CN101148621A - 含蓝藻组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含蓝藻组合物及其用途。所说的含蓝藻组合物主要由含碳物质、改性含水蓝藻和添加剂组成，所说含蓝藻组合物的含固量大于或等于60wt％，其中所含固体颗粒的粒径不大于0.5mm，所说组合物表观黏度(25℃)小于1000MPa·s。本发明所说的含蓝藻组合物可作为燃烧料或用于制备合成气，是一种高浓度浆态燃料。本发明不仅经济、高效和“清洁”地处理蓝藻，而且蓝藻中的含能物质得到最大限度的利用。

Description

含蓝藻组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种含蓝藻组合物及其用途。
背景技术
蓝藻是藻类生物，又名蓝绿藻，是单细胞藻类植物，在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素，蓝藻因此而得名。
在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而又有腥臭味的浮沫，称为“水华”。蓝藻水华易引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生对人体有害的藻类毒素，引发严重的环境问题。
迄今，对于蓝藻尚未形成一种节能环保的处理工艺。打捞的蓝藻含有大量水分(含水量达95％以上)。蓝藻脱水不仅需要专门的设备，而且耗能巨大及效率低下。因此，如何经济、高效和“清洁”地处理蓝藻，变废为宝就成为本发明需要解决的技术问题。
发明内容
水煤浆是20世纪70年代世界石油危机后兴起的一种煤代油的新型煤基燃料，它是把煤、水以及合适的添加剂混合后研磨制备的一种浆态燃料。水煤浆做为一种浆态燃料，具有可泵送、雾化、贮存、稳定着火气化与燃烧等很多优点。本发明的发明人经广泛且深入的研究发现，对含水蓝藻进行改性后，再与含碳物质和添加剂等物质组合(形成一种含蓝藻组合物)，可制成高浓度且稳定的浆态燃料，用作燃料或制备合成气(即作为现有水煤浆燃料的替代品)。
本发明所说的含蓝藻组合物，主要由含碳物质、含水蓝藻和添加剂组成，所说含蓝藻组合物的含固量大于或等于60wt％，其中所含固体颗粒的粒径不大于0.5mm，所说组合物表观黏度(25℃)小于1000mPa·s；
其中：所说的含碳物质选自煤、石油焦、生物质或含碳固体废弃物中一种、二种或二种以上；所说的添加剂选自分子量大于2000的萘磺酸盐、分子量大于10000的聚羧酸盐或分子量大于3000木质素磺酸盐中的一种、二种或二种以上；所说的含水蓝藻经下列改性方法中一种、二种或二种以上改性而得：
I.使用改性剂改性，所说的改性剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾或/和二价铜盐；
II.于45℃～100℃保持0.1小时～5小时改性；
III.以转速为50转/分～15000转/分，搅拌5分钟～120分钟；
IV.在无氧条件下静置2～90天；或
V.超声波处理10～100分钟；
在本发明的一个优选的技术方案中，所说的含水蓝藻的含水量为50wt％～99wt％。
在本发明的另一个优选的技术方案中，所说的含蓝藻组合物，以重量份数(简记份)计，包括下列组分：
含碳物质  100～200份
含水蓝藻  10～200份
水        0～200份
添加剂    1～5份
改性剂    0～5份
其中，所说的含碳物质选自煤或石油焦。
具体实施方式
制备本发明所说的含蓝藻组合物的方法，包括如下步骤：
(1)采用改性剂改性、超声波处理、加热、搅拌或/和无氧静止预处理方法对含水蓝藻进行预处理，得改性含水蓝藻(含水量为50wt％～99wt％)；
其中：所说的改性剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾或/和二价铜盐；所说的加热预处理是：于45℃～100℃保持0.1小时～5小时；所说的搅拌预处理是：以转速为50转/分～15000转/分，搅拌5分钟～120分钟；所说的无氧静止预处理是：在无氧条件下静止2～90天；所说的超声波预处理时间是10～100分钟。
(2)将由步骤(1)制得的改性含水蓝藻、含碳物质和添加剂等组分按前述比例(以重量份数计)在球磨机中混合及研磨后得目标物。
本发明所说的含蓝藻组合物，其含固量大于或等于60wt％(所含固体颗粒的粒径不大于0.5mm)；其表观黏度(25℃)小于1000mPa·s。
本发明所说的含蓝藻组合物可作为燃烧料或用于制备合成气，是一种高浓度浆态燃料。
本发明不仅经济、高效和“清洁”地处理蓝藻，而且蓝藻中的含能物质得到最大限度的利用(干基蓝藻热值约20MJ/kg)。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明的内容。因此，本发明的保护范围不受所举之例的限制。
实施例1
1原料
(1)某湖泊产生的蓝藻，其水含量为96wt％，
(2)某炼油厂石油焦，硫含量3％，灰分含量0.6％；
(3)分子量大于3500的甲基萘磺酸钠甲醛缩合物(添加剂)
2制备条件
(1)原料配比
石油焦200重量份数，含水蓝藻110重量份数，添加剂2重量份数，
(2)制备方法
首先将含水蓝藻无氧条件下放置30天，然后在100转/分的条件下搅拌30分钟，得到改性蓝藻。将改性蓝藻、石油焦及添加剂研磨混合，制成高浓度蓝藻焦浆，制浆过程中无需另外加水和稳定剂。
3产品性能指标
(1)外观形状：灰黑色浆体，表观黏度(25℃)小于1000mPa·s；
(2)固含量：66wt％，所含固体颗粒的粒径小于0.5毫米。
4产品用途
替代水煤浆，用于如专利98110616.1所述的多喷嘴对置式水煤浆气化炉制备合成气，有效气成分(CO+H2)可达85％，有效气产率为1.90Nm3/kg，碳转化率在99％以上，节约用石油焦2％。
实施例2
1原料
(1)某湖泊产生的蓝藻，其水含量为96wt％；
(2)某煤矿块煤，灰分含量为10％；
(3)分子量大于5000的木质素磺酸钠(添加剂)
(4)氧化钙(蓝藻改性药剂)
(5)水
2制备条件
(1)原料配比(重量份数，简记为份)
块煤100份、含水蓝藻40份、水30份，木质素磺酸钠1份，氧化钙1份。
(2)制备方法
首先将含水蓝藻与氧化钙充分混合搅匀，50℃恒温4小时，得到改性蓝藻。然后将所得改性蓝藻、块煤、水及木质素磺酸钠研磨混合，制成目标物(蓝藻煤浆)，制浆过程中无需添加稳定剂。
3产品性能指标
(1)外观形状：灰黑色浆体，表观黏度(25℃)小于1000mPa·s；
(2)固含量：60wt％，所含固体颗粒的粒径小于0.5毫米。
4.产品用途
替代水煤浆，用于如专利98110616.1所述的多喷嘴对置式水煤浆气化炉制各合成气，有效气成分(CO+H2)可达82％，有效气产率为1.80Nm3/kg，碳转化率在99％以上，节约用煤2％。

