CN102002410A - 一种复合生物颗粒燃料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合生物质颗粒燃料制备方法，包括：对含油污泥进行浓缩；浓缩后的污泥加入絮凝剂混合反应，对絮凝后的污泥进行脱水；脱水后的污泥与生物质物料按比例用搅拌机混合搅拌，同时加入防腐剂；搅拌混匀后的物料通过挤压成型机挤压成型。原料按重量百分比由含油污泥10％～30％、生物质物料65％～88％、防腐剂1％～5％组分组成。本发明的生物质颗粒燃料以天然可再生农林剩余物为主要原料，添加了含高热值的含油污泥，增加了燃烧放出的热量，同时，减少了对环境的污染和能源的消耗。制成的新型生物质颗粒燃料具有热值高、燃点低、呈中性及生产成本低的优势，真正实现含油污泥的“减量化、无害化、资源化”。

Description

一种复合生物颗粒燃料的制备方法
技术领域
本发明涉及采油场和炼油厂含油污泥处理的技术，特别是涉及一种复合生物质颗粒燃料制备方法。
背景技术
目前，生产中常用燃料一般是煤、石油、天然气等石化燃料。这些石化燃料不可再生，根据统计数据显示，这些石化燃料将在百年后枯竭；同时，因石化燃料大量燃烧，排放出大量的二氧化碳等温室气体。能源危机和气候威胁，迫使人们大力寻找新型能源。
生物质颗粒燃料是一种新型的能源，主要用于气化和燃烧。2005年，世界生物质固体成型燃料产量已经超过了420万吨。中国作为农业大国，生物质资源比较丰富。据统计，我国每年农作物秸秆年产总量6.04亿吨，林产工业木材剩余物的数量为4000万立方米；造纸业产生的木材剩余物的数量约1万立方米；甘蔗渣的年产量约为4000万吨；粮谷加工厂排出的谷壳量每年达4000万吨。但每年都有大量的生物质资源被白白废弃或自行腐烂，有的则直接焚烧处理，不仅造成了资源的浪费，也污染了环境。因此，开发这种生物质颗粒燃料势在必行。由于生物质中储存的能力来源于太阳能，因此，生物质颗粒燃料的燃烧从循环角度讲，不会对环境造成污染。研究表明，生物质颗粒燃料的含硫量和含氮量低，易着火，燃烧效率高，灰分含量小，燃烧后，SO2和NOX以及烟尘的排放量比化石燃料要小得多，是一种清洁能源。其来源广泛，可再生，受自然条件限制少。开发应用生物质能源对保护生态环境，发展社会经济，实施能源可持续发展战略有着重大的现实意义。
含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。污泥中一般含油率在10～50％，含水率在40～90％，我国石油化学行业中，平均每年产生80万t罐底泥、池底泥，胜利油田每年产生含油污泥在10万吨以上，大港油田每年产生含油污泥约15万吨，河南油田每年产生5×104m3含油污泥。含油污泥体积庞大，若不加以处理，不但占用大量耕，污染环境，而且造成资源的浪费。国家已将炼油厂等工业产生的含油污泥列为国家危险废物名录。
炼油厂污水处理厂产生的含油污泥，主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等，俗称“三泥”，这些含油污泥组成各异，通常含油率在10～50％之间，含水率在40～90％之间，同时伴有一定量的固体。
含油污泥的处理最终目的是以减量化、无害化、资源化为原则。目前，含油污泥常用处理方法：溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法、含油污泥调剖、含油污泥综合利用等。但这些方法的应用均存在较大的局限性。例如，萃取法处理含油污泥较彻底，但萃取剂价格昂贵；焚烧法能够达到减量化、无害化，但焚烧过程中产生了二次污染，浪费了宝贵的资源；生物法主要是利用微生物将含油污泥中油烃类降解，一般需要数周的时间才能将烃类降解，并会产生一定污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种将含油污泥转换为生物质颗粒，真正实现含油污泥的减量化、无害化和资源化的处理原则。本发明的另一个目的是提供一种复合生物质颗粒燃料的制作方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种复合生物颗粒燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)对含油污泥进行浓缩；
(2)浓缩后的污泥加入絮凝剂混合反应，对絮凝后的污泥进行脱水；
