CN107488480A - 微粒污泥燃料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种“微粒污泥燃料及其生产方法”。所述污泥燃料含有：a)20—85重量份数的含水污泥；b)10—70重量份数的燃料油；其中，污泥微粒粒径在20微米以下；本发明的“微粒污泥燃料”呈浆状，可用泵输送、可雾化燃烧，其特点是:无臭味、质量稳定可贮存，能远距离运输；热值可调、燃淨率高，排放污染小，是一种成本较低的洁净燃料。

Description

微粒污泥燃料及其生产方法

技术领域

本发明涉及环保废物资源化和燃料加工领域。

背景技术

城市污水厂处理生活污水产生的污泥一般是由有机残片、细菌菌体、无机棵粒、胶体所组成的非均质体。呈黑色或黑褐色流体状，或泥饼状物质。含水量高易腐败，有毒有害的特点。

目前，生活污泥处置的主要方法有填埋、焚烧、和回收利用三种。从处理的效果看以焚烧为核心的污泥处理技术是最彻底的污泥处理方法。该方法可以使污泥中的有机物全部燃烧，同时烧死病原体，最大限度的减少污染。

目前，污泥焚烧技术很多大多以固体物通过油汽辅助燃烧、或循环流化床焚烧炉进行烧结均因固体物棵粒大又极不均匀，很难滿足燃尽的条件。只有此前我与人合作报请的《一种超细污泥燃料及其生产方法》专利号ZL200410017577.Ⅹ专利技术与此技术相近。但因其有煤的加入与新技术生产的产品相比质量相对不稳定，生产和使用很复杂不易操作。不利于运输贮存。从而限制了推广使用。该技术还有因有煤的加入使每公斤新燃料处理污泥的含量减少，有煤的加入后给燃烧后排放处理增加了负担。

本发明技术与原《一种超细污泥燃料及其生产方法》发明专利（专利号ZL200410017577.X）技术的不同点：

1.原发明《一种超细污泥燃料及其生产方法》所生产的超细污泥燃料为三元配料：即由含水污泥+煤粉+重油。而本发明的技术《微粒污泥燃料及其生产方法》所生产的微粒污泥燃料为二元配料即：由含水污泥+重油。

2. 简化了生产条件：即原技术《一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的超细污泥燃料要加入一定量的煤粉，煤粉是固体在生产过程中要满足计量、输送和加工条件增加了设备和操作的复杂性。现在新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》所生产的微粒污泥燃料由于是两元物料，且可管线封闭输送，便于计量和加工，生产设备技术成熟，可连续不间断生产便于自动化控制设计。

3. 提高了质量的稳定性：原巜一种超细污泥燃料及其生产方法》所生产的超细污泥燃料产品由于有固体物煤粉的加入，在长时间存放过程中必然有煤粉的沉淀物产生，沉淀后的煤粉因粒径很小(20微米以下)沉淀后非常坚硬不易处理，所以，必须在一定时间內进行搅拌以阻止其沉淀的情况发生。而新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的微粒污泥燃料产品无煤粉的加入则无因加入煤粉而带来的问题。

4. 减少了排放的压力：原技术《一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的超细污泥燃料产品，由于有煤粉的加入在燃烧时因煤粉燃烧所带来的排放条件必须满足，如脱硫、除尘等，而新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的微粒污泥燃料产品则无此类问题。

5. 提高了污泥处理的效率（即加入每1000大卡热值的燃料处理干基污泥的量）：新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的产品“微粒污泥燃料”与原技术巜一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的产品“超细污泥燃料”相比较新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的产品“微粒污泥燃料”比原技术《一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的产品“超细污泥燃料”提高了处理效率两倍。如以处理含水50%的污泥为例，以污泥干基热值为2500大卡/公斤计，原技术《一种超细污泥燃料及其生产方法》生产一公斤超细污泥燃料需用：a)含水50%污泥400克，折算干基为200克。b)煤粉300克热值按5000大卡/公斤计算。c)燃料油300克热值按10000大卡/公斤计算。每公斤“超细污泥燃料”中加入燃料的热值为4500大卡，处理了干基污泥200克。每千大卡热能处理干基污泥45.5克/千卡。而新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的产品“微粒污泥燃料”则需要：含水50%污泥670克（干基污泥为335克）。重油333克热值按10000大卡/公斤计则为3330大卡。335克干基污泥÷3.33千卡=100.6克/千卡。其结果:新技术产品“微粒污泥燃料”每千大卡热能可处理干基污泥100.6克是原技术生产的产品“超细污泥燃料”每千大卡热能处理干基污泥45.5克的两倍还多。

6. 新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的产品“微粒污泥燃料”与原技术巜一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的产品“超细污泥燃料”在应用方面的差别：在于原技术巜一种超细污泥燃料及其生产方法》生产的产品“超细污泥燃料”因其有煤粉的加入，使其生产工艺和使用条件都比较复杂。而不易进入正常的燃料市场进行普及使用。而新技术《微粒污泥燃料及其生产方法》生产的产品“微粒污泥燃料”因其质量稳定，生产工艺简单、生产设备技术成熟、使用方便极易推广应用。且因其质量稳定和无臭味释放并完达到了普通燃料的贮运和使用的标准条件，完全可以进入普通燃料市场普及使用。

