CN101054541A - 一种污泥石油焦浆及其制备方法和用途 - Google Patents

一种污泥石油焦浆及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种污泥石油焦浆及其制备方法和用途，所述污泥石油焦浆，含有100～200重量份数的石油焦，5～100重量份数的含水污泥，50～200重量份数的水，0.01～2重量份数的分散剂，0.01～2重量份数的污泥改性药剂。本发明制备的高浓度污泥石油焦浆可以作为燃料燃烧，或气化生产合成气和氢气。不仅能使污泥中的热值得到充分利用，而且还克服了现有含水污泥热处理耗能高，尾气和残渣有毒有害难治理等问题，具有较大的工业化应用前景。

Description

一种污泥石油焦浆及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种污泥石油焦浆及其制备方法和应用，尤其涉及高浓度污泥石油焦浆的制备方法及其用途。
背景技术
炼油行业每年要产生大量石油焦。石油焦的主要组分是碳氢化合物，其低位发热量约为煤的1.5～2倍。随原油含硫量的增加，硫含量大于3％的高硫石油焦的数量显著增加。直接燃用高硫石油焦，会产生大量SO2；而直接用于气化，虽可避免生成SO2(生成H2S，易回收为硫磺)，又由于石油焦活性较差，燃料利用效率不高。同时石油焦制浆存在稳定性差等缺点。
含水污泥的合理处理和资源化利用是污水处理和环境保护的重大课题。在目前各种含水污泥处理方法中，热处理方法最有前景。污泥热处理不仅能迅速和较大程度地使污泥达到减量化，而且还能使污泥中的热值得到一定的利用。但是，污泥中含有大量水分，一般可达80％左右，现有的热处理方法一般需要预先干燥污泥，去除其中的大量水分。污泥的预先干燥需消耗大量热量，并且会产生大量难治理的有毒有害的恶臭尾气，导致现有污泥热处理技术成本高，耗能高，尾气难治理等问题。
本发明提出将污泥(含水80％左右)和石油焦混合制备污泥石油焦浆，充分利用污泥中的水分、热量。同时污泥中含有的大量钾、钠和钙等组分又可以提高石油焦的反应活性，提高石油焦的利用效率。制备的污泥石油焦浆可泵送，并易于雾化、贮存与稳定着火燃烧与气化。
其中，成浆浓度(固含率)是影响污泥石油焦浆燃烧和气化效率的最重要的技术指标。污泥石油焦浆中的水不仅不能提供热量，而且在燃烧和气化过程中还会蒸发造成热损失。在实际应用中，一般要求污泥石油焦浆的成浆浓度不低于60％(重量)。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种污泥石油焦浆及其制备方法和用途，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的污泥石油焦浆含有：
100～200重量份数的石油焦；
5～100重量份数的含水污泥；
50～200重量份数的水；
0.01～2重量份数的分散剂；
0.01～2重量份数的污泥改性药剂。
优选的为：
石油焦100～150份，含水污泥25～45份，水50～200份，分散剂0.01～1份，污泥改性药剂0.01～0.5份。
最优的为：
石油焦150份，污水污泥45份，水60份，分散剂1份，污泥改性药剂0.5份。
所说的石油焦是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程转化而成的产品。从外观上看，石油焦是形状不规则、大小不一的黑色块状(或颗粒)，具多孔隙结构。石油焦主要的元素组成为碳，占有80％以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。
所述的含水污泥选自下组：城市污水处理厂产生的污水污泥、工业废水处理产生的废水污泥、造纸厂废水处理产生的造纸污泥或其混合物，含水污泥含水率为50～95％(重量)；
所说的分散剂为萘磺酸盐、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、聚羧酸盐或木质素磺酸盐中的一种以上；
所说的污泥改性药剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种以上。
制备上述的污泥石油焦浆的方法，包括以下步骤：
(1)将所说的污泥改性药剂和所说的含水污泥混合，放置0.5～120小时，形成改性含水污泥；
(2)将所说的改性含水污泥、石油焦、水和分散剂混合，形成原料混合物；
(3)将原料混合物研磨混合，使固体颗粒的粒径小于0.5mm，从而获得所说的污泥石油焦浆，其中，固体含量为60～70％(重量)。
本发明的污泥石油焦浆，不仅固体高，同时带入了污泥中存在的大量钾、钠和钙等组分，可以提高石油焦的反应活性，提高石油焦的利用效率，所说的污泥石油焦浆，可泵送，并易于雾化、贮存与稳定着火燃烧与气化，可以作为燃料燃烧或气化原料。
由上述公开的技术方案可见，本发明将污泥(含水80％左右)和石油焦混合制备污泥石油焦浆，充分利用了污泥中的水分、热量，只需少量分散剂即可达到较高的成浆浓度。本发明操作简单，耗能少，成本低，产生的二次污染少。该制备方法具有提高污泥石油焦浆的成浆性的优点及效果，成浆浓度可以提高到60％以上，同时表观粘度在1000mPa·s以下，无需额外投加稳定剂，长时间放置不会产生硬沉淀，并且流动性很好，适合泵送。
本发明制备的高浓度污泥石油焦浆可以作为燃料燃烧，或气化生产合成气和氢气。不仅能使污泥中的热值得到充分利用，而且还克服了现有含水污泥热处理耗能高，尾气和残渣有毒有害难治理等问题，具有较大的工业化应用前景。
具体实施方式
                        实施例1
1.原料
(1)某污水处理厂产生的污水污泥，水含量------80％(重量)；
(2)某炼油厂石油焦，硫含量------0.6％，灰分------0.8％；
(3)分散剂(木质素磺酸钠)；
(4)污泥改性药剂(碳酸钠)；
(5)水。
2.制备条件
(1)原料配比(重量份数)
石油焦100份，含水污泥25份，水50份，分散剂0.01份，污泥改性药剂0.01份。
(2)制备方法
首先将污水污泥与污泥改性药剂充分混合，放置4小时，得到改性污泥。然后将改性污泥、石油焦、水及分散剂研磨混合，制成高浓度污泥石油焦浆。
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下，有良好的流动性，可泵送；
(2)固含率(重量％)------60；
(3)浆体中固体颗粒粒径小于(毫米)------0.5；
(4)可稳定放置3天不产生硬沉淀。
4.产品用途
替代水煤浆，作为燃料用于20吨/时的水煤浆锅炉。燃料燃烬率可达98％以上。
                           实施例2
1.原料
(1)某污水处理厂产生的污水污泥，水含量------80％(重量)；
(2)某炼油厂石油焦，硫含量------4％，灰分------0.6％；
(3)分散剂(甲基萘磺酸钠甲醛缩合物)；
(4)污泥改性药剂(氢氧化钙)；
(5)水。
2.制备条件
(1)原料配比(重量份数)
石油焦150份，污水污泥45份，水60份，分散剂1份，污泥改性药剂0.5份。
(2)制备方法
首先将污水污泥与污泥改性药剂充分混合，放置3天，得到改性污泥。然后将改性污泥、石油焦、水及分散剂研磨混合，制成高浓度污泥石油焦浆。
3.产品性能指标
(1)外观形状------灰黑色浆体。25℃下，表观粘度在1000mPa·s以下，有良好的流动性，可泵送；
(2)固含率(重量％)------62；
(3)浆体中固体颗粒粒径小于(毫米)------0.5；
(4)可稳定放置2天不产生硬沉淀。
4.产品用途
替代水煤浆，用于如专利98110616.1所述的多喷嘴对置式水煤浆气化炉制备合成气，有效气成分(CO+H2)可达80％以上，有效气产率为1.80Nm3/kg，碳转化率在97％以上。

