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CN1908134A - 一种高浓度污泥煤浆及其制备方法 - Google Patents

一种高浓度污泥煤浆及其制备方法 Download PDF

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CN1908134A CN 200610030071 CN200610030071A CN1908134A CN 1908134 A CN1908134 A CN 1908134A CN 200610030071 CN200610030071 CN 200610030071 CN 200610030071 A CN200610030071 A CN 200610030071A CN 1908134 A CN1908134 A CN 1908134A
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刘海峰
李伟锋
周晶武
龚欣
于遵宏
王辅臣
于广锁
王亦飞
周志杰
代正华
陈雪莉
梁钦锋
郭晓镭
王兴军
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East China University of Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种高浓度污泥煤浆及其制备方法。组分和重量份数含量包括：煤粉100～200份，含水污泥10～50份，水10～100份，添加剂1～5份，污泥改性药剂1～5份。本发明操作简单，耗能少，成本低，产生的二次污染少。该制备方法具有提高污泥煤浆的成浆性的优点及效果，成浆浓度可以提高到55％以上，同时表观粘度在1000MPa·s以下，无需额外投加稳定剂，长时间放置不会产生硬沉淀，并且流动性很好，适合泵送。所说的高浓度污泥煤浆可以作为燃料燃烧或气化，不仅能使污泥中的热值得到充分利用，而且还克服了现有含水污泥热处理耗能高，尾气和残渣有毒有害难治理等问题，并且制备过程中不排放大量有毒有害的尾气。