综上所述，为了有效的处理生活污泥，本领域急需开发新的洁净燃烧且低成本，易生产，方便使用、推广的污泥燃料及其生产方法。

发明内容

本发明的目的就是提供一种燃烧洁净，且成本低廉的污泥燃料以及其制备方法。

在本发明的第一方面，提供了一种污泥燃料，它含有：1. 20—80重量份数的含水污泥。2. 10—70重量份数的燃料油。其中污泥棵粒平均粒径20微米以下。含水污泥的干基热值2000—3500大卡/公斤。

本发明还提供了一种微粒污泥燃料的生产方法。该方法包括以下步骤：1. 将20—85重量份数的含水污泥和10—70重量份数的燃料油进行预混合后把形成的混合物进行均质粉碎或研磨机研磨，使其达到20微米以下即获污泥燃料。2. 将20—80重量份数的含水污泥和10—70重量份数的燃料油分别按重量比例连续输入到均质粉碎机中(或研磨机)进行加工，使其污泥粒径达到20微米以下即可。

具体实施方式

本发明人经过对比研究发现，将含水污泥和燃料油按一定比例进行均质粉碎使污泥棵粒达到20微米以下时则形成了一种呈浆状可泵送的新型燃料。由于燃料油在常温下具有一定的粘度，它在包褁住污泥棵粒的同时也将污泥产生的臭味包住使其不能散发。加之“微粒污泥燃料”质量稳定可以贮存，和运输完全达到了理想污泥燃料的条件，方便的生产方式更使其极易推广使用。

将含水污泥和燃料油按一定的比例输送入本人和王振宇发明的巜脉动超细微粒粉溶机》专利号ZL00209257.3中对其进行加工，该设备可连续输入、输出、生产极其方便，一次加工就可把污泥粉碎分散到20微米以下。所生产出的产品质量十分稳定。该“微粒污泥燃料”中污泥以棵粒团状存在，并且外面被燃料油所包褁这样就形成了一种以燃料油为连续相以污泥棵粒团为分散相的新型燃料。这种结构具有了以下优点：由于污泥棵粒团之间有油膜的包褁其不但包褁住了污泥产生的臭味同时也起到了污泥棵粒团之间的分隔作用。易于燃烧时分散雾化。燃烧时极好的雾化为充分燃烧创造了有利的条件。由于雾化的好，燃烧充分使烟道中的一氧化碳、未燃尽的残碳大大减少。其熔融的污泥炉渣将重金属包在其中，防止了重金属渗出形成的二次污染。具此，“微粒污泥燃料”是一种洁净、易生产、易使用、易推广的新型綠色环保燃料。在此基础上完成了本发明。

本发明的“微粒污泥燃料”是城市污水处理厂生产的含水污泥和燃料油经《脉动超细微粒粉溶机》加工而成。其中油为连续相、污泥棵粒团为分散相，污泥棵粒团的平均粒径在20微米以下。由于含水污泥中有一定量的水、适量水的存在有利于改善燃烧条件，使燃料中的碳粒和燃烧过程中有机质裂解形成的碳粒燃尽。从而达到了燃料的充分燃烧。

含水污泥：适用于本发明的含水污泥是指城市生活污水处理厂在处理生活污水过程中产生的含水污泥。并包括工业企业如:造纸、轧钢、及各石化企业产生的污水处理后的含水污泥。或者各种污泥的混合物。

燃料油：适用于本发明的燃料油是指煤油、柴油、重柴油、重油、渣油、废食用油、废工业用油、废高分子裂解油或以上所述油品两种以上的混合物。本发明所述的燃料油的用量可以在10%—70%之间，一般在30%左右，按燃料污泥的总重量计。如果用重量份数表示，燃料油的用量可在10~70重量份数之间，一般在20~50重量份数之间。

额外成分：在本发明的“微粒污泥燃料”中还可加入各种常规的添加剂，例如脱硫剂等。这些额外添加剂的含量可以为常规用量，通常为0.1 – 10重量份数，较佳地为0.2-6重量份数。在“微粒污泥燃料”生产过程中加入的脱硫剂可以是石灰石、白云石和石灰以及其他含有钙或镁的有机或无机物质或这些物质的混合物。本发明中所述的脱硫剂可以是未经过超细研磨（如平均粒度大于20微米的脱硫剂），但优选的脱硫剂是经过超细研磨的，其平均粒度在20微米以下的脱硫剂，这样可以进一步提高除硫效果。也可以使用石灰浆作为脱硫剂。本发明中脱硫剂的用量控制在脱硫剂中的钙或镁与燃料中的硫的克原子比例（如钙：硫）在1.0:1 ~ 6:1之间，较佳地钙:硫在3.0:1~5:1之间。