Claims (6)

1.一种污泥石油焦浆，含有：100～200重量份数的石油焦，5～100重量份数的含水污泥，50～200重量份数的水，0.01～2重量份数的分散剂，0.01～2重量份数的污泥改性药剂；
所说的石油焦是石油深加工后的副产物；
所述的含水污泥选自城市污水处理厂产生的污水污泥、工业废水处理产生的废水污泥、造纸厂废水处理产生的造纸污泥或其混合物；
所说的分散剂为萘磺酸盐、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物、聚羧酸盐或木质素磺酸盐中的一种以上；
所说的污泥改性药剂为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的污泥石油焦浆，其特征在于，含水污泥含水率为50～95％(重量)。
3.根据权利要求1所述的污泥石油焦浆，其特征在于，优选含有：
石油焦100～150重量份，含水污泥25～45重量份，水50～200重量份，分散剂0.01～1重量份，污泥改性药剂0.01～0.5重量份。
4.根据权利要求1所述的污泥石油焦浆，其特征在于，优选含有：石油焦150份，污水污泥45份，水60份，分散剂1份，污泥改性药剂0.5份。
5.制备上述的污泥石油焦浆的方法，包括以下步骤：
(1)将所说的污泥改性药剂和所说的含水污泥混合，放置0.5～120小时，形成改性含水污泥；
(2)将所说的改性含水污泥、石油焦、水和分散剂混合，形成原料混合物；
(3)将原料混合物研磨混合，使固体颗粒的粒径小于0.5mm，从而获得所说的污泥石油焦浆。
6.权利要求1～3任一项所述的污泥石油焦浆的应用，其特征在于，作为燃料燃烧或气化原料。
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