Description

一种高浓度污泥煤浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥煤浆及其制备方法。
背景技术
水煤浆是20世纪70年代世界石油危机后兴起的一种以煤代油的新型煤基流体燃料，使煤炭从传统的固体燃料转化为一种流体燃料，从而带来很多优点。水煤浆像油一样，可以泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧与气化。
含水污泥的合理处理和资源化利用是污水处理和环境保护的重大课题。在目前各种含水污泥处理方法中，热处理方法最有前景。污泥热处理不仅能迅速和较大程度地使污泥达到减量化，而且还能使污泥中的热值得到一定的利用。但是，污泥中含有大量水分，一般可达80％左右，现有的热处理方法一般需要预先干燥污泥，去除其中的大量水分。污泥的预先干燥需消耗大量热量，并且会产生大量难治理的有毒有害的恶臭尾气，导致现有污泥热处理技术成本高，耗能高，尾气难治理等问题。
将煤与含水污泥混合，并采用一定的技术手段，将混合物制备成为污泥煤浆，用作燃料，是目前一个十分引人注目的课题。
成浆浓度是影响污泥煤浆燃烧和气化效率的最重要的技术指标。污泥煤浆中的水不仅不能提供热量，而且在燃烧和气化过程中还会蒸发造成热损失。已有的专利技术，如中国专利200410024452.X在制备污泥煤浆的过程中没有加入能改性污泥的药剂，导致污泥煤浆的成浆浓度不高，一般低于55wt％，在实际应用中容易造成过多的热损失。
稳定性也是评价污泥煤浆优良的重要参数之一，已有的专利技术，如中国专利200410021357.4中制备出的污泥煤浆需加一定量的稳定剂来保持其稳定性。
尾气的排放是污泥煤浆制备过程中极易产生的问题。污泥含有大量复杂的有机物，热处理后极易产生有毒有害气体。已有的专利技术，如美国专利99814537.8，其缺陷在于制备污泥煤浆前的变性操作产生了有毒有害气体，增加了污泥煤浆制备的工艺成本。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种高浓度污泥煤浆及其制备方法，以克服上述已有技术的缺点和不足。
本发明的高浓度污泥煤浆的组分和重量份数含量包括：
煤粉             100～200份
含水污泥         10～50份
水               10～100份
添加剂           1～5份
污泥改性药剂     1～5份
其中，固体颗粒的粒径不超过0.5mm。
所说的含水污泥中，含水率为50～95％，重量；
所述的煤选自褐煤、烟煤、无烟煤或其混合物；
所述的含水污泥选自城市污水处理厂产生的污水污泥、工业废水处理产生的废水污泥、造纸厂废水处理产生的造纸污泥或其混合物；
添加剂为萘磺酸盐、聚羧酸盐或木质素磺酸盐中的任意一种或几种；
污泥改性药剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或几种。
所说的高浓度污泥煤浆的制备方法，包括如下步骤：
将含水污泥与污泥改性药剂混合，获得改性含水污泥，最好混合后放置2～240小时；
然后将上述的改性含水污泥、煤粉、水和添加剂混合，研磨，使固体颗粒的粒径小于0.5mm，即获得所说的高浓度污泥煤浆。
本发明操作简单，耗能少，成本低，产生的二次污染少。该制备方法具有提高污泥煤浆的成浆性的优点及效果，成浆浓度可以提高到55％以上，同时表观粘度在1000mPa·s以下，无需额外投加稳定剂，长时间放置不会产生硬沉淀，并且流动性很好，适合泵送。
本发明制备的高浓度污泥煤浆可以作为燃料燃烧或气化，不仅能使污泥中的热值得到充分利用，而且还克服了现有含水污泥热处理耗能高，尾气和残渣有毒有害难治理等问题，并且制备过程中不排放大量有毒有害的尾气。
具体实施方式
                         实施例1
1.原料
(1)上海市某污水处理厂产生的污水污泥，水含量------80％，重量；
(2)某煤矿块煤，水含量------2％，灰分------15％；
(3)添加剂(木质素磺酸钠)
(4)污泥改性药剂(碳酸钙)
(5)自来水
2.制备条件
(1)原料配比(重量份数)
煤100份，含水污泥25份，水45份，添加剂1份，污泥改性药剂1份。
(2)制备方法
首先将污水污泥与污泥改性药剂充分混合，放置4小时，得到改性污泥。然后将改性污泥、煤、水及添加剂研磨混合，制成高浓度污泥煤浆
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下，有良好的流动性，可泵送
(2)固含率(重量％)------60
(3)浆体中固体颗粒粒径小于(毫米)------0.5
4.产品用途
替代水煤浆，作为燃料用于20吨/时的水煤浆锅炉。燃料燃烬率可达98％以上，节约用煤3％。
                         实施例2
1.原料
(1)上海市某污水处理厂产生的污水污泥，水含量------80％，重量；
(2)某煤矿块煤，水含量------2％，灰分------8％；
(3)添加剂(甲基萘磺酸钠甲醛缩合物)
(4)污泥改性药剂(氢氧化钙)
(5)自来水
2.制备条件
(1)原料配比(重量份数)
煤150份，含水污泥45份，水58份，添加剂1.5份，污泥改性药剂1份。
(2)制备方法
首先将污水污泥与污泥改性药剂充分混合，放置3天，得到改性污泥。然后将改性污泥、煤、水及添加剂研磨混合，制成高浓度污泥煤浆
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下，有良好的流动性，可泵送。
(2)固含率(重量％)------61
(3)浆体中固体颗粒粒径小于(毫米)------0.5
4.产品用途
替代水煤浆，用于如专利98110616.1所述的多喷嘴对置式水煤浆气化炉制备合成气，有效气成分(CO+H2)可达80％以上，有效气产率为1.80Nm3/kg，碳转化率在99％以上，节约用煤4％。

Claims (8)

1.一种高浓度污泥煤浆，其特征在于，组分和重量份数含量包括：
煤粉                100～200份
含水污泥            10～50份
水                  10～100份
添加剂              1～5份
污泥改性药剂        1～5份。
2.根据权利要求1所述的高浓度污泥煤浆，其特征在于，所说的含水污泥中，含水率为50～95％，重量。
3.根据权利要求1所述的高浓度污泥煤浆，其特征在于，所述的煤选自褐煤、烟煤、无烟煤或其混合物。
4.根据权利要求2所述的高浓度污泥煤浆，其特征在于，所述的含水污泥选自城市污水处理厂产生的污水污泥、工业废水处理产生的废水污泥、造纸厂废水处理产生的造纸污泥或其混合物。
5.根据权利要求1所述的高浓度污泥煤浆，其特征在于，添加剂为萘磺酸盐、聚羧酸盐或木质素磺酸盐中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高浓度污泥煤浆，其特征在于，污泥改性药剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的高浓度污泥煤浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含水污泥与污泥改性药剂混合，获得改性含水污泥，最好混合后放置2～240小时；
然后将上述的改性含水污泥、煤粉、水和添加剂混合，研磨，使固体颗粒的粒径小于0.5mm，即获得所说的高浓度污泥煤浆。
8.根据权利要求1～6任一项所述的高浓度污泥煤浆的应用，其特征在于，用作锅炉燃料或气化燃料。
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