物污染的土壤。因此，危险的被有机物污染的土壤的修复可能需要例如在高温加热被污染的土壤的技术，或备选地，引起危险有机物的化学反应，以将危险的有机化合物分解为无害的化合物。因此，能够再循环或再使用从被污染的土壤提取的挥发性有机化合物的土壤修复技术将被证实是广泛有用的。附图简述
图1是显示根据本公开内容安置的土壤修复系统的实例的示意性示例。图2是显示根据本公开内容安置的土壤修复系统的传送器的实例的示意性示例。图3是安置用于根据本公开内容的土壤修复系统的计算装置的实例的框图。图4是示例安置用于根据本公开内容的土壤修复系统的土壤修复方法的实例的流程图。图5是显示根据本公开内容安置的土壤修复系统的蒸馏设备的实例的示意性示例。图6是根据本公开内容安置的土壤修复系统的另一个的实例的示意性示例。图7是根据本公开内容安置的土壤修复系统的再另一个的实例的示意性示例。详述现在将详细参考实施方案，其实例在附图中示例。附图意图是示例性的并且可以不按比例绘制。在以下详述中，给出数个具体细节以便提供对本公开内容的全面理解。然而，对于本领域技术人员显见的是本公开内容可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他实例中，未详细描述公知的方法、程序、组件和电路以便不会不必要地使得实施方案的各方面模糊。本公开内容描述用于土壤修复的技术，装置，设备，系统和方法，其包括，但是不限于，通过加热装置加热被污染的土壤以气化至少一种挥发性物质，并且将气化的挥发性物质引入至储存槽中容纳的吸收液体中，以捕获气化的挥发性物质。此外，本公开内容描述用于提取的技术、装置、设备、系统和方法，包括，但是不限于，从吸收液体移除挥发性物质。
图1是显示土壤修复系统的实例的示意性示例。参考图1，土壤修复系统100可以包括至少一个气化装置Iio和至少一个储存槽120，所述气化设备配置为气化土壤中含有的至少一种挥发性物质，所述储存槽配置为容纳有用于捕获或收集气化的挥发性物质的至少一种吸收液体。此外，土壤修复系统100可以包括蒸馏设备130，所述蒸馏设备配置为将所收集的挥发性物质从吸收液体蒸馏出。土壤修复系统100可以通过计算装置300控制。土壤修复系统100可以位于所要处理的土壤之处或附近，或备选地，在远离所要处理的土壤的位置。该系统可以固定在其位置处，也可以是便携式的。便携式系统可以安装在多种交通工具上，如卡车、火车、拖拉机、货车、飞机、直升机、轮船、驳船、潜艇等。要修复的土壤可以含有一种或多种挥发性物质或污染物。挥发性物质可以是有机化合物。挥发性物质可以是危险性的或非危险性的。有机化合物的实例包括，但是不限于，I，2- 二氯乙烷、I，1- 二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、1，3-二氯丙烯、二氯甲烷、四氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、四氯乙烯、二嗎英和多氯联苯(PCB)。此外，一些芳族烃化合物如苯和甲苯也被认为是危险物质。土壤修复系统100可以与输入传送器102和输出传送器104可操作连接以便递送土壤。气化设备110可以包括传送器111和加热装置112。在本公开内容中，传送器111可以是，但是不限于，螺杆传送器或带传送器。在另一个实例中，可以使用挤出机代替传送器111以传送土壤。可以将土壤靠挤出机的挤出板挤出。传送器111可以包括入口 113,传送器主体114、排出口 115以及功率传输机构116。入口 113典型地包括配置为从进入传送器102接收土壤的料斗113a。入口 113的一部分可以起预加热室113b的功能，以在将土壤引入至传送器主体114中之前将土壤预加热。入口 113可以还包括土壤切割器(未显示)以粒化土壤的团块。入口 113可以还包括筛或其他分级装置以按粒径分离土壤。入口 113可以配置为排除岩石、人造碎片或其他大粒子。入口 113的相反端与传送器主体114的入口连接。