当加入脱硫剂时，燃料中的大部分硫在燃烧过程中以硫酸盐和亚硫酸盐的形态被固化在灰渣中，从而大幅减少烟道气中二氧化硫的排放。

制备方法：本发明还提供了“微粒污泥燃料”生产方法。本发明所述的“微粒污泥燃料”的生产方法包括步骤：a)将20--80重量份数的含水污泥和10---70重量份数的燃料油放到一起先进行预混合，然后把预混合后的混合物送入脉动超细微粒粉溶机或研磨机进行加工至污泥棵粒达到20微米以下。b)将20---80重量份数的含水污泥和10---70重量份数的燃料油分別通过计量控制连续不断的按比例输入进脉动超细微粒粉溶机或研磨机使其污泥棵粒达到20微米以下。

研磨的方法没有特别的限制，可以是本领域现在的超细研磨或粉碎方法，只要其能使燃料中的固体粒子的粒径达到所需尺寸。

在本发明的一个优选例子中，是将含水污泥，燃料油按一定的比例加入到脉动超细微粒粉溶机（以下简称“均质超细研磨机” ）（中国专利申请号：ZL00209257.3）中进行均质超细研磨成为浆状燃料，使燃料中的固体粒度粒径达到所需的尺寸。

当原料 组合物被研磨至固体粒子粒径非常微小（即平均粒径在20微米以下，大都在10微米以下）时，污泥燃料中的油、有机质和水的微小粒子就非常均匀地分布，状态稳定，并且还有一定的流动性，可以泵送。

同时，用上述方法形成的“微粒污泥燃料”可以通过雾化燃烧，燃烧完全，其二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳和黑烟的排放与煤和重质燃料油相比，显著降低，是一种洁净燃料。

本发明的生产方法可以是连续式的，也可以是间歇式的。优选方式是连续式的。一种优选的生产方法是将污水处理厂产生的含水污泥和燃料油按所需要的配比经过计量装置同时送入均质超细研磨机中进行均质超细研磨，流水作业，可实现连续化生产。此外，根据需要，可以将物料多次研磨，也可以将两台或多台均质超细研磨设备串联使用，可以得到更细，混合更加均匀的污泥燃料。

此外，“微粒污泥燃料”的生产可以分步进行。先把燃料油和含水污泥混合后，再输送到均质超细研磨机中进行加工。另为间歇式生产。

由于燃料油特别是重质燃料油在较低的温度下粘度高，流动性差，所以生产时的物料温度可以高于室温，控制在15摄氏度~95摄氏度之间，一般在50~80摄氏度之间。

当加入脱硫剂时，脱硫剂宜于含水污泥和燃料油一起共同均质超细研磨，也可以达到燃料中的脱硫剂的平均粒度在20微米以下，较佳地在10微米以下的水平。

本发明的主要优点在于：（a） 简化了生产条件。（b）提高了质量的稳定性。（c） 减少了排放的压力。（d） 提高了污泥处理的效率（即每1000大卡燃料处理干基污泥的量）。（e）相比于原技术其质量更稳定，生产工艺更简单、生产设备技术成熟、使用方便极易推广应用。且因其质量更稳定和无臭味释放，从而达到了普通燃料的贮运和使用的标准条件，完全可以进入普通燃料市场普及使用。

Claims (17)

1.微粒污泥燃料其特征在于，它由以下组份组成。

2.a) 20---80重量份数的含水污泥。

3.b) 10---75重量份数的燃料油。

4.（其中:污泥微粒的粒径在20微米以下）。

5.如权力要求1所述的微粒污泥燃料其特征在于，所述微粒污泥燃料污泥粒径在20微米以下。

6.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于，所述微粒污泥燃料粒径在0.5---20微米。

7.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于，所述含水污泥含水量为30---90Wt%。

8.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于，所述含水污泥的干基热值为2000---3500大卡/公斤。

9.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于，所述的含水污泥选自于城市生活污水处理厂产生的生活污泥。

10.造纸厂废水处理产生的污泥。

11.石化企业生产的污泥，或其混合物。

12.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于还含有脱硫剂。

13.所述脱硫剂中的钙或镁与燃料中硫的克原子比例在1.0: 1—6 : 1之间。

14.如权力要求1所述微粒污泥燃料其特征在于，所述的燃料油选自以下品种：煤油、柴油、重柴油、重油、渣油、废食用油、废工业用油、废高分子裂解油或以上所述油品两种以上的混合物。

15.微粒污泥燃料的制备方法:其特征在于该方法包括以下部骤。

16.a)将20--80重量份数的含水污泥和10---70重量份数的燃料油放到一起先进行预混合，然后把预混合后的混合物送入脉动超细微粒粉溶机或研磨机进行加工至污泥棵粒达到20微米以下。

17.b) 将20---80重量份数的含水污泥和10---70重量份数的燃料油分別通过计量控制连续不断的按比例输入进脉动超细微粒粉溶机或研磨机使其污泥棵粒达到20微米以下。