[發明專利]一種低能耗污泥合成燃料的制備方法

無效

• 申請號: 201110402583.7
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102492513A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張弛;趙保軍;趙劍峰
• 申請（專利權）人: 山西艾森資源綜合利用技術研究院
• 主分類號: C10L5/46
• 分類號: C10L5/46;C10L5/00;C02F11/00;C02F11/14
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 張志祥

技術領域

本發明屬于固體廢物資源化利用技術領域，具體涉及一種低能耗污泥合成燃料的制備方法。

背景技術

我國污水處理廠污水年實際處理量210.31億噸。污水處理廠日處理1萬噸城市污水，約產生4～5噸濕污泥，含水率約為80%，污泥的年處理量為九百萬噸左右。污泥的處理越來越受到人們的重視。目前，污泥的處理的方法都不能將污泥充分利用，隨著能源價格的不斷攀升以及世界范圍內的低碳減排趨勢不斷形成，污泥的資源化將成為主流方向。

國際上污泥的炭化、污泥焚燒發電比較流行。傳統的污泥熱干燥技術雖然占地小，但耗能大，且易產生有害氣體。在國內，污泥燃料化也有所研究，但煤與污泥混合制成燃料時，燃料中煤所占的比重很大。如果污泥通過熱干化，則需要消耗大量熱量。雖然污泥可以得到一定的處理，但并不能實現節能減排的效果。

發明內容

本發明主要針對污泥利用率低、利用成本高的問題，提供一種成本低、效率高的低能耗污泥合成燃料的制備方法。

本發明為解決上述技術問題而采取的技術方案為：

本發明低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟：

1）取城市污水處理廠脫水后的污泥，送入高速攪拌器中，快速攪拌1～10分鐘；

2）將快速攪拌后的污泥送入混合攪拌器中，加入污泥重量5～20%的污泥干化劑和污泥重量1～5%的氧化鈣，充分攪拌5～15分鐘，制成污泥半成品；

3）將污泥半成品送入超低速攪拌器中，并加入污泥重量30～50%的煤粉，攪拌10～20分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；

4）將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風良好的場地上，晾干，得到污泥合成燃料；

其中所述的污泥干化劑由以下質量比的物質混合制成：氧化鎂：硫酸鈣：硫酸鐵?=?3～5：?2～5：?1～3。

其中本發明優選的城市污水處理廠脫水后的污泥的含水率為70～80%。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

1）合成燃料的原料主要是含水率為70%~80%的污水處理廠脫水污泥，初始污泥的流動性較差，污泥中水存在的形態主要為間隙水，但由于污泥的粘度比較大，水被包裹在污泥中不易被反應、蒸發，通過高速攪拌后，使污泥之間相互摩擦，間隙水和毛細結合水被打破，原本被污泥包裹緊密的水被擠壓出來，可以有效降低與干燥劑的反應時間以及污泥的蒸發脫水時間；

2）采用氧化鎂、硫酸鈣和硫酸鐵的特定比例混合體，以及氧化鈣，通過化學反應合成水，釋放大量熱量，可使反應溫度提升至70℃，pH值達到12以上，從而有效的殺滅污泥中的細菌，并能蒸發出污泥中的游離態水；氧化鈣是很好的脫硫劑，當污泥作為燃料使用時，可起到固硫效果；同時，污泥中重金屬的形態發生變化，可以很好的使重金屬實現鈍化，可以有效防止污泥焚燒后的二次污染；氧化鎂作為一種堿金屬氧化物，不僅可以有效通過反應吸收污泥中的水而且還可以促進污泥的燃燒，提高污泥的可燃性；

3）污泥在干燥過程中有一膠粘相階段（含水率60%左右），此時污泥外干內濕，表面形成一層硬殼，為進一步干化造成很大困難，煤粉作為一種提高污泥熱值的有效物質可以有效的起到分散的效果，利用球磨機，將煤磨成顆粒狀，粉狀的煤粉不僅是可以有效增加污泥的熱值，而且可以將污泥小顆粒包裹，可以使污泥更好的形成小顆粒，增大其比表面積，可以更有效的利用自然通風實現污泥的脫水而且煤粉在混合過程中還起到一定的吸水效果；

4）本發明在干化過程中不依賴其他能量對污泥進行干化，僅以廉價的氧化鎂、石灰石等為干化劑，材料價格低廉，易得，可以保證污泥合成燃料的低成本。

5）本發明以污水廠的脫水污泥為主要燃料成分，加入少量干化劑和氧化鈣促進劑，合成燃料的含水率可以控制在37%左右，低位熱值可以提高到3100～3300kcal/kg。

具體實施方式

實施例1

本實施例低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟：

1）取太原市某污水處理廠脫水后的污泥100克，污泥中含水率為70%，有機物含量為48.95%，將污泥送入轉速為200r/min的高速攪拌器中，快速攪拌2分鐘；

2）將快速攪拌后的污泥送入轉速為60r/min的混合攪拌器中，加入污泥重量5%的污泥干化劑和污泥重量1%的氧化鈣，充分攪拌5分鐘，制成污泥半成品；

3）將污泥半成品送入轉速為30r/min的超低速攪拌器中，并加入污泥重量30%的100目以下煤粉，攪拌10分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；