CN110331019A - 一种危废颗粒燃料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种危废颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：（1）将生物质粉料与危废按质量比1：0.2~9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30%；（2）将经步骤（1）脱水后的物料压制成颗粒燃料。采用本发明的方法处理危废后，制备得到危废颗粒燃料的理化特性得到了均一化，含水率低、热值高，该危废颗粒燃料焚烧处理时无需补充天然气等高价燃料，大大降低危废的处理成本，且危废处理更加环保，应用范围更加广泛。

Description

一种危废颗粒燃料的制备方法
技术领域
本发明属于危废处理技术领域，具体涉及一种危废颗粒燃料的制备方法。
背景技术
危废形态分固体、胶状和液体，含水率为60-85％、热值为0-9GJ/t、灰分0.5-80％、密度多数1g/cm3左右。而现有技术中，由于危废的理化特性各异，对于不同危废的处理，通常会按照危废的形态采用不同的处理方法。
如像油泥类危废，目前有将油泥类危废与生物质一起制成生物质颗粒燃料，如中国专利CN102002410公开的一种复合生物颗粒燃料的制备方法，包括：(1)对含油污泥进行浓缩；(2)浓缩后的污泥加入絮凝剂混合反应，对絮凝后的污泥进行脱水，含水率70～80％；(3)脱水后的污泥与生物质物料按比例用搅拌机混合搅拌，同时加入防腐剂；(4)搅拌混匀后的物料通过挤压成型机挤压成型，含水率25～35％；(5)挤压成型后的物料采用饱和蒸汽温度160℃干燥，干燥后的产品含水率为14～15％。但上述方法中，也存在许多问题，如脱水问题，含油污泥先是絮凝脱水，脱水后含水率高达70～80％，脱水后的污泥与生物质物料混合后通过挤压成型机造粒，颗粒含水率仍然高达25～35％，而且后面还需经过饱和蒸汽温度160℃干燥，不仅消耗大量的中压蒸汽，同时冷凝液中VOCs含量很高，极难处置。
而像液体类危废，如废乳化液，通常是按废水处理的方式进行废液处理的，如中国专利CN108178360A公开的一种废乳化液净化处理方法，方法如下：对待处理的废乳化液进行表面浮油处理；对粗处理的废乳化液进行静止沉淀处理，得到上清液；使用超滤膜组件对所述上清液进行超滤处理，得到不含浮油、乳化油和溶解油的清水；对上述清水利用反渗透膜进行多级反渗透处理，最终得到满足排放标准的清水，达标排放。可见，处理工艺复杂，采用的处理设置也较复杂，另一方面，虽然废乳化液中的水得到了达标排放，但是对于各步骤中的如浮油、沉淀物、滤渣等其他物质还需进行处理，所以，又额外增加了处理成本。
可见，由于各类危废理化特性各异，对于危废的处理方式也不同。而且现有的生物质颗粒燃料技术由于危废的脱水问题并不适用于类似液体危废的处理。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改进的危废颗粒燃料的制备方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种危废颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生物质粉料与危废按质量比1：0.2～9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30％；
(2)将经步骤(1)脱水后的物料压制成颗粒燃料。
根据本发明的一些实施方面，所述搅拌过程中进行加热，加热温度为80～110℃。较低的脱水温度，冷凝液中VOCs含量较低。
进一步地，所述加热采用夹套式加热。
进一步地，所述危废包括油泥类危废、废乳化液、含水率大于等于60％的其他危废。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质废料的粒径为0.1～0.5mm、堆积密度150～300kg/m3、含水率小于等于10％、热值16-25GJ/t、灰分小于等于1％。
根据本发明的一些优选实施方面，所述生物质粉料的粒径0.1-0.5mm、堆积密度为200-300kg/m3、含水率2-7％、热值为16-25GJ/t、灰分小于等于1％。
进一步地，所述生物质粉料为生物质原料经过破碎后得到的粉料；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0～2％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质粉料为生物质原料与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎，所述添加剂的添加重量为占所述生物质原料的0～2％；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0～2％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质原料的灰分小于等于1％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质原料为锯末、木片、木材、废木材中的一种或几种的组合。
根据本发明的一些实施方面，所述烘焙采用的烘焙温度为200～300℃，停留时间为20～40min。优选地，所述烘焙温度为200～250℃。
根据本发明的一些实施方面，所述添加剂为有机添加剂、无机添加剂中的一种或几种的组合，所述有机添加剂包括聚合物、淀粉等，所述无机添加剂包括氧化钙、氧化硅等。
进一步地，所述颗粒燃料的直径为3-8mm、长度为5-20mm。所述颗粒燃料的颗粒密度为1.1-1.5g/cm3、堆积密度500-900kg/m3、含水率8-20％、热值18-27GJ/t。
本发明中，所述添加剂的作用是固化有害元素和/或抑制二噁英的生成。所述有害元素包括铜、锌、镉、铅、镍、铬、砷、硒、钡、汞、铍等。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
采用本发明的方法处理危废后，制备得到危废颗粒燃料的理化特性得到了均一化，含水率低、热值高，该危废颗粒燃料焚烧处理时无需补充天然气等高价燃料，大大降低危废的处理成本，且危废处理更加环保，应用范围更加广泛。
本发明的制备方法中将危废与生物质粉料混合，利用生物质中的纳米级微纤维结构(2～10nm)，通过毛细和虹吸的原理，来快速吸出危废颗粒间的空隙水、颗粒间的毛细管水、颗粒的吸附水以及颗粒内部水，巧妙地解决了危废的脱水问题。
