CN112226255B - 一种多形态废弃物的气化协同处理方法 - Google Patents

一种多形态废弃物的气化协同处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多形态废弃物的气化协同处理方法，步骤为：（1）将原料煤、固态废弃物和半固态废弃物分别粉碎后得到煤粉、固态废弃物粉末和半固态废弃物粉末；（2）以重量份计，将50~55份煤粉与20~40份水混合，并加入0~10份固态废弃物粉末、0~4份半固态废弃物粉末、0~20份液态废弃物及0.3~0.5份添加剂，混合搅拌均匀后得到水煤浆；（3）将水煤浆送入气化炉中燃烧。本发明使用多形态废弃物和煤粉复配制备水煤浆并进行气化处理，利用不同废弃物之间的配伍作用，提高废弃物加入水煤浆后的分散性，同时可以保证浆体的流动性和浆体浓度，提高项目运行的稳定性，通过以废治废实现废弃物的资源化利用和无害化处理。

Description

一种多形态废弃物的气化协同处理方法
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，尤其是涉及一种多形态废弃物的气化协同处理方法。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，我国各类废弃物产生量总体呈现不断增加的趋势。但是对废弃物的处理仍然存在很多问题，一方面处理能力不足，废弃物的产生量和处理量之间存在巨大缺口；另一方面处理方式仍以焚烧、清洁填埋等方式为主，无法真正实现无害化。
将废弃物与煤或兰炭制备成水煤浆后用水煤浆气化炉进行协同处置，可以将废弃物中的碳、氢元素变成CO和H2等有用气体，同时将废弃物中有害物质分解或固化到玻璃态熔渣之中，实现废弃物处置彻底清洁化和资源利用最大化，是一种环保、节能、变废为宝的全新废弃物处置方式。例如，在中国专利文献上公开的“一种气化煤掺混石化废弃物的水煤浆及其制浆工艺”，其公告号CN106433822B，其组分包括煤、石化废弃物、添加剂和水，其中所述石化废弃物占水煤浆总质量的0～6％但不为零，所述添加剂添加量为干煤总质量的0～1.5‰但不为零。
但现有的废弃物制水煤浆技术中，废弃物加入水煤浆后会影响浆体的分散性和流动性，还可能降低水煤浆的浓度。分散性降低会导致水煤浆稳定性下降，影响水煤浆性能；流动性降低会使得浆体输送能耗增加；而浆体浓度低将会导致气化过程中氧气消耗量增加，这些问题会降低水煤浆气化协同处置废弃物的项目效益，并增大项目运行不稳定的风险。
发明内容
本发明是为了克服现有的废弃物制水煤浆技术中，废弃物加入水煤浆后会影响浆体的分散性和流动性，还可能降低水煤浆的浓度，影响水煤浆性能的问题，提供一种多形态废弃物的气化协同处理方法，使用多形态废弃物和煤粉复配制备水煤浆并进行气化处理，利用不同废弃物之间的配伍作用，提高废弃物加入水煤浆后的分散性，同时可以保证浆体的流动性和浆体浓度，提高项目运行的稳定性，通过以废治废实现废弃物的资源化利用和无害化处理。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤、固态废弃物和半固态废弃物分别粉碎后得到煤粉、固态废弃物粉末和半固态废弃物粉末；
(2)以重量份计，将50～55份煤粉与20～40份水混合，并加入0～10份固态废弃物粉末、0～4份半固态废弃物粉末、0～20份液态废弃物及0.3～0.5份添加剂，混合搅拌均匀后得到水煤浆；
(3)将水煤浆送入气化炉中燃烧。
作为优选，所述固态废弃物为干化含油污泥，半固态废弃物为药渣，液态废弃物为炼油废水。
作为优选，所述的煤粉粉碎至粒径≤1mm，所述固态废弃物和半固态废弃物粉碎后过60～80目筛。
作为优选，步骤(2)中所述的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌30～40min得到混合液；升温至75～85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5～6h，降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6～7，得到所述添加剂。
作为优选，所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的摩尔比为1：(1.5～2)：(0.4～0.6)：(1.5～2)，所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的35～45％。
作为优选，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的10～15％。
作为优选，所述烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1600～2400。
作为优选，步骤(2)中混合搅拌的转速为200～600rpm，温度35～45℃，搅拌时间为5～20min。
作为优选，步骤(3)中水煤浆在气化炉中的反应温度为1100～1500℃，压力0.8～4.0MPa，燃烧反应时间6～10s。
本发明根据固态、半固态和液态废弃物的理化性质和所含有的污染物成分，将煤粉与固态、半固态和/或液态废弃物以一定的比例复配，充分利用多形态废弃物中的有效组分，使废弃物之间形成配伍、耦合作用，在保证制得的气化水煤浆的浆体浓度的同时，提高了气化水煤浆的分散性和流动性，实现废废搭配，避免了废弃物的加入对水煤浆性能的影响，制得的气化水煤浆稳定性好、固含量高、流动性佳，有利于后续利用。最终固态、半固态和/或液态废弃物可以随制得的气化水煤浆进入气化炉处理，将废弃物中的碳、氢元素变成CO和H2等有用气体，同时将废弃物中有害物质分解或固化到玻璃态炉渣之中，实现废弃物的清洁化处置和资源化利用，是一种环保、节能、变废为宝的全新废弃物处置方式。
