專利名稱：一種污泥水煤漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥水煤漿及其制備方法，具體涉及一種由污泥和印染廢水制備的污泥水煤漿及其方法。
背景技術(shù)：
水煤漿是20世紀70年代世界石油危機后發(fā)展起來的一種新型代油煤基燃料，具有運輸方便、燃燒效率高、污染物排放量低等優(yōu)點。可代替燃料油用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐及工業(yè)窯爐。水煤漿作為一種新型煤基燃料，自1982年以來在我國經(jīng)過多年的研發(fā)，已成功地應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和窯爐作為代油代煤燃料，取得了較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。 據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2011年底，全國各類制漿廠的設(shè)計生產(chǎn)能力已為8000萬噸/年，其中燃料制漿廠的設(shè)計生產(chǎn)能力為3000萬噸/年。然而，水煤漿技術(shù)在發(fā)展過程中存在著制漿煤種局限、水煤漿價格偏高以及在個別爐窯中燃燒結(jié)焦等問題，制約著水煤漿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進一步發(fā)展。隨著社會對環(huán)保要求的不斷提高，水煤漿技術(shù)必須在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新并取得突破，使其能適應(yīng)當今社會對經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的要求。與此同時，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)廢水及污泥的排放量急劇增加，目前污水處理廠排放的干污泥產(chǎn)量約為600萬噸/年，且年增速大于10%，環(huán)境污染日益嚴重；我國是世界上紡織印染業(yè)的第一大國，而紡織印染業(yè)又是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國印染廢水排放量約為每天3 X 10^4 X 10V,印染廠每加工100米織物，產(chǎn)生廢水量3 5m3，故由此而造成的生態(tài)及經(jīng)濟損失是不可計量的。工業(yè)廢水及污泥由于水分、灰分含量高，成分復(fù)雜，難以處置和利用。但它們都含有一定量的有機可燃物質(zhì)，具有一定的熱值，也是一種有價值的資源。因此，利用廢水及污泥制取水煤漿并高效燃燒，不僅可以節(jié)煤、節(jié)水、節(jié)約添加劑，從而降低制漿成本，還可以為廢水、及污泥的資源化、減量化和無害化處理提供一條新的途徑。國內(nèi)對污泥制漿的研究正在起步，有的將污泥直接與煤進行配合制備煤漿，有的在污泥中加入固體化工原料進行改性后再制備煤漿，這些方法都存在污泥添加量少(10%以下)、煤漿濃度低(熱值小于4000kcal/kg)、污泥不能流動、只能在磨礦之后與成品煤漿攪拌成污泥煤漿或必須使用制漿通用量的添加劑。如公開號為CN1594514A的中國專利由于制漿過程中未對污泥改性，只能將污泥與成品水煤漿混合成漿，導(dǎo)致污泥煤漿的成漿濃度低于55%。公開號為CN1908134A的中國專利制備的改性污泥煤漿存在濃度偏低、熱值小于4000kcal/kg、添加劑用量大的問題。公開號為CN101270878A的中國專利制備的污泥水煤漿雖然熱值達到4000kcal/kg，但污泥添加量不超過10%，分散劑、穩(wěn)定劑添加量過多，造成制漿成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種污泥水煤漿及其制備方法，為污泥的資源化、減量化、無害化提供了有效的技術(shù)途徑。本發(fā)明提供的一種污泥水煤漿，包括下述配比的組分，均為重量份數(shù)水處理污泥 5 30份；印染廢水 5 30份；改性劑0. 0005 0. I 份；煤粉60 70份；、
