公布日：2023.12.22
申請日：2023.09.05
分類號：C10L1/32(2006.01)I;C10L1/24(2006.01)I;C10L1/12(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污泥資源化利用技術領域，公開了一種煤化工污泥改性降粘摻混制水煤漿的方法，包括以下步驟：1）以偏鋁酸鹽-硫酸亞鐵銨為復合調理劑，采用復合調理劑與熱水解耦合降粘改性煤化工污泥；2）降粘改性后的煤化工污泥與煤粉、制漿添加劑、制漿用水摻混制備水煤漿。本發(fā)明采用復合調理劑和熱水解耦合處理煤化工污泥，改性后煤化工污泥粘度大大降低，摻混配制水煤漿時，煤化工污泥的添加量和水煤漿濃度均得到顯著提升。
權利要求書
1.一種煤化工污泥改性降粘摻混制水煤漿的方法，其特征在于，包括以下步驟：1）以偏鋁酸鹽-硫酸亞鐵銨為復合調理劑，采用復合調理劑與熱水解耦合降粘改性煤化工污泥；2）降粘改性后的煤化工污泥與煤粉、制漿添加劑、制漿用水摻混制備水煤漿。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱水解的溫度為60~220℃，時間為0.5~3h。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，以污泥絕干重量計，所述復合調理劑與煤化工污泥的質量比為0.01~0.15:1。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述復合調理劑中偏鋁酸鹽與硫酸亞鐵銨的質量比為0.2~4:1。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述復合調理劑中偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述制漿添加劑的用量為煤粉質量的1.2~1.8%。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述制漿用水的用量為煤粉質量的52~60%。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述制漿添加劑為萘磺酸鹽、木質素磺酸鹽和腐植酸鹽中的一種。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤化工污泥為煤制甲醇、煤制烯烴或煤制油過程產(chǎn)生的有機污泥。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉為長焰煤、不粘煤、弱粘煤或煙煤中任意一種或兩種以上的組合。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對煤化工污泥不能資源化利用的技術問題，提供一種煤化工污泥改性降粘摻混制水煤漿的方法，采用復合調理劑和熱水解耦合處理煤化工污泥，改性后煤化工污泥粘度大大降低，摻混配制水煤漿時，煤化工污泥的添加量和水煤漿濃度均得到顯著提升。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：本發(fā)明提供一種煤化工污泥改性降粘摻混制水煤漿的方法，包括以下步驟：1）以偏鋁酸鹽-硫酸亞鐵銨為復合調理劑，采用復合調理劑與熱水解耦合降粘改性煤化工污泥；2）降粘改性后的煤化工污泥與煤粉、制漿添加劑、制漿用水摻混制備水煤漿。
在一個技術方案中，所述熱水解的溫度為60~220℃，時間為0.5~3h。
在一個技術方案中，以污泥絕干重量計，所述復合調理劑與煤化工污泥的質量比為0.01~0.15：1。
在一個技術方案中，所述復合調理劑中偏鋁酸鹽與硫酸亞鐵銨的質量比為0.2~4:1。
在一個技術方案中，所述復合調理劑中偏鋁酸鹽為偏鋁酸鈉或偏鋁酸鉀。
在一個技術方案中，所述制漿添加劑的用量為煤粉質量的1.2~1.8%。
在一個技術方案中，所述制漿用水的用量為煤粉質量的52~60%。
在一個技術方案中，所述制漿添加劑為萘磺酸鹽、木質素磺酸鹽和腐植酸鹽中的一種。
在一個技術方案中，所述煤化工污泥為煤制甲醇、煤制烯烴或煤制油過程產(chǎn)生的有機污泥。
在一個技術方案中，所述煤粉為長焰煤、不粘煤、弱粘煤或煙煤中任意一種或兩種以上的組合。
煤化工污泥經(jīng)過絮凝沉降，離心過濾，其固含量維持在30%以下，污泥呈典型的絮凝團狀或膠體狀態(tài)，持水性極強，粘度高、流動性差，未及時處理還會產(chǎn)生惡臭。污泥中所含水分在制漿過程中不能被煤漿直接利用，添加后會吸取煤漿中自由水，使水煤漿成漿性和穩(wěn)定性急劇變差。通過研究分析，污泥性狀與污泥絮體的成分，特征、微觀結構和性質有關，如污泥顆粒粒徑分布、表面電荷與胞外聚合物（EPS）的數(shù)量等。污泥粒徑和顆粒表面電荷變化，使得污泥顆粒團聚，顆粒間結構緊密，增加了污泥絮體比表面積，污泥絮體中表面吸附的水分增多；胞外聚合物（EPS）結構緊湊，類似孔徑小的多孔介質，是微生物結構的重要組成部分，緊密包裹污泥中細菌，使得大量水分被束縛在污泥絮體中，很難通過機械脫水方法進行去除。
本發(fā)明利用偏鋁酸鹽和硫酸亞鐵銨復合調理劑和熱水解耦合降粘改性，實現(xiàn)污泥胞外聚合物逐漸分解，污泥顆粒交聯(lián)架橋體系被破壞，細胞破壁分解，難溶物質在偏鋁酸鹽和硫酸亞鐵銨復合調理劑和熱水解雙重作用下，表面電荷被分散中和，表面親水含氧官能團被氧化分解，胞外聚合物和沉降高聚物卷曲斷裂，降解成可溶性小分子，污泥粘度顯著降低，絮凝顆粒減小，有利于污泥中毛細水釋放，污泥持水性大幅降低，污泥流動性提升明顯。經(jīng)過降粘改性后的煤化工污泥再與煤粉、水和制漿添加劑按一定比例摻混制備水煤漿，煤化工污泥摻混量和水煤漿成漿濃度顯著提高。
相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：（1）本發(fā)明采用偏鋁酸鹽和硫酸亞鐵銨復合調理劑和熱水解耦合處理煤化工污泥，污泥中束縛水被大量釋放，污泥脫水性能顯著提升，脫水率可達40-50%，改性后煤化工污泥粘度小于500mpa·s；（2）改性后煤化工污泥與煤粉按比例進行配制水煤漿，使煤化工污泥的添加量和水煤漿濃度均得到顯著提升，煤化工污泥的添加量提升至煤粉質量的5-15%，水煤漿的濃度不低于61%，實現(xiàn)了煤化工污泥和水煤漿高效資源化利用，降低企業(yè)運營成本，節(jié)能減排，具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。
（發(fā)明人：孫雨安;王東民;李振興;王靜;于文浩;杜佳佳;孫沛涵;王曉樂;唐啟;樊苗苗;柯瑋;廉中義;楊凱;閆堉琦;張賽）
