公布日：2023.12.22
申请日：2023.09.05
分类号：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
本发明属于污泥资源化利用技术领域，公开了一种煤化工污泥改性降粘掺混制水煤浆的方法，包括以下步骤：1）以偏铝酸盐-硫酸亚铁铵为复合调理剂，采用复合调理剂与热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与煤粉、制浆添加剂、制浆用水掺混制备水煤浆。本发明采用复合调理剂和热水解耦合处理煤化工污泥，改性后煤化工污泥粘度大大降低，掺混配制水煤浆时，煤化工污泥的添加量和水煤浆浓度均得到显著提升。
权利要求书
1.一种煤化工污泥改性降粘掺混制水煤浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）以偏铝酸盐-硫酸亚铁铵为复合调理剂，采用复合调理剂与热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与煤粉、制浆添加剂、制浆用水掺混制备水煤浆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热水解的温度为60~220℃，时间为0.5~3h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以污泥绝干重量计，所述复合调理剂与煤化工污泥的质量比为0.01~0.15:1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合调理剂中偏铝酸盐与硫酸亚铁铵的质量比为0.2~4:1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合调理剂中偏铝酸盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制浆添加剂的用量为煤粉质量的1.2~1.8%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制浆用水的用量为煤粉质量的52~60%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制浆添加剂为萘磺酸盐、木质素磺酸盐和腐植酸盐中的一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤化工污泥为煤制甲醇、煤制烯烃或煤制油过程产生的有机污泥。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉为长焰煤、不粘煤、弱粘煤或烟煤中任意一种或两种以上的组合。
发明内容
本发明针对煤化工污泥不能资源化利用的技术问题，提供一种煤化工污泥改性降粘掺混制水煤浆的方法，采用复合调理剂和热水解耦合处理煤化工污泥，改性后煤化工污泥粘度大大降低，掺混配制水煤浆时，煤化工污泥的添加量和水煤浆浓度均得到显著提升。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种煤化工污泥改性降粘掺混制水煤浆的方法，包括以下步骤：1）以偏铝酸盐-硫酸亚铁铵为复合调理剂，采用复合调理剂与热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与煤粉、制浆添加剂、制浆用水掺混制备水煤浆。
在一个技术方案中，所述热水解的温度为60~220℃，时间为0.5~3h。
在一个技术方案中，以污泥绝干重量计，所述复合调理剂与煤化工污泥的质量比为0.01~0.15：1。
在一个技术方案中，所述复合调理剂中偏铝酸盐与硫酸亚铁铵的质量比为0.2~4:1。
在一个技术方案中，所述复合调理剂中偏铝酸盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾。
在一个技术方案中，所述制浆添加剂的用量为煤粉质量的1.2~1.8%。
在一个技术方案中，所述制浆用水的用量为煤粉质量的52~60%。
在一个技术方案中，所述制浆添加剂为萘磺酸盐、木质素磺酸盐和腐植酸盐中的一种。
在一个技术方案中，所述煤化工污泥为煤制甲醇、煤制烯烃或煤制油过程产生的有机污泥。
在一个技术方案中，所述煤粉为长焰煤、不粘煤、弱粘煤或烟煤中任意一种或两种以上的组合。
煤化工污泥经过絮凝沉降，离心过滤，其固含量维持在30%以下，污泥呈典型的絮凝团状或胶体状态，持水性极强，粘度高、流动性差，未及时处理还会产生恶臭。污泥中所含水分在制浆过程中不能被煤浆直接利用，添加后会吸取煤浆中自由水，使水煤浆成浆性和稳定性急剧变差。通过研究分析，污泥性状与污泥絮体的成分，特征、微观结构和性质有关，如污泥颗粒粒径分布、表面电荷与胞外聚合物（EPS）的数量等。污泥粒径和颗粒表面电荷变化，使得污泥颗粒团聚，颗粒间结构紧密，增加了污泥絮体比表面积，污泥絮体中表面吸附的水分增多；胞外聚合物（EPS）结构紧凑，类似孔径小的多孔介质，是微生物结构的重要组成部分，紧密包裹污泥中细菌，使得大量水分被束缚在污泥絮体中，很难通过机械脱水方法进行去除。
本发明利用偏铝酸盐和硫酸亚铁铵复合调理剂和热水解耦合降粘改性，实现污泥胞外聚合物逐渐分解，污泥颗粒交联架桥体系被破坏，细胞破壁分解，难溶物质在偏铝酸盐和硫酸亚铁铵复合调理剂和热水解双重作用下，表面电荷被分散中和，表面亲水含氧官能团被氧化分解，胞外聚合物和沉降高聚物卷曲断裂，降解成可溶性小分子，污泥粘度显著降低，絮凝颗粒减小，有利于污泥中毛细水释放，污泥持水性大幅降低，污泥流动性提升明显。经过降粘改性后的煤化工污泥再与煤粉、水和制浆添加剂按一定比例掺混制备水煤浆，煤化工污泥掺混量和水煤浆成浆浓度显著提高。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：（1）本发明采用偏铝酸盐和硫酸亚铁铵复合调理剂和热水解耦合处理煤化工污泥，污泥中束缚水被大量释放，污泥脱水性能显著提升，脱水率可达40-50%，改性后煤化工污泥粘度小于500mpa·s；（2）改性后煤化工污泥与煤粉按比例进行配制水煤浆，使煤化工污泥的添加量和水煤浆浓度均得到显著提升，煤化工污泥的添加量提升至煤粉质量的5-15%，水煤浆的浓度不低于61%，实现了煤化工污泥和水煤浆高效资源化利用，降低企业运营成本，节能减排，具有很高的经济效益和社会效益。
（发明人：孙雨安;王东民;李振兴;王静;于文浩;杜佳佳;孙沛涵;王晓乐;唐启;樊苗苗;柯玮;廉中义;杨凯;闫堉琦;张赛）