水10 30 份。上述的水煤漿中，所述水處理污泥的含水率可為709^95%，所用水處理污泥為污水處理廠產(chǎn)生的污泥；所述印染廢水的含水率可為939^98%。上述的水煤漿中，所述煤粉可為煙煤粉、貧瘦煤粉和無煙煤粉中至少一種；所述煤粉的粒徑小于3mm。上述的水煤漿中，所述改性劑可為腐殖酸與丙烯酸在50 100°C下得到的共聚物。上述的水煤漿中，所述水煤漿由水處理污泥、印染廢水、改性劑、煤粉、水和煤漿用分散劑組成，所述煤漿用分散劑與所述水處理污泥的質(zhì)量份數(shù)比可為(0. r5) (10^100)o上述的水煤漿中，所述煤漿用分散劑可為木質(zhì)素磺酸鹽、腐植酸鹽和萘磺酸甲醛縮合物中至少一種。本發(fā)明提供的水煤漿中，水處理污泥、印染廢水、改性劑、煤粉、水和煤漿用分散劑的質(zhì)量份數(shù)比具體可為 70 30 :0. 003 :315 :82. 5 :2. 5、80 20 :0. 005 :228 :70. 8 :1. 2 或 50 :50 :0. 005 :171 44. 6 :1. 2。本發(fā)明還提供了上述水煤漿的制備方法，包括如下步驟(I)將所述水處理污泥和印染廢水進行混合，或者將所述水處理污泥、印染廢水和改性劑進行混合，并經(jīng)攪拌得到改性污泥；(2)將所述改性污泥、煤粉、煤漿用分散劑和水進行混合，并經(jīng)磨礦即得產(chǎn)品。本發(fā)明具有以下有益效果可利用現(xiàn)有的水煤漿生產(chǎn)線，經(jīng)稍加改動即可進行生產(chǎn)；制漿工藝簡單，節(jié)約能源和制漿成本；水處理污泥添加量高、改性污泥流動性好，易于與煤粉混合均勻；污泥煤漿成漿濃度高于60%，并具有較好的流動性、穩(wěn)定性和流變性；可以達到節(jié)約添加劑40%以上，部分或全部節(jié)約制漿用水，節(jié)約穩(wěn)定劑100% ;在充分利用污泥熱值的同時，為污泥的資源化、減量化、無害化提供了有效的技術(shù)途徑。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例I、制備污泥水煤漿( I)原料兗州煤粉(中等變質(zhì)程度煙煤)，分析水2. 64%，灰分6. 29%，粒徑小于3mm ；深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥，含水率約70% ；煤漿分散劑木質(zhì)素磺酸鈉；改性劑腐殖酸與丙烯酸在50°C下得到的共聚物；
(2)水煤漿的制備將深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥70份、印染廢水30份(含水率為95%)和改性劑
0.003份進行混合，在高剪切條件下攪拌30min，靜止I小時 3天，得到流動性較好的改性污泥；將上述方法得到的改性污泥、煤漿用分散劑(木質(zhì)素磺酸鈉)、兗州煤粉和水進行混合磨礦，得到濃度(即為固體質(zhì)量百分含量)為64. 0%的水煤漿，其中，改性污泥、煤漿用分散劑、兗州煤粉和水的質(zhì)量份數(shù)比為20 :0. 5 63. 0 16. 5。本實施例制備的水煤漿的表觀粘度為1150mPa. s,穩(wěn)定性(將水煤漿試樣密閉靜止，每天用插棒法觀察水煤漿的沉淀情況，以水煤漿產(chǎn)生硬沉淀之前的時間作為該水煤漿試樣的穩(wěn)定性)大于30天，為可泵送的水煤漿。 將本實施例制備的水煤漿用于水煤漿鍋爐燃燒，燃燒效率可以達到98%以上。實施例2、制備水煤漿( I)原料潞安煤粉(貧瘦煤)，全水2. 86%，灰分10. 71%，粒徑小于3mm ；深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥，含水率約70% ；煤漿分散劑腐植酸鹽改性劑腐殖酸與丙烯酸在100°C下得到的共聚物；(2)水煤漿的制備將深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥80份、印染廢水20份(含水率為95%)和改性劑
0.005份進行混合，在高剪切條件下攪拌20min，靜止I小時，得到流動性較好的改性污泥；將上述得到的改性污泥、潞安煤粉和水進行混合磨礦，得到濃度為61. 6%的水煤漿，其中，改性污泥、煤漿用分散劑、潞安煤粉和水的質(zhì)量份數(shù)比為25 :0. 3 57 17. 7。本實施例制備的水煤漿的表觀粘度為1130mPa. s,穩(wěn)定性大于30天，為可泵送的水煤漿。將本實施例制備的水煤漿用于水煤漿鍋爐，燃燒效率可以達到99%。實施例3、制備水煤漿( I)原料潞安煤粉，全水2. 86%，灰分10. 71%，粒徑小于3mm ；深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥，含水率約70% ；煤漿用分散劑腐植酸鹽改性劑腐殖酸與丙烯酸在100°C下得到的共聚物；(2)水煤漿的制備將深圳某污水處理廠產(chǎn)生的污泥50份、印染廢水50份(含水率為95%)和改性劑