本发明中的固态废弃物选用干化含油污泥，半固态废弃物选用药渣，液态废弃物选用炼油废水，药渣中含有丰富的木质素，而炼油时为了除去轻油中的硫醇、硫化氢及其他酸性物质，一般会用氢氧化钠溶液洗涤，因而产生的炼油废水呈碱性，并含有亚硫酸钠、硫醇、甲硫酸、硫酚、二氧化硫等污染物，将药渣与炼油废水复配后可以在碱性条件下提取药渣中的木质素，并与炼油废水中的亚硫酸钠反应生成木质素磺酸盐，木质素磺酸盐是一种表面活性剂，具有一定分散性能，可以作为水煤浆中的分散剂使用，提高水煤浆的分散性，减少了外源添加剂的添加量。但木质素磺酸盐的活性不高，且将干化含油污泥作为固态废弃物加入水煤浆中后，由于含油污泥中含有较多重金属离子，引入的重金属离子会压缩煤表面的双电层，减弱煤粒间的静电斥力，使煤粒容易团聚，故仅靠药渣与炼油废水复配产生的木质素磺酸盐对水煤浆分散性的改善效果不足。
因此本发明同时在水煤浆中添加了少量添加剂，以进一步提高水煤浆的分散性与稳定性。本发明通过烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸单体的共聚，制备了侧链带有咪唑基团和聚醚基团的聚羧酸添加剂，在水煤浆中添加本发明中制得的添加剂后，添加剂分子中的羧基可以与药渣与炼油废水复配产生的木质素磺酸盐中的羟基发生酯化反应，将木质素磺酸盐接枝在聚羧酸添加剂上，得到木质素改性的聚羧酸添加剂；木质素改性的聚羧酸添加剂通过疏水主链吸附在煤粒表面，通过接枝的木质素磺酸盐的长侧链的空间位阻效应，以及醚键与水分子形成的氢键，发挥分散稳定作用，避免煤粒间的团聚。同时，本发明中的添加剂侧链上的咪唑基团可以有效络合污泥中的重金属离子，避免金属离子导致的压缩双电层现象，进一步保证了体系的分散性能；并且金属离子与咪唑基团络合后形成的空间结构可以使煤粒之间相互交联，对颗粒的沉淀产生机械阻力，有效阻止颗粒沉淀的发生，提高了体系的分散稳定性，制得的水煤浆具有良好的分散性、稳定性和燃烧效率。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)将煤粉与固态、半固态和/或液态废弃物以一定的比例复配，充分利用多形态废弃物中的有效组分，使废弃物之间形成配伍、耦合作用，得到稳定性好、固含量高、流动性佳的水煤浆；
(2)最终固态、半固态和/或液态废弃物可以随制得的水煤浆进入气化炉处理，将废弃物中的碳、氢元素变成CO和H2等有用气体，同时将废弃物中有害物质分解或固化到玻璃态炉渣之中，实现废弃物的清洁化处置和资源化利用；
(3)在水煤浆中添加侧链带有咪唑基团的聚羧酸添加剂，可以与药渣和炼油废水复配产生的木质素磺酸盐发生酯化反应得到木质素改性的聚羧酸添加剂，有效降低了外源添加剂的用量；并且添加剂中的咪唑基团可以有效络合水煤浆中的金属离子，进一步提高水煤浆的分散性和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。本发明实施例中使用的原料煤为神木煤；药渣为黄芪药渣。
实施例1：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，将含油污泥干化并粉碎后过80目筛得到污泥粉末；
(2)以重量份计，将55份煤粉与34.5份水混合，并加入10份污泥粉末及0.5份添加剂，以500rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：1.8：0.5：1.8的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量2000)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的40％；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5.5h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的12％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
实施例2：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，药渣粉碎后过80目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将55份煤粉与40份水混合，并加入4份药渣粉末及0.5份添加剂，以200rpm的速度在35℃下搅拌20min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：1.5：0.4：2的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量1600)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌30min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的35％；升温至75℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应6h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的10％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1100℃的温度和4.0MPa的压力下气化反应10s，得到合成气、灰水及炉渣。
实施例3：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉；
