一种脱氨污泥耦合电煤的方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种脱氨污泥耦合电煤的方法。

背景技术

城市污泥是一种有机残片、细菌菌体、各种微生物、有机和无机颗粒组成的复杂非均质体，主要由初始污泥和剩余活性污泥组成。产量大、成分复杂是城市污泥的主要特点，如何能够减量化、无害化、资源化、稳定化的处理污泥，已经成为了全世界研究人员共同关注的问题之一。与其它污泥处置办法相比，焚烧法正是具有上述优势的一种处理办法，而且燃烧所得热量还可用于发电和供暖等，因此，焚烧法受到了越来越多的重视。

现有技术公开了一种污泥电煤的配制工艺(参考中国专利CN 103146453 B)，包括以下步骤：(1)将脱水污泥与解水剂搅拌混合，过程喷淋除臭剂消除臭气；(2)将经步骤(1)处理后的脱水污泥与助燃助剂、生物质辅助燃料和原煤粉碎后混合，得到污泥电煤；所述的解水剂是赤泥、钠盐、膨润土和有机絮凝剂；所述的助燃助剂是有机强氧化剂、镁盐、稀土和腐植酸钠；所述除臭剂为纳豆菌制剂，所述的各成分的重量配比比例为：脱水污泥20-30％，解水剂1-5％，助燃助剂1-5％，生物质辅助燃料30-40％，原煤30-40％。但是该专利制备的污泥电煤中含有大量N、P、S、Cl元素，同时释放大量氨气，氨气在燃煤电厂焚烧过程中还会形成二氧化硫、氮氧化物、五氧化二磷以及二噁英的污染物，造成严重的环境问题。因此，急需开发出一种充分利用污泥热值、同时对环境友好的脱氨污泥耦合电煤的方法。

发明内容

本发明提供了一种脱氨污泥耦合电煤的方法，解决了现有技术制备的脱氨污泥耦合电煤无法同时做到充分利用污泥热值和环境友好的问题。

一种脱氨污泥耦合电煤的方法，具体包括以下步骤：

将脱氨污泥、煤粉、助燃剂混合，得脱氨污泥耦合电煤；其中，各原料按重量比为：煤粉:脱氨污泥:助燃剂＝50～80:10～40:1～10；

所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物。

优选的，所述脱氨污泥的制备方法，具体包括以下步骤：

脱氨：向污泥中加入脱氨助剂，搅拌反应10～20min后，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石。

优选的，所述污泥为干燥后的污泥。

优选的，所述干燥后污泥中按重量比，含水率为15～40％。

优选的，所述干燥后的污泥中按重量比，氨含量为5～10％。

优选的，所述脱氨助剂中，按重量比，高岭土的含量为40～80％。

优选的，所述脱氨时，按重量比为污泥:脱氨助剂＝2:1～3。

优选的，所述脱氨时，搅拌速度为50～500r/min。

优选的，所述助燃剂按重量比为氧化钙:氧化镁:氧化铝＝10:3:2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的脱氨污泥耦合电煤的方法能够同时达到充分利用污泥热值和环境友好的效果。

2.本发明提供的脱氨方法在对污泥进行脱氨时，脱氨反应为自反应热，再加上搅拌摩擦起热，不需要额外加热，节省能源。

3.本发明在对污泥进行脱氨后，用氨气压缩机对氨气压缩、氨气回收塔回收副产物氨气，不污染环境、且资源二次利用，再次创造价值。

4.发电煤灰价值不高，本发明在对配置好的电煤进行燃烧反应时，收集煤灰，筛选煅烧高岭土煤灰，得到的高岭土煤灰经筛选可得到高岭土，提高煤灰附加值。

附图说明

图1为本发明提供的制备脱氨污泥的工艺流程；

图2为本发明提供的脱氨污泥耦合电煤的工艺流程。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明脱氨污泥的制备工艺中，使用的设备包括加热搅拌机、氨气回收塔、氨气压缩机，污泥脱氨助剂，助燃剂为金属氧化物复合粉，脱氨污泥的制备工艺步骤为：污泥干燥粉碎、掺和煤矸石粉、加脱氨助剂、进入密闭搅拌器、氨气回收、压缩、氨气降温、排泄脱氨污泥。工艺流程见图1。

本发明脱氨污泥耦合电煤的工艺流程中，先将脱氨污泥与助燃剂送入接收仓，再将它们输送到运输皮带，同时给煤仓将煤粉运送到运输皮带，运输皮带将助燃剂、脱氨污泥、煤粉均匀混合后得到生物电煤，通过传送带进入焚烧炉，焚烧炉产生的烟气通过脱硫脱硝装置进行无害化处理、并进行排气和电除尘处理，燃烧后焚烧炉产生的的炉渣通过筛分得到高岭土产品。工艺流程见图2。

