CN105384399B - 一种利用污泥热解制备建材的方法 - Google Patents

一种利用污泥热解制备建材的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：步骤1，将污泥置于太阳能温室中干燥；步骤2，将步骤1处理后的污泥送入干燥室，利用任何热源（优先使用系统的烟气）干燥后送入热解器，污泥被热解产生可燃气体和污泥炭；可燃气体送入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温烟气送入干燥室对污泥预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备，净化后排入烟囱；步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭送入冷却室冷却，冷却后的污泥炭在破碎机中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；步骤4，取下列重量配比混合原料置于搅拌机中搅拌；在模具中浇注成型，在模具中自然干燥养护，脱模干燥；以污泥为原料制备建材，降低了成本、节省了土地资源、解决了污泥给周边环境带来的污染问题。

Description

一种利用污泥热解制备建材的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处置与资源化处理技术领域，特别是涉及一种利用污泥热解制备建材的方法。
背景技术
随着城市化进程的加速和社会经济的高速发展，城市人口和现代工厂不断增加，随之带来了巨大的污水的产量。为了保护环境不受污水污染，我国逐步加大了污水处理设施的投入，并提高污水的排放标准。在提高污水处理能力的同时，污泥的处置问题也日益突出。污泥成分复杂，含寄生虫卵、重金属和病原微生物等，必须进行处理，才能防止对环境造成二次污染。目前大量未稳定处理的污泥已成为污水处理厂沉重的负担，由于污泥含水量高(60％以上)，呈淤泥状态，成份复杂，臭味强烈，处理利用难度大，如何经济合理地处理和利用这些污泥是目前人们极为关心的问题。
目前污泥的处理方法有焚烧、填埋和堆肥，污泥的热解技术经过多年的发展也逐渐成为实用技术。传统的焚烧最大优点是可以最大化的减小污泥的量，但由于污泥含水量高，造成焚烧运行成本较高，且二次污染严重；污泥填埋需要占用大量的土地，处理不当易泄露造成地下水污染；污泥堆肥能耗成本高，且由于安全性考量限制了其农用范围。污泥热解主要用来污泥减量化，但现有的污泥热解处理技术中，对污泥热解残焦的利用关注较少，本发明提出一种高效、经济的污泥综合处理及利用技术，即一种利用污泥热解制备建材的方法。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用污泥热解制备建材的方法，以实现污泥的资源化、减量化和经济化利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：
步骤1，将污泥置于太阳能温室中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1处理后的污泥送入干燥室，利用热源干燥后送入热解器，热解温度控制在400-700℃，污泥被热解产生可燃气体和污泥炭；可燃气体被送入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温烟气送入干燥室对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备，净化后排入烟囱；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭送入冷却室进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料：污泥炭30-40份，石灰10份，水泥30-40份，膨胀珍珠岩0-15份，发泡剂1-5份，水20份；将混合原料置于搅拌机中，以700-900r/min的转速混合5-10分钟；在模具中浇注成型，在模具中自然干燥养护24小时，脱模干燥。
所述的污泥为造纸污泥、市政污泥或二者的混合物。
所述的太阳能温室采用辐射式太阳能干燥器、对流式太阳能干燥器或传导式太阳能干燥器。
所述的干燥室采用直接接触式的干燥器或间接接触式干燥器。
所述的热解器采用容积式、管式或回转窑式。
所述的发泡剂是生产普通发泡混凝土所使用的发泡剂，包括植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、松香树脂类发泡剂、十二烷基苯磺酸钠及金属铝粉发泡剂。
所述的发泡剂为植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、松香树脂类发泡剂、十二烷基苯磺酸钠及金属铝粉发泡剂中任意几种的混合物。
所述的混合原料包括有粉煤灰。
所述的膨胀珍珠岩不为0份。
本发明的效益如下：
1）本发明是以污泥为原料制备建材，降低了成本、节省了土地资源、解决了污泥给周边环境带来的污染问题。
2）热解温度较高，污泥在高温下被分解，稳定了污泥中的有害物质，去除了污泥的刺鼻气味。
3）所制成的建筑材料强度高，保温性能和抗压性能良好，耐燃性高，可用于管道保温、建筑外墙体保温、路基填充材料、桥基填充材料及建筑物中的窄缝填充材料。用于构筑墙体，由于其重量轻、保温性能良好，可以在降低墙体本身的重量的同时，节约建筑能耗。用于道路铺设，由于其良好的抗压性能，可以形成稳定、坚固的路面。采用方法处理污泥，不仅成本低廉，且能产出性能良好的建筑材料，符合污泥资源化、减量化和无害化的要求。
附图说明
图1是发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
参见图1，一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：
步骤1，将造纸污泥1置于辐射式太阳能干燥器2中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1干燥后的造纸污泥均匀的送入直接接触式的干燥室3，利用系统的烟气干燥后送入容积式热解器4，热解温度控制在400℃，污泥被热解产生可燃气体11和污泥炭5；可燃气体12被送入燃烧室13燃烧，燃烧产生的高温烟气送入干燥室3对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备14，净化后排入烟囱15；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭5送入冷却室6进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机7中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料8：污泥炭30份，石灰10份，水泥30份，膨胀珍珠岩9份，植物蛋白发泡剂0.5、动物蛋白发泡剂0.5份，水20份；将混合原料置于搅拌机9中以700r/min的转速混合10分钟；在模具10中浇注成型，在模具中自然干燥养护，24小时后，脱模干燥。
实施例2
参见实施例1，本实施例是对实施例1内容的进一步优选举例，因此，所述方法进一步有， 取30-50份造纸污泥与20-40份市政污泥混合作为热解原料，按照实施例1的步骤进行热解制备建材。
一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：
步骤1，将造纸污泥30份与市政污泥40份置于对流式太阳能干燥器2中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1处理后的污泥送入间接接触式干燥器3，用热源干燥后送入回转窑式热解器4，热解温度控制在700℃，污泥被热解产生可燃气体12和污泥炭5；可燃气体12被送入燃烧室13燃烧，燃烧产生的高温烟气送入干燥器3对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备14，净化后排入烟囱15；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭5送入冷却室6进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机7中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料8：污泥炭40份，石灰10份，水泥30份，膨胀珍珠岩15份，松香树脂类发泡剂2份，十二烷基苯磺酸钠3份，水20份；将混合原料置于搅拌机9中，以900r/min的转速混合5分钟；在模具10中浇注成型，在模具中自然干燥养护24小时，脱模干燥。
实施例3
参见实施例1，本实施例是对实施例1内容的进一步优选举例，因此，所述方法进一步有， 取市政污泥作为热解原料，按照实施例1的步骤进行热解制备建材。
一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：
步骤1，将市政污泥1置于传导式太阳能干燥器2中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1处理后的污泥送入间接接触式干燥器3，利用热源干燥后送入管式热解器4，热解温度控制在600℃，污泥被热解产生可燃气体12和污泥炭5；可燃气体12被送入燃烧室13燃烧，燃烧产生的高温烟气送入间接接触式干燥器3对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备14，烟气净化后排入烟囱15；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭5送入冷却室6进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机7中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料8：污泥炭35份，石灰10份，水泥35份，膨胀珍珠岩15份，金属铝粉发泡剂4份，水20份；将混合原料置于搅拌机9中，以800r/min的转速混合8分钟；在模具10中浇注成型，在模具中自然干燥养护24小时，脱模干燥。
实施例4
参见实施例1，本实施例是对实施例1内容的进一步优选举例，因此，所述方法进一步有， 向混合原料中加入10-25份的粉煤灰。
一种利用污泥热解制备建材的方法，包括以下步骤：
步骤1，将造纸污泥1和粉煤灰25份置于辐射式太阳能干燥器2中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1处理后的污泥送入直接接触式的干燥器3，利用系统的烟气干燥后送入回转窑式热解器4，热解温度控制在500℃，污泥被热解产生可燃气体12和污泥炭5；可燃气体12被送入燃烧室13燃烧，燃烧产生的高温烟气送入直接接触式的干燥器3对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备14，净化后排入烟囱15；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭5送入冷却室6进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机7中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料8：污泥炭40份，石灰10份，水泥40份，膨胀珍珠岩10份，十二烷基苯磺酸钠5份，水20份；将混合原料置于搅拌机9中，以750r/min的转速混合8分钟；在模具10中浇注成型，在模具中自然干燥养护24小时，脱模干燥。

