CN104250060A

CN104250060A - 一种生化污泥的处理方法

Info

Publication number: CN104250060A
Application number: CN201310269043.5A
Authority: CN
Inventors: 李正琪; 李昕阳; 侯秀华; 魏令勇
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31

Abstract

本发明涉及一种生化污泥的处理方法，在制备水煤浆时混入生化污泥，然后用德士古煤气化炉使水煤浆在高温下气化，使生化污泥完全气化实现生化污泥无害化，气化过程中水煤浆分解生成工艺气，最终产品为氢气。本发明所述的生化污泥的处理方法，生化污泥无需干化，可直接用于制备水煤浆，从而节省了生化污泥干化所需费用；利用现有的德士古煤气化炉来处理含有生化污泥的水煤浆，减少了生化污泥处理的设备投资；无需新建处理设备，具有良好的经济效益以及社会效益。

Description

一种生化污泥的处理方法

技术领域

本发明涉及一种生化污泥的处理方法，在制备水煤浆时将生化污泥混入，将水煤浆通入德士古煤气化炉中（德士古煤气化炉作为气化装置），利用煤气化过程中产生的高热来达到污泥处理的目的。所述生化污泥是一种泛称，凡是生化法处理污水产生的污泥均可采用本发明给出的处理方法。

背景技术

化工行业是我国的传统支柱产业，生产的化工原料以及产品被广泛地应用于各个领域。在化工企业的生产过程中产生的大量废水主要通过生化法来处理，从而产生大量的生化污泥。生化污泥具有污染性与资源性的双重性质：生化污泥的污染性体现在生化污泥中含有致病微生物、有机物（特别是毒害性有机物）和重金属等有毒有害物质，这些有害物质对环境、人类及动物健康有可能造成很大的危害；生化污泥的资源性体现在污泥中含有大量N、P、K、Ca、有机质以及植物所必需的许多微量元素，是很好的土壤改良剂和肥料。更重要的是，生化污泥含有较多的可燃成分，干燥基低位热值在11MJ/kg以上，相当于贫煤或劣质褐煤，具有很高的能源利用价值。

现有的污泥处理手段主要有土地利用、填埋以及焚烧。但是，处理化工废水所产生的生化污泥由于其有机物含量高，不适合于土地利用；填埋会产生渗出液破坏环境，而且占用大量土地，所以填埋的处理方式逐渐被各国禁止；由于生化污泥的含水率高达96～99%，经过机械脱水后也高达70%～85%，污泥焚烧首先要对污泥进行干化处理，通常在机械干燥后，再经过渗滤或蒸发作用除去污泥中大部分的水分，而后将其焚烧，建设焚烧装置的成本很高，而且焚烧过程中产生的烟气污染以及废渣也需要相应的后处理措施，所以利用焚烧法处理生化污泥也受到很大的限制。

水煤浆是将煤研磨（通常为湿法研磨）成一定粒度（平均粒度为40μm～60μm，通常为50μm左右），与水和添加剂按一定的质量比例混合并强力搅拌，制备成煤水两相流浆体，其中按质量百分比计，煤粉占59～69%，水占30～40%，添加剂占0.1～1%。因为整个过程是在常温下进行的，所以水煤浆不仅保持了煤炭原有的物理特性，而且具有良好的流动性和稳定性，易于装卸、贮存、管道输送及雾化空间燃烧，可以广泛应用于煤制气、工业炉窑、工业锅炉及电站锅炉等工艺。水煤浆所用的配水可以是清水或者性质合适的化工废水。德士古煤气化炉以水煤浆为原料，水煤浆和纯氧经烧嘴以射流状进入炉中，在高温高压下反应，生成工艺气，经过纯化得到氢气。

利用生化污泥来制备水煤浆在国内也有一些研究。“工业有毒污水或污泥流化床焚烧处理方法”（申请号：93121185.9）公开了一种将工业污水或者污泥来制成水煤浆，并且用于流化床焚烧的方法。“一种污泥水煤浆及其制备方法”（申请号：201210238484.4）公开了一种利用印染废水、污泥、煤粉、改性剂等原料制备污泥水煤浆的方法。“一种污泥制煤气的方法”（申请号：201010118169.9）公开了一种利用污泥制成污泥煤浆，然后制备煤气的方法。上述专利主要集中于污泥水煤浆的配制，对于污泥水煤浆的最终处理方法为流化床焚烧或者制备煤气。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种生化污泥的处理方法，将配水、生化污泥、煤以及添加剂在棒磨机中制成水煤浆，将制得的水煤浆通入德士古煤气化炉中，在高温条件下，水煤浆中的污泥完全分解，从而达到污泥处理的目的。

