CN109529645A - 一种场地修复泡沫发生装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种场地修复泡沫发生装置及其应用，该装置包括发泡筒体和混合筒体以及发泡剂槽和水槽，所述发泡筒体包括设置在内部竖直放置的发泡管，设置在发泡筒体外部排气口、泡沫排出口、进气口以及泡沫液进口，混合筒体包括设置在混合筒体内部的混合筒体挡板、设置在混合筒体外部的清水进口和发泡剂进口以及泡沫液出口，泡沫液出口与发泡筒体泡沫液进口连接，清水进口与水槽连接，发泡剂进口与发泡剂槽连接。与现有技术相比，本发明具有结构简单，操作方便，发生的泡沫均匀性好、持久性强，且可跟据发泡需求，将多个发泡筒体并联交替使用，实现连续发泡的目的，满足不同工况生产要求。

Description

一种场地修复泡沫发生装置及其应用
技术领域
本发明属于污染场地修复领域，尤其是涉及一种场地修复泡沫发生装置及其应用。
背景技术
土壤场地修复过程中会有挥发性气体溢出，在这些气体中多数是有毒害性和带有刺激性气味的气体，这些气体如挥发到空气中会对环境和人类的健康产生不利影响。受场地等因素制约，国内外土壤治理企业应对这些气体的阻隔办法不多，少数场地修复企业在土壤修复现场，耗费大量的人力和物力搭建了相对密闭的工棚，但在工棚内部作业的人员同样受到毒性或者刺激性气体的困扰，且工棚拆除后，挥发出的气体仍然会污染环境。而危险化学品泄漏产生的气体则更会因时间和地点的不可预见性等原因，很难对泄漏的化学品产生的气体进行有效阻隔，因此对场地修复及危险化学品泄漏中挥发性气体的阻隔已成为亟待解决的问题。
目前常用的场地修复发泡方法有机械造泡法、填料造泡法等，但是该操作所发出的泡沫存在稳定性较差，泡沫分布不均以及发泡速率慢等问题。
专利“一种自动摆动搅拌发泡装置”(201710502526.3)提供的自动摆动搅拌发泡装置，其改变传统的发泡方式，通过在第一发泡区与第二发泡区内设置调压初期机构，通过改变调压出气机构上方进气区与分割区的气压，使铝液左右摆动改变发泡仓自身的重心位置配合底部设置的弹性组件，增加发泡仓在弹性组件上的左右晃动的力度，形成类似搅拌效果，同时两个发泡区间隔进气输入，使液体持续发泡，解决了传统发泡装置搅拌过程中形成漩涡，气体气泡分布不均的技术问题。但该装置在使用过程中，无法控制气泡大小，在发泡过程中产生的气泡无法保障阻隔发泡液体发挥最好效果。
专利“惰性阻化泡沫发泡装置”(201620178522.5)提供的气体发泡装置，通过装置进气口向罐体内发泡液鼓入惰性气，产生大量的泡沫。该发泡装置发泡量大，使用于各种常规泡沫混合液和其他泡沫混合液的发泡，例如，添加有阻化剂的泡沫混合发泡液。但装置在发泡过程中，只能使用罐体内已有的发泡液，无法达到连续发泡的目的，此外，该装置所发出的泡沫的均匀性也无法保障，所发出的泡沫的气体阻隔效果也很难得到最大发挥。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种发泡质量及发泡速率良好的场地修复泡沫发生装置及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种场地修复泡沫发生装置，包括发泡筒体和混合筒体以及发泡剂槽和水槽，所述发泡筒体包括设置在内部竖直放置的发泡管，设置在发泡筒体外部排气口、泡沫排出口、进气口以及泡沫液进口，所述混合筒体包括设置在混合筒体内部的混合筒体挡板、设置在混合筒体外部的清水进口和发泡剂进口以及泡沫液出口，所述泡沫液出口与发泡筒体泡沫液进口连接，所述清水进口与水槽连接，所述发泡剂进口与发泡剂槽连接。
由于传统的机械造泡法、所产生的泡沫大小会沿着机械搅拌半径大小发生变化因此会导致所产生的泡沫大小均匀性很差，而填料造泡法大都会在气体与发泡液混合过程找那个添加填料，所产生的泡沫会受填料状态影响较大，造成发泡均一性和稳定性无法保证。本发明无需填料和搅拌，只将发泡液平均分成多个细小流道，通过发泡筒体内细小孔道的发泡液与通过孔道上部开孔部位进入孔道内的加压气体进行均匀混合，且基于狭小孔道的限制，促使微小量的发泡液激发出最多数量微小泡沫，从而最大程度减小发泡液与发泡气体接触不均匀而产生的发泡大小变化的问题。
