[发明专利]一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法

说明书

本发明公开了一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法，属于生活垃圾填埋温室气体减排技术领域，甲烷氧化装置包括：壳体；壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与导气竖井相连通；最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。氧化方法包括：导气竖井收集的甲烷经碎石填料层分散后，通过一层或多层的甲烷氧化填料层进行氧化处理；处理完成后，处理气从壳体的上部敞口排出。本发明克服了传统甲烷氧化层水平铺塑工艺由于场地不均匀沉降所带来的断裂和气体“短路”问题，便于对处理效果进行检测和评估，有助于确保甲烷减排效果的有效性、安全性和长期性。

技术领域

本发明涉及生活垃圾填埋温室气体减排技术领域，具体涉及一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法。

背景技术

生活垃圾填埋过程中无序逸散的甲烷被认为是人类活动温室气体重要的排放源，其释放贯穿了生活填埋场整个运营及后期维护阶段。通常，需要在填埋场中设置主动抽排井和气体处理系统，对产生的填埋气(含甲烷)进行收集、处理或利用，从而降低环境和安全风险。填埋场气体收集过程主要依靠于运行人员的实操经验，同时由于各地区生活垃圾差异性较大，导致一般情况下填埋气实际收集效率非常低，这一现象在我国尤为明显(收集效率40％)。特别是处于封场中、后期的填埋场，所产生的填埋气中甲烷浓度低于自持燃烧阈值，因此需要通过外加能源对填埋气进行热处理，这极大的增加了填埋场运行维护的经济负担。

在上述背景下，甲烷氧化层技术的提出为生活垃圾填埋场温室气体排放控制提供了新的思路。作为一种新兴技术，其对于甲烷气体排放的削减效果已在实验室和场地试验中得到充分证实：通过在填埋堆体表面水平布设甲烷氧化材料(层)，无序逸散的甲烷气体从堆体中释放后，被覆盖材料中的甲烷氧化微生物所捕集和代谢，最终转化成对对环境无害的二氧化碳和水，从而有效的控制甲烷的释放。

上述在填埋堆体表面水平布设甲烷氧化材料的方式虽然在场地试验中运用广泛，但其存在如下不足之处：

1、现有规范普遍要求采用HDPE膜和黏土作为填埋堆体封场的上覆盖层，导致在实际工程中很难在现有标准的基础上增加甲烷氧化层结构单元；

2、现有平铺的方式忽略了垃圾堆体中导气竖井对于填埋气的高效收集和导排作用；

3、垃圾堆体在稳定化过程中会产生不均匀沉降，导致水平布设的甲烷氧化材料层产生断裂，从而形成气体“短路”现象，使得整个氧化系统效果崩溃；

4、现有甲烷氧化技术系统的设计和实践缺少装置的支撑，导致其实际处理效果难以控制和评估。

总而言之，现有技术和装备的缺失在一定程度上限制了甲烷氧化技术的工程应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种甲烷氧化装置、安装方法及氧化方法。

本发明公开了一种甲烷氧化装置，包括：壳体；

所述壳体的底部与垃圾堆体中的导气竖井相连，所述壳体通过多层筛孔板分成上下连通的多个腔体且最下层腔体与所述导气竖井相连通；

最下层腔体内填充有碎石填料层，剩余腔体内填充有甲烷氧化填料层。

作为本发明的进一步改进，所述壳体的上部敞口且截面面积不小于1m²，底部呈锥形；所述壳体的骨架为碳钢骨架、壁板为玻璃钢或不锈钢壁板。

作为本发明的进一步改进，所述壳体的底部焊接固定有连接管，所述连接管通过连接法兰与所述导气竖井相连通。

作为本发明的进一步改进，所述壳体通过第一筛孔板、第二筛孔板和第三筛孔板自下至上分成相连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体；

所述第一腔体在所述第一筛孔板上填充有碎石填料层；