申請(qǐng)日2015.06.15

　　公開(公告)日2015.09.30

　　IPC分類號(hào)C10L1/32

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種污泥廢水焦?jié){，以質(zhì)量份數(shù)它包含以下成分：彈丸焦60-65份、煉廠污泥7-35份、循環(huán)水廠排污水2-33份、分散劑0.8-1份;所述的彈丸焦其哈氏可磨性指數(shù)低于40，碳含量在85-95wt%之間，灰分含量低于1wt%，揮發(fā)分含量低于10wt%，熱值在30MJ/kg以上。本發(fā)明還提供一種污泥廢水焦?jié){的制備方法。本發(fā)明通過(guò)將彈丸焦事先粉碎，再進(jìn)行共成漿，大大提高了水焦?jié){的性能，制備的污泥廢水焦?jié){成漿濃度達(dá)到62%以上，表觀粘度低于1200mPa·s，穩(wěn)定性大幅度提高，漿體屬于假塑性流體，具有觸變性，易于儲(chǔ)存、泵送和霧化。同時(shí)，本發(fā)明很好的解決了劣質(zhì)原油煉制過(guò)程中產(chǎn)生的高硫彈丸焦、污泥以及循環(huán)水廠排污水的處理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化利用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污泥廢水焦?jié){，其特征在于：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)它包含以下成分：

　　彈丸焦60-65份、煉廠污泥7-35份污泥、循環(huán)水廠排污水2-33份、分散劑0.8-1份;所 述的彈丸焦其哈氏可磨性指數(shù)低于40，碳含量在85-95wt%之間，灰分含量低于1wt%，揮發(fā) 分含量低于10wt%，熱值在30MJ/kg以上。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥廢水焦?jié){，其特征在于：所述的煉廠污泥為劣質(zhì)原油煉制過(guò)程 中在污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的隔油池底泥、氣浮池浮渣和生化池活性污泥中的一種或幾種。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥廢水焦?jié){，其特征在于：所述的煉廠污泥經(jīng)初步脫水之后 含水率為70-80wt%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥廢水焦?jié){，其特征在于：所述的循環(huán)水廠排污水為劣質(zhì)原油煉 制過(guò)程中循環(huán)冷卻水定期排出的污水。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥廢水焦?jié){，其特征在于：所述的分散劑為改性木質(zhì)磺酸鈉和甲 基萘磺酸甲醛縮合物復(fù)配而成，兩者的質(zhì)量復(fù)配比例為改性木質(zhì)素磺酸鈉：甲基萘磺酸鈉甲 醛縮合物=1～3:3～6。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥廢水焦?jié){的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：

　　(1)將彈丸焦進(jìn)行預(yù)破碎，并進(jìn)行過(guò)篩處理，取粒徑小于0.85mm的彈丸焦保留備用;

　　(2)將煉廠污泥和循環(huán)水廠排污水放入燒杯中，攪拌均勻后和步驟(1)中處理好的彈丸焦 一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球與小球的數(shù)量比為40:200，球磨轉(zhuǎn)速為330-430r/min，球 磨時(shí)間為40-60min;

　　(3)球磨完成后將所得到的漿體使用40目篩子過(guò)濾，除去雜物和大顆粒;

　　(4)在步驟(3)處理后的漿體中加入分散劑，在500-600r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合10-15min， 即得到污泥廢水焦?jié){。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥廢水焦?jié){的制備方法，其特征在于：所述的大球直徑為20mm， 小球直徑為10mm。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥廢水焦?jié){的制備方法，其特征在于：所述的污泥廢水焦?jié){，其 固體含量為62-70wt%，粘度不高于1200mPa·s。

