本发明涉及污泥处理，具体涉及一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持装置及方法。
背景技术：
1、各大油田企业每年需要打如探井、生产井、采油井，在打井过程中，每口井大致会产生废泥浆70-100 m3，使得每年就打井作业就产生含油污泥约4×104m3。油泥不仅含有大量的油资源而且还含有大量有害有毒的物质，如不加以合理处理利用，不仅会浪费大量的资源，还会造成严重的环境污染。
2、含油污泥处理技术可以归为两大类：第一类是以无害化处理为主的技术，以填埋法为主；第二类是以资源化处理为主的技术，其中包含溶剂萃取法、焚烧法等。填埋技术是简单的含油污泥处理方法，其处理工艺简单、运行成本低，但此技术并没有对油泥进行本质性的处理，容易造成二次污染。溶剂萃取技术优点是萃取剂可以重复使用、能够回收油泥中的大部分油相，但选取萃取剂大都具有挥发性且有毒，而且会污染环境。焚烧技术虽然可以最大减量化油泥，对油泥进行比较彻底的处理，但是油泥焚烧技术缺点在于焚烧设备占地较大、投资较大、操作复杂、容易产生二次污染。油泥在热处理时，部分油泥由于黏性较大不利于空气流通而影响处置效果，因此可选择油泥造粒成球来优化油泥处置。但成球会因为油泥的物理化学性质复杂而导致成球效果不理想，过程中可能会使用到一些添加剂，并且添加比例和不同种类油泥混合比例也尚不清晰。在油泥热处理反烧补燃时，某些技术无法精确控制反烧温度，导致设备和管线超温。并且，反烧补燃技术可能需要针对特定的应用场景进行定制和优化，在技术的通用性和适应性方面还有缺陷。
3、阴燃是多孔介质燃料缓慢、低温的无焰燃烧，是持续时间最长的燃烧类型。与“燃烧三角形”相同，阴燃的发生也必须符合燃料、氧气和引燃点的阴燃三角形条件。阴燃技术修复有机污染介质的原理是:以污染介质自身所含有的有机污染物或以辅助燃料作为能量供应，在低能量输入经过启动阶段后，便无需进行外界供热，只需向污染介质区域注入空气，后续处置所需热量全部由处置物料自身提供，可显著降低处置成本，使污染物修复以一种低能耗的形式进行，最终实现污染物的去除和污染介质的处置。阴燃技术在污染场地处置领域具有高效节能、环保、可持续以及灵活性高等优势，为解决当前油泥处置问题提供了新的思路。
技术实现思路
1、本发明提供一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持装置及方法，利用油泥本身热值以及辅助燃料作为能量供应，以油泥和辅助燃料的造粒作为多孔介质，提供阴燃发生的孔隙条件，以实现物料与空气的充分接触，通过热传导的方式实现下游区域的引燃进而实现自维持反应，无需外部能量供应可依靠自身热值阴燃充分去除油泥中石油烃。
2、一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持装置，包括：
3、物料配伍系统、物料传送带、盘式造粒机、阴燃反应式尾气罩、阴燃反应筒、送风机、布风器、料车、电阻加热棒、多测点热电偶、冷凝塔、储油罐、直燃式热风炉、活性炭吸附仓、引风机a、引风机b、烟囱，其中：
4、所述物料配伍系统用于通过热值和添加比例计算将油泥、钻井岩屑、稻糠和水泥粉进行自动控制配伍；配伍后的物料经物料传送带运输至盘式造粒机制备固废小球并送至阴燃反应筒；阴燃反应筒底部设置可开合的插板阀；阴燃反应筒底部设置用于引燃物料的电阻加热棒；多测点热电偶垂直设置于阴燃反应筒内，且由最底端自下而上均匀布置十一级温度探测点；送风机连接阴燃反应筒底部的布风器，阴燃室的布风器及加热棒之间装满惰性小球，用于支撑阴燃室中的固废小球并防止固废小球下沉而导致布风器出口被堵塞，同时将布风器送出的空气均匀输送至需要处理的固废小球处；冷凝塔用于冷却烟气得到油水混合物并将冷凝油收集至储油罐，储油罐连接直燃式热风炉，当阴燃有失败现象时，通过直燃式热风炉中点燃冷凝油，再将其所产生的高温烟气经引风机a送入阴燃反应筒进行助燃；引风机b用于保证整个处理系统处于负压状态，烟气经冷凝塔后其余不凝性气体经活性炭吸附仓进行吸附处理并由烟囱排出。
5、进一步的，阴燃反应筒与加热系统进行分区，同时设置结构相同的阴燃反应筒a和阴燃反应筒b。
6、一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，使用上述装置，其中：