实施例1

一种脱氨污泥的制备方法，具体包括以下步骤：

脱氨：先将污泥干燥至按重量比含水率15％，氨含量5％，将干燥后的污泥破碎至50目、加入脱氨助剂，在密闭条件下，搅拌反应10min，搅拌速度为50r/min，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石，按重量比，高岭土的含量为40％。按重量比所述污泥:脱氨助剂＝2:1。氨气压缩机对氨气压缩、氨气回收塔回收氨气、氨气降温，回收副产物氨气，不污染环境、且资源二次利用，再次创造价值。

一种脱氨污泥耦合电煤的方法，具体包括以下步骤：

将脱氨污泥、煤粉、助燃剂混合均匀，得脱氨污泥耦合电煤；其中，各原料按重量比为：煤粉:脱氨污泥:助燃剂＝50:10:1。所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物，按重量比为：氧化钙:氧化镁:氧化铝＝10:3:2。

燃烧：锅炉吹煤，将配置好的脱氨污泥耦合电煤送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。该热量可用于电厂供电。燃烧温度为800℃。收集燃烧后锅炉内的煤灰，用50目筛网筛选煅烧高岭土煤灰。煅烧高岭土煤灰是加入助燃剂经发电锅炉煅烧后的成分过筛粉类似高铝水泥熟料，经筛选可得到高岭土，提高煤灰附加值。

实施例2

一种脱氨污泥的制备方法，具体包括以下步骤：

脱氨：先将污泥干燥至按重量比含水率18％，氨含量7％，将干燥后污泥破碎至100目、加入脱氨助剂，在密闭条件下，搅拌反应13min，搅拌速度为150r/min，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石，按重量比，高岭土的含量为60％。按重量比所述干燥污泥:脱氨助剂＝1:1。氨气压缩机对氨气压缩、氨气回收塔回收氨气、氨气降温，回收副产物氨气，不污染环境、且资源二次利用，再次创造价值。

一种脱氨污泥耦合电煤的方法，具体包括以下步骤：

将脱氨污泥、煤粉、助燃剂混合均匀，得脱氨污泥耦合电煤；其中，各原料按重量比为：煤粉:脱氨污泥:助燃剂＝60:20:3。所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物，按重量比为：氧化钙:氧化镁:氧化铝＝10:3:2。

燃烧：锅炉吹煤，将配置好的脱氨污泥耦合电煤送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。该热量可用于电厂供电。燃烧温度为1000℃。收集燃烧后锅炉内的煤灰，用100目筛网筛选煅烧高岭土煤灰。煅烧高岭土煤灰是加入助燃剂经发电锅炉煅烧后的成分过筛粉类似高铝水泥熟料，经筛选可得到高岭土，提高煤灰附加值。

实施例3

一种脱氨污泥的制备方法，具体包括以下步骤：

脱氨：先将污泥干燥至按重量比含水率21％，氨含量9％，将干燥后的污泥破碎至150目、加入脱氨助剂，在密闭条件下，搅拌反应16min，搅拌速度为300r/min，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石，按重量比，高岭土的含量为70％。按重量比所述干燥污泥:脱氨助剂＝2:3。氨气压缩机对氨气压缩、氨气回收塔回收氨气、氨气降温，回收副产物氨气，不污染环境、且资源二次利用，再次创造价值。

一种脱氨污泥耦合电煤的方法，具体包括以下步骤：

将脱氨污泥、煤粉、助燃剂混合均匀，得脱氨污泥耦合电煤；其中，各原料按重量比为：煤粉:脱氨污泥:助燃剂＝70:30:6。所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物，按重量比为：氧化钙:氧化镁:氧化铝＝10:3:2。

燃烧：锅炉吹煤，将配置好的脱氨污泥耦合电煤送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。该热量可用于电厂供电。燃烧温度为1200℃。收集燃烧后锅炉内的煤灰，用150目筛网筛选煅烧高岭土煤灰。煅烧高岭土煤灰是加入助燃剂经发电锅炉煅烧后的成分过筛粉类似高铝水泥熟料，经筛选可得到高岭土，提高煤灰附加值。

实施例4

一种脱氨污泥的制备方法，具体包括以下步骤：

脱氨：先将污泥干燥至按重量比含水率25％，氨含量10％，将干燥后的污泥破碎至200目、加入脱氨助剂，在密闭条件下，搅拌反应20min，搅拌速度为500r/min，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石，按重量比，高岭土的含量为80％。按重量比所述干燥污泥:脱氨助剂＝2:3。氨气压缩机对氨气压缩、氨气回收塔回收氨气、氨气降温，回收副产物氨气，不污染环境、且资源二次利用，再次创造价值。