同时，由于本申请设置了混合筒体，可视发泡剂与清水在进入发泡筒体前实现均匀混合，保障发泡效果的稳定性和持续性。
所述的发泡筒体内发泡管竖直放置，发泡管的底部与发泡筒体底部内表面距离为1cm-2cm，发泡管内部设有数个长度与发泡管相同的孔道，孔道直径可控制在0.5-16毫米范围，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的75％-90％处开有1个通气孔，孔径大小在0.2-10毫米范围，发泡管与发泡筒体连接处设有泡沫汇聚管与外部泡沫排出口连接。上述参数中，发泡管的底部与发泡筒体底部的距离1cm-2cm距离较短的目的在于不影响液体流量的前提下，减少发泡液的残留量；孔道直径范围0.5-16毫米则是由于发泡工艺中要求单位流量发泡液与气体均匀混合所决定的，当孔道直径太大气液混合效果无法保证，孔道直径太小则会产生孔道加工困难以及发泡速率偏低等问题；而孔道上部的开孔直径则是由于开孔直径要小于孔道直径所决定的。
所述的发泡筒体顶部设有进气口和排气口，发泡筒体侧壁设有泡沫液进口。
所述的混合筒体可水平或竖直放置，混合筒体内部安装筒体挡板，且每个挡板之间水平向距离相同，混合筒体外部设有清水进口、泡沫剂进口以及泡沫液出口。
所述的发泡筒体多个并联交替使用，单个筒体在工作的同时，其他筒体可进行装填发泡液操作，实现连续发泡的目的。
一种场地修复泡沫发生装置的应用，包括以下步骤：
(1)将发泡剂置于发泡剂槽中，将清水置于水槽中；
(2)打开发泡筒体的排气口，关闭泡沫排出口，发泡剂与清水分别从发泡剂进口和清水进口由泵输送进入混合筒体中，混合好的发泡液从混合筒体中通过发泡液出口和发泡筒体上的发泡液进口进入发泡筒体内部，进发泡液量达到整体发泡筒体容积的70％-80％时停止泵，关闭排气口；
(3)待过进发泡液完毕时，关闭发泡液进口/出口，开启进气口，将进气压力调节到0.25MPa-0.35MPa范围内，当压力稳定后，开启泡沫排出口进行发泡操作，当发泡筒体中的发泡液液位降至发泡管底部时停止进气，关闭泡沫排出口，打开排气口，最后根据发泡量需要重复步骤(2)(3)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明具有所发出的泡沫稳定性高的特点。常规的填料造泡法在形成泡沫过程中，由于发泡混合液体与气体混合均匀性不同造成发出的泡沫大小不同，分布也不均匀，且大泡沫受环境影响较小泡沫大，容易破灭，造成场地修复覆盖效果较差。而本发明能显著减少泡沫的不均匀性，在发泡管中细小而均匀孔道的作用下，实现细小泡沫的均匀发出，有效降低发泡液的使用次数，提高泡沫停留时间。
(2)本发明在具体使用过程中为提高发泡液稳定性，使用了混合筒体结构，使得不同比例的发泡剂和清水在进入发泡筒体之前实现均匀混合，最大程度的保障了后续发泡过程中泡沫液的均匀性和稳定性。一定程度上可减少泡沫液的使用量。
(3)本发明在具体应用中可根据发泡量需求加工出不同孔道数量的发泡管，且可根据连续操作要求，实行多台串联使用，达到连续发泡操作的目的，满足不同工况生产要求。
附图说明
图1为实施例1中场地修复泡沫发生装置的结构示意图；
图2为实施例6中场地修复泡沫发生装置的结构示意图。
图中，1为发泡筒体，2为发泡管，3为排气口，4为泡沫排出口，5为进气口，6为泡沫液进口，7为泡沫液出口，8为混合筒体挡板，9为发泡剂进口，10为清水进口，11为混合筒体，12为发泡剂槽，13为水槽，14为发泡液进口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种场地修复泡沫发生装置，其结构如图1所示，包括发泡筒体1、混合筒体11、发泡剂槽12、水槽13，发泡筒体1包括设置在内部竖直放置的发泡管2，设置在发泡筒体1外部排气口3、泡沫排出口4、进气口5以及泡沫液进口6，所述混合筒体11包括设置在混合筒体内部的混合筒体挡板8、设置在混合筒体11外部的清水进口10和发泡剂进口9以及泡沫液出口7，泡沫液出口7与发泡筒体泡沫液进口6连接，清水进口10与水槽连接13，发泡剂进口9与发泡剂槽12连接。
