CN110330206A - 一种危废的脱水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种危废的脱水方法，将生物质粉料与危废按质量比1：0.2~9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30%。本发明脱水方法是利用生物质中的纳米级微纤维结构（2~10nm），通过毛细和虹吸的原理，来快速吸出危废颗粒间的空隙水、颗粒间的毛细管水、颗粒的吸附水以及颗粒内部水，来巧妙地解决了危废的脱水问题。

Description

一种危废的脱水方法
技术领域
本发明属于物质脱水技术领域，具体涉及一种危废的脱水方法。
背景技术
现有技术中，危废的处理，通常是采用焚烧工艺，进行焚烧前，需将高水分的危废(含水率60～85％)，脱水到较低的含水率(含水率小于30％)。
有些危废呈胶体结构的亲水性物质，很难通过机械沉降方式进行彻底的固液分离。而目前对于危废的脱水一般是采用薄膜式干燥器，利用较高温度的饱和蒸汽(170～190℃)来间接加热蒸发危废中的水分，然而该方法会消耗大量的中压蒸汽，同时冷凝液中VOCs含量很高，极难处置。
而像油泥类危废，存在着油包水、水包油的现象，很难用直接加热蒸发的办法脱水，造成目前油泥类危废一直没有较好的办法焚烧处置。现有的做法通常是在含油污泥中加入絮凝剂的方式，如中国专利CN107117787A公开的一种含油污泥添加微藻生物质协同热解的工艺方法，该方法中提到的含油污泥的脱水是在含油污泥中加入破乳剂、絮凝剂，然后使用离心机进行固液分离，进行脱水，含水率20～40％。中国专利CN102002410A公开了一种复合生物颗粒燃料的制备方法，文件中提到将含油污泥先进行浓缩，然后加入絮凝剂，送至脱水机中进行脱水，含水率70～80％。可见上述方法脱水效果不好，而且絮凝剂的加入，增加成本，引入有毒、有害物质等。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改进的危废的脱水方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种危废的脱水方法，将生物质粉料与危废按质量比1：0.2～9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30％。
根据本发明的一些实施方面，所述搅拌过程中进行加热，加热温度为80～110℃。较低的脱水温度，冷凝液中VOCs含量较低。
进一步地，所述加热采用夹套式加热。
进一步地，所述危废包括油泥类危废、废乳化液、含水率大于等于60％的其他危废。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质废料的粒径为0.1～0.5mm、堆积密度150～300kg/m3、含水率小于等于10％、热值16-25GJ/t、灰分小于等于1％。
根据本发明的一些优选实施方面，所述生物质粉料的粒径0.1-0.5mm、堆积密度为200-300kg/m3、含水率2-7％、热值为16-25GJ/t、灰分小于等于1％。
进一步地，所述生物质粉料为生物质原料经过破碎后得到的粉料；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0～2％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质粉料为生物质原料与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎，所述添加剂的添加重量为占所述生物质原料的0～2％；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0～2％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质原料的灰分小于等于1％。
根据本发明的一些实施方面，所述生物质原料为锯末、木片、木材、废木材中的一种或几种的组合。
根据本发明的一些实施方面，所述烘焙采用的烘焙温度为200～300℃，停留时间为20～60min。优选地，所述烘焙温度为200～250℃。
根据本发明的一些实施方面，所述添加剂为有机添加剂、无机添加剂中的一种或几种的组合，所述有机添加剂包括聚合物、淀粉等，所述无机添加剂包括氧化钙、氧化硅等。
本发明中，所述添加剂的作用是固化有害元素和/或抑制二噁英的生成。所述有害元素包括铜、锌、镉、铅、镍、铬、砷、硒、钡、汞、铍。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明脱水方法在危废脱水过程中不加入任何化学物质(如絮凝剂)，而仅仅是利用生物质中的纳米级微纤维结构(2～10nm)，通过毛细和虹吸的原理，来快速吸出危废颗粒间的空隙水、颗粒间的毛细管水、颗粒的吸附水以及颗粒内部水，来巧妙地解决了危废的脱水问题。不存在其他化学物质(如絮凝剂)的加入带来的不利影响。
将本发明脱水方法用于危废处理上，更经济、更环保，应用范围更广。
说明书附图
图1为实施例1的三泥、三泥及生物质粉料的混合物、混合物中三泥的干燥曲线示意图；
图2为实施例3的污油、污油及生物质粉料的混合物、混合物中污油的干燥曲线示意图。
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。
以炼化企业产生的危废为例，油泥类危废主要是三泥(生化污泥、池底污泥、浮渣的混合)和污油，含水率很高、热值低，燃烧困难，三泥和污油的理化参数见表1。由于油泥类危废很难用加热蒸发的办法除水，现有回转窑焚烧装置处置操作困难，消耗大量天然气(处置1吨油泥类危废至少需300标立的天然气)，灰渣热灼减率也很高，很难实现减量化、能源化、无害化的处置。
实施例1
本实施例提供上述三泥的脱水方法，具体为：将生物质粉料(记为生物质粉料1)与三泥按质量比1：0.4加入夹套式反应釜中，搅拌，搅拌时间为40min，搅拌过程中夹套加热，加热温度为110℃。
本例中的生物质粉料1是木材通过粉碎后得到粉料，粒径为0.1～0.5mm，其他理化性质参见表1。
实施例2
本实施例提供上述三泥的脱水方法，除生物质粉料与三泥的质量比为1：1之外，其他同实施例1。
