申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.09.07
IPC分类号C10L5/46; C10L5/08; C10L5/04
摘要
本发明提供一种污泥固体燃料的制备方法，包括如下步骤：1)将含水率在80%以上的污泥进行间接干燥，干燥过程中通入惰性气体，带出水份;2)当污泥含水率恒定时，加入污泥活性炭，进行搅拌混合;3)将均匀后的混合污泥进行机械挤压脱水，得到含水率25%‑35%的混合污泥;4)对混合污泥继续进行烘干，得到含水率在10%‑15%之间的混合污泥;5)在混合污泥中加入干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂搅拌混合，然后将混合好的原料输入压力成型机制成实心或空心圆柱状固体燃料。该方法解决了污泥和焦油渣的处置问题，并实现废物利用。
权利要求书
1.一种污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)将含水率在80%以上的污泥进行间接干燥，干燥过程中通入惰性气体，带出水份;2)当污泥含水率恒定时，加入污泥活性炭，进行搅拌混合;3)将均匀后的混合污泥进行机械挤压脱水，得到含水率25%-35%的混合污泥;4)对混合污泥继续进行烘干，得到含水率在10%-15%之间的混合污泥;5)在混合污泥中加入干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂搅拌混合，然后将混合好的原料输入压力成型机制成实心或空心圆柱状固体燃料。
2.根据权利要求1所述污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)间接干燥温度为100℃-400℃。
3.根据权利要求1所述污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中污泥含水率为60%-70%，加入污泥活性炭的量为污泥干基重量的35%-55%。
4.根据权利要求1所述污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，步骤5)中干燥泥煤通过如下方法制备：首先采用热风炉对泥煤进行200℃-400℃间接干燥，干燥过程中通入惰性气体，带出挥发分;当泥煤表面温度不变时，对所述干燥的泥煤进行挤压、压榨，将挤压、压榨后的泥煤进行液固分离，对分离后的泥煤进行烘干，得到含水率低于5%的干燥泥煤。
5.根据权利要求4所述污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，对干燥泥煤进行筛分，将筛分得到的粒径小于2.00mm的泥煤和前期干燥得到的挥发分通入热风炉燃烧产生烟气作为泥煤和污泥干燥热源;将粒径大于2.00mm的泥煤与混合污泥混合。
6.根据权利要求1所述污泥固体燃料的制备方法，其特征在于，步骤5)加入干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂的量分别为混合污泥干基重量的40%-60%、50%-70%、10%-25%。
说明书
一种污泥固体燃料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥固体燃料的制备方法，尤其涉及一种采用污泥和焦油渣制备固体燃料的方法。
背景技术
污泥是在污水处理过程中产生的半固态或固态物质。随着城镇污水处理量不断增加，污水处理产生的污泥处理问题日趋突出。目前我国污泥的处理处置多采用填埋，其他处理方式处理污泥的量很小，填埋污泥对周围环境和地下水资源影响很大，存在严重的二次污染。据不完全统计我国已填埋的污泥超过几亿吨，现在每年填埋量超过3000万吨。这些填埋的污泥还在大量制造新的污染，对周边的环境造成极大的恶果。现有技术中对污泥的处理还有如：干化焚烧法、作为土地或建材利用等处理手段，但这些技术均存在二次污染等缺陷。
由于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，通过检测污泥发热量为2500～2700大卡/千克(干基)，具有很高的回收价值。利用污泥自身的热值，将污泥做成固体燃料，达到废物利用。可以节约投资，同时起到生产、环保互不影响的效果。
我国对煤炭的利用比较依赖，焦化行业的发展过程中会产生大量的焦油渣，全国每年焦化行业产生的焦油渣近百万吨，在实际生产和回收当中，一般是将焦油渣进行堆放存储，焦油渣长期积压，存储能力不足，周围的环境会受到焦油渣池的严重影响，如何解决焦油渣的利用是未来焦化发展的瓶颈之一。由于焦油渣中含有大量未燃尽的碳和煤焦油及轻质组分，燃烧热值高，可以作为燃料加以利用和改造。
发明内容