为实现以上目标，本发明采取的技术方案是：

一种生化污泥的处理方法，其特征在于：在制备水煤浆时混入生化污泥，然后用德士古煤气化炉使水煤浆在高温下气化，使生化污泥完全气化实现生化污泥无害化，气化过程中水煤浆分解生成工艺气，最终产品为氢气。

在上述技术方案的基础上，包括以下步骤：

步骤1：制备水煤浆：按质量份数比将煤、配水、生化污泥以及添加剂加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆；

步骤2：水煤浆储存：将配制好的水煤浆储存待用；

步骤3：德士古煤气化炉气化处理：将储存的水煤浆送入德士古煤气化炉，同时向德士古煤气化炉中通入氧气，氧煤比为480～500，所述氧煤比指氧气和水煤浆的体积流量之比；

在高温下，水煤浆在德士古煤气化炉的气化层气化并生成工艺气和熔渣；

工艺气进入德士古煤气化炉的激冷段后从工艺气出口排出，经过后续净化单元得到氢气；

熔渣进入激冷段后固化，从灰锁斗排出。

在上述技术方案的基础上，步骤1中各组分的具体配比如下：

煤 60～70份，

生化污泥 0.5～5份，

配水 30～40份，

添加剂 0.1～1份。

在上述技术方案的基础上，所述制备水煤浆的配水为：环己酮废水、硝基苯废水、硝基氯苯废水、清水中的任意之一。

在上述技术方案的基础上，所述生化污泥的含水率为75%～85%。

在上述技术方案的基础上，所述添加剂为木质素磺酸盐、腐殖酸盐或者萘磺酸甲醛缩合物中的任意之一。

在上述技术方案的基础上，步骤1制备的水煤浆粘度为700～1400mPa．S。

本发明所述生化污泥的处理方法，其优点在于：

1、生化污泥无需干化，可直接用于制备水煤浆，从而节省了生化污泥干化所需费用；

2、利用现有的德士古煤气化炉来处理含有生化污泥的水煤浆，减少了生化污泥处理的设备投资；

3、本发明所产生的经济效益在于利用企业现有生产装置来处理生化污泥，无需新建处理设备，具有良好的经济效益以及社会效益。

附图说明

本发明有如下附图：

图1是本发明的工艺流程图。

图2是德士古煤气化炉的设备示意图。

具体实施方式

本发明给出了一种生化污泥的处理方法，其核心思想是：在制备水煤浆时混入生化污泥，然后用德士古煤气化炉使水煤浆在高温下气化，使生化污泥完全气化实现生化污泥无害化，气化过程中水煤浆分解生成工艺气，最终产品为氢气。德士古煤气化炉的设备示意图参见图2。

如图1所示，本发明具体说包括以下步骤：

步骤1：制备水煤浆：按质量份数比将煤、配水、生化污泥以及添加剂加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆，各组分的具体配比如下：

煤 60～70份，在取值范围内每递增或递减1份均可作为一个可选择的具体实施例，

生化污泥 0.5～5份，在取值范围内每递增或递减0.1份均可作为一个可选择的具体实施例，

配水 30～40份，在取值范围内每递增或递减1份均可作为一个可选择的具体实施例，

添加剂 0.1～1份，在取值范围内每递增或递减0.1份均可作为一个可选择的具体实施例；

所述制备水煤浆的配水为：环己酮废水、硝基苯废水、硝基氯苯废水、清水中的任意之一；

步骤2：水煤浆储存：将配制好的水煤浆储存待用，例如用泵输送到煤浆罐中储存；

步骤3：德士古煤气化炉气化处理：将储存的水煤浆送入德士古煤气化炉，同时向德士古煤气化炉中通入氧气，氧煤比（氧煤比指氧气和水煤浆的体积流量之比）为480～500，例如氧煤比为480、485、490、495或500；

熔渣进入激冷段后固化，从灰锁斗排出。

例如：利用隔膜泵将煤浆罐中的水煤浆输送到德士古煤气化炉的原料入口，同时向德士古煤气化炉中通入氧气，水煤浆和氧气进入德士古煤气化炉的气化层，水煤浆在1350～1400℃下气化生成工艺气并产生熔渣，水煤浆中的污泥在1350～1400℃的条件下完全气化，实现了污泥无害化，所述温度条件在取值范围内每递增或递减1℃均可作为一个可选择的具体实施例。

