申请日2014.04.03
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号F23K1/02; C10L1/32
摘要
本发明涉及一种污泥生物质水煤浆制备及燃烧技术，其特征在于：利用水煤浆制备燃烧原理，将生物活性污泥、高难度有机废水等中的水份作为制备水煤浆所需的水份，合理配置成达到燃烧要求的污泥生物质水煤浆燃料。输送至水煤浆硫化床锅炉，并通过粒化器将水煤浆均匀分撒至炉膛燃烧。同时，也充分利用了生物活性污泥或有机废水中的热值，减少了燃煤添加比例，达到了节能减排的目的。
权利要求书
1.一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于：利用水煤浆制备燃烧原理，选取生物活性污泥和/或有机废水，利用其所含有的水份作为制备水煤浆所需的水份，合理配置成达到燃烧要求的污泥生物质水煤浆。
2.如权利要求1所述的一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于：还进一步的利用了所述生活活性污泥或有机废水中所含有的有机物的燃烧热值。
3.如权利要求1所述的任一污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于，具体的工艺步骤为：步骤一、将煤粉，生活活性污泥或有机废水中的一种或两种的组合物，加入混合器中;
步骤二、低速初步混合;
步骤三、高速剪切混合;
步骤四、研磨得到污泥生物质水煤浆。
4.如权利要求3所述的一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于：所述煤粉与生活活性污泥和/或有机废水中所含的水份的质量比为7：3-3：1。
5.如权利要求1-4任一所述一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于：所述污泥生物质水煤浆可通过粒化器，将生物质水煤浆均匀分撒在锅炉的流化床内。
6.一种用于如权利要求1-4任一所述污泥生物质水煤浆的制备及燃烧系统，其特征在于：包括煤粉仓、污泥仓和/或污水仓、控制器、水煤浆泵，其中，所述控制器，用于根据污泥生物质水煤浆的燃烧状况，调节水煤浆泵的输送量或调节向煤粉仓、污泥 仓和/或污水仓添加煤粉、生活活性污泥和/或有机废水的添加比例。
说明书
一种污泥生物质水煤浆的制备工艺及其制备及燃烧系统
技术领域
本发明涉及水煤浆制造领域，特别地，提供了一种污泥生物质水煤浆的制备工艺及其制备及燃烧系统。
技术背景：
水煤浆是70年代中期发展起来的一种高浓度流体燃料，是将煤研磨成平均粒度为50μm左右的幼粒，按煤:水=(60-70)：(39-29)比例混合，再添加1%左右添加剂，经过强力搅拌形成煤水两相流浆体。可像油一样泵送、雾化、管道输送、贮存和稳定燃烧，其热值约为20.1MJ/kg，大约相当于燃料油的一半、与原煤相当(可节煤20—30%)，可代替燃料油、煤炭用于锅炉、电站、工业炉和窑炉。燃用后SO2、NOx排放浓度相对较低。具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点，是一种理想的新型洁净燃料。生物活性污泥是污水处理污水处理后的固废物，含有大量的生物活性细胞核有机胶体，含水率一般在80%左右。含水率高、处理难度较大，但因含有大量的有机物质，具有一定量的热值。所以，一般采用干化+焚烧的工艺。在工业废水处理中，一些高浓度的有机废水如：化工污水、垃圾渗滤液、高盐分废水等也大都采用热力或膜浓缩，产生的更高浓度的浓缩液，再利用其含有的机质热值进行焚烧处理。浓缩处理以及浓缩液的处理均需花费大量的运行费用和投资，而且技术难度也较大。
发明内容：
本发明旨在克服上述技术缺陷，提供一种更为环保、节能，并能同时处理生活污泥和/或有机废水，还能降低煤粉的使用的水煤浆的制备方法。本发明提供的一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，其特征在于：利用水煤浆制备燃烧原理，选取生物活性污泥和/或有机废水，利用其所含有的水份作为制备水煤浆所需的水份，合理配置成达到燃烧要求的污泥生物质水煤浆。另外，本发明提供的一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，还具有这样的技术特征：还进一步的利用了生活活性污泥或有机废水中所含有的有机物的燃烧热值。
