生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备及阴燃处理方法

技术领域

本发明属于环境治理及环境修复领域，涉及一种有机物污染介质的阴燃设备及阴燃处理方法，尤其涉及一种生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备及阴燃处理方法。

背景技术

阴燃技术应用于环境治理、环境修复领域，是一项相对节能的治理各类中重度有机物污染介质（比如各类油泥，石油烃污染土壤等）的先进技术，它以污染介质中的有机污染物为燃料（污染介质中的有机污染物含量/浓度低时可以补充牺牲性燃料，实现助燃），通过无火焰的自持燃烧实现对污染介质的彻底治理。

阴燃技术可以原位或异位应用，但要求污染介质具有高通透性。原位阴燃技术适用于有机污染程度较重的中、高通透性场地。异位阴燃则主要应用于中、高浓度有机污染的介质的异位处置，重点在于工程化应用的设备工艺的开发。

目前国内外的异位阴燃设备的发展还处于早期状态，投入工程应用的主要是模块式设备，以通风加热底板（兼具加热及通风功能，阴燃启动的关键装置）为核心组件组成单一模块箱体（类似于一个集装箱大小）或多个模块拼接组合成一个更大的反应箱/堆体的设备形式。这种类型的模块设备的通风加热底板一般与盛/堆放污染介质/物料的箱体设计成一体，甚至为了确保密封，箱体的四壁的底端往往要和底板焊接，从而形成了每一个反应箱体都配备了一套通风加热底板，且二者无法分离的情况。这样的一个阴燃反应箱体的操作过程是①装料；②加热底板开始工作，直至污染介质被点燃，耗时较短；③加热底板停止加热，但进风持续，物料堆体进入无火焰的自持燃烧进程，燃烧面沿进风方向逐步推进，直至经过整个堆体，这个过程视堆体高度等多因素影响，耗时较长；④阴燃结束，冷却，卸料，即一个批次完成。

另一种已呈现的设备形式是撬装笼屉式，最底端为加热/进气室，在其上方落放2个或多个盛有污染介质的笼屉，此为一套，阴燃反应亦是批次进行。此设备形式更适用于中试演示，或小规模工程。

不论是上述模块式还是笼屉式阴燃设备，阴燃的持续阶段不需要再加热，只需要通风，加热底板处于间歇式使用状态，利用率很低；两种设备形式对设备结构受力要求高，选用材料规格保守，结构繁琐，制造成本高；模块式设备运输便利性低，设备重复利用性差，难以维修，预期寿命短，装卸料难度大；最主要的是，两种设备形式都无法实现机械化、自动化、流水线式的现代化工业生产模式。

发明内容

发明目的：为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种自动化、流水线化程度高以及生产效率高的生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备及阴燃处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备，所述生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备包括自前而后依次设置的装料装置、阴燃反应装置以及卸料装置；所述装料装置对阴燃箱体内装填初始物料；装填有初始物料的阴燃箱体置于阴燃反应装置上并进行阴燃反应；待阴燃反应结束后通过卸料装置对阴燃箱体中的处理后的物料进行卸料；所述阴燃反应装置包括支架、支撑导轨、阴燃箱体、集气装置、通风加热底板以及通风底板；所述支撑导轨在支架上表面；所述阴燃箱体置于支撑导轨上并沿支撑导轨的轴向移动；所述阴燃箱体的顶部与集气装置相贯通；沿阴燃箱体的行进方向自前而后将支撑导轨分为阴燃启动区以及持续反应区；所述通风加热底板置于阴燃箱体在阴燃启动区的投影位置处并对阴燃箱体内部的初始物料进行加热、点燃；所述通风底板置于阴燃箱体在持续反应区的投影位置处并与阴燃箱体内部相贯通，提供助燃空气，维持物料自持燃烧。

作为优选，本发明所采用的持续反应区的长度大于或等于阴燃启动区的长度。

作为优选，本发明所采用的通风加热底板包括①加热元件以及与加热元件相连的能源供给管线，能源形式不限，包括电、燃气等，以及②通风底板所含元件（见后）；所述加热元件置于阴燃箱体在阴燃启动区的投影位置处并对阴燃箱体内部进行加热；所述通风底板包括通风管路以及与通风管路相连的气源（气源为助燃用途，常用但不限于空气），通风底板包括均匀布风装置，使助燃空气均匀穿透阴燃箱体内部的物料。