(2)以重量份计，将50份煤粉与29.5份水混合，并加入20份炼油废水及0.5份添加剂，以500rpm的速度在45℃下搅拌10min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：2：0.6：1.5的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量2400)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌30min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的45％；升温至85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的15％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至7，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1500℃的温度和0.8MPa的压力下气化反应6s，得到合成气、灰水及炉渣。
实施例4：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入8份污泥粉末、3份药渣粉末、17份炼油废水及0.3份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：1.8：0.5：1.8的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量2000)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的40％；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5.5h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的12％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对比例1：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入8份污泥粉末、3份药渣粉末、17份炼油废水及0.3份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆，添加剂采用淮南化工厂生产的萘系分散剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对比例2：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入11份污泥粉末、17份炼油废水及0.3份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆，添加剂的制备方法与实施例4中相同；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对比例3：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入8份污泥粉末、3份药渣粉末、17份炼油废水及0.6份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆，添加剂的制备方法与实施例4中相同；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对比例4：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入8份污泥粉末、3份药渣粉末、17份炼油废水及0.3份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：1.8：0.5的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量2000)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的40％；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5.5h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的12％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对比例5：
一种多形态废弃物的气化协同处理方法，包括如下步骤：
(1)将原料煤粉碎至粒径≤1mm得到煤粉，含油污泥干化并粉碎后过60目筛得到污泥粉末，药渣粉碎后过60目筛得到药渣粉末；
(2)以重量份计，将50份煤粉与20份水混合，并加入8份污泥粉末、3份药渣粉末、17份炼油废水及0.3份添加剂，以600rpm的速度在40℃下搅拌5min后得到水煤浆；
添加剂的制备方法为：将摩尔比为1：1.8：0.5：2.5的烯丙基聚氧乙烯醚(分子量2000)、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的40％；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5.5h，加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的12％；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂；
(3)将水煤浆送入气化炉中，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s，得到合成气、灰水及炉渣。
对上述实施例和对比例中制得的水煤浆性能指标及得到的合成气中的有效气含量进行测试，结果如表1所示。
其中，固含量使用快水仪测定，即称取2克左右的样品，在105℃下烘干30分钟，剩余重量即为固含量；浆体的表观黏度采用Brookfield R/S-CC+型流变仪(C40转子)测定剪切速率为100s-1下的黏度。
