申請日2013.12.18

　　公開(公告)日2014.04.09

　　IPC分類號C02F11/00; C10L5/04

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污泥褐煤成型燃料，其成分配比為：生活污泥10-20份，褐煤55-81份，鋁廠污泥4-10份，添加劑5-15份;所述添加劑由65-92wt%的氧化鈣、3-20wt%的碳酸鉀和5-15wt%的氫氧化鉀組成。還公開了所述污泥褐煤成型燃料的制備方法，包括按重量份稱取生活污泥，與經(jīng)破碎的褐煤、鋁廠污泥、添加劑進行混合、攪拌，將攪拌后的混合物送入成型機中壓制成型。本發(fā)明可以直接對含水量高的生活污泥進行處理，無需干燥，并且能提高型煤灰熔點以減輕鍋爐結(jié)渣，降低型煤燃燒過程氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和汞(Hg)的排放量，有利于污泥和褐煤的綜合利用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種固硫固氮的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，由以下重量份的原料 構(gòu)成：生活污泥10-20份，褐煤55-81份，鋁廠污泥4-10份，添加劑5-15份， 其中，所述添加劑由65-92wt%的氧化鈣、3-20wt%的碳酸鉀和5-15wt%的氫氧 化鉀組成。

　　2.按權(quán)利要求1所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，由以下重量份的 原料構(gòu)成：生活污泥10-12份，褐煤74-80份，鋁廠污泥4-6份，添加劑6-8份。

　　3.按權(quán)利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，所述添加劑 由85-92wt%的氧化鈣、3-5wt%的碳酸鉀和5-10wt%的氫氧化鉀組成。

　　4.按權(quán)利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，生活污泥無 需預(yù)干燥處理。

　　5.按權(quán)利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，所選鋁廠污 泥為輕度脫水后樣品。

　　6.一種用于制備權(quán)利要求1-5任一項所述的污泥褐煤成型燃料的方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟：

　　(1)按權(quán)利要求1-5任一項所述的重量份，稱取褐煤、鋁廠污泥、添加劑， 并分別將褐煤和鋁廠污泥破碎至粒徑小于0.5mm，添加劑破碎至粒徑小于90um;

　　(2)按權(quán)利要求1-5任一項所述的重量份，稱取生活污泥，與步驟(1)中 經(jīng)破碎的褐煤、鋁廠污泥、添加劑進行混合;

　　(3)在攪拌機中將混合樣進行攪拌;

　　(4)將攪拌后的混合物送入成型機中壓制成型。

　　說明書

　　一種污泥褐煤成型燃料及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污泥的高效清潔低污染利用技術(shù)，具體涉及一種污泥褐煤成型燃 料及其制備方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著城市化建設(shè)的推進，人類活動產(chǎn)生的大量污泥制約著城市的發(fā)展，污泥 處理已成為建設(shè)兩型社會的需要解決的關(guān)鍵問題之一。傳統(tǒng)的海洋傾倒、衛(wèi)生填 埋、堆肥農(nóng)用、直接燃燒等生活污泥處理方式都會對環(huán)境造成潛在的威脅。生活 污泥具有一定的熱值，在生活污泥中加入原煤做成型煤是一種有效處理污泥、利 用能源的方式;另一方面，褐煤具有水分大、揮發(fā)分高的特點，直接燃用效率低， 若將褐煤加入到污泥型煤制作中，能更有效的利用褐煤，實現(xiàn)褐煤綜合利用的目 標(biāo);但是生活污泥和褐煤的灰熔點較低，燃燒過程容易造成鍋爐結(jié)渣。申請?zhí)枮?CN99117010.5的發(fā)明專利中提出了由污泥、煤粉、木質(zhì)碎屑、脫硫除臭劑(氧 化鈣)組成的型煤，申請?zhí)枮镃N200910304285.7的發(fā)明專利公開了由生活污泥、 抹煤、型煤粘合劑組成的型煤，申請?zhí)枮镃N200710050983.X的發(fā)明專利公開了 污泥、電石爐除塵灰、原煤、添加劑、粘合劑組成的型煤及制備方法。上述型煤 制備方法有些需對生活污泥進行脫水處理，而且燃燒型煤產(chǎn)生的NOx較多，極 易對環(huán)境造成污染，型煤的灰熔點低，容易造成鍋爐結(jié)渣。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種污泥褐煤成型燃料及其制 備方法，解決現(xiàn)有污泥型煤在燃燒過程中硫、氮等污染物排放產(chǎn)生的環(huán)境污染問 題，同時解決型煤的灰熔點低導(dǎo)致的鍋爐結(jié)渣問題，并可以解決生活污泥、鋁廠 污泥難以有效處理的問題，以實現(xiàn)污泥和褐煤的高效清潔利用。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