一种脱氨污泥耦合电煤的方法，具体包括以下步骤：

将脱氨污泥、煤粉、助燃剂混合均匀，得脱氨污泥耦合电煤；其中，各原料按重量比为：煤粉:脱氨污泥:助燃剂＝8:4:1。所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物，按重量比为：氧化钙:氧化镁:氧化铝＝10:3:2。

燃烧：锅炉吹煤，将配置好的脱氨污泥耦合电煤送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。该热量可用于电厂供电。燃烧温度为1300℃。收集燃烧后锅炉内的煤灰，用200目筛网筛选煅烧高岭土煤灰。煅烧高岭土煤灰是加入助燃剂经发电锅炉煅烧后的成分过筛粉类似高铝水泥熟料，经筛选可得到高岭土，提高煤灰附加值。

脱氨能力测试

表1不同实施例制备的脱氨污泥的氨含量

由表1可以看出，本发明不同实施例制备的脱氨污泥对氨的脱除率均在90％以上，对环境友好。

对比例1

脱氨：先将污泥干燥至按重量比含水率25％，氨含量10％，将干燥后的污泥破碎至200目、加入脱氨助剂，在密闭条件下，搅拌反应20min，搅拌速度为500r/min，得脱氨污泥；所述脱氨助剂为含高岭土的煤矸石，高岭土的含量为80％。按重量比所述干燥污泥:脱氨助剂＝2:3。

1)燃烧：锅炉吹煤，将制备好的脱氨污泥送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。燃烧温度为1300℃。

对比例2

市售煤矸石。

燃烧：锅炉吹煤，将煤矸石送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。燃烧温度为1300℃。

对比例3

市售煤矸石+助燃剂。

将煤矸石与助燃剂混合均匀，得电煤；其中，按重量比为：煤矸石:助燃剂＝5:1；所述助燃剂为氧化钙、氧化镁、氧化铝的混合物，按重量比为：氧化钙:氧化镁:氧化铝＝5:3:2。

燃烧：锅炉吹煤，将配置好的煤矸石+助燃剂送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。燃烧温度为1300℃。

对比例4

市售煤沙。

燃烧：锅炉吹煤，将煤沙送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量。燃烧温度为1300℃。

性能测试

1、热值测试

将实施例1～4制备的脱氨污泥耦合电煤、对比例1制备的脱氨污泥、对比例2的市售煤矸石、对比例3的煤矸石和助燃剂、对比例4的市售煤沙，分别送入燃烧器与空气一起在炉膛中混合燃烧进行燃烧反应，产生热量，燃烧温度为800～1300℃。

燃烧热值测试主要检验依据：GB/T 14402和ISO 1716。

燃烧热值测试方法：

EN 13501是欧盟对于建筑产品的防火测试分类标准，是建筑材料及制品的防火性能测试主要测试方法之一。该试验方法规定了在标准条件下，将特定质量的试样置于一个体积恒定的氧氮量热仪中，在标准条件下，试验以测试温升为基础，在考虑所有热损失以及汽化潜热的条件下，计算试样的燃烧热值。

试验前，将1g左右的固体或液体样品称量后放入坩锅中，将坩锅置于不锈钢的容器中，氧弹。往燃烧容器/氧弹中充满30bar压力的氧气，3.5级：理论纯度99.95％。样品在氧弹内通过点火丝或绵线引燃。在燃烧过程中坩锅的中心温度可达1200℃，同时氧弹内的压力上升。在此条件下，所有的有机物燃烧并氧化。氢生成水，碳生成二氧化碳，样品中的硫将氧化成SO

表2不同实施例和对比例的热值

由表2可以看出，本发明不同实施例和对比例的热值差异较大，实施例1～4制备的脱氨污泥耦合电煤的热值仅低于对比例4的市售煤沙，远高于对比例1的脱氨污泥的热值、对比例2的市售煤矸石热值和对比例3的市售煤矸石+助燃剂的热值。结合表1和表2可以看出，表明本发明制备的脱氨污泥耦合电煤对环境友好，且热值较高。

2、脱氨污泥耦合电煤中污泥掺烧程度对锅炉的影响测试

表3 掺烧程度对锅炉的影响

Table 3 Influence of blending degree on boiler

由表3可知，本发明制备的不同比例脱氨污泥耦合电煤对锅炉的影响与纯煤相比，并无损害。

3、脱氨污泥耦合电煤焚烧灰渣重金属浸出毒性检测

表4焚烧灰渣重金属浸出毒性检测

Table 4 Detection of leaching toxicity of heavy metals fromincineration ash

由表4可知，本发明制备的脱氨污泥耦合电煤焚烧灰渣重金属浸出毒性远低于标准限值，对环境友好。

4、烟气排放污染物含量值的测试

表5 烟气排放污染物含量值

Table 5 Pollutant content value of flue gas emission

由表5可知，本发明制备的脱氨污泥耦合电煤烟气排放污染物含量值远低于标准限值，对环境友好。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。