申請日2013.09.18

　　公開(公告)日2014.01.08

　　IPC分類號C10L1/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種新型污泥水煤漿及其制備方法。該方法包括如下步驟：(1)將市政污泥和污泥改性劑進行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得到混合液;所述混合液的質(zhì)量為所述混合物的質(zhì)量的2倍;(2)將所述混合液輸入至流體激波處理器中進行高壓處理，得到改性污泥;(3)將原料煤破碎至粒徑小于3mm的煤粉;將所述煤粉、所述改性污泥輸送至磨機，并加入分散劑進行研磨，即得到所述污泥水煤漿。本發(fā)明采用堿性造紙黑液對污泥進行改性，等于以廢治廢，充分利用黑液中的堿性物質(zhì)，節(jié)約了作為改性劑的化工原料;另外黑液中的木質(zhì)素可以作為水煤漿添加劑，可以部分或完全替代水煤漿添加劑，從而降低了制漿添加劑成本。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污泥水煤漿的制備方法，包括如下步驟：

　　(1)將市政污泥和污泥改性劑進行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得 到混合液;所述混合液的質(zhì)量為所述混合物的質(zhì)量的2倍;

　　(2)將所述混合液輸入至流體激波處理器中進行高壓處理，得到改性污泥;

　　(3)將原料煤破碎至粒徑小于3mm的煤粉;將所述煤粉、所述改性污泥輸送至 磨機，并加入分散劑進行研磨，即得到所述污泥水煤漿。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述污泥改性 劑為堿性造紙黑液、氫氧化鈉、氫氧化鈣、過氧化氫和多聚磷酸鈉中至少一種;

　　所述市政污泥與所述污泥改性劑的質(zhì)量比為7～10：0.1～3。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述高壓 處理的壓力為40～80MPa。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所 述原料煤為無煙煤、煙煤或褐煤。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所 述煤粉與所述改性污泥的質(zhì)量比為6～9：1～4。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所 述分散劑為萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和腐植酸鹽中至少一種;

　　所述分散劑的加入量為所述煤粉中干煤質(zhì)量的0.0%～1.0%。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述方法還包括對 所述污泥水煤漿進行過濾、剪切和熟化的步驟。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述方法制備的污泥水煤漿。

　　說明書

　　一種新型污泥水煤漿及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種新型污泥水煤漿及其制備方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國城市化的快速推進，市政污泥的產(chǎn)生數(shù)量在不斷增長。據(jù)統(tǒng)計，目前每 年已經(jīng)達到3000萬噸以上。由于城市工業(yè)園區(qū)的大量存在，生活污水處理廠常常會混 入工業(yè)廢水，致使污泥中重金屬含量偏高。目前國內(nèi)對污泥的處理方法以填埋為主， 不僅占用土地、污染環(huán)境，而且處置費用高。焚燒減量明顯，是國際上污泥處理的方 向之一。但由于污泥水分高達80%左右，自身熱值較低，約6～10MJ/kg，通常不能直 接燃燒。將污泥與煤摻混協(xié)同焚燒，從而有效降低污泥處理的投資和處理成本，是國 家支持的污泥處理方向之一。

　　水煤漿是一種新型煤基流體，具有流動性好、燃燒效率高、節(jié)能環(huán)保等特性，是 代油、代煤的理想燃燒和氣化原料。目前我國水煤漿制備與燃燒技術(shù)經(jīng)過30多年的研 發(fā)與應(yīng)用，已趨于成熟并進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段，取得了較好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。據(jù)不 完全統(tǒng)計，截止2012年底，全國各類制漿廠的設(shè)計生產(chǎn)能力已超過8000萬噸/年，其 中燃料用漿3000萬噸/年，氣化用漿5000萬噸/年，水煤漿廠數(shù)量和總生產(chǎn)能力均居世 界第一位。水煤漿主要在電力、石油石化、冶金、建材、包裝等行業(yè)的發(fā)電鍋爐、熱 電聯(lián)供鍋爐、工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐和陶瓷熱風(fēng)爐等窯爐上作為燃料以及在化工廠氣化 爐上作為造氣原料。