研究可知，生活活性污泥或有机废水中含有大量的有机物质，如、聚合物等高碳物质，而此类化学物质往往具有极高的燃烧热值，因而，采用本发明的工艺，将传统的水替代为生活活性污泥或有机废水，不但能节省水的使用，还能进一步的利用此类物质中的可燃烧组分，进而使得，其能替代一部分的煤粉的燃烧热的作用，在配置水煤浆时，其煤粉添加比例相应减少，进一步的达到节能减排的目的。
上述制备工艺的具体工艺步骤为：步骤一、将煤粉，生活活性污泥或有机废水中的一种或两种的组合物，加
入混合器中;
步骤二、低速初步混合;
步骤三、高速剪切混合;
步骤四、研磨得到污泥生物质水煤浆。其中，在混合的工序中，其不同阶段的混合时间，视具体的混合物组分、比例而定。
在本发明中，低速优选为10-90转/分钟。高速优选为200-900转/分钟。
当添加生活活性污泥时，通过其和煤粉的预混合和高速混合，使得其细胞
表面水和煤粉均匀结合，再并经磨机研磨后，其活性细胞表内部的水基本析出，从而作为水煤浆制备的用水。使用上述方法，使得污泥中的胶质物体和生物质细胞团通过和煤粉间的研磨得到破坏，较大颗粒物质进行细化。此外，因污泥含有大量的胶质物体和活性剂，制得的污泥生物质水煤浆不需添加其它的活性剂和稳定剂，可直接送至燃料过渡罐暂存。
另外，本发明提供的一种污泥生物质水煤浆的制备工艺，还具备这样的技术特点：即、煤粉与生活活性污泥和/或有机废水中所含的水份的质量比为3：3-1;优选为7：3-3：1。
此外，值得注意的是，采用本发明的方法制备的污泥生物质水煤浆可通过粒化器，将生物质水煤浆均匀分撒在锅炉的流化床内。
另外，本发明还提供了一种用于上述污泥生物质水煤浆的制备及燃烧系统，其特征在于：包括煤粉仓、污泥仓和/或污水仓、预混合器、强混合器、磨机、水煤浆流化床锅炉、燃料过渡罐、粒化器、控制器、水煤浆泵、传感器、计量输送器，
其中，控制器，用于根据污泥生物质水煤浆的燃烧状况，调节水煤浆泵的输送量或调节向煤粉仓、污泥仓和/或污水仓添加煤粉、生活活性污泥和/或有机废水的添加比例。从而实现调节水煤浆的配备来适应燃烧的要求。此外，因污泥生物质水煤浆中的杂质较多，不易采用雾化水煤浆燃烧形式。在本发明中推荐采用水煤浆流化床锅炉进行燃烧。本发明的作用和效果：本发明利用水煤浆制备及燃烧原理，将生物活性污泥、有机废水等中的水份作为制备水煤浆所需的水份，协同煤粉通过调速输送器进行合理配置，经过混合和研磨制成达到燃烧要求的污泥生物质水煤浆燃料。可输送至水煤浆硫化床锅炉，并通过粒化器将水煤浆均匀分撒至炉膛燃烧。同时，也充分利用了污泥或有机废水中的热值，减少了燃煤添加比例，达到了节能减排的目的。在本发明中，考虑到，既然水煤浆需要添加30%以上的水分，污泥和高浓度有机废水含有大量的水分以及热值。三者如能按比例混合，生产出污泥等生物质水煤浆，不但可以节约大量的水资源，而且可以节约煤的添加量。更主要的是难于处理的污泥和高浓度有机废水通过水煤浆的高温燃烧得到彻底的处理，大大节约了环保治理成本和预防了可能发生的二次污染。此外，因污泥含有大量的胶质物体和活性剂，制得的污泥生物质水煤浆不需添加其它的活性剂和稳定剂，可直接送至燃料过渡罐暂存。
此外，本发明的具体工艺中，采用不同阶段的不同混合工艺，当添加生活活性污泥时，通过其和煤粉的预混合和高速混合，使得其细胞表面水和煤粉均匀结合，再并经磨机研磨后，其活性细胞表内部的水基本析出，从而作为水煤浆制备的用水。同时，使得污泥中的胶质物体和生物质细胞团通过和煤粉间的研磨得到破坏，较大颗粒物质进行细化。另外，值得注意的是，采用本发明的方法制备的污泥生物质水煤浆可通过粒化器，将生物质水煤浆均匀分撒在锅炉的流化床内。这种方法和传统的喷雾雾化水煤浆燃烧方式相比，对生物质水煤浆杂质含量和水份比例的要求大幅降低。
在本发明的设备中，增加了控制器模块，用于根据污泥生物质水煤浆的燃烧状况，调节水煤浆泵的输送量或调节向煤粉仓、污泥仓和/或污水仓添加煤粉、生活活性污泥和/或有机废水的添加比例。从而实现调节水煤浆的配备来适应燃烧的要求。使得整个过程变得可控，且多元化，更符合现代设备的需要。