说明书附图
图1为实施例3的污油、污油及生物质粉料的混合物、混合物中的污油的干燥曲线示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
本实施例提供一种危废颗粒燃料的制备方法，该制备方法的危废采用废乳化液，其理化特性参见表1，该制备方法具体包括以下步骤：
(1)将生物质粉料与废乳化液按质量比1：0.2加入夹套式搅拌混合脱水器中，搅拌过程中夹套加热温度为110℃，当含水率在20％左右时了出料。
(2)将经步骤(1)脱水后的物料压制成颗粒燃料。
本例中的生物质粉料采用如下方法制备得到：
(1)预处理：去除废木片中的石块、铁、灰等杂质；
(2)干燥：将预处理后的木片进入干燥器中，干燥温度110℃、停留时间在20min，干燥后出料；
(3)混配破碎：将干燥后的生物质原料与添加剂混合，然后利用粉碎机进行粉碎制得生物质粉料，粉碎至粒径为0.1-0.5mm。
本例中，添加剂为氧化钙，约占生物质原料(干基)的0.5％。
本例中的生物质粉料的其他理化性质参见表1。
实施例2
本实施例提供一种危废颗粒燃料的制备方法，除生物质粉料与废乳化液的质量比为1：0.4之外，其他同实施例1。
实施例3
以炼化企业产生的危废为例，油泥类危废主要是污油，含水率很高、热值低，燃烧困难，污油的理化参数见表1。
本实施例提供一种危废颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生物质粉料与污油按质量比1：2.3加入夹套式搅拌混合脱水器中，搅拌过程中夹套加热温度为110℃，当含水率在20％左右时了出料。
(2)将经步骤(1)脱水后的物料压制成颗粒燃料。
本例中的生物质粉料同实施例1。
实施例4
本实施例提供一种危废颗粒燃料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将生物质粉料与污油按质量比1：3.4加入夹套式搅拌混合脱水器中，搅拌过程中夹套加热温度为110℃，当含水率在20％左右时了出料。
(2)将经步骤(1)脱水后的物料压制成颗粒燃料。
本例中的污油为实施例3所列污油，生物质粉料同实施例1。
表1废乳化液、污油和生物质粉料的理化特性
废乳化液 污油 生物质粉料
形状 液体 液体 固体粉沫
含水率,％ 64.1 61.6 7.4
挥发分+固定碳,％ 33.9 37.4 99.6
灰分，wt％ 2.0 0.9 0.4
热值(实物),GJ/t 10.9 9.9 18.6
添加剂，wt％ 0.5(氧化钙)
性能测试
1、理化性能测试
对实施例1～4的颗粒燃料，进行理化性能的测试，结果如表2所示。
表2废乳化液颗粒燃料的理化特性
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
直径，mm 5.97 6.38 5.67 5.72
长度，mm 18.84 15.99 18.74 19.25
颗粒密度，g/cm<sup>3</sup> 1.23 1.25 1.00 0.97
堆积密度，kg/m<sup>3</sup> 626 522 518 504
含水量，％ 12.3 19.5 17.3 17.4
热值(干)，GJ/t 19.8 19.5 27.3 29.4
灰分，％ 3.03 3.22 4.13 4.15
2、干燥曲线测试
分别测试污油、按实施例3的方式配制的污油和生物质粉料的混合物、混合物中的污油在夹套混和脱水器中，加热温度为110℃下的绝对含水量得到的干燥曲线示意图，如图1所示，图中，污油靠生物质粉料脱水的曲线即是指混合物中的污油的干燥曲线。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将生物质粉料与危废按质量比1：0.2~9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30%；
（2）将经步骤（1）脱水后的物料压制成颗粒燃料。
2.根据权利要求1所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述搅拌过程中进行加热，加热温度为80~110℃。
3.根据权利要求1所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述危废包括油泥类危废、废乳化液、含水率大于等于60%的其他危废。
4.根据权利要求1所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质废料的粒径为0.1~0.5mm、堆积密度150~300 kg/m3、含水率小于等于10%、热值16-25GJ/t、灰分小于等于1%。
5.根据权利要求4所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质粉料的粒径0.1-0.5mm、堆积密度为200-300 kg/m3、含水率2-7%、热值为16-25GJ/t、灰分小于等于1%。
6.根据权利要求1或4所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质粉料为生物质原料经过破碎后得到的粉料；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0~2%。
7.根据权利要求6所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述生物质原料的灰分小于等于1%。
8.根据权利要求6所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述烘焙采用的烘焙温度为200~300℃，停留时间为20~40min。
9.根据权利要求6所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述添加剂为有机添加剂、无机添加剂中的一种或几种的组合，所述有机添加剂包括聚合物、淀粉，所述无机添加剂包括氧化钙、氧化硅。
10.根据权利要求1所述的危废颗粒燃料的制备方法，其特征在于：所述颗粒燃料的直径为3-8mm、长度为5-20mm。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191015

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