CN112812867A - 一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统，方法为：（1）废弃物在预处理单元中进行预处理后进入预制浆单元，与部分水和添加剂混合后进行一次研磨和搅拌，得到预制浆；（2）预制浆进入水煤浆合成单元，与经预处理单元预处理后的原料煤粉以及剩余的水和添加剂混合后进行二次研磨和搅拌，得到高性能水煤浆；（3）将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。本发明采用两段式成浆工艺，经两次研磨使有机废弃物间的接触和反应更加充分，可以有效发挥废弃物间的配伍作用，提高制得的水煤浆的性能，从而提高废弃物处理效果。

Description

一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，尤其是涉及一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统。
背景技术
水煤浆是20世纪80年代初开发的一种煤基流体燃料，具有污染低、流动性好、效率高的特点，其液态流体的性质易于装卸存储及运输，同时易于直接物化燃烧。它主要由干煤、水和添加剂等物质组成，成品可代替油、气等燃料进行燃烧产能。将废弃物与煤混合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。
现有技术中利用废弃物制备水煤浆并进行处理时，一般是将所有物料直接混合，搅拌分散均匀后得到水煤浆，然后再对水煤浆进行气化处理。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，制备方法包括以下步骤：(1)煤粉的级配：煤经过干燥、破碎、研磨和筛分，获得不同粒径分布的煤粉；(2)水煤浆制备：将煤、石化废弃物、添加剂和水加入磨煤系统中，混合磨制成水煤浆。
但将所有物料直接混合，废弃物间的接触时间短，相互之间的配伍作用无法有效发挥，因此制备的水煤浆成浆性能差，导致废弃物的处理效果不佳；并且直接制浆时各组分的配比和成分稳定性不佳，制得的水煤浆品质不稳定，对后续气化处理系统的影响较大。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中利用废弃物制备水煤浆并进行处理时，将所有物料直接混合制成水煤浆，废弃物间的接触时间短，相互之间的配伍作用无法有效发挥，因此制备的水煤浆成浆性能差，导致废弃物的处理效果不佳；并且直接制浆时各组分的配比和成分稳定性不佳，制得的水煤浆品质不稳定，对后续气化处理系统的影响较大的问题，提供一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法及系统，采用两段式成浆工艺，与直接制浆相比，经两次研磨使有机废弃物间的接触和反应更加充分，可以有效发挥废弃物间的配伍作用，提高了制得的水煤浆的性能；并且还保证了配比和成分的稳定性，提高了制得的水煤浆的品质稳定性，减少了对气化处理系统的影响。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，包括依次连接的预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元以及废弃物预处理单元；所述预制浆单元包括第一储水罐、第一添加剂储罐、第一磨机以及预制浆罐，所述第一磨机的进料口分别与废弃物预处理单元以及第一储水罐和第一添加剂储罐连接，第一磨机的出料口与预制浆罐连接；所述水煤浆合成单元包括第二储水罐、第二添加剂储罐、第二磨机和水煤浆罐，所述第二磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及预制浆罐连接，第二磨机的出料口与水煤浆罐连接；所述气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉。
本发明还提供了一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)废弃物在预处理单元中进行预处理后进入预制浆单元，与部分水和添加剂混合后进行一次研磨和搅拌，得到预制浆，一次研磨时间10～20min，一次搅拌时间5～20min；
(2)预制浆进入水煤浆合成单元，与经预处理单元预处理后的原料煤粉以及剩余的水和添加剂混合后进行二次研磨和搅拌，得到高性能水煤浆，二次研磨时间20～30min，二次搅拌时间5～20min；
(3)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。
本发明在系统中设置预制浆单元和水煤浆合成单元两个成浆单元进行两段式成浆，先将经废弃物预处理单元处理预处理后的废弃物在预制浆单元中与部分水和添加剂混合，预制成有机合成浆，为废弃物的高效混合提供时间，使废弃物之间可以充分反应，相互之间的配伍作用得以有效发挥；然后再将预制浆单元中得到的预制有机合成浆与煤粉在水煤浆合成单元中混合，利用预制有机合成浆中有机废弃物的配伍作用对煤粉颗粒表面进行改性，获得固含量高、稳定性及流动性好的高性能水煤浆；最后将制得的水煤浆送入气化处理单元进行气化处理，实现废弃物的资源化利用和无害化处理。
本发明通过两段式成浆工艺，在两次研磨及搅拌作用下，提高了废弃物间的配伍效果，有效提高了制得的废弃物水煤浆的各项性能，有利于水煤浆的储存和运输，并且提高了后续气化处理效率，从而提高了废弃物的处理效果；与直接制浆相比，通过预制浆时的缓冲作用还保证了配比和成分的稳定性，提高了制得的水煤浆的品质稳定性，减少了对气化处理系统的影响。
作为优选，所述废弃物预处理单元包括相互独立运行的固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元、半固态废弃物熔融预处理单元以及液态废弃物预处理单元，所述固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元、半固态废弃物熔融预处理单元以及液态废弃物预处理单元分别与第一磨机的进料口连接。
作为优选，所述原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次连接的储料仓、破碎装置和筛分装置，所述半固态废弃物熔融预处理单元包括依次连接的加热装置、过滤装置和熔融罐，所述液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽，所述各筛分装置、熔融罐和液态废弃物储槽分别与第一磨机的进料口连接。