Claims (5)

1.一种含蓝藻组合物，其特征在于，所说的含蓝藻组合物主要由含碳物质、含水蓝藻和添加剂组成，所说含蓝藻组合物的含固量大于或等于60wt％，其中所含固体颗粒的粒径小于或等于0.5mm，所说组合物表观黏度(25℃)小于1000mPa·s
其中：所说的含碳物质选自煤、石油焦、生物质或含碳固体废弃物中一种、二种或二种以上；所说的添加剂选自分子量大于2000的萘磺酸盐、分子量大于10000的聚羧酸盐或分子量大于3000的木质素磺酸盐中的一种、二种或二种以上；所说的含水蓝藻经下列改性方法中一种、二种或二种以上改性而得：
I.使用改性剂改性，所说的改性剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾或/和二价铜盐；
II.于45℃～100℃保持0.1小时～5小时；
III.以转速为50转/分～15000转/分，搅拌5分钟～120分钟；
IV.在无氧条件下静置2～90天；或
V.超声波处理10～100分钟。
2.如权利要求1所说的含蓝藻组合物，其特征在于，其中所说的含水蓝藻的含水量为50wt％～99wt％。
3.如权利要求1或2所说的含蓝藻组合物，其特征在于，以重量份数计，所说含蓝藻组合物包括下列组分：
含碳物质    100～200重量份数
含水蓝藻    10～200重量份数
水          0～200重量份数
添加剂      1～5重量份数
改性剂      0～5重量份数
其中，所说的含碳物质选自煤或石油焦。
4.如权利要求1或2所说的含蓝藻组合物作为燃烧料或用于制备合成气。
5.如权利要求3所说的含蓝藻组合物作为燃烧料或用于制备合成气。
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