为了实现污泥和焦油渣的无害化处理，并实现资源利用，本发明将污泥和焦油渣混合制成固体燃料，提供一种污泥固体燃料的制备方法，解决了污泥和焦油渣的处置问题，并实现废物利用。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种污泥固体燃料的制备方法，包括如下步骤：1)将含水率在80%以上的污泥进行间接干燥，干燥过程中通入惰性气体，带出水份;2)当污泥含水率恒定时，加入污泥活性炭，进行搅拌混合;3)将均匀后的混合污泥进行机械挤压脱水，得到含水率25%-35%的混合污泥;4)对混合污泥继续进行烘干，得到含水率在10%-15%之间的混合污泥;5)在混合污泥中加入干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂搅拌混合，然后将混合好的原料输入压力成型机制成实心或空心圆柱状固体燃料。而在固体燃料成型过程中为了增加燃料的粘结性，往往会在成型过程中加入粘结剂，由于泥煤中具有大量的腐殖酸钠，在成型过程中起到粘结的作用，因此不需要再额外加入粘结剂，节省成本。
所述步骤1)间接干燥温度为100℃-400℃。
所述步骤2)中污泥含水率为60%-70%，加入污泥活性炭的量为污泥干基重量的35%-55%。污泥活性炭是很好的吸附剂，加入到污泥中搅拌，作用是吸收污泥中的间隙水、表面吸附水和臭气，并与污泥混合，增大污泥阻尼，导致污泥不能流动，使污泥适于常规机械挤压脱水，用较少的外力，机械挤压脱水即可达到含水率35%以下。经脱水干化后，污泥活性炭转化为助燃剂，辅助干污泥燃烧。
由于泥煤中含有大量的水分，作为燃料使用之前必须除去水分得到干燥泥煤，步骤5)中干燥泥煤通过如下方法制备：首先采用热风炉对泥煤进行200℃-400℃间接干燥，干燥过程中通入惰性气体，带出挥发分;当泥煤表面温度不变时，对所述干燥的泥煤进行挤压、压榨，将挤压、压榨后的泥煤进行液固分离，对分离后的泥煤进行烘干，得到含水率低于5%的干燥泥煤。
对干燥泥煤进行筛分，将筛分得到的粒径小于2.00mm的泥煤和前期干燥得到的挥发分通入热风炉燃烧产生烟气作为泥煤和污泥干燥热源;将粒径大于2.00mm的泥煤与混合污泥混合。
步骤5)加入干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂的量分别为混合污泥干基重量的40%-60%、50%-70%、10%-25%。加入防霉添加剂可避免固体燃料在存放过程中污泥中有机质发生霉变。焦油渣为焦化厂产生的废焦油渣，由于焦油渣中含有的水分会影响焦油渣的热值，所以在成型之前需要对焦油渣进行干燥，干燥可以采用任何方式，只需保持最后焦油渣含水率为10%以内。
本发明的优点在于：由于将污泥与焦油渣进行混合，制成固型燃料，不仅可操作性强，而且变废为宝、节约了资源，便于实施固型燃料产业化生产，为提高日益增量的污泥和焦油渣拓宽了高价值、深层次综合利用的路子;另一方面减少了污泥的填埋，增加了焦油渣的利用，环保节能、无害化程度高，因此本发明具有深远的环境保护和能源利用的重要意义。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种污泥固体燃料的制备方法，包括如下步骤：
1)将含水率在80%以上的污泥进行间接干燥，间接干燥温度为100℃-400℃，干燥过程中通入惰性气体，带出水份;2)当污泥含水率恒定为60%-70%时，加入污泥干基重量35%-55%的污泥活性炭，进行搅拌混合;3)将均匀后的混合污泥进行机械挤压脱水，得到含水率25%-35%的混合污泥;常规的机械挤压方式均可;4)对混合污泥继续进行烘干，烘干温度100℃-200℃，得到含水率在10%-15%之间的混合污泥;5)在混合污泥中加入分别占混合污泥干基重量40%-60%、50%-70%、10%-25%的干燥泥煤、干燥焦油渣、防霉添加剂搅拌混合，然后将混合好的原料输入压力成型机制成实心或空心圆柱状固体燃料。
由于泥煤中含有大量的水分，作为燃料使用之前必须除去水分得到干燥泥煤，步骤5)中干燥泥煤通过如下方法制备：首先采用热风炉对泥煤进行间接干燥，间接干燥温度为200℃-400℃，干燥过程中通入惰性气体，带出挥发分;当泥煤表面温度不变时，对所述干燥的泥煤进行挤压、压榨，可以通过双棍式压制机进行挤压，挤压在环境温度下进行即可，将泥煤内部多孔结构破坏，将其包含的结合水或内在水释放出来，之后对泥煤进行液固分离，可以采用压滤机、过滤机、筛分机或是离心分离机对泥煤分离液态水，对分离后的物料进行烘干，得到含水率低于5%的干燥泥煤。
对干燥泥煤进行筛分，将筛分得到的粒径小于2.00mm的泥煤和前期干燥得到的挥发分通入热风炉燃烧产生烟气作为泥煤和污泥干燥热源;将粒径大于2.00mm的泥煤与混合污泥混合。
焦油渣为焦化厂产生的废焦油渣，由于焦油渣中含有的水分会影响焦油渣的热值，所以在成型之前需要对焦油渣进行干燥，干燥可以采用任何方式，只需保持最后焦油渣含水率为10%以内。
根据本发明制备方法，最终生产出的成品污泥固体燃料，其主要指标为：热值≥3200大卡，水分≤12%。可自用或出售，代替煤、炭、石油，用作锅炉、工业窑炉和燃烧器燃料，广泛适用于各种锅炉、工业窑炉和燃烧器，节约能源，产生巨大的经济与社会效益。成型机可以根据物料的情况和市场的需要，调整产品粒度的大小和热值，以满足不同的客户要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。