CN110423059A - 一种含有脱硫污泥的保温材料及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有脱硫污泥的保温材料及其制备,包括以下组分:脱硫污泥、粉煤灰、水泥,水。本发明利用了燃煤电厂常见的废物粉煤灰作为调和剂,制备出的低聚合物具有耐磨性和保温性,可以作为保温材料,将脱硫活性污泥、粉煤灰变废为宝,实现废物资源化,既符合国家政策的要求,又实现了工业废弃物的工业化利用,具有很好的市场前景。

Description

一种含有脱硫污泥的保温材料及其制备
技术领域
本发明涉及脱硫污泥固化成一种保温材料。
背景技术
目前,燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硫工艺主要是湿式石灰石-石膏法。采用湿式脱硫法处理烟气将产生较多的脱硫污水,且便随大量的脱硫污泥。近年来脱硫污泥排放量日益上涨,大量堆积的脱硫污泥严重制约着企业的发展,并对环境和生态造成严重危害。脱硫污泥具有盐分高、含水率高、粘性大、体积大、不易脱水等特性,其不稳定,含水煤灰、未反应的碳酸钙、氧化铝和氧化硅,以及Hg,As,Cd,Cr,Pb,Ni,Zn,Cu等重金属和含氟化合物,重金属性质稳定、难降解,难以去除并且容易在食物链中累积。如果对污泥处理不当,不仅对环境会产生污染,更会对人们的身体健康造成严重的伤害。
脱硫污泥中主要的污染物是重金属。目前常用的脱硫污泥处理技术主要有焚烧、填埋和资源化利用。由于脱硫污泥具有体量大,含水率高、易腐败、有恶臭,含有一些重金属等有害化学物质,焚烧技术易出现耗能高、产生二次污染物(如二噁英)等问题;而填埋技术则易出现污染地下水问题以及发生消化反应产生甲烷引起爆炸的危险。而脱硫污泥资源化利用技术由于经济性、环保性成为了有前景的处理技术。做为土壤改良剂是将脱硫污泥掺于土壤中,来改善土壤性能的一种方法。脱硫污泥中含硫酸钙、亚硫酸钙,能够有效改善土壤的碱化度,并含有植物必须的或有益的锶、钙、硅等矿物营养,而且能提高土壤持水性和离子交换量,促进植物对养分的吸收。但由于脱硫污泥中含有重金属等有害物质,作为土壤改良剂时会将重金属引入至土壤中,对土壤造成危害,不利于后续的处理。
上述脱硫污泥资源化方法均有各自的局限性,且存在忽略重金属危害等问题。因此,开发一种更为简单有效的脱硫污泥资源化的方法,对脱硫污泥处理和促进环境保护具有重要意义。
发明内容
针对上述现有技术的不足本申请提供一种含有脱硫污泥的保温材料及其制备。
一种含有脱硫污泥的保温材料,包括以下组分:脱硫污泥、粉煤灰、水泥,水。其各组分重量比:脱硫污泥32.8~48%、粉煤灰18~34%、水泥23~34%,其余均为水。
优选的,含有脱硫污泥的保温材料,其各组分重量比:脱硫污泥35~45%、粉煤灰22~33%、水泥25~32%,其余均为水。
优选的,含有脱硫污泥的保温材料,其各组分重量比:脱硫污泥40%、粉煤灰25%、水泥28%,其余均为水。
一种含有脱硫污泥的保温材料的制备,其步骤如下:
(1)各组分混合搅拌及挤压成型;
(2)将成型的保温材料在pH值为10~12,温度为30~40℃的条件下温养14~21天。
本发明有益效果:
(1)本发明利用了燃煤电厂常见的废物粉煤灰作为调和剂,制备出的低聚合物具有耐磨性和保温性,可以作为保温材料,将脱硫活性污泥、粉煤灰变废为宝,实现废物资源化,既符合国家政策的要求,又实现了工业废弃物的工业化利用,具有很好的市场前景。
(2)本发明中无需烧制,避免脱硫污泥中的硫重新释放造成污染,且工艺简单易操作,成本低,市场空间大,经济效益。
(3)本发明基于在碱性条件下,能够将脱硫污泥中的重金属等有害物质封闭固化。
具体实施方式
一种含有脱硫污泥的保温材料,包括以下组分:脱硫污泥、粉煤灰、水泥,水。其各组分重量比:脱硫污泥32.8~48%、粉煤灰18~34%、水泥23~34%,其余均为水。
优选的,含有脱硫污泥的保温材料,其各组分重量比:脱硫污泥35~45%、粉煤灰22~33%、水泥25~32%,其余均为水。
优选的,含有脱硫污泥的保温材料,其各组分重量比:脱硫污泥40%、粉煤灰25%、水泥28%,其余均为水。
一种含有脱硫污泥的保温材料的制备,其步骤如下:
(1)各组分混合搅拌及挤压成型;
(2)将成型的保温材料在pH值为10~12,温度为30~40℃的条件下温养14~21天。
本发明基于在碱性条件中,在氢氧化镁的催化下,粉煤灰中的氧化铝、二氧化硅等物质能与脱硫污泥中的硫酸钙、碳酸钙、水发生化学反应 ,生成硅酸钙和铝酸盐等物质,之后在氢氧化镁的催化作用下进一步生成地聚合物,其孔缝度较低,从而将脱硫污泥中的重金属封闭固化;水泥提高了地聚物的强度、耐磨性和腐蚀性。
实施例1
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥32.8%、粉煤灰18%、水泥23%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为10、温度为30℃的条件下温养14天。
实施例2
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥48%、粉煤灰34%、水泥34%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为12、温度为40℃的条件下温养21天。
实施例3
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥40%、粉煤灰26%、水泥28%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为11、温度为35℃的条件下温养18天。