作为优选，本发明所采用的集气装置包括集气罩、排气支管以及排气总管；所述集气罩罩于阴燃箱体顶部；所述阴燃箱体通过集气罩以及排气支管与排气总管相贯通。

作为优选，本发明所采用的阴燃反应装置还包括置于支架上并与通风加热底板相连的升降台；所述升降台驱动通风加热底板与处于阴燃启动区的阴燃箱体底部紧密贴合。

作为优选，本发明所采用的阴燃反应装置还包括置于支撑导轨顶部并与支撑导轨相并行的悬吊导轨；所述悬吊导轨上设置有悬吊滑块；所述悬吊滑块通过伸缩杆与罩于阴燃箱体顶部的集气罩相连；所述阴燃箱体在支撑导轨以及悬吊导轨之间自如滑动。

作为优选，本发明所采用的阴燃箱体包括箱体本体，所述箱体本体整体是包括底板及四壁的箱状结构；所述箱体本体的侧壁上设置有抓耳以及滚轮组；所述滚轮组置于支撑导轨上并沿支撑导轨的轴向移动；所述箱体本体底部自上而下依次设置有钢丝网以及钢格栅板；所述通风加热底板置于阴燃箱体在阴燃启动区的投影位置处并通过钢丝网以及钢格栅板对阴燃箱体内部的初始物料进行加热；所述通风底板置于支撑导轨底部并通过钢丝网以及钢格栅板对阴燃箱体内部进行通风助燃；所述箱体本体内设置有热电偶用于实时监测物料堆体的温度变化；所述阴燃箱体的底面积没有严格限制，以易操作、可行、最大化处置能力、效率为原则，建议以不大于10 m

作为优选，本发明所采用的装料包括料斗以及刮料机；所述阴燃箱体置于料斗的正下方；所述刮料机将倾倒至阴燃箱体的初始物料整平。

作为优选，本发明所采用的结束反应装置包括支撑平台以及置于支撑平台上的物料翻转机；所述物料翻转机与阴燃反应结束后的阴燃箱体相连并对阴燃箱体中的处理后的物料进行卸料。

一种基于如前所述的生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理方法，所述生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理方法包括以下步骤：

1）通过装料装置对阴燃箱体内装填初始物料，并对阴燃箱体内的初始物料整平；

2）将装填有初始物料的阴燃箱体置于阴燃反应装置的阴燃启动区并通过通风加热底板对阴燃箱体内部的初始物料进行加热点燃；

3）待阴燃箱体内部的初始物料被点燃后，将阴燃箱体移动至阴燃反应装置的持续反应区，腾出阴燃反应装置的阴燃启动区并等待新的装填有初始物料阴燃箱体；在阴燃反应装置的持续反应区中通过通风底板对阴燃箱体内部补充助燃空气，使阴燃箱体中已经被点燃的初始物料进入自持阴燃阶段；

4）完成阴燃反应后，阴燃箱体移动至支撑导轨末端并通过物料翻转机将阴燃箱体翻转，将阴燃箱体内的处理后的物料倾倒，完成卸料。

本发明的优点是：

本发明提供了一种生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备及处理方法，该设备包括自前而后依次设置的装料装置、阴燃反应装置以及卸料装置；装料装置对阴燃箱体内装填初始物料；装填有初始物料的阴燃箱体置于阴燃反应装置上并进行阴燃反应；待阴燃反应结束后通过卸料装置对阴燃箱体中的处理后的物料进行卸料；阴燃反应装置包括支架、支撑导轨、阴燃箱体、集气装置、通风加热底板以及通风底板；支撑导轨在支架上表面；阴燃箱体置于支撑导轨上并沿支撑导轨的轴向移动；阴燃箱体的顶部与集气装置相贯通；沿阴燃箱体的行进方向自前而后将支撑导轨分为阴燃启动区以及持续反应区；通风加热底板置于阴燃箱体在阴燃启动区的投影位置处并对阴燃箱体内部的初始物料进行加热、点燃；通风底板置于阴燃箱体在持续反应区的投影位置处时与阴燃箱体内部相贯通，提供助燃空气，维持物料自持燃烧。本发明实现了加热底板共享，避免了加热底板的间歇式启动操作，大幅提高其利用效率；箱体的制造成本由于结构简化、材料规格要求降低而显著下降；机械化、自动化、生产/流水线化程度高，显著提升生产效率；人工作业程度低，显著提升安全生产程度；显著提升单位占地面积上的生产效率。