在上述技术方案的基础上，所述生化污泥的含水率为75%～85%，在取值范围内每递增或递减1%均可作为一个可选择的具体实施例。

在上述技术方案的基础上，步骤1制备的水煤浆粘度为700～1400mPa．S，例如：粘度为700、800、900、1000、1100、1200、1300或1400mPa．S。

以下为若干实施例：

实施例1：按质量比将煤70份、含水率为75%的生化污泥0.5份、环己酮废水30份以及木质素磺酸盐0.5份加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆，水煤浆粘度在700～1400mPa．S之间，符合工艺要求。将配制好的水煤浆用泵输送到煤浆罐中储存，利用隔膜泵将煤浆罐中的水煤浆输送到德士古煤气化炉的原料入口，氧煤比为480，水煤浆和氧气进入德士古煤气化炉的气化层，在1350℃下气化生成工艺气并产生熔渣，水煤浆中的污泥在1350℃下条件下完全气化。工艺气进入激冷段后从工艺气出口排出，经过后续净化单元得到氢气。熔渣进入激冷段后固化，并从灰锁斗排出。气化过程中燃烬率大于98%，灰分残留率小于8%。

实施例2：按质量比将煤60份、含水率为85%的生化污泥5份、硝基苯废水40份以及腐殖酸盐1份加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆，水煤浆粘度在700～1400mPa．S之间，符合工艺要求。将配制好的水煤浆用泵输送到煤浆罐中储存，利用隔膜泵将煤浆罐中的水煤浆输送到德士古煤气化炉的原料入口，水煤浆和氧气进入德士古煤气化炉的气化层，氧煤比为500，在1400℃下气化生成工艺气并产生熔渣，水煤浆中的污泥在1400℃下条件下完全气化。工艺气进入激冷段后从工艺气出口排出，经过后续净化单元得到氢气。熔渣进入激冷段后固化，并从灰锁斗排出。气化过程中燃烬率大于98%，灰分残留率小于8%。

实施例3：按质量比将煤65份、含水率为80%的生化污泥3份、硝基氯苯废水35份以及萘磺酸甲醛缩合物0.1份加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆，水煤浆粘度为在700～1400mPa．S之间，符合工艺要求。将配制好的水煤浆用泵输送到煤浆罐中储存，利用隔膜泵将煤浆罐中的水煤浆输送到德士古煤气化炉的原料入口，水煤浆和氧气进入德士古煤气化炉的气化层，氧煤比为490，在1380℃下气化生成工艺气并产生熔渣，水煤浆中的污泥在1380℃下条件下完全气化。工艺气进入激冷段后从工艺气出口排出，经过后续净化单元得到氢气。熔渣进入激冷段后固化，并从灰锁斗排出。气化过程中燃烬率大于98%，灰分残留率小于8%。

实施例4：按质量比将煤63份、含水率为79%的生化污泥2份、清水37份以及萘磺酸甲醛缩合物0.8份加入到棒磨机中，棒磨形成水煤浆，水煤浆粘度在700～1400mPa．S之间，符合工艺要求。将配制好的水煤浆用泵输送到煤浆罐中储存利用隔膜泵将煤浆罐中的水煤浆输送到德士古煤气化炉的原料入口，水煤浆和氧气进入德士古煤气化炉的气化层，氧煤比为480，在1370℃下气化生成工艺气并产生熔渣，水煤浆中的污泥在1370℃下条件下完全气化。工艺气进入激冷段后从工艺气出口排出，经过后续净化单元得到氢气。熔渣进入激冷段后固化，并从灰锁斗排出。气化过程中燃烬率大于98%，灰分残留率小于8%。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种生化污泥的处理方法，其特征在于：在制备水煤浆时混入生化污泥，然后用德士古煤气化炉使水煤浆在高温下气化，使生化污泥完全气化实现生化污泥无害化，气化过程中水煤浆分解生成工艺气，最终产品为氢气。

2.如权利要求1所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤2：水煤浆储存：将配制好的水煤浆储存待用；

熔渣进入激冷段后固化，从灰锁斗排出。

3.如权利要求2所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：步骤1中各组分的具体配比如下：

煤 60～70份，

生化污泥 0.5～5份，

配水 30～40份，

添加剂 0.1～1份。

4.如权利要求2所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：所述制备水煤浆的配水为：环己酮废水、硝基苯废水、硝基氯苯废水、清水中的任意之一。

5.如权利要求2所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：所述生化污泥的含水率为75%～85%。

6.如权利要求2所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：所述添加剂为木质素磺酸盐、腐殖酸盐或者萘磺酸甲醛缩合物中的任意之一。

7.如权利要求2所述的生化污泥的处理方法，其特征在于：步骤1制备的水煤浆粘度为700～1400mPa．S。