(3)脱水后的污泥与生物质物料按比例用搅拌机混合搅拌，同时加入防腐剂；
(4)搅拌混匀后的物料通过挤压成型机挤压成型。
上述的制备方法中，原料中组分按重量百分比分别为含油污泥10％～30％、生物质物料65％～88％、防腐剂1％～5％。
上述的制备方法中，步骤(1)是将汇集或收集到污泥池中的含油污泥经污泥提升泵提升至污泥浓缩池，在浓缩池中污泥通过重力沉降2～6h，浓缩后的污泥含水率为90％～95％。
上述的制备方法中，步骤(2)是将步骤(1)浓缩处理之后的污泥输送至管道混合器，投入絮凝剂混合反应，絮凝后的污泥输送至脱水设备，脱水污泥的含水率为70％～80％。
上述的制备方法中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。
上述的制备方法中，步骤(4)混合均匀后的物料通过挤压成型机，根据需要生产出不同形状复合生物质颗粒，此时复合生物质颗粒的含水率为25％～35％。
上述的制备方法中，步骤(4)挤压成型后的产品采用饱和蒸汽温度160℃干燥，干燥后产品含水率为14％～15％。
上述的制备方法中，步骤(3)所述生物质物料在混合搅拌前经粉碎至粒径为5mm以下。
上述的制备方法中，步骤(3)所述生物质物料生物质物料为以树皮、树枝干、废弃木料、灌木、木屑、秸秆、稻谷壳、甘蔗渣、木薯渣中的一种或几种粉碎混合物。
上述的制备方法中，步骤(1)所述含油污泥为原油开采产生的含油污泥、油田集输过程生产的含油污泥或炼油厂污水处理厂产生的含油污泥。
上述的制备方法中，步骤(1)所述含油污泥的含油率为10％～50％。
本发明的生物质颗粒燃料以天然可再生农林剩余物为主要原料，添加了含高热值的含油污泥，增加了燃烧放出的热量，同时，减少了对环境的污染和能源的消耗。制成的新型生物质颗粒燃料具有热值高、燃点低、呈中性及生产成本低的优势，真正实现含油污泥的“减量化、无害化、资源化”。
总的来说，与现有技术相比，本发明的优点与效果包括：
1.复合生物质颗粒燃料具有热值高、燃点低及生产成本低的优势，真正实现含油污泥的减量化、资源化和无害化。
2.由于含油污泥呈酸性，生物质物料呈碱性，在复合生物质颗粒燃料燃烧过程中就可以进行中和，解决普通生物质燃料碱性腐蚀问题，延长锅炉使用寿命。
3.本发明颗粒以天然可再生农林作物为主要原料，二氧化碳等温室其他排放量低，排放烟尘的格林曼黑度在1.0以下。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
按以下重量配比取原料：含油污泥20％，树皮粉碎物料78％，防腐剂2％。
制备步骤如下：
1.含油污泥收集：将含油污泥(原油开采产生的含油污泥、油田集输过程生产的含油污泥和炼油厂污水处理厂产生的含油污泥)收集至污泥收集池；
2.污泥浓缩：将污泥收集池中的含油污泥经污泥提升泵提升至污泥浓缩池，在浓缩池中污泥通过重力沉降4h；
3.絮凝脱水：浓缩后的污泥在管道混合器中，加入PAM(聚丙烯酰胺絮凝剂)并充分混合反应，反应后的污泥输送至带式脱水机中进行脱水，此时含油污泥含水率约72％。
4.搅拌均匀：脱水后的含油污泥与经过破碎的树皮物料(树枝干、废弃木料)输送到搅拌机，同时添加防腐剂，搅拌混匀。
5.混合均匀后的物料通过挤压成型机，挤压成型的复合生物质颗粒是直径为4～20mm，长度为4～50mm的圆柱体颗粒。
6.干燥：挤压成型后的产品采用饱和蒸汽温度160℃干燥，蒸汽锅炉采用本产品；干燥后产品含水率控制在15％左右，入库贮存。由于含油污泥呈酸性，生物质物料呈碱性，在复合生物质颗粒燃料燃烧过程中就可以进行中和，解决普通生物质燃料碱性腐蚀问题，延长锅炉使用寿命。蒸汽锅炉采用本产品排放烟尘的格林曼黑度在1.0以下。
实施例2
按以下重量配比取原料：含油污泥10％，树皮粉碎物料88％，防腐剂2％。
制备步骤如下：
1.含油污泥收集：将含油污泥(原油开采产生的含油污泥、油田集输过程生产的含油污泥和炼油厂污水处理厂产生的含油污泥)收集至污泥收集池；
2.污泥浓缩：将污泥收集池中的含油污泥经污泥提升泵提升至污泥浓缩池，在浓缩池中污泥通过重力沉降6h；
3.絮凝脱水：浓缩后的污泥在管道混合器中，加入PAM(聚丙烯酰胺絮凝剂)并充分混合反应，反应后的污泥输送至带式脱水机中进行脱水，此时含油污泥含水率约80％。
4.搅拌均匀：脱水后的含油污泥与经过破碎的树皮物料输送到搅拌机，同时添加防腐剂，搅拌混匀。