本发明在预处理单元内，根据不同形态废弃物的理化特点，分别对废弃物和原料煤进行不同的预处理：原料煤经破碎和筛分装置后得到所需粒径的煤粉；固态和需破碎处理的半固态废弃物经破碎和筛分装置后成为固态和半固态废弃物粉末；需熔融处理的半固态废弃物经加热器和过滤器后得到熔融态废弃物进入熔融罐储存；液态废弃物通过液态废弃物储槽进行均质。可以使不同形态的废弃物都得到有效的预处理，满足制备水煤浆的使用要求。
作为优选，所述预制浆罐与水煤浆罐包括罐体以及设置在罐体内的搅拌装置，所述罐体顶部设有浆料入口，罐体底部设有浆料出口，所述搅拌装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨和位于第一搅拌浆与罐体底部之间的第二搅拌桨，所述第二搅拌桨底部设有与罐体底部接触的毛刷，所述罐体底部对应毛刷处设有顶部呈锯齿状的毛刷清理片。
现有技术中的搅拌装置中搅拌桨一般与罐体底部有一定的距离，保证搅拌桨可以有效旋转，防止搅拌桨与罐体之间的碰撞和摩擦对搅拌装置和罐体造成损坏。但由于本发明在预处理单元中会将原料煤及固态、半固态废弃物粉碎成粉末状，而粉末状的原料进入预制浆罐或水煤浆罐后容易沉淀在罐体底部，采用普通的搅拌桨，罐体底部的粉末不易被搅拌桨带动旋转，使得罐体底部的粉末无法与液体废弃物混合均匀，影响制得的水煤浆性能。因此本发明在搅拌轴上设置两个搅拌桨，上方的第一搅拌桨用于对罐体内的物料进行搅拌，使物料混合均匀形成高性能水煤浆；下方的第二搅拌桨可以通过底部的毛刷对罐体底部进行清理，使原本易沉积在罐体底部造成结块的粉末状物料可以有效与位于第一搅拌桨转动空间内的其余物料充分混合，有效提高了物料的混合效果，从而提高了制得的水煤浆的性能。并且，软质的毛刷与罐体底部的作用力不会导致罐体和搅拌装置损坏，提高了装置的使用寿命。
同时，使用毛刷对罐体底部的粉末状物料进行清理时，颗粒较小的粉末状物料很容易附着在毛刷内并结块，造成毛刷污染，影响制得的水煤浆性能。因此本发明在罐体底部设置毛刷清理片，通过毛刷清理片顶部的锯齿对转动的毛刷进行分散和梳理，使毛刷上附着的粉末状物料可以有效脱落，避免了毛刷污染，提高了混料的均匀性。
作为优选，所述第二搅拌桨包括套设在搅拌轴端部的固定盘、设置在固定盘下表面的若干刮板、以及沿刮板长度方向均匀设置在刮板底部的毛刷；所述刮板包括顶部与固定盘连接的连接部以及设置在连接部底部的搅拌部，所述连接部和搅拌部之间呈135～150°夹角。
本发明在固定盘下表面设置强度较高的刮板，并在刮板底部设置强度较低的毛刷，使第二搅拌桨分为不同硬度的两部分，通过软硬不同的两部分互相协同配合作用，使较软的物料与较硬的物料均能够较好地混合在一起，提高了水煤浆组分的混合效果。并且本发明将刮板设置成具有一定角度的两个部分，在第二搅拌桨转动过程中，倾斜的搅拌部可以更好的将罐体底部的物料扬起至第一搅拌桨的旋转区域，从而提高混合效率。
作为优选，步骤(1)中的废弃物包括固态的干化含油污泥、半固态的药渣以及液态的金属加工废乳化液。
本发明将干化含油污泥、药渣和金属加工废乳化液与煤粉复配制成水煤浆，由于金属加工产生的废乳化液中含有大量皂液、切削剂、冷却剂、润滑剂、拔丝剂等可作为表面活性剂使用的有机组分，将金属加工废乳化液与其他组分混合后，可以通过废乳化液中的表面活性物质对煤粉、干化含油污泥及药渣表面进行改性，大大提高了水煤浆的成浆性能以及制得的水煤浆的分散性和稳定性。同时，使用废乳化液制备水煤浆减少了水煤浆制备过程中清洁水的消耗，实现了废物的资源化利用。
作为优选，步骤(2)得到的高性能水煤浆中以重量份计，包括55～65份原料煤粉，30～40份水，10～15份干化含油污泥，3～5份药渣、20～40份金属加工废乳化液及0.3～0.5份
添加剂。
作为优选，步骤(1)中制备预制浆时加入10～20份水及0.1～0.3份添加剂。
所述添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠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3～4h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1～2h；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；其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-乙烯基吡啶的摩尔比为1：(1.5～2)：(0.4～0.6)：(0.1～0.3)；所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的35～45％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的8～10％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：(2～4)。
作为优选，在废弃物预处理单元中向金属加工废乳化液中加入与金属加工废乳化液的质量比为2～8:20～40的活性炭粉末。
所述活性炭粉末为表面改性活性炭粉末，其制备方法为：
A)将活性炭加入质量浓度为20～50％的硝酸溶液中，活性炭与硝酸的质量体积比为1g:(20～50mL)，80～90℃下反应2～4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90～110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:(20～30mL):(1～3g)，保温反应8～10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:(20～30mL):(3～5mL)，氮气保护下60～70℃搅拌反应10～15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为(3～5)：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为，1g:(30～50mL):(1～2g)：(1～1.5g)，55～65℃下搅拌反应8～10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨、过400～600目筛后得到所述表面改性活性炭粉末。
由于金属加工废乳化液中存在大量金属离子和挥发性有机物，并且有强烈异味，为了提高制得的水煤浆的后续气化性能并减少对人体的危害，本发明在预处理单元中向金属加工废乳化液中加入活性炭粉末，以达到脱臭、去除挥发性有机物及金属离子等污染物质的效果，提高水煤浆的分散稳定性及气化性能。并使吸附后的活性炭随废乳化液一起与煤粉混合制成水煤浆，活性炭粉末可以填充在煤粉之间，形成级配效果，减少煤粉间的空隙，达到较高的堆积效率，从而提高了水煤浆的稳定性。