7、物料配伍系统根据阴燃自维持阈值及边界条件和油泥物理性质，判断是否需要添加油泥、钻井岩屑、辅助燃料，再将所需物料配伍完成后送入盘式造粒机，制备固废小球；固废小球由传送带送料至阴燃反应筒a后，阴燃反应筒a经过吊装被放置加热系统上方，同时抽出插板阀a使物料与加热区接触完全，阴燃结束后继续通过吊装进行卸料，阴燃反应筒a在阴燃时，阴燃反应筒b同步装料，阴燃反应筒a内阴燃过程结束时，进行阴燃反应筒b的吊装调换开展阴燃过程；在阴燃发生时固废小球之间的孔隙为阴燃反应提供反应表面，且固废小球阴燃后进行热量存储，以导热的形式将热量传递至下游区域，实现下游反应自维持阴燃；阴燃峰值温度维持在石油烃热解挥发的温度范围之间，烟气冷凝后将油进行回收。
8、进一步的，所述阴燃反应筒a或阴燃反应筒b内上料完成后，以吊装的形式将其与加热区相连接，并抽出插板阀使物料与加热区接触完全，开启电阻加热棒对固废小球预热去水，待阴燃反应筒热电偶最底部测点达到点火温度210 ℃时，开启送风机a将空气由底部布风器送入阴燃反应筒；当第一级物料阴燃完全即热电偶温度最底端温度测点示数开始下降时，关闭电阻加热棒，阴燃开始自维持进行，电阻加热棒维持温度在400-500 ℃之间，阴燃在物料前1/3阶段之内时，即热电偶第二、三温度测点出现最高值，且对应热电偶测点的最高温度较前一级测点的最高温度值低于100-200 ℃时，自动启动电阻加热棒补充热量保证阴燃处置的顺利进行，阴燃在物料前1/3阶段之后时，即热电偶后八级温度测点出现最高值，且对应热电偶测点的最高温度较前一级测点的最高温度值低于100-200 ℃时，自动打开直燃式热风炉与引风机b以补充热量保证阴燃处置的顺利进行；阴燃反应温度过高时，通过增大达西流速，使处置过程中温度维持在850 ℃以下以降温保护阴燃室；当阴燃反应室内所有覆盖物料的热电偶的测点达到峰值温度并降温至200 ℃以下时，重新插入插板阀，再通过吊装进行卸料。
9、进一步的，阴燃峰值温度在500-800 ℃之间，达西流速范围为2-3.5 m/s。
10、进一步的，盘式造粒机将油泥、钻井岩屑、辅助燃料及水泥粉以转速为12-15 r/min，倾斜角为45°-55°的参数将混合物料混合均匀并制备成粒径为3-10 mm的固废小球。
11、进一步的，黏性较小的落地油泥与黏性较大的钻井岩屑掺混，油泥添加比例为总重的20%-50%，保证进炉前物料热值大于1.39 mj/kg；若不能以自身热值发生阴燃，添加稻糠辅助燃料，添加比例为总重的5%-20%；添加物料总重的0.7%-0.8%的水泥粉作为固化剂，盘式造粒机进行物料小球制备的过程中，少量多次添加物料总重10%-15%的水，最终实现物料成球，阴燃反应筒a或阴燃反应筒b内内部物料在装填后，使用蜂窝煤状大型模具按压成蜂窝煤状，使阴燃过程中透气性更好并降低空气阻力。
12、进一步的，处置钻井岩屑时将阴燃处置后的惰性小球添加20%-40%于盘式造粒机中，再将配伍后的物料由传送带送入盘式造粒机。
13、进一步的，固废小球经过阴燃处置后成为惰性小球，将其用于作为支撑剂作用于河道治理、石油天然气开采、阴燃室中物料的支撑剂或后续阴燃处置钻井岩屑的成球过程中的任意一种。
14、本发明的有益效果为：
15、1、通过将油泥、钻井岩屑、稻糠及水泥粉以一定比例配伍后以转速为12-15 r/min，倾斜角为45°-55°的盘式造粒机，将物料混合均匀并制备成3-10 mm的固废小球，以此为阴燃的发生提供了条件，并且温度维持在500 ℃-800 ℃之间，为油泥的无害化、资源化处置提供了保障。
16、2、阴燃反应筒可进行吊装，同时热电偶为单根多测点的形式垂直放置，方便了大型化后的装卸料，且阴燃反应筒内部物料为蜂窝煤状，使阴燃过程中透气性更好，空气阻力降低，提高阴燃反应速率，还可大幅降低风机能耗。当阴燃启动后，阴燃将无需外部热量供应，其所有热量由油泥自身和混在固废小球中的辅助燃料提供，这使得油泥的处置过程更加绿色低碳。在阴燃过程中，若发生特殊情况导致阴燃不能自维持进行时，反应筒底部的电阻加热棒和风热炉可由控制系统自动开启，以导热或热风对流换热的形式使反应筒内部阴燃继续进行得以维持，使处置过程更加稳定可靠；当温度高于850 ℃时，可由控制系统自动增大达西流速，控制处置过程中温度维持在850 ℃以下，实现降温保护阴燃室的作用并减少设备维护成本。
17、3、阴燃烟气通过冷凝塔收集冷凝油，所收集的冷凝油可进行回收利用，并且冷凝油还可经过风热炉对阴燃处置过程提供补燃作用，提高油泥处置的经济效益。且阴燃烟气在经冷凝塔后通入活性炭吸附仓，再通过烟囱排出，保障了污染性气体的去除，使处置过程更加环保。