如图2中所示，传送器主体114可以包括中空导管形式的结构外壳1141，以及安置在其中的传送器螺杆1142。传送器主体114的长度、直径和其他尺寸一般可以是任意长度，并且可以根据气化设备的所需的尺寸和吞吐量选择。在一个实例中，传送器主体114的长度可以是，但是不限于，约I米、约2米、约3米、约4米、约5米等；并且传送器主体114的内径可以是，但是不限于，约I米、约2米、约3米、约4米、约5米等。虽然未显示，传送器螺杆1142可以由轴承支撑。不限制传送器螺杆1142的螺旋节距。虽然典型的传送器螺杆在图2中给出，可以使用多种类型的传送器螺杆。例如，可以使用无中心型螺杆。在另一个实例中，传送器螺杆1142可以由带螺杆或切割阶梯螺杆构成。传送器主体114的外壳1141的上部可以沿其传送方向穿孔，具有一个或多个孔1143，其气密地连接至管线106以将气化物质与载气一起递送至储存槽120。再看图1，功率传输机构116可以配置为包括电动机116a并且驱动传送器螺杆1142轴向旋转。传送器螺杆1142的旋转允许将从入口 113引入的土壤以在箭头A的方向上行进(也参见图2)。土壤穿过传送器主体114的线性流速一般可以是任意速率，并且可以根据所需的气化设备的尺寸和吞吐量选择。土壤的线性流速的实例可以是，但是不限于，约0.1米/分钟、约0.5米/分钟或约I米/分钟。将穿过传送器主体114传送的土壤从排出口 115排出，并且可以之后进一步由输出传送器104递送至所需的目的地。排放的土壤可以作为回填使用。备选地，可以将土壤进一步引入至另一个土壤修复系统以收集另一种物质。加热装置112配置为加热通过传送器主体114传送的土壤。土壤在传送器主体114中的停留时间可以通过用长度除以线性流速容易地计算，并且通常可以是任意时间长度。例如，在如上面讨论的其中传送器主体114的长度为约3米并且流速为约0.1米/分钟的情况下，可以将通过传送器主体114行进的土壤加热约30分钟。停留时间可以根据气化设备的尺寸和大小、所需的吞吐量、所要移除的挥发性化合物以及土壤的污染程度变化。在本发明中，加热装置112可以是，但是不限于，感应加热装置。感应加热装置能够通过电磁感应加热导电物体。在其中所要加热的物体是绝缘材料的情况下，感应加热装置可以电磁地加热感受器，从而允许通过从感受器传导的热将绝缘材料加热。感受器可以由钨或石墨构成。典型地，土壤可以包含铁，以及碳和其同素异形体，并且因此它们可以在感应加热过程中起到感受器的功能。可以将感受器材料在处理之前加入至土壤。然而，这不意味着本公开内容中的感应加热装置不包括感受器在这里的安置。在非限制性实例中，可以将感受器设置在传送器螺杆1142的轴的表面上。在另一个实例中，可以使用气体燃烧器作为加热装置112。气体燃烧器可以在计算装置300的控制下加热传送器主体114的一部分或全部。备选地，可以用位于传送器主体114中的电加热的导线加热土壤。加热装置112可以包括工作线圈1121和AC电源1122。工作线圈1121可以是连续的管或管线的形式，其可以由导电金属如铜制成。工作线圈1121缠绕在传送器主体114的外表面周围。应当明白的是可以提供多个工作线圈1121。工作线圈1121与AC电源1122电连接。虽然在图1中未显示，工作线圈1121可以也与冷却装置连接以使得冷却介质，如水，可以通过工作线圈1121的内部循环。循环的冷却介质可以移除来自工作线圈1121的焦耳加热，从而防止工作线圈1121的电阻不利地增加。加热装置112的加热温度可以依赖于要从土壤移除的挥发性物质的沸点选择。加热温度的实例在约100至约150摄氏度，约150至约200摄氏度，或约200至250摄氏度的范围内。例如，已知1，2-二氯乙烷的沸点为约83.5摄氏度。因此，为了从土壤移除1，2-二氯乙烷，加热温度可以在位于或高于挥发性物质的沸点的温度选择，例如，约100摄氏度。备选地，1，1，2_三氯乙烷从土壤的移除可以用约125摄氏度的加热温度进行，其高于该物质的114摄氏度沸点。AC电源1122配置为将高频交流电提供至工作线圈1121。