但由于活性炭表面是疏水性的，而金属离子在水中是溶剂化的，二者亲和性不强，使用未经改性的活性炭对废乳化液中的金属离子去除率不佳，而大量金属离子的存在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，影响水煤浆的稳定性。因此，本发明对活性炭进行了表面改性，先通过步骤A)～C)，利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷将三乙烯四胺接枝在活性炭表面，在活性炭表面引入能够对金属离子进行配位的螯合功能基团胺基，并通过步骤D)利用三乙烯四胺中的仲胺与氯乙酸反应，进一步引入羧基，使活性炭表面同时具有多种螯合功能基团，提升了活性炭对金属离子的螯合性能，使活性炭可以与废乳化液中的各种金属离子螯合形成稳定结构，大大提升了金属离子的去除效果，从而提升了制得的水煤浆的分散性和稳定性；并且不影响活性炭表面的吸附性能，活性炭可以有效起到除臭和去除挥发性有机物的效果。
由于煤粉、废弃物粉末尤其是活性炭粉末的粒径较小，比表面积较大，制成水煤浆后粉末易团聚沉降，影响水煤浆的分散稳定性，因此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-乙烯基吡啶单体的共聚，制备了侧链带有吡啶基团和聚醚基团的聚羧酸系添加剂。在水煤浆中添加本发明中制得的添加剂后，添加剂可以通过疏水主链吸附在煤粒及废弃物粉末表面，羧酸基团和磺酸基团等亲水基团可以增强煤粒间的静电斥力，避免煤粒间的团聚；侧链上的醚键可以提供位阻效应，并与水分子形成氢键，形成亲水性立体膜，提高了固体粉末的分散稳定性。同时，本发明添加剂分子链上的吡啶基团可以与表面改性后的活性炭表面分子链中的羧基形成氢键作用，使填充在煤粉和废弃物粉末间的活性炭粉末与煤粉和废弃物粉末之间相互交联，粉末颗粒之间相互交联形成的空间结构可以对固体粉末及活性炭粉末的沉淀产生机械阻力，有效阻止活性炭粉末沉降的发生，进一步提高了体系的分散稳定性，制得的水煤浆具有良好的固含量、分散性、稳定性和燃烧效率。
本发明制备添加剂时，采用分段的方式添加单体，并控制各单体的添加量，先使烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠单体聚合一段时间，使聚羧酸系添加剂的主要功能段分布于分子链中间段；然后再加入4-乙烯基吡啶单体参与聚合，使分子链的两端可以有效与活性炭表面的分子链形成氢键，从而构成空间结构，同时也避免添加剂中的链段过于杂化从而减弱添加剂的分散性能。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)通过两段式成浆工艺，提高了废弃物间的配伍效果，有效提高了制得的废弃物水煤浆的各项性能；
(2)利用废弃物之间的配伍和协同作用，对煤粉进行改性制成废弃物水煤浆，通过以废制废、废废搭配，实现了废弃物的资源化利用和无害化处理；
(3)对活性炭进行表面改性，使活性炭表面同时具有多种螯合功能基团，提升了活性炭对金属离子的螯合性能，提升了金属离子的去除效果，从而提升了制得的水煤浆的分散性和稳定性，并且不影响活性炭表面的吸附性能；
(4)添加侧链带有吡啶基团的聚羧酸添加剂，吡啶基团可以与表面改性后的活性炭表面分子链中的羧基形成氢键作用，使填充在煤粉颗粒间的活性炭粉末与煤粉颗粒之间相互交联，形成的空间结构可以进一步提高体系的分散稳定性。
附图说明
图1是本发明的系统的连接结构示意图。
图2是本发明中的预制浆罐和水煤浆罐的结构示意图。
图3是预制浆罐和水煤浆罐中第二搅拌桨的结构示意图。
图中：1原料煤预处理单元、101储料仓、102破碎装置、103筛分装置、2固态废弃物预处理单元、3半固态废弃物破碎预处理单元、4半固态废弃物熔融预处理单元、401加热装置、402过滤装置、403熔融罐、5液态废弃物储槽、6第一储水罐、7第一磨机、8预制浆罐、801罐体、802浆料入口、803浆料出口、9第二磨机、10水煤浆罐、11气化炉、12第一添加剂储罐、13第二储水罐、14第二添加剂储罐、15驱动装置、16搅拌轴、17第一搅拌桨、18第二搅拌桨、181固定盘、182刮板、1821连接部、1822搅拌部、19毛刷、20毛刷清理片。
具体实施方式
下面结合附图与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；金属加工废乳化液为来自嘉兴协和环境治理服务有限公司的轧钢废乳化液；药渣为黄芪药渣。
如图1所示，本发明中使用的一种高性能废弃物水煤浆的制备及处理系统，包括依次连接的预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元。
预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元1以及废弃物预处理单元，废弃物预处理单元包括相互独立运行的固态废弃物预处理单元2、半固态废弃物破碎预处理单元3、半固态废弃物熔融预处理单元4以及液态废弃物预处理单元；原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次连接的储料仓101、破碎装置102和筛分装置103，半固态废弃物熔融预处理单元包括依次连接的加热装置401、过滤装置402和熔融罐403，液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽5。
预制浆单元包括第一储水罐6、第一添加剂储罐12、第一磨机7以及预制浆罐8，第一磨机采用棒磨机，棒磨机的进料口分别与储水罐以及固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元中的筛分装置、半固态废弃物熔融预处理单元中的熔融罐以及液态废弃物储槽连接，棒磨机的出料口与预制浆罐连接。
水煤浆合成单元包括第二储水罐13、第二添加剂储罐14、第二磨机9和水煤浆罐10，第二磨机采用球磨机，球磨机的进料口分别与添加剂储罐、原料煤预处理单元的筛分装置以及预制浆罐连接，球磨机的出料口与水煤浆罐连接。气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉11。
其中，如图2所示，预制浆罐与水煤浆罐包括罐体801以及设置在罐体内的搅拌装置。罐体顶部设有浆料入口802，罐体底部设有浆料出口803。预制浆罐的浆料入口与第一磨机的出料口连接，浆料出口与第二磨机连接；水煤浆罐的浆料入口与第二磨机的出料口连接，浆料出口与气化炉连接。搅拌装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置15连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴16，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨。驱动装置包括驱动电机和减速机，搅拌桨包括第一搅拌桨17和位于第一搅拌浆与罐体底部之间的第二搅拌桨18，第一搅拌桨为U型搅拌桨。