Claims (1)

1.一种利用污泥热解制备建材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将污泥（1）置于太阳能温室（2）中干燥，直至含水率低于35%；
步骤2，将步骤1处理后的污泥送入干燥室（3），利用系统的烟气干燥后送入热解器（4），热解温度控制在400-700℃，污泥被热解产生可燃气体（12）和污泥炭（5）；可燃气体（12）被送入燃烧室（13）燃烧，燃烧产生的高温烟气送入干燥室（3）对污泥进行预热和干燥；干燥产生的废气和冷却后的烟气送入气体净化设备（14），净化后排入烟囱（15）；
步骤3，将步骤2制备的高温污泥炭（5）送入冷却室（6）进行冷却，冷却后的污泥炭在破碎机（7）中被破碎成粒度小于20mm的颗粒；
步骤4，取下列重量配比混合原料（8）：污泥炭30-40份，石灰10份，水泥30-40份，膨胀珍珠岩0-15份，发泡剂1-5份，水20份；将混合原料置于搅拌机（9）中，以700-900r/min的转速混合5-10分钟；在模具（10）中浇注成型，在模具中自然干燥养护24小时，脱模干燥；
步骤1所述的污泥为造纸污泥、市政污泥或二者的混合物；
步骤1所述的太阳能温室（2）采用辐射式太阳能干燥器、对流式太阳能干燥器或传导式太阳能干燥器；
步骤2所述的干燥室（3）采用直接接触式的干燥器或间接接触式干燥器；
步骤2所述的热解器（4）采用容积式、管式或回转窑式；
步骤4所述的发泡剂是生产普通发泡混凝土所使用的发泡剂，发泡剂为植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、松香树脂类发泡剂、十二烷基苯磺酸钠及金属铝粉发泡剂或以上发泡剂的任意几种混合物；
所述的混合原料包括有粉煤灰。
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