实施例4
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥35%、粉煤灰22%、水泥25%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为10、温度为32℃的条件下温养18天。
实施例5
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥38%、粉煤灰25%、水泥28%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为11、温度为35℃的条件下温养19天。
实施例6
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥42%、粉煤灰28%、水泥30%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为12、温度为36℃的条件下温养17天。
实施例7
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥45%、粉煤灰33%、水泥32%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为10、温度为36℃的条件下温养19天。
实施例8
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥32.8%、粉煤灰34%、水泥34%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为12、温度为40℃的条件下温养21天。
实施例9
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥48%、粉煤灰18%、水泥34%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为11、温度为38℃的条件下温养20天。
实施例10
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥35%、粉煤灰18%、水泥34%,其余为水。
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为10、温度为30℃的条件下温养14天。
实施例11
一种含有脱硫污泥的保温材料,由以下重量百分比的原料组成:脱硫污泥40%、粉煤灰25%、水泥28%,其余均为水
所述含有脱硫污泥的保温材料制备方法是,先将各组分混合搅拌然后用免烧砖设备挤压成型,在pH值为11、温度为37℃的条件下温养14天。
为证明本发明的效果,下面以实施例1、实施例2为例进行性能测试的试验,并设置对照组:
设置对照组1:选用现有的一种烧结砖,其生产厂家为山东画中画园林绿化工程有限公司。
对照组2:实施案例1中的脱硫污泥,其含水率45.08%,pH为7.8。
以实施例1、实施例2、对照组1、对照组2中的砖体为研究对象,测试其的含水率、耐压强度,各重金属含量,数据对比如表1所示。
表1 实施例1、实施例2、对照组的试验结果对比
元素 实施例1含量 实施例2含量 对照组1含量 对照组2含量
含水率/% 10.64 15.21 12.21 45.08
耐压强度/MPa 36.8 33.2 25.4 -
Cr 0.52mg/L 0.86 mg/L - 75.61mg/L
Ni 2.65mg/L 3.21mg/L - 34.82mg/L
Zn 76.26mg/L 69.54mg/L - 358.64mg/L
As 3.26mg/L 4.03mg/L - 43.53mg/L
Cd 2.25mg/L 2.89mg/L - 61.25mg/L
Hg 0.015mg/L 0.024mg/L - 5.32mg/L
从表1中可以看出,本实施例1、实施例2、对照组1的砖体对比,说明本发明的砖体具有较大的耐磨强度,甚至高于市售砖体;对比本实施例1、实施例2的数据,随着水泥添加了的增加,砖体的耐压强度明显提高,说明水泥具有提高地聚物的强度和耐磨性;通过本实施例1、实施例2、对照组2的数据的对比,说明本发明的砖体具有较好的重金属封闭固化作用。
以上所述为本发明的优选配方,应当指出,对于本领域的技术人员来说,本发明不受上述实施例的限制,在不脱离本发明整体构思的前提下,还可以做出成分比例的若干变化和改进,这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种含有脱硫污泥的保温材料,其特征在于:包括以下组分:脱硫污泥、粉煤灰、水泥,水;其各组分重量比:脱硫污泥32.8~48%、粉煤灰18~34%、水泥23~34%,其余均为水。
2.根据权利要求1所述的一种含有脱硫污泥的保温材料,其特征在于:其各组分重量比:脱硫污泥35~45%、粉煤灰22~33%、水泥25~32%,其余均为水。
3.根据权利要求1所述的一种含有脱硫污泥的保温材料,其特征在于:其各组分重量比:脱硫污泥40%、粉煤灰25%、水泥28%,其余均为水。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的含有脱硫污泥的保温材料的制备,其特征在于所述步骤如下:
(1)各组分混合搅拌及挤压成型;
(2)将成型的保温材料在pH值为10~12,温度为30~40℃的条件下温养14~21天形成地聚物保温材料。
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