　　利用水煤漿具有流動性、可罐裝密閉儲存、能清潔燃燒的優(yōu)點，將污泥進行改性 處理后與煤混合制成污泥水煤漿作為鍋爐燃料并清潔燃燒，不僅使污泥得到了減量化、 無害化，而且充分利用了污泥所含的熱值和水，節(jié)約了制漿用煤和水資源，是污泥資 源化利用的好方法。

　　近年來，利用污泥制備水煤漿的研究開展的不少，但存在污泥添加量少、制漿成 本高的問題。如中國專利文獻CN1908134A公開了“一種城市污泥資源化處理利用方 法”，其制備的污泥水煤漿存在添加量少(不超過10%)、分散劑和穩(wěn)定劑用量多等問 題。中國專利文獻CN1594514A公開了“污泥水煤漿及其制作工藝”，存在制備工藝 需要成品水煤漿以及污泥煤漿濃度過低的問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種新型污泥水煤漿及其制備方法，本發(fā)明的方法中，市政 污泥添加量較多、添加劑添加量少，制備得到的水煤漿濃度較高、適合于燃燒及作為 氣化原料。

　　本發(fā)明所提供的一種污泥水煤漿的制備方法，包括如下步驟：

　　(1)將市政污泥和污泥改性劑進行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得 到混合液;所述混合液的質(zhì)量為所述混合物的質(zhì)量的2倍;

　　(2)將所述混合液輸入至流體激波處理器中進行高壓處理，得到改性污泥;

　　(3)將原料煤破碎成粒徑小于3mm的煤粉;將所述煤粉和所述改性污泥輸送至 磨機，并加入分散劑進行研磨，即得到所述污泥水煤漿。

　　上述的制備方法中，步驟(1)中，所述污泥改性劑為堿性造紙黑液、氫氧化鈉、 氫氧化鈣、過氧化氫和多聚磷酸鈉中至少一種;

　　所述市政污泥與所述污泥改性劑的質(zhì)量比可為7～10：0.1～3，具體可為7：3或 10：0.11。

　　上述的制備方法中，步驟(2)中，所述高壓處理的壓力可為40～80MPa，具體 可為40～50MPa、40MPa或50MPa。

　　上述的制備方法中，步驟(3)中，所述原料煤可為無煙煤、煙煤或褐煤等煤種。 上述的制備方法中，步驟(3)中，所述煤粉與所述改性污泥的質(zhì)量比可為6～9：1～ 4，具體可為3.7：2或6.8：4。

　　上述的制備方法中，步驟(3)中，所述分散劑可為萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和 腐植酸鹽中至少一種;

　　所述分散劑的加入量可為所述煤粉中干煤質(zhì)量的0.01%～1.0%，具體可為 0.3%～0.5%、0.3%或0.5%。

　　上述的制備方法中，所述方法還包括對所述污泥水煤漿進行過濾、剪切和熟化的 步驟。

　　上述的制備方法中，所述流體激波處理器可選擇為均質(zhì)機。

　　本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的污泥水煤漿。所述水煤漿的濃度可以達到 60%以上，其中小于75μm的煤粒占干煤中質(zhì)量的35%～75%，既可作為鍋爐燃料使用 也可作為氣化原料使用。

　　本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

　　(1)采用堿性造紙黑液對污泥進行改性，等于以廢治廢，充分利用黑液中的堿 性物質(zhì)，節(jié)約了作為改性劑的化工原料;另外黑液中的木質(zhì)素可以作為水煤漿添加劑， 可以部分或完全替代水煤漿添加劑，從而降低了制漿添加劑成本。

　　(2)污泥經(jīng)流體激波改性后，其中的聚丙烯酰胺得到了降解，釋放了部分自由 水，從而使污泥煤漿濃度與不經(jīng)流體激波改性工藝相比至少提高2%以上，解決了污 泥在煤漿中添加量少或者濃度過低的問題。