1.一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持装置，其特征在于，阴燃反应筒与加热系统进行分区，同时设置结构相同的阴燃反应筒a和阴燃反应筒b。
3.一种用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，使用权利要求2所述的装置，其特征在于，物料配伍系统根据阴燃自维持阈值及边界条件和油泥物理性质，判断是否需要添加油泥、钻井岩屑、辅助燃料，再将所需物料配伍完成后送入盘式造粒机，制备固废小球；固废小球由传送带送料至阴燃反应筒a后，阴燃反应筒a经过吊装被放置在加热系统上方，抽出插板阀a使物料与加热区接触完全，阴燃结束后继续通过吊装进行卸料，阴燃反应筒a在阴燃时，阴燃反应筒b同步装料，阴燃反应筒a内阴燃过程结束时，进行阴燃反应筒b的吊装调换开展阴燃过程，阴燃反应筒a和阴燃反应筒b 交替工作；在阴燃发生时固废小球之间的孔隙为阴燃反应提供反应表面，且固废小球阴燃后进行热量存储，以导热的形式将热量传递至下游区域，实现下游反应自维持阴燃；阴燃峰值温度维持在石油烃热解挥发的温度范围之间，烟气冷凝后将油进行回收。
4.根据权利要求3所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，所述阴燃反应筒a或阴燃反应筒b内上料完成后，以吊装的形式将其与加热区相连接，并抽出插板阀使物料与加热区接触完全，开启电阻加热棒对固废小球预热去水，待阴燃反应筒热电偶最底部测点达到点火温度210 ℃时，开启送风机a将空气由底部布风器送入阴燃反应筒；当第一级物料阴燃完全即热电偶温度最底端温度测点示数开始下降时，关闭电阻加热棒，阴燃开始自维持进行，电阻加热棒维持温度在400-500 ℃之间，阴燃在物料前1/3阶段之内时，即热电偶第二、三温度测点出现最高值，且对应热电偶测点的最高温度较前一级测点的最高温度值低于100-200 ℃时，自动启动电阻加热棒补充热量保证阴燃处置的顺利进行，阴燃在物料前1/3阶段之后时，即热电偶后八级温度测点出现最高值，且对应热电偶测点的最高温度较前一级测点的最高温度值低于100-200 ℃时，自动打开直燃式热风炉与引风机b以补充热量保证阴燃处置的顺利进行；阴燃反应温度过高时，通过增大达西流速，使处置过程中温度维持在850 ℃以下以降温保护阴燃室；当阴燃反应室内所有覆盖物料的热电偶测点达到峰值温度并降温至200 ℃以下时，重新插入插板阀，再通过吊装进行卸料。
5.根据权利要求4所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，阴燃峰值温度在500-800 ℃之间，达西流速范围为2-3.5 m/s。
6.根据权利要求5所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，盘式造粒机将油泥、钻井岩屑、辅助燃料及水泥粉以转速为12-15 r/min，倾斜角为45°-55°的参数将混合物料混合均匀并制备成粒径为3-10 mm的固废小球。
7.根据权利要求6所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，黏性较小的落地油泥与黏性较大的钻井岩屑掺混，油泥添加比例为总重的20%-50%，保证进炉前物料热值大于1.39 mj/kg；若不能以自身热值发生阴燃，添加稻糠辅助燃料，添加比例为总重的5%-20%；添加物料总重的0.7%-0.8%的水泥粉作为固化剂，盘式造粒机进行物料小球制备的过程中，少量多次添加物料总重10%-15%的水，最终实现物料成球，阴燃反应筒a或阴燃反应筒b内部物料在装填后，使用蜂窝煤状大型模具按压成蜂窝煤状，使阴燃过程中透气性更好并降低空气阻力。
8.根据权利要求7所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，处置钻井岩屑时将阴燃处置后的惰性小球添加20%-40%于盘式造粒机中，再将配伍后的物料由传送带送入盘式造粒机。
9.根据权利要求8所述的用于油泥与粉状固废成型燃料的阴燃自维持方法，其特征在于，固废小球经过阴燃处置后成为惰性小球，将其用于河道治理、石油天然气开采、阴燃室中物料的支撑剂或后续阴燃处置钻井岩屑的成球过程的任意一种。