AC电源1122的功率输出以及所使用的AC频率可以依赖于多种因素选择，如土壤的体积或性质，或工作线圈与土壤的结合。功率输出的范围的实例可以是，但是不限于，约IkW-约3000kW，并且AC的频率的范围的实例可以是，但是不限于，约IkHz-约300kHz。在一些实施方案中，气化设备110可以还包括用于预加热土壤的装置。在本公开内容中，预加热装置117安装在入口 113的预加热室113b上。预加热装置117可以配置为通过电磁感应预加热土壤。通过预加热装置117的预加热温度可以是低于土壤中含有的挥发性物质的沸点的温度。在一些实施方案中，气化设备110可以还包括气体提供器118，所述气体提供器配置为将载气提供至传送器主体114。载气可以由惰性气体，如氮或氩组成。载气可以含有分子氧(O2)或没有分子氧。载气可以减少或防止挥发性物质在传送器主体114中氧化。如果挥发性物质易于氧化，在载气中具有低或零浓度的分子氧可以减少或消除氧化。可以将载气充分加热以便防止传送器主体114的内部温度显著地降低。在一些情况下，可以将载气加热至与传送器主体114的温度相同或相似的温度。载气的量和流速可以根据气化设备110的尺寸和大小广泛地变化。所提供的载气的量的实例可以是，但是不限于，约IOOmL/分钟，约200mL/分钟，约300mL/分钟，约400mL/分钟，或约500mL/分钟。可以将气化的挥发性物质和载气的混合气体经由管线106引导至储存槽120。为了保持气化的挥发性物质的温度，可以将加热器或绝缘体安装在全部或一部分的管线106上。
储存槽120配置为容纳有离子液体(“IL”)以起到作为用于气化的挥发性物质的吸收液体的功能。储存槽120可以与传送器主体114气体连接。安置从传送器主体114延伸的管线106以延伸至或进入储存槽120中。管线106在其远端可以包括喷头以有效地溶解气化的目标物质。离子液体是具有在室温或低于室温的熔点的液体状态下的盐。离子液体可以含有至少一种阳离子和至少一种阴离子。离子液体与水或有机溶剂的可混合性可以随着阳离子上的侧链长度和阴离子的选择变化。很多离子液体可以具有低可燃性、出色的热稳定性和宽的液体区域。离子液体展现低蒸气压。因此，使用离子液体可以减少或消除考虑溶解至气相和超临界流体相，以及排放至环境的需要。此外，通过离子液体的气体吸收可以是物理吸收过程。因此，可以将目标气体以与离子液体进行接触的方式容易地俘获或捕获，并且随后在减压下提取。此外，可以重新使用或再循环已经从其提取了气体的离子液体。可以使用宽范围的离子液体作为吸收液体，因为离子液体典型地具有比挥发性物质的沸点低的熔点。此外，可以选择离子液体以便不溶解所要使用的载气。在本公开内容中，尚子液体可以包括，例如，咪唑鐵盐、卩比唳鐵盐、卩比咯烧鐵盐、铵盐和鱗盐。尚子液体的具体实例包括六氟磷酸1- 丁基-3-甲基咪唑镣[BMIm] [PF6]、1- 丁基-3-甲基咪唑镣'双(三氟甲磺酰)亚胺[BMIm] [TFSI]、六氟磷酸1-己基-3-甲基咪卩生LHMIm] [PF6]、四氟硼酸1-己基-3-甲基咪唑f翁[HMIm] [BF4]、三氟甲磺酸1_己基_3_甲基咪唑I翁[HMIm][CF3SO3]、1-己基-3-甲基咪唑锆双(三氟甲磺酰)亚胺[HMIm] [TFSI]、六氟磷酸1-辛基-3-甲基咪唑镣[OMIm] [PF6]、四氟硼酸1_辛基_3_甲基咪唑始[OMIm] [BF4]、四氟硼酸1-丁基_2，3-二甲基咪唑镣[BDMIm] [BF4]、三氟甲磺酸1-丁基_2，3-二甲基咪唑镎[BDMIm] [CF3S03]、四氟硼酸1-己基_2，3-二甲基咪唑镣[HDMIm] [BF4]、1，3-二烯丙基咪唑镣'双(三氟甲磺酰)亚胺[AAIm] [TFSI]、四氟硼酸1- 丁基吡啶镣[BPy] [BF4]、四氟硼酸