　　一種污泥褐煤成型燃料，由以下質(zhì)量份構(gòu)成：生活污泥10-20份，褐煤55-81 份，鋁廠污泥4-10份，添加劑5-15份，所述添加劑由65-92wt%的氧化鈣、3-20 wt%的碳酸鉀和5-15wt%的氫氧化鉀組成。

　　在其中一些實施例中，所述污泥褐煤成型燃料主要由以下重量份的原料制備 而成：生活污泥10-12份，褐煤74-80份，鋁廠污泥4-6份，添加劑6-8份，所 述的添加劑由85-92wt%的氧化鈣、3-5wt%的碳酸鉀和5-10wt%的氫氧化鉀組 成。

　　上述污泥褐煤成型燃料的制備方法具體包括以下步驟：

　　(1)稱樣：根據(jù)上述重量份，稱取褐煤、鋁廠污泥、添加劑，并分別將褐 煤和鋁廠污泥破碎至粒徑小于0.5mm，添加劑破碎至粒徑小于90um;

　　(2)混合：根據(jù)上述重量份稱取生活污泥，與步驟(1)中經(jīng)破碎的褐煤、 鋁廠污泥、添加劑進行混合;

　　(3)攪拌：在攪拌機中將上述混合樣進行攪拌;

　　(4)成型：將攪拌后的混合物送入成型機中壓制成型。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

　　(1)添加劑可以降低燃煤污染物(NOx、SOx、Hg)的排放，并能去除污 泥的異味：碳酸鉀(K2CO3)、氫氧化鉀(KOH)與煤粉燃燒產(chǎn)生的含氮氣體(NOx) 反應(yīng)生成含氮鹽(KN3、K3NO5、K3NO4)，將氮固定在灰分中，具有較好的固 氮效果;氧化鈣(CaO)是一種很好的固硫劑，在型煤中添加氧化鈣類似爐內(nèi)噴 鈣脫硫處理過程，在煤粉燃燒過程與SO2反應(yīng)生成穩(wěn)定的CaSO4，從而將硫固定 在灰渣中，節(jié)約了成本，另外生活污泥中含有的氧化鎂是天然的高溫固硫助劑， 可以促進固硫效果;氧化鈣可以消滅污泥中的細菌，去除污泥中的異味;生活污 泥含有氯化鈉(NaCl)，而氯元素能促進煙氣中的單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為二價汞，使燃 燒產(chǎn)生的Hg更容易被捕獲脫除，從而減少Hg的排放。

　　(2)可以大幅提高型煤的灰熔點：鋁廠污泥中含有大量的氧化鋁，高溫下 氧化鋁與氧化硅反應(yīng)生成莫來石礦物質(zhì)，抑制了低熔點的鐵鋁硅酸鹽共融物的形 成，從而提高型煤的灰熔點，減輕鍋爐結(jié)渣傾向。

　　(3)無需添加粘結(jié)劑：污泥具有一定的黏結(jié)性，在常溫下可做粘合劑;氧 化鈣也起到了粘結(jié)劑的作用，部分氧化鈣與污泥中的水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧 化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣網(wǎng)狀晶體骨架，污泥與氧化鈣共同作用 可以確保型煤的冷強度，滿足運輸儲存需求，同時在燃燒過程中碳酸鈣會煅燒分 解成氧化鈣，有利于強化固硫效果。

　　(4)著火特性好：污泥和褐煤的著火點都較低，型煤在燃燒過程中揮發(fā)分 的釋放會改變型煤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，污泥可作為助燃劑、疏松劑，促進了型煤的燃燒。

　　(5)可以使用高含水量的生活污泥與其他組分?jǐn)嚢鑹褐瞥尚�，無需對生活 污泥進行預(yù)先干燥處理，同時污泥和褐煤中的存在大量的水分，這也避免了在攪 拌過程添加額外的水，節(jié)約了水資源，簡化了處理流程。

　　本發(fā)明所述污泥褐煤成型燃料中添加劑的組成和含量及鋁廠污泥含量，是發(fā) 明人通過大量的研究，根據(jù)生活污泥、褐煤中的硫和氮元素含量來確定的，不同 種類的原料所需的添加劑的組成和含量不同。