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龙图腾网获悉中国环境科学研究院申请的专利多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置及加热方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118663681B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410761546.2，技术领域涉及：B09C1/06；该发明授权多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置及加热方法是由卜凡阳;马福俊;谷庆宝;孙宗全;沈佳伦设计研发完成，并于2024-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置及加热方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置及加热方法，包括设置在地面以上的供电系统和深入地下的加热系统，加热系统包括加热井，和设置在加热井内的加热组件，加热组件包括旋线圈加热电阻及多个竖直的导电连接杆，不同的导电连接杆连接到螺旋线圈加热电阻不同深度，供电系统和螺旋线圈加热电阻通过控制电路与任意两个导电连接杆连通形成闭环电路实现不同深度段的螺旋线圈加热电阻的加热，控制电路设置有控制不同闭环电路启闭的开关。本发明可以灵活有针对性的实现不同深度土层的差异化加热需求，实现精准加热，节省能源。

本发明授权多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置及加热方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置的加热方法，所述多段式主动开关型原位热传导土壤电加热装置，包括设置在地面以上的供电系统和深入地下的加热系统，所述供电系统和加热系统之间通过地面供电电缆33进行连接；所述加热系统包括加热井11，和设置在加热井11内的加热组件，所述加热组件包括旋线圈加热电阻13及多个竖直的导电连接杆，不同的导电连接杆连接到螺旋线圈加热电阻13不同深度，供电系统和螺旋线圈加热电阻13通过控制电路与任意两个导电连接杆连通形成闭环电路实现不同深度段的螺旋线圈加热电阻13的加热，控制电路设置有控制不同闭环电路启闭的开关；其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：确定待加热区域的地块特征：所述地块特征包括地块污染特征、土层土质特征以及水文地质特征；所述地块污染特征包括污染物种类、污染物饱和蒸气压、污染物沸点、污染物空间分布范围和污染物浓度；所述地层土质特征包括土壤类别、土壤含水量、土壤颗粒密度、土壤孔隙度、土壤颗粒的热容、土壤初始温度、土壤透气性、土壤热导率和土壤导温系数；所述水文地质特征包括地下水埋深、含水层厚度、水力梯度、土壤渗透系数和地下水流速； 步骤二：根据地块特征，将待加热地块延垂向进行概化分层； 步骤三：根据各层地块特征，确定各层土壤的加热目标温度； 步骤四：根据总体工期要求，并综合考虑需要热量最多的土壤层的地块特征，确定加热周期，所述加热周期包含升温时间、恒温时间和降温时间； 步骤五：根据土壤的地层土质特征，计算单套加热装置在升温段内的加热影响范围； 步骤六：根据需要热量最多的土壤层的的地块特征、升温时间、目标温度和加热影响范围，计算单个加热装置在土壤单位深度内的功率输入；当设定土壤加热的最终温度Tc大于100℃时，采用以下公式计算土壤单位深度内的功率输入： 式中：β表示单个加热装置单位深度的平均功率输入，W·m-1；tb表示土壤中的水完全汽化所需要的时间，day；tc2表示土壤从100℃加热到目标温度所需要的时间，day；A表示单个加热装置热辐射的影响范围,m2；ρs表示土壤颗粒密度，g·m-3；Cs表示土壤颗粒的热容，W·day·g-1·℃-1；θ表示土壤孔隙度；ρw表示水的密度，g·m-3；Cw表示水的热容，W·day·g-1·℃-1；δ表示土壤中水的饱和度；Tb表示水的沸点，℃；Ta表示土壤加热前的温度，℃；Tc表示土壤中最终的温度，℃；hw代表的是水的汽化热，单位是W·day·g–1。 当设定土壤加热的最终温度Tc小于或等于100℃时，采用以下公式计算各层土壤深度内的功率输入： 式中：σ是个0～1的数值，代表的在加热温度低于100℃条件下，水蒸发的占比，tc1表示土壤加热到目标温度所需要的时间； 步骤七：在污染土壤中的待加热区域设置所述的电加热装置；并根据步骤六的计算结果确定螺旋线圈加热电阻的线圈纵向间距和径向距离； 步骤八：根据步骤六计算的单个加热装置在土壤单位深度内的功率输入及各层的地块特征、目标温度确定出其它各土壤层的升温时间和恒温时间； 步骤九：由控制电路控制不同深度段的螺旋线圈加热电阻的加热，实现不同深度土壤层的差异加热。

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