发泡筒体1内发泡管2竖直放置，发泡管2的底部与发泡筒体1底部内表面距离为1cm，发泡管2内部设有12个长度与发泡管相同直径为0.5mm的孔道，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的75％处开有直径约为0.2mm通气孔，发泡管2与发泡筒体1连接处设有泡沫汇聚管与外部泡沫排出口4连接。
发泡筒体1顶部设有进气口5和排气口4，发泡筒体侧壁设有泡沫液进口6。
混合筒体11可水平或竖直放置，混合筒体11内部安装筒体挡板8，且每个挡板之间水平向距离相同，混合筒体11外部设有清水进口10、泡沫剂进口9以及泡沫液出口7。本实施例中混合筒体11采用水平放置。
利用上述装置进行试验，对有效容积为30L的发泡筒体进行发泡试验，并检测发泡效果。
(1)系统准备
实施例中选用的发泡剂为灭火领域中常用的发泡剂WinsonoTM YC-906，市场有售，水为清水，气体为压缩空气。打开排气口3，泡沫液进口6和泡沫液出口7，关闭泡沫排出口4，选用的发泡剂与水按照体积比为1比10的比例通入混合筒体11中，当发泡筒体内液体上升到总高度的70％时停止进液。
(2)进气调节
关闭泡沫液进口6、泡沫液出口7和排气口3，调节进气压力至0.3Mpa，然后向发泡筒体1中通入压缩空气，等待发泡筒体内压力恒定在0.3MPa状态稳定。
(3)发泡操作
打开泡沫排出口4，压缩空气源源不断进入当发泡筒体1中，泡沫排出口也源源不断向外接输出均匀的奶油状细小均匀的泡沫。发泡量为15m3/h。
(5)清洗设备内部
发泡结束后，对发泡筒体1和混合筒体11内部进行清洗。清洗过程中打开泡沫液进口6和泡沫液出口7，泵入清水，从进口10进入，关闭发泡剂进口9，打开泡沫排出口4，粘附在装置内的泡沫液通过泡沫排出口4被排出，完成清洗过程。
对上述发泡过程中所发出的泡沫大小以及均匀性通过电子设备进行分析。发现泡沫大小主要集中在0.3-0.5毫米，约占检测泡沫比例的91％，将所发出的部分泡沫放置在空气中约24小时后，约25％泡沫消除，也就是析液时间约为24小时。该时间远大于此种发泡剂通过普通发泡装置所产生泡沫的析液时间。
实施例2
一种场地修复泡沫发生装置，连接方式与实施例1相同，不同点在于：发泡筒体1内发泡管2竖直放置，发泡管2的底部与发泡筒体1底部内表面距离为2cm，发泡管2内部设有40个长度与发泡管相同直径为16mm的孔道，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的90％处开有直径约为10mm通气孔。
利用上述装置进行试验，对有效容积为150L的发泡筒体进行发泡试验，并检测发泡效果。
(1)系统准备
实施例中选用的发泡剂为灭火领域中常用的发泡剂XFF-201，水为清水，气体为压缩空气。打开排气口3，泡沫液进口6和泡沫液出口7，关闭泡沫排出口4，选用的发泡剂与水按照体积比为1比8的比例通入混合筒体11中，当发泡筒体内液体上升到总高度的80％时停止进液。
(2)进气调节
关闭泡沫液进口6、泡沫液出口7和排气口3，调节进气压力至0.3Mpa，然后向发泡筒体1中通入压缩空气，等待发泡筒体内压力恒定在0.3MPa状态稳定。
(3)发泡操作
打开泡沫排出口4，压缩空气源源不断进入当发泡筒体1中，泡沫排出口也源源不断向外接输出均匀的奶油状细小均匀的泡沫。发泡量达到90m3/h。
(5)清洗设备内部
发泡结束后，对发泡筒体1和混合筒体11内部进行清洗。清洗过程中打开泡沫液进口6和泡沫液出口7，泵入清水，从进口10进入，关闭发泡剂进口9，打开泡沫排出口4，粘附在装置内的泡沫液通过泡沫排出口4被排出，完成清洗过程。
对上述发泡过程中所发出的泡沫大小以及均匀性通过电子设备进行分析。发现泡沫大小主要集中在0.5-0.8毫米，约占检测泡沫比例的89％，将所发出的部分泡沫放置在空气中约22小时后，约25％泡沫消除，也就是析液时间约为22小时。该时间仍远大于此种发泡剂通过普通发泡装置所产生泡沫的析液时间。
实施例3
一种场地修复泡沫发生装置，连接方式与实施例1相同，不同点在于：
发泡筒体1内发泡管2竖直放置，发泡管2的底部与发泡筒体1底部内表面距离为1cm，发泡管2内部设有18个长度与发泡管相同直径为3mm的孔道，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的85％处开有直径约为1mm通气孔。