附图说明

图1是本发明所采用的装料机构的结构示意图；

图2是本发明所采用的阴燃箱体的结构示意图；

图3是本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理设备的结构示意图；

图4是本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理设备在起始位置的结构示意图；

图5是本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理设备在起始位置以及第二位置的结构示意图；

图6是本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理设备在第N位置以及卸料时的结构示意图；

图7是本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理设备在起始位置的侧视结构示意图；

图8是采用本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备对有机物污染介质进行处理前后油泥、残渣处理效果对比图；

其中：

11-料斗；12-阴燃箱体；13-刮料机；14-初始物料；21-热电偶；22-钢格栅板；23-钢丝网；24-滚轮组；25-抓耳；31-升降台；32-通风加热底板；33-支撑导轨；34-通风底板；35-集气罩；36-伸缩杆；37-悬吊滑块；38-悬吊导轨；39-物料翻转机；310-处理后的物料；41-通风管路；42-加热元件；43-气源；44-电源；45-排气支管；46-排气总管。

具体实施方式

参见图3，本发明提供了一种生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备，生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备包括自前而后依次设置的装料装置、阴燃反应装置以及卸料装置；装料装置对阴燃箱体12内装填初始物料14；装填有初始物料14的阴燃箱体12置于阴燃反应装置上并进行阴燃反应；待阴燃反应结束后通过卸料装置对阴燃箱体12中的处理后的物料310进行卸料；阴燃反应装置包括支架、支撑导轨33、阴燃箱体12、集气装置、通风加热底板32以及通风底板34；支撑导轨33在支架上表面；阴燃箱体12置于支撑导轨33上并沿支撑导轨33的轴向移动；阴燃箱体12的顶部与集气装置相贯通；沿阴燃箱体12的行进方向自前而后将支撑导轨33分为阴燃启动区以及持续反应区；通风加热底板32置于阴燃箱体12在阴燃启动区的投影位置处并对阴燃箱体12内部的初始物料14进行加热、点燃；通风底板34置于阴燃箱体12在持续反应区的投影位置处并与阴燃箱体12内部相贯通，提供助燃空气，维持物料自持燃烧。

持续反应区的长度大于或等于阴燃启动区的长度。参见图4以及图7，通风加热底板32包括加热元件42以及与加热元件42相连的能源供给44；加热元件42置于阴燃箱体12在阴燃启动区的投影位置处并对阴燃箱体12内部进行加热；通风底板34包括通风/管路41以及与通风/布风管路41相连的气源43；通风/布风管路41补充的助燃空气贯穿阴燃箱体12内部。参见图3、图4以及图7，集气装置包括集气罩35、排气支管45以及排气总管46；集气罩35罩于阴燃箱体12顶部；阴燃箱体12通过集气罩35以及排气支管45与排气总管46相贯通。

参见图3以及图4，本发明所采用的阴燃反应装置还包括置于支架上并与通风加热底板32相连的升降台31；升降台31驱动通风加热底板32与处于阴燃启动区的阴燃箱体12底部相贴合。

参见图3，阴燃反应装置还包括置于支撑导轨33顶部并与支撑导轨33相并行的悬吊导轨38；悬吊导轨38上设置有悬吊滑块37；悬吊滑块37通过伸缩杆36与罩于阴燃箱体12顶部的集气罩35相连；阴燃箱体12在支撑导轨33以及悬吊导轨38之间自如滑动。

参见图2，阴燃箱体12包括箱体本体，箱体本体整体是包括底板及四壁的箱状结构；箱体本体的侧壁上设置有抓耳25以及滚轮组24；滚轮组24置于支撑导轨33上并沿支撑导轨33的轴向移动；箱体本体底部自上而下依次设置有钢格栅板22以及钢丝网23；通风加热底板32置于阴燃箱体12在阴燃启动区的投影位置处并通过钢丝网23以及钢格栅板22对阴燃箱体12内部的初始物料14进行加热；通风底板34置于支撑导轨33底部并通过钢丝网23以及钢格栅板22与阴燃箱体12内部相贯通；箱体本体内设置有热电偶21；阴燃箱体12的底面积建议不大于10 m

