申请日2009.03.09
公开(公告)日2009.08.12
IPC分类号C10L5/46; C02F11/12
摘要
一种污泥干化固体燃料，涉及一种污泥干化制成的固体燃料的配方。由污泥与添加物混合压制成型或制成粉状体而成，添加物各组分的量按污泥重量计量为木屑5%～10%，煤粉0%～20%，矿化垃圾筛上物5%～15%，脱水剂1%～5%。污泥是污水厂的初含水率80%、干基热值为7000kJ/kg～18000kJ/kg的脱水污泥;脱水剂为氧化钙∶氧化镁∶氯化镁∶氯化铝=1∶5.5～10∶1∶2.5～3份质量比;矿化垃圾筛上物是经过8～10年的填埋后，经过初步破碎后和过60mm孔径筛分的以塑料、纤维、纸张为主的筛上物。本发明改变传统以污泥作为附加物制燃料的方式，能充分实现污泥稳定化资源化，达到以废治废的目的，本发明的产物完全达到稳定焚烧发电的要求，具有较好的经济和社会效益。
权利要求书
1.一种污泥干化固体燃料，其特征在于：由污泥与添加物组成，添加物由 矿化垃圾筛上物、木屑、脱水剂和煤粉组成，添加物各组分的量按污泥重量计量， 充分混合压制成型或制成粉状体而成;
其中，
木屑的添加量是污泥重量的5%～10%重量百分比
煤粉的添加量是污泥重量的0%～20%重量百分比
矿化垃圾筛上物的添加量是污泥重量的5%～15%重量百分比
脱水剂的添加量是污泥重量的1%～5%重量百分比
上述污泥是污水厂产生的起初含水率为80%左右、干基热值为7000kJ/kg ～18000kJ/kg的污水厂脱水污泥;
上述脱水剂为氧化钙、氧化镁、氯化镁和氯化铝;氧化钙:氧化镁:氯化镁: 氯化铝=1:5.5～10:1:2.5～3份质量比;
上述矿化垃圾筛上物是经过8～10年的填埋后已经转变为具有泥土芬芳气 味的经过初步破碎后过60mm孔径筛分的主要成分为塑料、纤维、纸张的筛上物。
说明书
一种污泥干化固体燃料
技术领域
一种污泥干化固体燃料，涉及一种污泥干化制成的固体燃料的配方。属于固 体废物资源化技术领域。
背景技术
随着污水处理设施的日臻完善，如何迅速实现污泥的资源化、无害化等成为 污泥处理处置的发展方向。目前污泥处理处置方式主要有污泥固化填埋、污泥堆 肥和污泥焚烧，其中污泥焚烧作为一种最为迅速的污泥资源化与无害化处理手 段，日益受到人们重视。
污泥是污水处理过程中剩余的微生物残体，污泥中含有大量的有机物和一定 的纤维木质素，具有一定的热值，可以采用焚烧的方式进行处置，但由于污泥含 水率太高，导致其低位热值较低。当低位热值低于6000kJ/kg时，燃料不能稳定 焚烧并用作能源利用。据统计，虽然污泥的干基热值范围为7468kJ/kg～17923 kJ/kg，但实际污水处理厂脱水污泥的含水率为75%～85%，这些水分在污泥焚 烧过程中转变为蒸汽，并以气化潜热的形式带走部分能量。因此，污泥焚烧常常 需要添加辅助燃料。焚烧成本过高成为限制污泥焚烧技术发展的瓶颈。
一种污泥干燥焚烧处理方法(公开号CN 1931753)通过脱水、造粒、与干 燥污泥细粉混合、干燥、升温焚烧等5个步骤进行污泥的干燥焚烧。污泥干燥过 程中产生的蒸汽凝结释放的热量通过换热器对污泥颗粒进行升温预处理，使热能 利用效率有所提高;干燥过程中产生的臭气和其他有害气体，经过加热升温后， 将作为二次风或三次风，送入污泥焚烧炉中进行焚烧处理，可以有效避免对环境 的污染和对人身健康的伤害。此方法通过改变污泥焚烧炉的构造达到污泥干化焚 烧的目的，但炉型改造成本较高，且所涉及的干化方法步骤较繁琐，各步骤准确 温控在实际应用中存在一定难度，不适合污泥的大量处理。
一种污泥型煤的制备方法(公开号CN 1282781A)将煤粉、污泥、木质碎 屑或粉以及脱硫除臭剂按一定的组分配比，在湿润状态下混合搅拌后压制成型 煤。其添加的污泥组分代替了粘土作为型煤粘结剂，同时可以提高型煤的发热量， 节省煤炭用量，减少型煤燃尽后灰的生成量。但此方法仍以煤炭作为主要原料， 污泥的添加量较少(20～35%)，因此作为污泥的资源化方式不够理想。
一种污泥燃料棒及其制备方法(公开号CN 1810940A)将脱水污泥、助燃 剂、粘结剂和脱硫剂按一定配比搅拌均匀后造粒成型，经烘干后制成燃料棒。其 中助燃剂采用粉煤灰、植物秸秆、谷物或煤，加量为20%～50%，粘结剂采用玻 璃胶、粘土或水泥，加量为3%～5%，而脱硫剂采用CaO、炉渣、煤渣或飞灰等， 加量为5%～10%。此方法采用的脱水污泥干基热值为16270kJ/kg，制备的燃料 棒含水率40.9%，低位热值达到11454kJ/kg。这种方法生产的燃料棒虽然热值较 高，但生产过程需要加入粘结剂，烘干过程需要耗能，且助燃剂组分加入量较大， 成本较高。