利用上述装置进行试验，对有效容积为50L的发泡筒体进行发泡试验，并检测发泡效果。
(1)系统准备
实施例中选用的发泡剂为灭火领域中常用的发泡剂WinsonoTM YC-908，水为清水，气体为压缩空气。打开排气口3，泡沫液进口6和泡沫液出口7，关闭泡沫排出口4，选用的发泡剂与水按照体积比为1比9的比例通入混合筒体11中，当发泡筒体内液体上升到总高度的75％时停止进液。
(2)进气调节
关闭泡沫液进口6、泡沫液出口7和排气口3，调节进气压力至0.3Mpa，然后向发泡筒体1中通入压缩空气，等待发泡筒体内压力恒定在0.3MPa状态稳定。
(3)发泡操作
打开泡沫排出口4，压缩空气源源不断进入当发泡筒体1中，泡沫排出口也源源不断向外接输出均匀的奶油状细小均匀的泡沫。发泡量为20m3/h。
(5)清洗设备内部
发泡结束后，对发泡筒体1和混合筒体11内部进行清洗。清洗过程中打开泡沫液进口6和泡沫液出口7，泵入清水，从进口10进入，关闭发泡剂进口9，打开泡沫排出口4，粘附在装置内的泡沫液通过泡沫排出口4被排出，完成清洗过程。
对上述发泡过程中所发出的泡沫大小以及均匀性通过电子设备进行分析。发现泡沫大小主要集中在0.3-0.5毫米，约占检测泡沫比例的91％，析液时间约为24小时，与实施例1相同。
实施例4
一种场地修复泡沫发生装置，连接方式与实施例1相同，不同点在于：
发泡筒体1内发泡管2竖直放置，发泡管2的底部与发泡筒体1底部内表面距离为1cm，发泡管2内部设有24个长度与发泡管相同直径为6mm的孔道，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的90％处开有直径约为3mm通气孔。
利用上述装置进行试验，对有效容积为70L的发泡筒体进行发泡试验，并检测发泡效果。
(1)系统准备
实施例中选用的发泡剂为灭火领域中常用的发泡剂WinsonoTM YC-912，水为清水，气体为压缩空气。打开排气口3，泡沫液进口6和泡沫液出口7，关闭泡沫排出口4，选用的发泡剂与水按照体积比为1比8的比例通入混合筒体11中，当发泡筒体内液体上升到总高度的75％时停止进液。
(2)进气调节
关闭泡沫液进口6、泡沫液出口7和排气口3，调节进气压力至0.3Mpa，然后向发泡筒体1中通入压缩空气，等待发泡筒体内压力恒定在0.3MPa状态稳定。
(3)发泡操作
打开泡沫排出口4，压缩空气源源不断进入当发泡筒体1中，泡沫排出口也源源不断向外接输出均匀的奶油状细小均匀的泡沫。发泡量为35m3/h。
(5)清洗设备内部
发泡结束后，对发泡筒体1和混合筒体11内部进行清洗。清洗过程中打开泡沫液进口6和泡沫液出口7，泵入清水，从进口10进入，关闭发泡剂进口9，打开泡沫排出口4，粘附在装置内的泡沫液通过泡沫排出口4被排出，完成清洗过程。
对上述发泡过程中所发出的泡沫大小以及均匀性通过电子设备进行分析。发现泡沫大小主要集中在0.3-0.6毫米，约占检测泡沫比例的90％，将所发出的部分泡沫放置在空气中约24小时后，约25％泡沫消除，也就是析液时间约为24小时。
实施例5
一种场地修复泡沫发生装置，连接方式与实施例1相同，不同点在于：
发泡筒体1内发泡管2竖直放置，发泡管2的底部与发泡筒体1底部内表面距离为2cm，发泡管2内部设有30个长度与发泡管相同直径为10mm的孔道，每个孔道自下而上约占发泡管总长度的90％处开有直径约为5mm通气孔。
利用上述装置进行试验，对有效容积为110L的发泡筒体进行发泡试验，并检测发泡效果。
(1)系统准备
实施例中选用的发泡剂为灭火领域中常用的发泡剂WinsonoTM YC-907，水为清水，气体为压缩空气。打开排气口3，泡沫液进口6和泡沫液出口7，关闭泡沫排出口4，选用的发泡剂与水按照体积比为1比5的比例通入混合筒体11中，当发泡筒体内液体上升到总高度的80％时停止进液。
(2)进气调节
关闭泡沫液进口6、泡沫液出口7和排气口3，调节进气压力至0.3Mpa，然后向发泡筒体1中通入压缩空气，等待发泡筒体内压力恒定在0.3MPa状态稳定。
(3)发泡操作