如图3所示，第二搅拌桨包括套设在搅拌轴端部的固定盘181、设置在固定盘下表面并且沿固定盘周向均匀分布的三个刮板182、以及沿刮板长度方向均匀设置在刮板底部的毛刷19，毛刷与罐体底部接触。刮板包括顶部与固定盘连接的连接部1821以及设置在连接部底部的搅拌部1822，连接部和搅拌部之间呈135°夹角。罐体底部对应毛刷处设有顶部呈锯齿状的毛刷清理片20。
实施例1：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；将活性炭干燥、粉碎、过500目筛后得到活性炭粉末，在预处理单元中将活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为5:30；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将15份水、12份污泥粉末、4份药渣粉末、30份加入了活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.2份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与60份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；添加剂采用淮南化工厂生产的萘系分散剂；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例2：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；在预处理单元中将表面改性活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，表面改性活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为5:30；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为4：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:40mL:1.5g:12g，60℃下搅拌反应9h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将15份水、12份污泥粉末、4份药渣粉末、30份加入了表面改性活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.2份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与60份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；添加剂采用淮南化工厂生产的萘系分散剂；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例3：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；将活性炭干燥、粉碎、过500目筛后得到活性炭粉末，在预处理单元中将活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为5:30；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将15份水、12份污泥粉末、4份药渣粉末、30份加入了活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.2份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与60份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及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；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3.5h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1.5h；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。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；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％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的9％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：3；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例4：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；在预处理单元中将表面改性活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，表面改性活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为5:30；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为4：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:40mL:1.5g:12g，60℃下搅拌反应9h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将15份水、12份污泥粉末、4份药渣粉末、30份加入了表面改性活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.2份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与60份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及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；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3.5h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1.5h；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。