申请日2013.09.18
公开(公告)日2014.01.08
IPC分类号C10L1/32
摘要
本发明公开了一种新型污泥水煤浆及其制备方法。该方法包括如下步骤：(1)将市政污泥和污泥改性剂进行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得到混合液;所述混合液的质量为所述混合物的质量的2倍;(2)将所述混合液输入至流体激波处理器中进行高压处理，得到改性污泥;(3)将原料煤破碎至粒径小于3mm的煤粉;将所述煤粉、所述改性污泥输送至磨机，并加入分散剂进行研磨，即得到所述污泥水煤浆。本发明采用碱性造纸黑液对污泥进行改性，等于以废治废，充分利用黑液中的碱性物质，节约了作为改性剂的化工原料;另外黑液中的木质素可以作为水煤浆添加剂，可以部分或完全替代水煤浆添加剂，从而降低了制浆添加剂成本。
权利要求书
1.一种污泥水煤浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将市政污泥和污泥改性剂进行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得 到混合液;所述混合液的质量为所述混合物的质量的2倍;
(2)将所述混合液输入至流体激波处理器中进行高压处理，得到改性污泥;
(3)将原料煤破碎至粒径小于3mm的煤粉;将所述煤粉、所述改性污泥输送至 磨机，并加入分散剂进行研磨，即得到所述污泥水煤浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述污泥改性 剂为碱性造纸黑液、氢氧化钠、氢氧化钙、过氧化氢和多聚磷酸钠中至少一种;
所述市政污泥与所述污泥改性剂的质量比为7～10：0.1～3。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述高压 处理的压力为40～80MPa。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所 述原料煤为无烟煤、烟煤或褐煤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所 述煤粉与所述改性污泥的质量比为6～9：1～4。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所 述分散剂为萘磺酸盐、木质素磺酸盐和腐植酸盐中至少一种;
所述分散剂的加入量为所述煤粉中干煤质量的0.0%～1.0%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述方法还包括对 所述污泥水煤浆进行过滤、剪切和熟化的步骤。
8.根据权利要求1-7中任一项所述方法制备的污泥水煤浆。
说明书
一种新型污泥水煤浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型污泥水煤浆及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化的快速推进，市政污泥的产生数量在不断增长。据统计，目前每 年已经达到3000万吨以上。由于城市工业园区的大量存在，生活污水处理厂常常会混 入工业废水，致使污泥中重金属含量偏高。目前国内对污泥的处理方法以填埋为主， 不仅占用土地、污染环境，而且处置费用高。焚烧减量明显，是国际上污泥处理的方 向之一。但由于污泥水分高达80%左右，自身热值较低，约6～10MJ/kg，通常不能直 接燃烧。将污泥与煤掺混协同焚烧，从而有效降低污泥处理的投资和处理成本，是国 家支持的污泥处理方向之一。
水煤浆是一种新型煤基流体，具有流动性好、燃烧效率高、节能环保等特性，是 代油、代煤的理想燃烧和气化原料。目前我国水煤浆制备与燃烧技术经过30多年的研 发与应用，已趋于成熟并进入产业化应用阶段，取得了较好的经济和环境效益。据不 完全统计，截止2012年底，全国各类制浆厂的设计生产能力已超过8000万吨/年，其 中燃料用浆3000万吨/年，气化用浆5000万吨/年，水煤浆厂数量和总生产能力均居世 界第一位。水煤浆主要在电力、石油石化、冶金、建材、包装等行业的发电锅炉、热 电联供锅炉、工业锅炉、采暖锅炉和陶瓷热风炉等窑炉上作为燃料以及在化工厂气化 炉上作为造气原料。
利用水煤浆具有流动性、可罐装密闭储存、能清洁燃烧的优点，将污泥进行改性 处理后与煤混合制成污泥水煤浆作为锅炉燃料并清洁燃烧，不仅使污泥得到了减量化、 无害化，而且充分利用了污泥所含的热值和水，节约了制浆用煤和水资源，是污泥资 源化利用的好方法。
近年来，利用污泥制备水煤浆的研究开展的不少，但存在污泥添加量少、制浆成 本高的问题。如中国专利文献CN1908134A公开了“一种城市污泥资源化处理利用方 法”，其制备的污泥水煤浆存在添加量少(不超过10%)、分散剂和稳定剂用量多等问 题。中国专利文献CN1594514A公开了“污泥水煤浆及其制作工艺”，存在制备工艺 需要成品水煤浆以及污泥煤浆浓度过低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型污泥水煤浆及其制备方法，本发明的方法中，市政 污泥添加量较多、添加剂添加量少，制备得到的水煤浆浓度较高、适合于燃烧及作为 气化原料。
本发明所提供的一种污泥水煤浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将市政污泥和污泥改性剂进行混合得到混合物，向所述混合物中添加水得 到混合液;所述混合液的质量为所述混合物的质量的2倍;
(2)将所述混合液输入至流体激波处理器中进行高压处理，得到改性污泥;
(3)将原料煤破碎成粒径小于3mm的煤粉;将所述煤粉和所述改性污泥输送至 磨机，并加入分散剂进行研磨，即得到所述污泥水煤浆。
上述的制备方法中，步骤(1)中，所述污泥改性剂为碱性造纸黑液、氢氧化钠、 氢氧化钙、过氧化氢和多聚磷酸钠中至少一种;
所述市政污泥与所述污泥改性剂的质量比可为7～10：0.1～3，具体可为7：3或 10：0.11。
上述的制备方法中，步骤(2)中，所述高压处理的压力可为40～80MPa，具体 可为40～50MPa、40MPa或50MPa。
上述的制备方法中，步骤(3)中，所述原料煤可为无烟煤、烟煤或褐煤等煤种。 上述的制备方法中，步骤(3)中，所述煤粉与所述改性污泥的质量比可为6～9：1～ 4，具体可为3.7：2或6.8：4。
上述的制备方法中，步骤(3)中，所述分散剂可为萘磺酸盐、木质素磺酸盐和 腐植酸盐中至少一种;
所述分散剂的加入量可为所述煤粉中干煤质量的0.01%～1.0%，具体可为 0.3%～0.5%、0.3%或0.5%。
上述的制备方法中，所述方法还包括对所述污泥水煤浆进行过滤、剪切和熟化的 步骤。
上述的制备方法中，所述流体激波处理器可选择为均质机。
本发明还提供了由上述方法制备得到的污泥水煤浆。所述水煤浆的浓度可以达到 60%以上，其中小于75μm的煤粒占干煤中质量的35%～75%，既可作为锅炉燃料使用 也可作为气化原料使用。
本发明具有如下优点：
(1)采用碱性造纸黑液对污泥进行改性，等于以废治废，充分利用黑液中的碱 性物质，节约了作为改性剂的化工原料;另外黑液中的木质素可以作为水煤浆添加剂， 可以部分或完全替代水煤浆添加剂，从而降低了制浆添加剂成本。
(2)污泥经流体激波改性后，其中的聚丙烯酰胺得到了降解，释放了部分自由 水，从而使污泥煤浆浓度与不经流体激波改性工艺相比至少提高2%以上，解决了污 泥在煤浆中添加量少或者浓度过低的问题。