0.005進行混合，在高剪切條件下攪拌30min，靜止30min，得到流動性較好的改性污泥；將上述得到的改性污泥、煤漿用分散劑(腐植酸鹽)、潞安煤粉和水進行混合磨礦，得到濃度為63. 8%的水煤漿，其中，改性污泥、煤漿用分散劑、潞安煤粉和水的質(zhì)量份數(shù)比為 35 :0. 4 59 44. 6。本實施例制備的水煤漿的表觀粘度為IOSOmPa. s,穩(wěn)定性大于30天，為可泵送的水煤漿。
將本實施例制備的水煤漿用于水煤漿鍋爐，燃燒效率可以達到99%。由以上實施例可知，本發(fā)明具有以下特點(I)可僅利用印染廢水和改性劑改性污泥，相當于以廢治廢；(2)由于改性污泥具有一定的分散劑，在不添加煤漿分散劑時，可以制成濃度大于61%的水煤漿；當添加煤漿分散劑時，可以制成濃度約64%的水煤漿；煤漿分散劑成本低，僅為常規(guī)分散劑售價的50%，因此，相當于節(jié)約添加劑成本50%。(3)由于本發(fā)明在充分利用污泥、印染廢水熱值的同時可以代替部分制漿用煤，可以節(jié)約大部分制漿用水，可以節(jié)約部分制漿用添加劑，同時節(jié)約污泥、廢水的處置費用，因此本技術(shù)可以較大幅度節(jié)約制漿原料成本。
上述用于生產(chǎn)水煤漿的污泥、廢水不僅只包括水處理污泥及印染廢水，還包括其它工業(yè)、生活污泥(來自城市污水處理系統(tǒng)以及石化、輕工、化纖、造紙、制藥、皮革等工業(yè)行業(yè)的水處理系統(tǒng))和廢水廢液(造紙廢水、生活廢水、化工廢水、煉鐵廢水、焦化廢水、制藥廢水等)。
權(quán)利要求
1.一種污泥水煤漿，包括下述配比的組分，均為質(zhì)量份 水處理污泥 5 30份； 印染廢水 5 30份； 改性劑0. 0005 0. I份； 煤粉60 70份； 水10 30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水煤漿，其特征在于所述水處理污泥的含水率為709^95%；所述印染廢水的含水率為939^98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水煤漿，其特征在于所述煤粉為煙煤粉、貧瘦煤粉和無煙煤粉中至少一種；所述煤粉的粒徑小于3_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的水煤漿，其特征在于所述改性劑與所述水處理污泥的質(zhì)量份數(shù)比為(0. I 2) :(1000 2000)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水煤漿，其特征在于所述改性劑為腐殖酸與丙烯酸在50 100°C下得到的共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的水煤漿，其特征在于所述水煤漿由水處理污泥、印染廢水、改性劑、煤粉、水和煤漿用分散劑組成；所述煤漿用分散劑與所述水處理污泥的質(zhì)量份數(shù)比為(0. r5) (10^100)o
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水煤漿，其特征在于所述煤漿用分散劑為木質(zhì)素磺酸鹽、腐植酸鹽和萘磺酸甲醛縮合物中至少一種。
8.權(quán)利要求1-7中任一所述水煤漿的制備方法，包括如下步驟 (1)將所述水處理污泥和印染廢水進行混合，或者將所述水處理污泥、印染廢水和改性劑進行混合，并經(jīng)攪拌得到改性污泥； (2)將所述改性污泥和煤粉進行混合，或者將所述改性污泥、煤粉、煤漿用分散劑和水進行混合，并經(jīng)磨礦即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥水煤漿及其制備方法。包括下述配比的組分，均為質(zhì)量份水處理污泥5～30份；印染廢水5～30份；改性劑0.0005～0.1份；煤粉60～70份；水10～30份。本發(fā)明提供的制備方法制漿工藝簡單，節(jié)約能源和制漿成本；水處理污泥添加量高、改性污泥流動性好，易于與煤粉混合均勻；污泥煤漿成漿濃度高于60%，并具有較好的流動性、穩(wěn)定性和流變性；可以達到節(jié)約添加劑40%以上，部分或全部節(jié)約制漿用水，節(jié)約穩(wěn)定劑100%；在充分利用污泥熱值的同時，為污泥的資源化、減量化、無害化提供了有效的技術(shù)途徑。
文檔編號C10L1/32GK102732345SQ20121023848
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者何國鋒, 劉燁偉, 孫海勇, 張桂玲, 張勝局, 杜麗偉, 梁興, 段清兵, 溫泉, 王國房, 王燕芳, 蘇鑫, 莫日根, 賈傳凱, 趙力明, 郭志新, 顏淑娟 申請人:煤炭科學(xué)研究總院