　　說(shuō)明書

　　一種污泥廢水焦?jié){及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污泥廢水焦?jié){及其制備方法，尤其是針對(duì)稠油和/或超稠油等劣質(zhì)原油煉 制過(guò)程中所產(chǎn)生廢料的共成漿的方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著原油的不斷開采，現(xiàn)如今我國(guó)自產(chǎn)原油大部分渣油含量較高，達(dá)到50%左右，稠油 中則高達(dá)60%以上，輕質(zhì)原油含量較低。而隨著油品需求的日益增加，稠油以及超稠油的開 采量正在逐年增加;此外，由于我國(guó)石油資源不能實(shí)現(xiàn)自己自足，很大一部分需從中東地區(qū) 進(jìn)口，而進(jìn)口原油品質(zhì)較差，多屬渣油，重金屬和硫含量偏高。對(duì)于重金屬含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 200～300μg/g)和硫含量高的渣油，通常需采用溶劑脫瀝青或延遲焦化等濃縮工藝，因此導(dǎo) 致我國(guó)高硫石油焦的產(chǎn)量正在逐年增加。高硫石油焦通常作為燃料應(yīng)用于水泥和冶金工業(yè)， 硫在燃燒過(guò)程中形成硫氧化物，通過(guò)加入石灰石進(jìn)行固硫，這種方法除硫效率不高同時(shí)使得 灰量增多，增加了后續(xù)處理的費(fèi)用。隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，高硫石油焦作為燃料進(jìn) 行燃燒已不能滿足環(huán)保法規(guī)的要求。因此煉廠加工高硫劣質(zhì)原油所產(chǎn)生的石油焦的出路已成 為一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

　　水煤漿技術(shù)目前已發(fā)展較為成熟，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。若借鑒水煤漿技術(shù)，用石油焦將 煤替換進(jìn)行制漿氣化將能夠充分利用石油焦的熱值，實(shí)現(xiàn)高硫石油焦的環(huán)保利用。水焦?jié){進(jìn) 行氣化的第一步是制備出符合標(biāo)準(zhǔn)的漿體，只有制備出低粘度、高濃度、流動(dòng)性好、穩(wěn)定性 好的漿體，才能順利的進(jìn)行后續(xù)的氣化反應(yīng)。

　　然而由于煉廠在煉制過(guò)程中稠油和超稠油加工比例的增大，導(dǎo)致原料密度大、粘度高、 酸值高、殘?zhí)恐蹈�、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，重金屬含量增加。研究表明，原料油的性質(zhì)越差， 尤其是鎳、釩含量的增加能夠促進(jìn)彈丸焦的生成。Ellis對(duì)比了彈丸焦和海綿焦的性質(zhì)，得出 彈丸焦的硬度明顯高于海綿焦，其哈氏可磨性指數(shù)(HGI)約為30左右。根據(jù)《煤的哈氏可 磨性指數(shù)測(cè)定方法》(GB/T 2565-1998)中的分級(jí)方法，哈氏可磨性指數(shù)(HGI)低于40的屬 于難磨等級(jí)。而在水煤漿工藝中所用原料煤的哈氏可磨性指數(shù)(HGI)通常在60-80之間，屬 于中等可磨煤。由于煤的可磨性較好，在水煤漿制備過(guò)程中磨礦強(qiáng)度較低即可制得符合要求 的漿體。而彈丸焦是劣質(zhì)原油經(jīng)煉廠焦化裝置焦化之后產(chǎn)生的副產(chǎn)物，彈丸焦是石油焦的一 種。劣質(zhì)原油為API°小于20，20℃條件下密度大于0.931g/cm3，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.0%，酸 值大于0.5mg/g，重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于200μg/g。因此由劣質(zhì)原油經(jīng)煉廠焦化裝置焦化之后產(chǎn) 生的副產(chǎn)物彈丸焦其可磨性較差，較低的磨礦強(qiáng)度很難將其破碎，而簡(jiǎn)單的提高水焦?jié){的磨 礦強(qiáng)度也難以制得符合要求的漿體。由于在制漿過(guò)程中的添加劑分子量都較大，分子鏈長(zhǎng)， 長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的磨礦將會(huì)剪碎添加劑的分子鏈，使其作用效果大大降低。

　　因此，完全按照水煤漿制漿方法利用彈丸焦進(jìn)行水焦?jié){的制備顯然是行不通的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　根據(jù)上述不同之處，本發(fā)明的目的是提供一種污泥廢水焦?jié){及其制備方法。本發(fā)明制備 的污泥廢水焦?jié){可充分利用含有煉廠污泥中的微生物絮體以及煉廠污泥中的水分，一方面大 幅度的提高了污泥廢水焦將的穩(wěn)定性，使其成為假塑性流體，另一方面充分利用了煉廠污泥 中的水分和熱值，減少了制漿用水。并且本發(fā)明制備的污泥廢水焦?jié){可充分利用循環(huán)水廠排 污水中的堿金屬和堿土金屬離子，對(duì)后續(xù)漿體的氣化其到催化作用，可降低氣化溫度，提高 氣化效率，節(jié)省氣化成本。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種污泥廢水焦?jié){，以質(zhì)量份數(shù)它包含以下 成分：彈丸焦60-65份、煉廠污泥7-35份、循環(huán)水廠排污水2-33份、分散劑0.8-1份;所述 的彈丸焦其哈氏可磨性指數(shù)低于40，碳含量在85-95wt%之間，灰分含量低于1wt%，揮發(fā)分 含量低于10wt%，熱值在30MJ/kg以上。