1-己基吡啶镣[C6Py] [BF4]、1-丁基-1-甲基吡咯烷镣'双(三氟甲磺酰)亚胺[BMPyrr][TFSI]、三氟甲磺酸1-丁基-1-甲基吡咯烷错[BMPy] [CF3SO3]、四氟硼酸N，N, N, N-二甲基-甲基-2-甲氧基乙基铵[DMMMoeAM] [BF4]以及三环己基(十四烷基)铋双(三氟甲磺酰)亚胺[TCTDP] [TFSI]。可以将含有挥发性物质的离子液体在不进一步处理的情况下丢弃，也可以将挥发性物质从离子液体移除。蒸馏设备130配置为在蒸馏过程中从吸收离子液体蒸发挥发性物质。如贯穿说明书使用的术语“蒸馏”意图包括任意类型的基于它们从液体混合物挥发性上的不同分离混合物的方法。可以使用多种已知的蒸馏技术用于根据本公开内容安置的土壤修复系统。后面将参考图5论述蒸馏设备的示意性构造的实例。
图3是描绘根据本公开内容的安排用于土壤修复系统的计算装置300的框图。在非常基本的构造302中，计算装置300典型包括一个或多个处理器304以及系统储存器306。储存器总线308可以用于处理器304与系统储存器306之间的通讯。依赖于所需的构造，处理器304可以是任意类型的，包括，但是不限于，微处理器(μ P)、微控制器(μ C)、数字信号处理器(DSP)，或它们的任意组合。处理器304可以包括一级或多级高速缓存，如一级高速缓存310和二级高速缓存312，处理器核芯314以及寄存器316。实例处理器核芯314可以包括算数逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核芯(DSP核芯)，或它们的任意组合。实例存储控制器318也可以与处理器304 —起使用，或在一些实施中存储器控制器318可以是处理器304的内部部分。依赖于所需的构造，系统存储器306可以是任意类型的，包括但是不限于易失性存储器(如RAM)、非易失性存储器(如ROM、闪存等)或它们的任意组合。系统存储器306典型地包括操作系统320、一个或多个应用322以及程序数据324。应用322可以包括安置为控制土壤修复系统10 0的控制程序326。控制程序324可以选择，例如，传送器111的传送速率。此外，控制程序324可以控制通过加热装置112的加热温度。程序数据324可以包括可以用于如本文所描述的选择传送速率以及温度的控制数据328。在一些实例中，可以将应用322安排为以操作系统320上的程序数据324操作，以使得调节并保持所选择的加热温度。这里描述的基本构造302在图3中由内虚线之内的那些组件示例。计算装置300可以具有其他特征或功能，以及便于基本配置302和任何所需的装置和接口之间通信的附加接口。例如，可以使用总线/接口控制器330以便于基本配置302与一个或多个数据存储装置332之间经由存储接口总线334的通信。数据存储装置332可以是可移动存储装置336，不可移动存储装置338，或它们的组合。可移动存储和不可移动存储装置的实例包括磁盘装置如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD)、光盘驱动器如高密度光盘(CD)驱动器或数字多功能光盘(DVD)驱动器、固态驱动器(SSD)以及磁带机等。示例计算机储存介质可以包括以用于信息存储的任何方法或技术如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。系统存储器306、可移动存储装置336和不可移动存储装置338是计算机储存介质的实例。计算机储存介质包括，但不限于，RAM、ROM、EEPR0M、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多用途光盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置，或可以用于存储所需信息并且可以由计算装置300访问的任何其他介质。任何这种计算机储存介质可以是计算装置300的一部分。计算装置300还可以包括用于便于不同接口装置(例如，输出装置342、外围接口344和通信装置346)与基本配置302经由总线/接口控制器330通信的接口总线342。示例输出接口 342包括图形处理单元348和音频处理单元350，其可以被配置为经由一个或多个A/V端口 352与不同外部装置如显示器或扬声器通信。