CN102492513A

CN102492513A - 一种低能耗污泥合成燃料的制备方法

Info

Publication number: CN102492513A
Application number: CN2011104025837A
Authority: CN
Inventors: 张弛; 赵保军; 赵剑峰
Original assignee: SHANXI AISEN RESOURCE COMPREHENSIVE USE TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: SHANXI AISEN RESOURCE COMPREHENSIVE USE TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明属于固体废物资源化利用技术领域，具体涉及一种低能耗污泥合成燃料的制备方法。本发明主要解决污泥利用率低、利用成本高的问题。本发明的技术方案为：本发明低能耗污泥合成燃料的制备方法包括以下步骤：1）取城市污泥，送入高速搅拌器中快速搅拌；2）将快速搅拌后的污泥送入混合搅拌器中，加入污泥干化剂和氧化钙，充分搅拌，制成污泥半成品；3）将污泥半成品送入超低速搅拌器中，并加入煤粉，搅拌制成小颗粒，并将没有形成小颗粒的污泥送入造粒机造粒；4）将小颗粒和造粒机造粒形成的小颗粒放在通风良好的场地上，晾干，得到污泥合成燃料。本发明具有成本低、效率高的优点。

Description

一种低能耗污泥合成燃料的制备方法

技术领域

本发明属于固体废物资源化利用技术领域，具体涉及一种低能耗污泥合成燃料的制备方法。

背景技术

我国污水处理厂污水年实际处理量210.31亿吨。污水处理厂日处理1万吨城市污水，约产生4～5吨湿污泥，含水率约为80%，污泥的年处理量为九百万吨左右。污泥的处理越来越受到人们的重视。目前，污泥的处理的方法都不能将污泥充分利用，随着能源价格的不断攀升以及世界范围内的低碳减排趋势不断形成，污泥的资源化将成为主流方向。

国际上污泥的炭化、污泥焚烧发电比较流行。传统的污泥热干燥技术虽然占地小，但耗能大，且易产生有害气体。在国内，污泥燃料化也有所研究，但煤与污泥混合制成燃料时，燃料中煤所占的比重很大。如果污泥通过热干化，则需要消耗大量热量。虽然污泥可以得到一定的处理，但并不能实现节能减排的效果。

发明内容

本发明主要针对污泥利用率低、利用成本高的问题，提供一种成本低、效率高的低能耗污泥合成燃料的制备方法。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：

本发明低能耗污泥合成燃料的制备方法包括以下步骤：

1）取城市污水处理厂脱水后的污泥，送入高速搅拌器中，快速搅拌1～10分钟；

2）将快速搅拌后的污泥送入混合搅拌器中，加入污泥重量5～20%的污泥干化剂和污泥重量1～5%的氧化钙，充分搅拌5～15分钟，制成污泥半成品；

3）将污泥半成品送入超低速搅拌器中，并加入污泥重量30～50%的煤粉，搅拌10～20分钟，制成小颗粒，并将没有形成小颗粒的污泥送入造粒机造粒；

4）将小颗粒和造粒机造粒形成的小颗粒放在通风良好的场地上，晾干，得到污泥合成燃料；

其中所述的污泥干化剂由以下质量比的物质混合制成：氧化镁：硫酸钙：硫酸铁 = 3～5： 2～5： 1～3。

其中本发明优选的城市污水处理厂脱水后的污泥的含水率为70～80%。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1）合成燃料的原料主要是含水率为70%~80%的污水处理厂脱水污泥，初始污泥的流动性较差，污泥中水存在的形态主要为间隙水，但由于污泥的粘度比较大，水被包裹在污泥中不易被反应、蒸发，通过高速搅拌后，使污泥之间相互摩擦，间隙水和毛细结合水被打破，原本被污泥包裹紧密的水被挤压出来，可以有效降低与干燥剂的反应时间以及污泥的蒸发脱水时间；

2）采用氧化镁、硫酸钙和硫酸铁的特定比例混合体，以及氧化钙，通过化学反应合成水，释放大量热量，可使反应温度提升至70℃，pH值达到12以上，从而有效的杀灭污泥中的细菌，并能蒸发出污泥中的游离态水；氧化钙是很好的脱硫剂，当污泥作为燃料使用时，可起到固硫效果；同时，污泥中重金属的形态发生变化，可以很好的使重金属实现钝化，可以有效防止污泥焚烧后的二次污染；氧化镁作为一种碱金属氧化物，不仅可以有效通过反应吸收污泥中的水而且还可以促进污泥的燃烧，提高污泥的可燃性；