5.混合均匀后的物料通过挤压成型机，挤压成型的复合生物质颗粒是直径为8～50mm的球体颗粒。
6.干燥：挤压成型后的产品采用饱和蒸汽温度160℃干燥，蒸汽锅炉采用本产品；干燥后产品含水率控制在15％左右，入库贮存。由于含油污泥呈酸性，生物质物料呈碱性，在复合生物质颗粒燃料燃烧过程中就可以进行中和，解决普通生物质燃料碱性腐蚀问题，延长锅炉使用寿命。蒸汽锅炉采用本产品排放烟尘的格林曼黑度在1.0以下。
实施例3
按以下重量配比取原料：含油污泥30％，树皮粉碎物料65％，防腐剂5％。
制备步骤如下：
1.含油污泥收集：将含油污泥(原油开采产生的含油污泥、油田集输过程生产的含油污泥和炼油厂污水处理厂产生的含油污泥)收集至污泥收集池；
2.污泥浓缩：将污泥收集池中的含油污泥经污泥提升泵提升至污泥浓缩池，在浓缩池中污泥通过重力沉降2h；
3.絮凝脱水：浓缩后的污泥在管道混合器中，加入PAM(聚丙烯酰胺絮凝剂)并充分混合反应，反应后的污泥输送至带式脱水机中进行脱水，此时含油污泥含水率约70％。
4.搅拌均匀：脱水后的含油污泥与经过破碎的树皮物料输送到搅拌机，同时添加防腐剂，搅拌混匀。
5.混合均匀后的物料通过挤压成型机，挤压成型的复合生物质颗粒是边长为3～100mm的立方颗粒。
6.干燥：挤压成型后的产品采用饱和蒸汽温度160℃干燥，蒸汽锅炉采用本产品；干燥后产品含水率控制在15％左右，入库贮存。由于含油污泥呈酸性，生物质物料呈碱性，在复合生物质颗粒燃料燃烧过程中就可以进行中和，解决普通生物质燃料碱性腐蚀问题，延长锅炉使用寿命。蒸汽锅炉采用本产品排放烟尘的格林曼黑度在1.0以下。

Claims (10)

1.一种复合生物颗粒燃料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对含油污泥进行浓缩；
(2)浓缩后的污泥加入絮凝剂混合反应，对絮凝后的污泥进行脱水；
(3)脱水后的污泥与生物质物料按比例用搅拌机混合搅拌，同时加入防腐剂；
(4)搅拌混匀后的物料通过挤压成型机挤压成型。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于原料中组分按重量百分比分别为含油污泥10％～30％、生物质物料65％～88％、防腐剂1％～5％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)是将汇集或收集到污泥池中的含油污泥经污泥提升泵提升至污泥浓缩池，在浓缩池中污泥通过重力沉降2～6h，浓缩后的污泥含水率为90％～95％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)是将步骤(1)浓缩处理之后的污泥输送至管道混合器，投入絮凝剂混合反应，絮凝后的污泥输送至脱水设备，脱水污泥的含水率为70％～80％。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述絮凝剂为聚丙烯酰胺絮凝剂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)混合均匀后的物料通过挤压成型机，根据需要生产出不同形状复合生物质颗粒，此时复合生物质颗粒的含水率为25％～35％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)挤压成型后的产品采用饱和蒸汽温度160℃干燥，干燥后产品含水率为14％～15％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述生物质物料在混合搅拌前经粉碎至粒径为5mm以下。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述生物质物料生物质物料为以树皮、树枝干、废弃木料、灌木、木屑、秸秆、稻谷壳、甘蔗渣、木薯渣中的一种或几种粉碎混合物。
10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于步骤(1)所述含油污泥为原油开采产生的含油污泥、油田集输过程生产的含油污泥或炼油厂污水处理厂产生的含油污泥；所述含油污泥的含油率为10％～50％。
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