示例外围接口 344包括串行接口控制器354或并行接口控制器356，其可以被配置为与外部装置如输入装置(例如，键盘、鼠标、笔、音频输入装置、触摸输入装置等)或其他外围装置(例如，打印机、扫描仪等)经由一个或多个I/O端口 358通信。示例通信装置346包括网络控制器360，其可以被设置为便于与一个或多个其他计算装置362通过网络通信经由一个或多个通信端口 364通信连接。网络通信连接可以是通信介质的一个实例。通信介质典型地可以通过计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制的数据信号如载波或其他传输机制中的其他数据实现，并且可以包括任何信息传递介质。“调制的数据信号”可以是其特征的一个或多个以将信息编码在信号中的方式设定或改变的信号。作为实例，而不是限制性的，通信介质可以包括有线介质如有线网络或直接接线连接，以及无线介质如声波、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质。如本文所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质两者。可以将计算装置300实现为小形状因子的便携式(或可移动)电子装置如移动电话、个人数字助理(PDA)、个人媒体播放装置、无线网络浏览装置、个人头戴式耳机装置、专用装置或包括任意以上功能的混合装置的一部分。也可以将计算装置300实现为包括便携式计算机和非便携式计算机构造两者的个人计算机。图4是示例安置用于根据本公开内容的土壤修复系统的土壤修复方法的实例的流程图。该方法可以在土壤修复系统100的计算装置300的控制下进行。参考图4，在操作410中，将预定量的离子液体提供在储存槽120中。在操作420中，将气化设备110升温。具体地，传送器111的传送器螺杆1142开始以预定速率旋转，并且将具有预定频率的AC功率施加至工作线圈1121。在一个实例中，可以选择传送器螺杆1142的旋转速率以使得土壤的流动速率为约0.1米/分钟。此外，可以施加约3000kW的功率输出和约3kHz的AC频率。在一些实施方案中，还也可以驱动预加热装置。此外，将足以填充传送器主体114内部的载气提供至传送器主体。在一个实例中，可以提供约200mL/分钟的载气。此外，冷却介质可以穿过工作线圈循环。在完成升温之后，在操作430中，将可以含有至少一种挥发性化合物的被污染的土壤引入至传送器111的入口 113中。在操作440中，将土壤在通过加热装置112加热的传送器主体114上传送通过。在该操作中，可以将挥发性化合物依赖于加热温度气化并经由管线106与载气一起排出至储存槽120。其间，将修复后的土壤从排出口 115排出。在操作450中，将通过管线106递送至储存槽120的气化的挥发性物质捕获并溶解在离子液体中。通过以上修复过程的方式，将污染的土壤修复，同时将挥发性化合物收集在离子液体中。在以上修复过程之后，在操作460中，将在其中溶解有挥发性化合物的离子液体任选地进料至蒸馏设备130，并且将挥发性化合物从离子液体蒸馏出。图5是显示根据本公开内容安置的土壤修复系统100的蒸馏设备130的实例的示意性示例。依赖于所需构造，蒸馏设备可以是任意类型的，包括，例如，简单蒸馏、分馏(精馏)设备、水蒸汽蒸馏设备以及真空蒸馏设备。仅用于示例的目的，将蒸馏设备130显示并描述为真空蒸馏设备。参考图5，蒸馏设备130可以包括蒸馏塔131、真空泵132、冷凝器133、回收槽134以及制冷装置135。蒸馏塔131配置为含有离子液体。可以将离子液体从储存槽120经由管线108进料。在一个实例中，可以安置鼓泡管线136以延伸至蒸馏塔131中。鼓泡管线136可以与气体提供器118连接(也参见图1)。在鼓泡过程中，将鼓泡气体(例如，氮气)经由鼓泡管线136进料至蒸馏塔131中含有的离子液体中。蒸馏塔131包括位于其上部的出口，并且管线137气密地连接至出口。