3）污泥在干燥过程中有一胶粘相阶段（含水率60%左右），此时污泥外干内湿，表面形成一层硬壳，为进一步干化造成很大困难，煤粉作为一种提高污泥热值的有效物质可以有效的起到分散的效果，利用球磨机，将煤磨成颗粒状，粉状的煤粉不仅是可以有效增加污泥的热值，而且可以将污泥小颗粒包裹，可以使污泥更好的形成小颗粒，增大其比表面积，可以更有效的利用自然通风实现污泥的脱水而且煤粉在混合过程中还起到一定的吸水效果；

4）本发明在干化过程中不依赖其他能量对污泥进行干化，仅以廉价的氧化镁、石灰石等为干化剂，材料价格低廉，易得，可以保证污泥合成燃料的低成本。

5）本发明以污水厂的脱水污泥为主要燃料成分，加入少量干化剂和氧化钙促进剂，合成燃料的含水率可以控制在37%左右，低位热值可以提高到3100～3300kcal/kg。

具体实施方式

实施例1

本实施例低能耗污泥合成燃料的制备方法包括以下步骤：

1）取太原市某污水处理厂脱水后的污泥100克，污泥中含水率为70%，有机物含量为48.95%，将污泥送入转速为200r/min的高速搅拌器中，快速搅拌2分钟；

2）将快速搅拌后的污泥送入转速为60r/min的混合搅拌器中，加入污泥重量5%的污泥干化剂和污泥重量1%的氧化钙，充分搅拌5分钟，制成污泥半成品；

3）将污泥半成品送入转速为30r/min的超低速搅拌器中，并加入污泥重量30%的100目以下煤粉，搅拌10分钟，制成小颗粒，并将没有形成小颗粒的污泥送入造粒机造粒；

4）将小颗粒和造粒机造粒形成的小颗粒放在通风良好的场地上，自然晾干，得到污泥合成燃料；

其中所述的污泥干化剂由以下质量比的物质混合制成：氧化镁：硫酸钙：硫酸铁=3：2：1。

经检测，本实施例制备的燃料低位热值为3200kcal/kg，含水率为35%。

实施例2

本实施例低能耗污泥合成燃料的制备方法包括以下步骤：

1）取太原市某污水处理厂脱水后的污泥100克，污泥中含水率为75%，有机物含量为48.95%，将污泥送入转速为200r/min的高速搅拌器中，快速搅拌5分钟；

2）将快速搅拌后的污泥送入转速为70r/min的混合搅拌器中，加入污泥重量10%的污泥干化剂和污泥重量3%的氧化钙，充分搅拌10分钟，制成污泥半成品；

3）将污泥半成品送入转速为30r/min的超低速搅拌器中，并加入污泥重量40%的100目以下煤粉，搅拌15分钟，制成小颗粒，并将没有形成小颗粒的污泥送入造粒机造粒；

其中所述的污泥干化剂由以下质量比的物质混合制成：氧化镁：硫酸钙：硫酸铁= 4：3：2。

经检测，本实施例制备的燃料低位热值为3300kcal/kg，含水率为39%。

实施例3

本实施例低能耗污泥合成燃料的制备方法包括以下步骤：

1）取太原市某污水处理厂脱水后的污泥100克，污泥中含水率为80%，有机物含量为48%，将污泥送入转速为200r/min的高速搅拌器中，快速搅拌10分钟；

2）将快速搅拌后的污泥送入转速为70r/min的混合搅拌器中，加入污泥重量20%的污泥干化剂和污泥重量5%的氧化钙，充分搅拌15分钟，制成污泥半成品；

3）将污泥半成品送入转速为30r/min的超低速搅拌器中，并加入污泥重量50%的100目以下煤粉，搅拌20分钟，制成小颗粒，并将没有形成小颗粒的污泥送入造粒机造粒；

其中所述的污泥干化剂由以下质量比的物质混合制成：氧化镁：硫酸钙：硫酸铁=5：5：3。

经检测，本实施例制备的燃料低位热值为3200kcal/kg，含水率为36%。

Claims

1.一种低能耗污泥合成燃料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低能耗污泥合成燃料的制备方法，其特征是所述城市污水处理厂脱水后的污泥的含水率为70～80%。