参见图1，装料包括料斗11以及刮料机13；阴燃箱体12置于料斗11的正下方；刮料机13将倾倒至阴燃箱体12的初始物料14整平。

参见图3以及图6，结束反应装置包括支撑平台以及置于支撑平台上的物料翻转机39；物料翻转机39与阴燃反应结束后的阴燃箱体12相连并对阴燃箱体12中的处理后的物料310进行卸料。本发明所提供的生产线式治理有机物污染介质的阴燃设备为钢结构，在水平方向上，可以多条生产线并排排列；垂直方向上可以布设多层，充分利用空间，实现单位占地面积上的生产能力最大化。

本发明在提供如上所记载的阴燃设备的同时，还提供了一种生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理方法，该生产线式治理有机物污染介质的阴燃处理方法包括以下步骤：

1）通过装料装置对阴燃箱体12内倾倒初始物料14，并对阴燃箱体12内的初始物料14整平；

2）将装填有初始物料14的阴燃箱体12置于阴燃反应装置的阴燃启动区并通过通风加热底板32对阴燃箱体12内部的初始物料14进行加热点燃；

3）待阴燃箱体12内部的初始物料14被点燃后，将阴燃箱体12移动至阴燃反应装置的持续反应区，腾出阴燃反应装置的阴燃启动区并等待新的装填有初始物料14阴燃箱体12（参见图5）；在阴燃反应装置的持续反应区中通过通风底板34对阴燃箱体12内部补充助燃空气，使阴燃箱体12中已经被点燃的初始物料14进入自持阴燃阶段；

4）完成阴燃反应后，阴燃箱体12移动至支撑导轨33末端并通过物料翻转机39将阴燃箱体12翻转，将阴燃箱体12内的处理后的物料310倾倒，完成卸料。

本发明是一种生产/流水线模式，显著提升单位占地面积的阴燃处置能力、效率；箱体与通风加热底板或通风底板分离，通风加热底板及通风底板实现共享。

一条生产线由1个通风加热底板和多个通风底板组成，具体数量由装载了代表性污染物料的单个阴燃箱体的点燃所需时长与完成自持燃烧所需时长而定（举例，比如点燃需2小时，完成自持燃烧需24小时，则1个通风加热底板匹配12个通风底板），在轨道上一字排开。

处于阴燃反应装置的阴燃启动区的通风加热底板位置固定不变，通风底板可以固定也可以携落在其上方的箱体随轨道一起移动；每个阴燃箱体配有一个集气罩，其阴燃箱体顶部的支线管路连接到每条生产线的集气干线管路上，起到尾气收集、冷空气稀释尾气的作用；集气罩随阴燃箱体一起在轨道上移动，直至阴燃箱体在位置n上完成物料冷却，临近进入卸料区时集气罩才脱开；

此阴燃设备系统为钢结构，在水平方向上，可以多条生产线并排排列；垂直方向上可以布设多层，充分利用空间，实现单位占地面积上的生产能力最大化；

阴燃箱体的尺寸没有限制，面积在1-10m

本发明的具体工作过程是：

1）上料由机械化料斗定量完成，并将堆料的顶面耙平；

2）装料后的阴燃箱体提升/移动至通风加热底板（参见图3以及图5的位置1）之上，开始加热；

3）阴燃箱体内的物料点燃后，箱体移动至紧邻的通风底板（参见图3以及图5的位置2）上，进入自持阴燃阶段；

4）在通风加热底板完成点燃下一个箱体之前，

5）本来在位置2上的通风底板+箱体一体移动至位置3，继续其自持阴燃过程；同时，生产线尾端位置n的通风底板返回位置2，准备好从位置1接手新的箱体，依此周而复始；或

本来在位置2上的箱体移动至位置3，继续其自持阴燃过程；位置2上的通风底板准备好从位置1接手新的箱体，依此周而复始；

6）箱体完成阴燃过程后，离开位置n后与通风底板分离，箱体自身移动至卸料区准备卸料；

7）卸料由专门设计的翻/倾倒装置将整个箱体翻/倾倒，完成快速卸料。