管线137经由冷凝器133延伸至回收槽134。真空泵132与蒸馏塔131经由管线137可操作地连接，并且配置为部分减小蒸馏塔131的内部压力。通过减小蒸馏塔131的内部压力的方式，可以将溶解在离子液体中的挥发性物质气化，并且可以将气化的挥发性物质经由管线137引入至冷凝器133中。冷凝器133配置为将气化的挥发性物质冷凝为其液相。冷凝器133可以包括冷却装置(未显示)。将液相挥发性物质引入至回收槽134中。回收槽134可以通过制冷装置135冷冻。制冷装置可以包括冷却介质如液氮。依赖于挥发性物质的性质，回收塔134可以含有液相或固相的挥发性物质。可以将所回收的挥发性物质重新使用、再循环或丢弃。此外，也可以将残留的离子液体重新使用或再循环。在另一个实例中，蒸馏设备130可以还包括再沸器138，所述再沸器配置为在预定温度加热离子液体以便促进蒸馏过程。此外，蒸馏设备130可以改造为分馏以从离子液体分离不同物质。蒸馏设备130可以包括能够重复气化冷凝循环的构造。例如，蒸馏塔131可以包括安置在其中的塔盘或填充物。在一些实施方案中，土壤修复系统100可以适合用于重复加热-捕获循环。图6是根据本公开内容安置的土壤修复系统100的另一个实例的示意性示例。如图6中所示，土壤修复系统100可以包括多个加热装置112A和112B以基于它们挥发性上的不同提取多种挥发性物质。虽然图6显示了两个加热装置，可以使用任何多个数目的加热装置，如2、3、
4、5、6个等。可以将多个加热装置112A和112B沿传送器111的传送方向安装在传送器主体114上。可以将多个加热装置112A和112B配置为依赖于多种挥发性物质的沸点在不同的温度加热土壤。可以安置多个加热装置以使得土壤在传送器主体的起始端暴露至较低温度，并且在传送器主体的末端暴露至较高温度。多个加热装置可以连接至多个储存槽，各自含有相同的或不同的离子液体。计算装置300可以独立地控制多个加热装置112A和112B。在一个实例中，在其中挥发性物质是其沸点为83.5摄氏度的1，2_二氯乙烷和其沸点为114摄氏度的1，1，2-三氯乙烷的情况下，多个加热装置112A和112B的加热温度分别选择在约100摄氏度和150摄氏度。虽然在图6中未显示，可以依赖于一种或多种离子液体的特性提供一个或多个储存槽110。例如，1-丁基-3-甲基咪唑镣双(三氟甲磺酰)亚胺的离子液体可以吸收1，
2-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷两者，并且因此传送器主体114可以与单个储存槽120经由管线106A和106B连通。备选地，可以使用两个不同的储存槽120以分别含有两种挥发性物质。图7是根据本公开内容安置的土壤修复系统100的再另一个实例的示意性示例。图7中所示的土壤修复系统100可以包括串联安置的多个气化设备110A-110C。在该实例中，彼此相邻的传送器主体114-114C可以分别经由斜道115'连接。传送器主体114-114C一般可以通过任何类型的连接器连接，如斜道或传送器带。因此，可以将土壤在不暴露至大气的情况下通过传送器111A-111C传送。在另一个实例中，开放和关闭闸口可以位于连接器中。闸口可以防止挥发性物质扩散至相邻的传送器主体中。计算装置300可以根据土壤的加热的进程控制闸口的打开和关闭。多个气化设备110-A-110C的每一个可以包括与上面描述的相同的基本构造。计算装置300 (在图7中未显示)可以控制功率传输机构116A-116C，以便同步驱动传送器111A-111C。而且，计算装置300可以独立地控制加热装置112A-112C以使得它们依赖于目标物质在不同的温度加热土壤。在一个实例中，加热装置112A-112C的加热温度可以分别选择在约100摄氏度，在约150摄氏度，以及在约200摄氏度。可以将通过加热装置112A-112C在传送器主体114A-114C的每一个中气化的至少一种物质经由管线106A-106C引入至储存槽120A-120C中。