发明内容
本发明的目底是公开一种成本低，充分混合后能使污泥含水率迅速下降、热 值提高达到污泥干化制固体燃料的发热量，满足火力发电的需求，可以替代部分 中低品位的煤粉的配方。
为达上述目的，本发明改变传统中将污泥作为添加剂的思路，转而将污泥作 为主体制固体燃料，尽量减少脱水剂和提高热值物质的添加量，组成了压制成型 或制成粉状，发热量满足火力发电的需求，可以替代部分中低品位的煤粉的固体 燃料。研究发现，经过不同添加物与污泥适当比例的混合，污泥的含水率可以在 5～10天内从起始80%左右降低至20%以下，低位热值从起初的接近0kJ/kg提高 至8000kJ/kg以上。
本发明由污泥与添加物组成，添加物由矿化垃圾筛上物、木屑、脱水剂和煤 粉组成，添加物各组分的量按污泥重量计量，充分混合压制成型或制成粉状体。
其中，
木屑的添加量是污泥重量的5%～10%重量百分比
煤粉的添加量是污泥重量的0%～20%重量百分比(添加量视污泥干基热值及 固体燃料所需达到热值而定)
矿化垃圾筛上物的添加量是污泥重量的5%～15%重量百分比
脱水剂的添加量是污泥重量的1%～5%重量百分比
上述污泥是污水厂产生的起初含水率80%左右、干基热值为7000kJ/kg ～18000kJ/kg的污水厂脱水污泥;
上述脱水剂为氧化钙、氧化镁、氯化镁和氯化铝;氧化钙:氧化镁:氯化镁: 氯化铝=1:5.5～10:1:2.5～3份质量比。
上述矿化垃圾筛上物是经过8～10年的填埋后已经转变为具有泥土芬芳气 味的经过初步破碎后过60mm孔径筛分的主要成分为塑料、纤维、纸张的筛上物。
本发明具有如下优点：
1.本发明以来源广泛的污水厂脱水污泥为主要原料，该污泥经过5～10天自 然风干，污泥含水率从起始80%左右降低至20%以下，低位热值从起初的接近 0kJ/kg提高至8000kJ/kg以上，加入矿化垃圾筛上物等物质，实现了以废治废， 资源循环利用等废弃物综合处理目标。
2.本发明以不含任何有害成分，且来源广泛，成本低廉的氧化钙、氧化镁、 氯化镁和氯化铝等作为脱水剂，可以短时间内迅速降低污泥含水率，对污泥的除 臭、含水率降低具有重要作用，固体燃料热值高，完全达到了稳定焚烧发电的要 求，可以作为焚烧发电的原料。
3.本发明将矿化垃圾和污泥的处理有效结合，实现以废治废的目标，发热 量满足火力发电的需求，且成本较低，可以替代部分中低品位的煤粉。
4.本发明的固体燃料制作过程中干化无需耗能，且时间较短，能有效降低 生产成本，利于工程化和产业化。
5.燃烧后的灰分可以作为回填土、或一般的路基填充材料等进行使用，实 现资源再利用。
具体实施方式
实施例1
本发明由污泥和添加物组成，添加物各组分的量按污泥重量计量，充分混合 而成。
其中，
木屑的添加量是污泥重量的5%重量百分比
煤粉的添加量是污泥重量的20%重量百分比
矿化垃圾筛上物的添加量是污泥重量的10%重量百分比
脱水剂的添加量是污泥重量的5%重量百分比
上述脱水剂主要成分为氧化钙、氧化镁、氯化镁和氯化铝，质量配比为氧化 钙:氧化镁:氯化镁:氯化铝=1:10:1:3份。
取干基热值为7109kJ/kg的污泥50kg，按以上比例加入添加物(木屑2.5kg， 煤粉10kg，矿化垃圾筛上物5kg，脱水剂2.5kg)混合均匀后在50MPa下压成 蜂窝状。在平均温度12℃的条件下，自然风干5天后，含水率由75.0%降至23.3%， 低位热值由0kJ/kg提高至13469kJ/kg;自然风干10天后，含水率降至11.6%， 低位热值提高至15910kJ/kg，完全满足燃烧发电的要求。干基灰分产量为32.8%。
实施例2
由污泥和添加物组成，添加物各组分的量按污泥重量计量。
木屑的添加量是污泥重量的10%重量百分比
矿化垃圾筛上物的添加量是污泥重量的10%重量百分比
脱水剂的添加量是污泥重量的2%重量百分比
其中脱水剂主要成分为氧化钙、氧化镁、氯化镁和氯化铝等，质量配比为氧 化钙:氧化镁:氯化镁:氯化铝=2:11:2:5份。
取干基热值为12582kJ/kg污泥50kg，按比例加入各类添加物(木屑5kg， 矿化垃圾筛上物5kg，脱水剂1kg)，混合均匀后堆垛风干，堆体厚度为0.1m。 在平均温度10℃条件下，自然风干5天后，污泥含水率由81.1%降至30.3%，低 位热值由0kJ/kg提高至8098kJ/kg;自然风干10天后，含水率降至21.2%，低 位热值提高至9484kJ/kg，满足燃烧发电的要求。干基灰分产量为38.2%。