打开泡沫排出口4，压缩空气源源不断进入当发泡筒体1中，泡沫排出口也源源不断向外接输出均匀的奶油状细小均匀的泡沫。发泡量为60m3/h。
(5)清洗设备内部
发泡结束后，对发泡筒体1和混合筒体11内部进行清洗。清洗过程中打开泡沫液进口6和泡沫液出口7，泵入清水，从进口10进入，关闭发泡剂进口9，打开泡沫排出口4，粘附在装置内的泡沫液通过泡沫排出口4被排出，完成清洗过程。
对上述发泡过程中所发出的泡沫大小以及均匀性通过电子设备进行分析。发现泡沫大小主要集中在0.5-0.8毫米，约占检测泡沫比例的89％，将所发出的部分泡沫放置在空气中约22小时后，约25％泡沫消除，也就是析液时间约为22小时。
实施例6
本实施例采用与实施例1类似的装置，不同之处在于，本实施例中使用的发泡筒体1采用两台并联的形式，其结构如图2所示，下侧装置的发泡液进口14也通过管道与发泡液出口7连接，单个筒体1在工作的同时，另一个筒体可进行装填发泡液操作。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，该装置包括发泡筒体、混合筒体、发泡剂槽、水槽，
所述发泡筒体包括设置在内部竖直放置的发泡管，设置在发泡筒体外部的排气口、泡沫排出口、进气口以及泡沫液进口，
所述混合筒体包括设置在混合筒体内部的混合筒体挡板、设置在混合筒体外部的清水进口、发泡剂进口以及泡沫液出口，所述泡沫液出口与发泡筒体上设置的泡沫液进口连接，
所述发泡剂槽与所述混合筒体上设置的发泡剂进口连接，
所述水槽与所述混合筒体上设置的清水进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述发泡管在所述发泡筒体内呈竖直设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述发泡管的底部与发泡筒体底部内表面距离为1cm-2cm，发泡管内部设有数个长度与发泡管相同的孔道，孔道直径控制在0.5-16mm，各孔道上均开设有通气孔。
4.根据权利要求3所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述每个孔道自下而上，在位于发泡管总长度的75％-90％处开有1个通气孔，孔径大小在0.2-10mm。
5.根据权利要求1所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述发泡管与发泡筒体连接处设有泡沫汇聚管与外部泡沫排出口连接。
6.根据权利要求1所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述发泡筒体的顶部设有进气口和排气口，侧壁设有泡沫液进口。
7.根据权利要求1所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述发泡筒体设有一个或多个并联交替使用。
8.根据权利要求1所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，所述混合筒体采用水平或竖直放置，在混合筒体内部安装数个筒体挡板。
9.根据权利要求8所述的一种场地修复泡沫发生装置，其特征在于，各筒体挡板之间的水平向距离相同。
10.如权利要求1-9中任一项所述的场地修复泡沫发生装置的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将发泡剂置于发泡剂槽中，将清水置于水槽中；
(2)打开发泡筒体的排气口，关闭泡沫排出口，发泡剂与清水分别从发泡剂进口和清水进口由泵输送进入混合筒体中，混合好的发泡液从混合筒体中通过发泡液出口和发泡筒体上的发泡液进口进入发泡筒体内部，进发泡液量达到整体发泡筒体容积的70％-80％时停止泵，关闭排气口；
(3)待过进发泡液完毕时，关闭发泡液进口，开启进气口，将进气压力调节到0.25MPa-0.35MPa范围内，当压力稳定后，开启泡沫排出口进行发泡，当发泡筒体中的发泡液液位降至发泡管底部时停止进气，关闭泡沫排出口，打开排气口，根据发泡量需要重复步骤(2)(3)。
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