对比例1
本对比例提供上述三泥的脱水方法，具体为：将生物质粉料(记为生物质粉料2)与三泥按质量比1：0.2加入夹套式反应釜中，搅拌，搅拌时间为40min，搅拌过程中夹套加热，加热温度为110℃。
本对比例中的生物质粉料(生物质粉料2)为玉米秸秆类生物质粉料，粒径为0.1～0.5mm，其他理化性质参见表1。
实施例3
本实施例提供上述污油的脱水方法，具体为：将生物质粉料与污油按质量比1：0.4加入夹套式反应釜中，搅拌，搅拌时间为40min，搅拌过程中夹套加热，加热温度为110℃。
本例中采用的生物质粉料同实施例1。
实施例4
本实施例提供上述污油的脱水方法，除生物质粉料与污油的质量比为1：1之外，其他同实施例3。
对比例2
本对比例提供上述污油的脱水方法，具体为：将生物质粉料与污油按质量比1：0.2加入夹套式反应釜中，搅拌，搅拌时间为40min，搅拌过程中夹套加热，加热温度为110℃。
本对比例中采用的生物质粉料同对比例1。
实施例5
本实施例提供上述三泥的脱水方法，具体为：将生物质粉料(记为生物质粉料3)与污油按质量比1：9加入夹套式反应釜中，搅拌，搅拌时间为40min，搅拌过程中夹套加热，加热温度为110℃。
本例中的生物质粉料(即生物质粉料3)采用如下方法制备得到：
(1)预处理：去除废木片中的石块、铁、灰等杂质；
(2)烘焙改质：将预处理后的木片进入烘焙反应器内，反应温度为240℃、停留时间为60min，烘焙后出料；
(3)混配破碎：将烘焙改质后的生物质原料利用粉碎机进行粉碎制得生物质粉料，粉碎至粒径为0.1-0.5mm，记为生物质粉料3。
本例中，无添加剂。
本例中的生物质粉料(生物质粉料3)的其他理化性质参见表1。
表1为三泥、污油、粉料1、粉料2、粉料3的理化特性
三泥 污油 生物质粉料1 生物质粉料2 生物质粉料3
形状 浆状 液体 固体粉沫 固体粉沫 固体粉沫
含水率,％ 75.7 61.6 7.4 8.4 2
挥发分+固定碳,％ 19.3 37.5 99.6 72.4 99.4
灰分t,％ 4.9 0.9 0.4 20.0 0.5
热值(实物),GJ/t 4.3 9.9 18.6 11.0 21.0
性能测试
1、理化性能测试
制样：将实施例1～5和对比例1～2脱水后的物料进行压制成颗粒燃料，颗粒燃料的粒径为5mm，长度为10mm。
测试结果如表2所示。
表2颗粒燃料的理化特性
测试项目 对比例1 实施例1 实施例2 对比例2 实施例3 实施例4 实施例5
含水量,％ 13.8 19.3 28.3 15.1 14.4 27.5 13.1
灰分,％ 27.6 4.3 8.2 29.9 3.8 2.8 1.1
热值(干),GJ/t 13.7 19.6 20.2 13.2 20.5 20.5 34.0
2、干燥曲线测试
分别测试三泥、按实施例1的方式配制的三泥和生物质粉料1的混合物、混合物中的三泥在夹套反应釜中，加热温度为110℃下的绝对含水量得到的干燥曲线示意图，如图1所示，图中，三泥靠生物质粉料脱水的曲线即是指混合物中三泥的干燥曲线。
分别测试污油、按实施例3的方式配制的污油和生物质粉料1的混合物、混合物中的污油在夹套反应釜中，加热温度为110℃下的绝对含水量得到的干燥曲线示意图，如图2所示，图中，污油靠生物质粉料脱水的曲线即是指混合物中污油的干燥曲线。
可见，本发明方法脱水效果显著，且经过本发明方法处理后的油泥类危废的燃烧特性得到了显著改善，已不需天然气来助燃。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种危废的脱水方法，其特征在于，将生物质粉料与危废按质量比1：0.2~9混合搅拌脱水至混合物的含水率小于等于30%。
2.根据权利要求1所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述搅拌过程中进行加热，加热温度为80~110℃。
3.根据权利要求1所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述危废包括油泥类危废、废乳化液、含水率大于等于60%的其他危废。
4.根据权利要求1所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述生物质粉料的粒径为0.1~0.5mm、堆积密度150~300 kg/m3、含水率小于等于10%、热值16-25GJ/t、灰分小于等于1%。
5.根据权利要求4所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述生物质粉料的粒径0.1-0.5mm、堆积密度为200-300 kg/m3、含水率2-7%、热值为16-25GJ/t、灰分小于等于1%。
6.根据权利要求1或4所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述生物质粉料为生物质原料经过破碎后得到的粉料；或所述生物质粉料为生物质原料先经过烘焙处理，然后与用于固化有害元素和/或抑制二噁英的生成的添加剂混合，然后进行破碎得到的生物质粉料，其中，所述添加剂的添加重量为占烘焙后的生物质原料的0~2%。
7.根据权利要求6所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述生物质原料的灰分小于等于1%。
8.根据权利要求6所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述生物质原料为锯末、木片、木材、废木材中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求6所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述烘焙采用的烘焙温度为200~300℃，停留时间为20~40min。
10.根据权利要求6所述的危废的脱水方法，其特征在于：所述添加剂为有机添加剂、无机添加剂中的一种或几种的组合，所述有机添加剂包括聚合物、淀粉，所述无机添加剂包括氧化钙、氧化硅。
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