　　優(yōu)選的是：所述的煉廠污泥為劣質(zhì)原油煉制過(guò)程中在污水處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的隔油池底 泥、氣浮池浮渣和生化池活性污泥中的一種或幾種。

　　優(yōu)選的是：所述的煉廠污泥經(jīng)初步脫水之后含水率為70-80wt%。

　　污泥的含水率是有特殊要求的。一方面，當(dāng)使用未脫水的污泥進(jìn)行制漿時(shí)，污泥中的含 水量就可以滿足制漿所需用水，這樣將導(dǎo)致無(wú)法消耗或僅能消耗少量的煉廠循環(huán)水廠排污水; 污泥中的水脫除經(jīng)污水處理廠處理之后即可回用，而循環(huán)水廠排污水目前較難處理，而本申 請(qǐng)的目的是將煉廠污泥、廢水一并制漿處理。另一方面，如下表1所示，當(dāng)污泥含水率低于 70%時(shí)，污泥的狀態(tài)幾乎為固體，污泥脫水量越大，后續(xù)費(fèi)用將大大增加，因此，這將不僅 會(huì)增加污泥脫水費(fèi)用，同時(shí)也會(huì)增加污泥本專利中污泥預(yù)混的能耗。所以選定污泥的含水率 在70-80%。

　　表1污泥含水率及其狀態(tài)

　　含水率 污泥狀態(tài) 90%以上 幾乎為液體 80%-90% 粥狀物 70%-80% 柔軟狀 60%-70% 幾乎為固體 50% 粘土狀

　　優(yōu)選的是：所述的循環(huán)水廠排污水為劣質(zhì)原油煉制過(guò)程中循環(huán)冷卻水定期排出的污水。

　　優(yōu)選的是：所述的分散劑為改性木質(zhì)磺酸鈉和甲基萘磺酸甲醛縮合物復(fù)配而成，兩者的 質(zhì)量復(fù)配比例為改性木質(zhì)素磺酸鈉：甲基萘磺酸鈉甲醛縮合物=1～3:3～6。

　　本發(fā)明還提供一種污泥廢水焦?jié){的制備方法，它包括以下步驟：

　　(1)將彈丸焦進(jìn)行預(yù)破碎，并進(jìn)行過(guò)篩處理，取粒徑小于0.85mm的彈丸焦保留備用;

　　(2)將煉廠污泥和循環(huán)水廠排污水放入燒杯中，攪拌均勻后和步驟(1)中處理好的彈 丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球與小球的數(shù)量比為40:200，球磨轉(zhuǎn)速為330-430r/min， 球磨時(shí)間為40-60min;

　　(3)球磨完成后將所得到的漿體使用40目篩子過(guò)濾，除去雜物和大顆粒;

　　(4)在步驟(3)處理后的漿體中加入分散劑，在500-600r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合10-15min， 即得到污泥廢水焦?jié){。

　　優(yōu)選的是：所述的大球直徑為20mm，小球直徑為10mm。

　　優(yōu)選的是：所述的污泥廢水焦?jié){，其固體含量為62-70wt%，粘度不高于1200mPa·s。

　　本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)將彈丸焦事先粉碎，再進(jìn)行共成漿，大大提高了水 焦?jié){的性能，制備的污泥廢水焦?jié){成漿濃度達(dá)到62%以上，表觀粘度低于1200mPa·s，穩(wěn)定 性大幅度提高，漿體屬于假塑性流體，具有觸變性，易于儲(chǔ)存、泵送和霧化。同時(shí)，本發(fā)明 很好的解決了劣質(zhì)原油煉制過(guò)程中產(chǎn)生的高硫彈丸焦、污泥以及循環(huán)水廠排污水的處理問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化利用。本發(fā)明制備的污泥廢水焦?jié){性能符合作為氣化原料的要求，具有 潛在的規(guī)�；�工業(yè)應(yīng)用前景。