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；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％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的9％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：3；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例5：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过60目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过100目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；在预处理单元中将表面改性活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，表面改性活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为2:20；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为20％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:50mL，80℃下反应4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:20mL:1g，保温反应10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:20mL:3mL，氮气保护下60℃搅拌反应10h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为3：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:30mL:1g:1.5g，55℃下搅拌反应10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过600目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将10份水、10份污泥粉末、3份药渣粉末、20份加入了表面改性活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.1份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间10min，一次搅拌速度300rpm，搅拌时间20min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与55份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间30min，二次搅拌速度300rpm，搅拌时间20min；所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌30min得到混合液；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4h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.1，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1600，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.5：0.4：0.1；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35％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的8％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：2；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1100℃的温度和4.0MPa的压力下气化反应10s。
实施例6：
一种使用上述系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；在预处理单元中将表面改性活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，表面改性活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为8:40；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为50％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:20mL，90℃下反应2h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:30mL:3g，保温反应8h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:30mL:5mL，氮气保护下70℃搅拌反应15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为5：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:50mL:2g:1g，65℃下搅拌反应8h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过400目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将20份水、15份污泥粉末、5份药渣粉末、40份加入了表面改性活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.3份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间20min，一次搅拌速度600rpm，搅拌时间5min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与65份煤粉以及20份水和0.2份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到高性能水煤浆，球磨时间20min，二次搅拌速度600rpm，搅拌时间5min；所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌40min得到混合液；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3h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应2h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.9，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：2：0.6：0.3；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45％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的10％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：4；
(4)将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1500℃的温度和0.8MPa的压力下气化反应6s。
对比例1：(一段式制浆)
一种废弃物水煤浆制备和处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料粉在预处理单元中破碎、过40目筛后得到粉煤；干化含油污泥和药渣在预处理单元中破碎、过80目筛后得到污泥粉末和药渣粉末；在预处理单元中将表面改性活性炭粉末加入轧钢废乳化液中，表面改性活性炭粉末与轧钢废乳化液的质量比为5:30；表面改性活性炭的制备方法与实施例4中相同；
(2)水煤浆合成单元中，以重量份计，将60份煤粉、35份水、12份污泥粉末、4份药渣粉末、30份加入了表面改性活性炭粉末的轧钢废乳化液及0.4份添加剂混合，进行球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；所用的添加剂的制备方法与实施例4中相同；
(3)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
对比例2：
对比例2中使用的表面改性活性炭的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末。
其余均与实施例4中相同。
对比例3：
对比例3中使用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及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；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5h，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。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的摩尔比为1：1.8：0.5；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％；滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的12％。
其余均与实施例4中相同。
对比例4：
对比例4中使用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠、4-乙烯基吡啶依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液；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5h；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。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠、4-乙烯基吡啶的总质量占混合液质量的40％；滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的12％。
对上述实施例和对比例中制得的水煤浆性能指标及燃烧后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，流动性和稳定性等级分为A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-、D+、D、D-共12级；流动性自A+～D-依次降低，A+为快速连续流动，D-为完全不流动；稳定性自A+～D-依次降低，A+为无析水和沉淀现象，D-为产生硬沉淀，并且通过搅拌浆体无法恢复到初始状态。
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 59.94 756 B C 76.8
实施例2 58.32 786 B C<sup>+</sup> 75.6
实施例3 60.08 514 A<sup>-</sup> B<sup>+</sup> 77.2
实施例4 61.22 562 A<sup>-</sup> A<sup>+</sup> 80.3
实施例5 60.57 533 A<sup>-</sup> A<sup>+</sup> 79.1
实施例6 60.85 618 B<sup>+</sup> A 79.5
对比例1 56.30 603 B<sup>+</sup> B<sup>+</sup> 77.4
对比例2 59.73 548 A<sup>-</sup> B 77.0
对比例3 59.15 539 A<sup>-</sup> B<sup>+</sup> 76.5
对比例4 57.07 701 B C<sup>+</sup> 73.8