如上所述，依赖于离子液体相对于目标物质的特性，可以将多种气化的挥发性物质引入至单一的储存槽中。多个储存槽可以含有相同的或不同的离子液体。虽然图7画有三个传送器主体，可以连接任意数目的传送器主体，如2、3、4、5、6个等。作为上面详细描述的多种构造的结果，在本公开内容中安置的土壤修复系统和方法能够修复被污染的土壤，同时从土壤蒸发至少一种挥发性化合物并将其通过离子液体捕获。此外，随后可以将至少一种挥发性化合物通过蒸馏从离子液体分离。虽然关于有限数目的实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员受益于本公开内容将明白可以得到不脱离如本文公开的本发明的范围的其他实施方案。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种土壤修复系统，所述土壤修复系统包括: 传送器，所述传送器包括外壳并且配置为传送要修复的土壤通过所述外壳； 加热装置，所述加热装置配置为加热在所述外壳中传送的所述土壤，以气化所述土壤中含有的物质；和 储存槽，所述储存槽与所述外壳气体连接，以接收通过加热而由所述土壤提取的气化物质， 其中所述储存槽配置为容纳有适合于捕获所述气化物质的离子液体。
2.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其中所述加热装置包括感应加热装置，所述感应加热装置配置为电磁地感应加热。
3.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其中所述加热装置配置为在等于或高于所述土壤中含有的所述物质的沸腾温度的温度加热所述土壤。
4.根据权利要求1所述的土壤修复系统，所述土壤修复系统还包括气体提供器，所述气体提供器配置为将载气提供至所述外壳。
5.根据权利要求4所述的土壤修复系统，其中所述载气包含氮。
6.根据权利要求1所述的土壤修复系统，所述土壤修复系统还包括预加热装置，所述预加热装置配置为在比所述土壤中含有的所述物质的所述沸腾温度低的温度预加热所述土壤。
根据权利要求1所述的土壤修复系统，所述土壤修复系统还包括蒸馏设备，所述蒸馏设备配置为从所述离子液体蒸馏出所述物质。
7.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其中所述离子液体包含选自由以下各项组成的组的至少一种:咪唑镣.盐、吡啶餘纟盐、吡咯烷$翁盐、铵盐和辚盐。
8.根据权利要求1所述的土壤修复系统，其中所述离子液体液体包含选自由以下各项组成的组的至少一种:六氟磷酸1- 丁基-3-甲基咪唑 翁、1- 丁基-3-甲基咪唑镣双(三氟甲磺酰)亚胺、六氟磷酸1-己基-3-甲基咪唑铸|、四氟硼酸1-己基-3-甲基咪唑锫|、三氟甲磺酸1-己基-3-甲基咪唑镣、1-己基-3-甲基咪唑备I双(三氟甲磺酰)亚胺、六氟磷酸1-辛基-3-甲基咪唑铪四氟硼酸1-辛基-3-甲基咪唑镣、四氟硼酸1-丁基_2，3-二甲基咪唑f翁、氟甲磺酸1-丁基_2，3-二甲基咪唑_,、四氟硼酸1-己基-2，3-二甲基咪唑Ifl I, 3-二烯丙基咪唑纟翁双(三氟甲磺酰)亚胺、四氟硼酸1-丁基吡啶功四氟硼酸1-己基吡啶镣、1-丁基-1-甲基吡咯烷龜双(三氟甲磺酰)亚胺、三氟甲磺酸1-丁基-1-甲基吡咯烷镣、四氟硼酸N，N，N，N-二甲基-甲基-2-甲氧基乙基铵、以及三环己基(十四烷基)丨锬双(三氟甲磺酰)亚胺。
9.一种土壤修复系统，所述土壤修复系统包括: 传送器，所述传送器包括外壳并且配置为传送要修复的土壤通过所述外壳； 多个加热装置，所述多个加热装置分别与所述外壳的一部分结合，其中所述多个加热装置配置为加热在所述外壳中传送的所述土壤至不同的温度，以分别气化所述土壤中含有的不同物质；和 多个储存槽，所述多个储存槽与其所结合的所述外壳的相应的部分气体连接，以接收相应的不同气化物质； 其中所述多个储存槽配置为分别容纳有离子液体，所述离子液体适合于捕获所述相应的不同气化物质。