浆体的流动性和稳定性(24小时稳定性)均采用观察法，其中流动性等级规定为：连续流动为A；间断流动为B；在外力作用下流动为C；完全不流动为D。浆体稳定性等级规定为：静置24小时后(下同)浆体保持初始状态，固液分布均匀，无析水和沉淀现象，为A；比A级稍差，有少量析水和软沉淀，为B；存在较多的析水和软沉淀，但通过搅拌能重新恢复到初始状态，为C；产生硬沉淀，通过搅拌浆体无法恢复到初始状态，为D。
表1：水煤浆性能测试结果。
编号 固含量(％) 表观黏度(mPa·s) 流动性等级 稳定性等级 有效气含量(％)
实施例1 59.3 538 A A 79.2
实施例2 58.1 467 A A 78.5
实施例3 61.2 624 A A 81.1
实施例4 58.8 715 A A 77.3
对比例1 56.4 877 A B 73.6
对比例2 57.1 736 A B 75.1
对比例3 56.1 1103 B C 70.2
对比例4 57.5 515 A B 75.5
对比例5 57.9 522 A B 75.8
从表1中可以看出，实施例1～4中采用本发明中的方法制得的水煤浆，流动性和分散稳定性好，固含量高，燃烧后的有效气含量高，并且实施例1～3中采用单一种类的废弃物与实施例4中将多形态废弃物进行复配相比，添加剂用量较高。而对比例1中采用市售萘系分散剂，水煤浆的稳定性和燃烧效率均明显降低；对比例2中将含油污泥和炼油废水复配时不加入药渣，水煤浆的分散性与实施例4中相比明显下降，证明药渣可以与炼油废水及添加剂配伍，有效减少外源添加剂的用量；对比例3中改变添加剂的用量，使其超出本发明的范围，水煤浆的黏度显著增大，流动性下降；对比例4和对比例5中的添加剂中不引入咪唑基团或改变共聚时4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸单体的添加量，使其落在本发明的范围外，水煤浆的分散稳定性均有所下降。证明使用本发明的方法，可以使多形态废弃物有效配伍，使水煤浆具有良好的流动性、分散稳定性和燃烧效率，提高水煤浆的使用性能。
对上述实施例中得到的合成气的微量元素、灰水成分及炉渣的重金属浸出性及热灼减率进行分析，结果如表2～4所示。
表2：合成气微量元素分析结果。
Figure BDA0002702300250000081
Figure BDA0002702300250000091
表3：灰水成分分析结果。
项目 单位 GB/T 31962-2015 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
PH 无量纲 6.0-9.5 6.97 8.08 6.32 5.68
悬浮物 mg/L 250(400) 49 6 5 6
总氰化物 mg/L 0.5 ND ND ND ND
硫化物 mg/L 1 0.022 0.015 0.025 0.020
COD<sub>cr</sub> mg/L 300(500) 164 57 72 77
BOD<sub>5</sub> mg/L 150(350) 63.5 21.4 26.8 28.8
溶解性固体 mg/L 2000 430 354 424 414
NH<sub>3</sub>-N mg/L 25.0(45.0) 5.96 10.0 12.9 9.14
硫酸盐 mg/L 600 64.1 60.8 66.1 50.7
磷酸盐 mg/L 无规定 ND ND ND ND
氟化物 mg/L 20 2.15 2.58 1.61 1.29
石油类 mg/L 10(15) 0.25 0.08 0.18 0.20
挥发酚 mg/L 0.5(1) ND ND ND ND
色度 倍 64 20 16 8 8
总汞 mg/L 0.005 0.27×10<sup>-3</sup> 0.30×10<sup>-3</sup> 0.12×10<sup>-3</sup> 0.11×10<sup>-3</sup>
总镉 mg/L 0.05 ND ND 0.21×10<sup>-3</sup> 0.24×10<sup>-3</sup>
总铍 mg/L 无规定 0.08×10<sup>-3</sup> ND ND 0.11×10<sup>-3</sup>
总镍 mg/L 1 61.8×10<sup>-3</sup> 11.5×10<sup>-3</sup> 45.7×10<sup>-3</sup> 8.50×10<sup>-3</sup>
总砷 mg/L 0.3 16.6×10<sup>-3</sup> 26.3×10<sup>-3</sup> 5.65×10<sup>-3</sup> 4.32×10<sup>-3</sup>
总铬 mg/L 1.5 1.08×10<sup>-3</sup> 0.71×10<sup>-3</sup> 0.12×10<sup>-3</sup> 0.22×10<sup>-3</sup>
六价铬 mg/L 0.5 ND ND ND ND
总铅 mg/L 0.5 0.18×10<sup>-3</sup> 0.66×10<sup>-3</sup> 0.18×10<sup>-3</sup> 0.16×10<sup>-3</sup>
总铜 mg/L 2 21.3×10<sup>-3</sup> 8.57×10<sup>-3</sup> 37.2×10<sup>-3</sup> 3.04×10<sup>-3</sup>
总锌 mg/L 5 12.6×10<sup>-3</sup> 3.72×10<sup>-3</sup> 112×10<sup>-3</sup> 111×10<sup>-3</sup>
表4：灰渣重金属浸出性及热灼减率分析结果。
Figure BDA0002702300250000092
Figure BDA0002702300250000101