从表1中可以看出，实施例1中使用本发明中的系统，采用两段式成浆工艺制得的水煤浆固含量高、燃烧后的有效气含量也较高，但使用市售的萘系催化剂，水煤浆的流动性和稳定性不是非常理想；实施例2中采用表面改性后的活性炭，水煤浆的稳定性有所提高；但流动性仍然不佳；实施例3中采用本发明中制备的聚羧酸系添加剂，水煤浆的流动性明显改善，但稳定性不足；实施例4～6中同时添加采用本发明中的方法制备的表面改性活性炭和添加剂，在各组分的协同作用下得到了固含量高、流动性和稳定性均较好的高性能水煤浆。
而对比例1中采用一段式成浆工艺，只进行一次研磨和搅拌，制得的水煤浆的分散性和稳定性与实施例4中相比均有降低，说明采用本发明中的两端式成浆工艺可以有效提高各组分的复配效果，从而提高水煤浆的各项性能；对比例2中对活性炭进行表面改性时不引入羧基，水煤浆的稳定性与实施例4相比也有所降低，可能是由于不引入羧基活性炭对金属离子的螯合性能降低，并且无法与添加剂作用，使活性炭和煤粒相互交联形成空间结构；对比例3中的添加剂中不引入吡啶基团，水煤浆稳定性也有所降低，说明活性炭和煤粒相互交联形成空间结构可以有效提高水煤浆的稳定性；对比例4在制备添加剂时同时加入各单体，水煤浆的流动性和稳定性显著降低，说明单体的加入方式对添加剂的分散性有较大影响。

Claims (10)

1.一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，其特征是，包括依次连接的预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元（1）以及废弃物预处理单元；所述预制浆单元包括第一储水罐（6）、第一添加剂储罐（12）、第一磨机（7）以及预制浆罐（8），所述第一磨机的进料口分别与废弃物预处理单元以及第一储水罐和第一添加剂储罐连接，第一磨机的出料口与预制浆罐连接；所述水煤浆合成单元包括第二储水罐（13）、第二添加剂储罐（14）、第二磨机（9）和水煤浆罐（10），所述第二磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及预制浆罐连接，第二磨机的出料口与水煤浆罐连接；所述气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉（11）。
2.根据权利要求1所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，其特征是，所述废弃物预处理单元包括相互独立运行的固态废弃物预处理单元（2）、半固态废弃物破碎预处理单元（3）、半固态废弃物熔融预处理单元（4）以及液态废弃物预处理单元，所述固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元、半固态废弃物熔融预处理单元以及液态废弃物预处理单元分别与第一磨机的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，其特征是，所述原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次连接的储料仓（101）、破碎装置（102）和筛分装置（103），所述半固态废弃物熔融预处理单元包括依次连接的加热装置（401）、过滤装置（402）和熔融罐（403），所述液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽（5），所述各筛分装置、熔融罐和液态废弃物储槽分别与第一磨机的进料口连接。
4.根据权利要求1所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，其特征是，所述预制浆罐与水煤浆罐包括罐体（801）以及设置在罐体内的搅拌装置，所述罐体顶部设有浆料入口（802），罐体底部设有浆料出口（803），所述搅拌装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置（15）连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴（16），以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨，所述搅拌桨包括第一搅拌桨（17）和位于第一搅拌浆与罐体底部之间的第二搅拌桨（18），所述第二搅拌桨底部设有与罐体底部接触的毛刷（19），所述罐体底部对应毛刷处设有顶部呈锯齿状的毛刷清理片（20）。
5.根据权利要求4所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理系统，其特征是，所述第二搅拌桨包括套设在搅拌轴端部的固定盘（181）、设置在固定盘下表面的若干刮板（182）、以及沿刮板长度方向均匀设置在刮板底部的毛刷；所述刮板包括顶部与固定盘连接的连接部（1821）以及设置在连接部底部的搅拌部（1822），所述连接部和搅拌部之间呈135~150°夹角。
6.一种使用如权利要求1~5任意一项所述的系统进行高性能废弃物水煤浆制备和处理的方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）废弃物在预处理单元中进行预处理后进入预制浆单元，与部分水和添加剂混合后进行一次研磨和搅拌，得到预制浆，一次研磨时间10~20min，一次搅拌时间5~20min；
（2）预制浆进入水煤浆合成单元，与经预处理单元预处理后的原料煤粉以及剩余的水和添加剂混合后进行二次研磨和搅拌，得到高性能水煤浆，二次研磨时间20~30min，二次搅拌时间5~20min；
（3）将高性能水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。
7.根据权利要求6所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，步骤（1）中的废弃物包括固态的干化含油污泥、半固态的药渣以及液态的金属加工废乳化液。
8.根据权利要求7所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，步骤（2）得到的高性能水煤浆中以重量份计，包括55~65份原料煤粉，30~40份水，10~15份干化含油污泥，3~5份药渣、20~40份金属加工废乳化液及0.3~0.5份添加剂。
9.根据权利要求8所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，步骤（1）中制备预制浆时加入10~20份水及0.1~0.3份添加剂。
10.根据权利要求7所述的一种高性能废弃物水煤浆的制备和处理方法，其特征是，在废弃物预处理单元中向金属加工废乳化液中加入与金属加工废乳化液的质量比为2~8:20~40的活性炭粉末。
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