10.根据权利要求10所述的土壤修复系统，其中所述多个加热装置分别在不同的温度加热所述土壤。
11.根据权利要求10所述的土壤修复系统，其中所述多个加热装置中的至少一个包括感应加热装置，所述感应加热装置配置为电磁地感应加热。
12.根据权利要求10所述的土壤修复系统，所述土壤修复系统还包括气体提供器，所述气体提供器配置为将载气提供至中空管道。
13.—种土壤修复系统，所述土壤修复系统包括: 多个传送器，所述多个传送器各自包括外壳并且各自配置为传送要修复的土壤通过所述外壳，其中所述多个传送器在操作上串联连接； 多个加热装置，所述多个加热装置配置为加热在与所述加热装置相结合的所述传送器的相应的外壳中传送的所述土壤，以分别气化所述土壤中含有的不同物质；和 多个储存槽，所述多个储存槽和与所述储存槽相结合的所述传送器的相应的外壳气体连接，以接收通过加热而由所述土壤提取的相应的不同气化物质， 其中所述多个储存槽配置为分别容纳有离子液体，所述离子液体适合于捕获所述相应的不同气化物质。
14.根据权利要求14所述的土壤修复系统，其中所述多个加热装置分别在不同的温度加热所述土壤。
15.根据权利要求14所述的土壤修复系统，其中所述多个加热装置中的至少一个包括感应加热装置，所述感应加热装置配置为电磁地感应加热。
16.根据权利要求14所述的土壤修复系统，所述土壤修复系统还包括气体提供器，所述气体提供器配置为将载气提供至所述多个传送器中的至少一个的中空管道。
17.一种土壤修复系统，所述土壤修复系统包括: 多个土壤修复子系统， 其中所述多个土壤修复子系统的每一个包括: 传送器，所述传送器包括外壳并且配置为传送要修复的土壤通过所述外壳； 加热装置，所述加热装置配置为加热在所述外壳中传送的所述土壤，以气化所述土壤中含有的物质；和 储存槽，所述储存槽与所述外壳气体连接以接收所述气化物质； 其中所述储存槽配置为容纳有适合于捕获所述气化物质的离子液体，并且其中:a)所述多个土壤修复子系统的所述传送器操作上串联连接；并且b)所述多个土壤修复子系统的每一个的所述加热装置配置为将所述土壤加热至不同的温度。
18.—种土壤修复方法，所述土壤修复方法包括: 提供土壤； 提供离子液体，所述离子液体适合于捕获要修复的土壤中含有的物质； 加热所述土壤以气化所述物质；和 在所述离子液体中捕获所述气化物质。
19.根据权利要求19所述的土壤修复方法，其中所述加热包括电磁感应加热。
20.根据权利要求19所述的土壤修复方法，所述土壤修复方法还包括将载气提供至所述土壤以便将气态物质运载至所述离子液体。
21.根据权利要求19所述的土壤修复方法，所述土壤修复方法还包括在比所述土壤中含有的所述物质的沸腾温度低的温度预加热所述土壤。
22.根据权利要求19所述的土壤修复方法，所述土壤修复方法还包括在所述捕获步骤之后从所述离子液体提取所述物质。
23.根据权利要求19所述的土壤修复方法，所述土壤修复方法还包括: 提供多种离子液体，所述多种离子液体分别适合于捕获所述土壤中含有的多种不同物质；和 重复所述加热步骤和所述捕获步骤以使得通过相应的离子液体捕获不同的气化物质。
24.根据权利要求24所述的土壤修复方法，其中，在所述加热步骤的重复中，对于相应的加热步骤选择加热所述土壤的不同温度。
25.根据权利要求24所述的土壤修复方法，所述土壤修复方法还包括在至少一个所述捕获步骤之后将所述物质 从至少一种所述离子液体移除。
全文摘要
本发明描述了土壤修复系统，所述土壤修复系统含有至少一个加热装置和至少一个储存槽，所述加热装置配置为加热要修复的被污染的土壤，所述储存槽配置为容纳有离子液体。将由挥发性化合物污染的土壤通过所述加热装置加热以气化所述挥发性化合物，所述挥发性化合物由所述离子液体捕获。
文档编号B09C1/06GK103221158SQ20108007022
公开日2013年7月24日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者花阪文宏 申请人:英派尔科技开发有限公司