从表2～4中可以看出，经本发明的方法处理后，多形态废弃物中的有害元素及污染物经气化协同处置后进入废气、废水(非循环水)及废渣中，废气、废水中的各项污染物数值均满足排放标准，废渣浸出毒性也小于《GB5085.3-2007危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的规定限值。即危险废弃物中有机污染物经气化后转化成CO、H2、CO2、N2、硫化物、氨氮等小分子物质，不再具有危险性质；危险废弃物中的重金属元素极小部分进入废气(满足排放标准)，小部分进入废水(满足排放标准)，其他部分认为已经固化到废渣中，而且废渣的浸出毒性小于《GB5085.3-2007危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中的规定限值，本发明中的方法可以实现废弃物的无害化处理。

Claims (7)

1.一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将原料煤、固态废弃物和半固态废弃物分别粉碎后得到煤粉、固态废弃物粉末和半固态废弃物粉末；
（2）以重量份计，将50~55份煤粉与20~40份水混合，并加入0~10份固态废弃物粉末、0~4份半固态废弃物粉末、0~20份液态废弃物及0.3~0.5份添加剂，混合搅拌均匀后得到水煤浆；所述固态废弃物为干化含油污泥，半固态废弃物为药渣，液态废弃物为炼油废水；所述的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸依次加入去离子水中，搅拌30~40min得到混合液；升温至75~85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5~6h，降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6~7，得到所述添加剂；
（3）将水煤浆送入气化炉中燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，所述的煤粉粉碎至粒径≤1mm，所述固态废弃物和半固态废弃物粉碎后过60~80目筛。
3.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，所述添加剂的制备过程中，烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的摩尔比为1：（1.5~2）：（0.4~0.6）：（1.5~2），所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-(1H-咪唑-1-基)-2-丁烯酸的总质量占混合液质量的35~45%。
4.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，制备添加剂时加入的过硫酸铵溶液中，过硫酸铵的质量为混合液质量的10~15%。
5.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，所述添加剂的制备过程中使用的烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1600~2400。
6.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，步骤（2）中混合搅拌的转速为200~600rpm，温度35~45℃，搅拌时间为5~20min。
7.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理方法，其特征是，步骤（3）中水煤浆在气化炉中的燃烧温度为1100~1500℃，压力0.8~4.0MPa，燃烧时间6~10s。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US11447576B2 (en) 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105368495A (zh) * 2015-11-25 2016-03-02 陕西省煤化工工程技术研究中心 一种由有机溶媒和生物质残渣生产合成气的方法
CN107828061A (zh) * 2017-10-26 2018-03-23 陕西科技大学 一种含复合长短侧链聚羧酸盐分散剂及其水溶液raft合成方法
CN107974315A (zh) * 2018-01-02 2018-05-01 浙江丰登化工股份有限公司 一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法
CN108503187A (zh) * 2017-02-28 2018-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种含油污泥去水煤浆无害化处理的方法
CN110054429A (zh) * 2019-04-24 2019-07-26 海南太和科技有限公司 一种基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105368495A (zh) * 2015-11-25 2016-03-02 陕西省煤化工工程技术研究中心 一种由有机溶媒和生物质残渣生产合成气的方法
CN108503187A (zh) * 2017-02-28 2018-09-07 中国石油化工股份有限公司 一种含油污泥去水煤浆无害化处理的方法
CN107828061A (zh) * 2017-10-26 2018-03-23 陕西科技大学 一种含复合长短侧链聚羧酸盐分散剂及其水溶液raft合成方法
CN107974315A (zh) * 2018-01-02 2018-05-01 浙江丰登化工股份有限公司 一种利用发酵药渣和有机废水制备新型浆体燃料的方法
CN110054429A (zh) * 2019-04-24 2019-07-26 海南太和科技有限公司 一种基于腐植酸基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法

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