CN202576370U - 一种生物质煤浆的生产*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：它包括储煤仓、破碎机、螺旋给料机、改性污泥仓、污泥改性罐、原污泥池、微量改性罐、黑液罐、棒磨机、高剪切罐、滤浆器、均质熟化罐、产品罐和细磨机；储煤仓的出口通过破碎机连接螺旋给料机；原污泥池、微量改性罐和黑液罐的出口分别连接污泥改性罐；污泥改性罐的出口通过泵连接改性污泥仓，改性污泥仓的出口连接螺旋给料机；螺旋给料机和黑液罐的出口分别连接棒磨机，棒磨机的出口依次连接高剪切罐、滤浆器和均质熟化罐，均质熟化罐的一出口连接产品罐；另一出口通过细磨机连接棒磨机的回料口；螺旋给料机、污泥改性罐、棒磨机和细磨机的进口上分别设置有计量装置。本实用新型可以广泛应用于水煤浆的生产中。

Description

一种生物质煤浆的生产***

技术领域

本实用新型涉及一种水煤浆的生产***，特别是关于一种生物质煤浆的生产***。

背景技术

水煤浆作为一种新型煤基代油燃料，经过多年的研发与应用，取得了较好的经济和环境效益。然而在水煤浆的技术应用发展过程中存在着制浆煤种局限、水煤浆价格偏高以及所制备的水煤浆在个别炉窑中燃烧结焦等问题，制约其向产业化进一步发展。同时，随着我国城市经济的发展和人口的增加，城市污泥和废液等的排放量急剧增加，环境污染日益严重，且城市污泥和废液含水率高、成分复杂，通常难以处置。城市污泥和废液中均含有一定量的有机可燃物质，均具有一定的热值，例如城市污泥干基高位热值一般在8～10MJ/kg，造纸废液的干基高位热值约为12～15MJ/kg左右。因此，合理利用生物质(污泥和废液)制取煤浆将为城市污泥和废液的资源化、减量化、稳定化和无害化处理提供了一条新的途径。

现有的生物质制浆技术通常是将污泥直接与煤配合制备煤浆或在污泥中加入固体化工原料进行改性后再与煤配合制备煤浆，上述这些生物质制浆技术存在以下问题：1)采用污泥不改性制浆时，一般是将污泥直接与煤混合成浆或污泥在磨机之后与成品煤浆搅拌成污泥煤浆，这导致污泥煤浆的成浆浓度或低于55％或添加剂及分散剂用量大，使制浆成本增加；2)污泥不改性成膏状，流动性差，不仅造成与煤混合困难，而且添加量少(10％以下)，制备的煤浆浓度低(热值小于4000kcal/kg)；3)即使对污泥先进行改性再制浆，制成的煤浆仍存在浓度偏低、热值小于4000kcal/kg、添加剂用量大的问题，即使热值能够达到4000kcal/kg，但污泥添加量也不超过10％，分散剂、稳定剂添加量过多，造成制浆成本增加。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种污泥添加方便且添加量多、添加剂比常规煤浆添加量少或不添加、制备的煤浆浓度高、且制浆成本低的生物质煤浆的生产***。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：它包括储煤仓、破碎机、螺旋给料机、改性污泥仓、污泥改性罐、原污泥池、微量改性罐、黑液罐、棒磨机、高剪切罐、滤浆器、均质熟化罐、产品罐和细磨机；所述储煤仓的出口通过所述破碎机连接所述螺旋给料机；所述原污泥池、微量改性罐和黑液罐的出口分别连接所述污泥改性罐；所述污泥改性罐的出口通过泵连接所述改性污泥仓，所述改性污泥仓的出口连接所述螺旋给料机；所述螺旋给料机和黑液罐的出口分别连接所述棒磨机，所述棒磨机的出口依次连接所述高剪切罐、滤浆器和均质熟化罐，所述均质熟化罐的一出口连接所述产品罐；另一出口通过所述细磨机连接所述棒磨机的回料口；所述螺旋给料机、污泥改性罐、棒磨机和细磨机的进口上分别设置有计量装置。

所述棒磨机的进口处还通过管路连接有一分散剂罐。

所述污泥改性罐包括一筒形的罐体，所述罐体顶部设置有三个进口，所述罐体内固定设置有一搅拌器支座，所述搅拌器支座顶部旋设有一搅拌轴，所述搅拌轴穿出所述罐体顶部通过一减速机连接一电机的输出轴，所述电机的外壳与所述罐体顶部固定，沿所述搅拌轴上间隔设置有一个以上的涡轮式叶轮，所述罐体内壁相对设置有一钢爬梯和一挡板。

所述叶轮与所述罐体的直径比为0.3～0.5。

所述棒磨机的研磨棒为细长的圆柱形钢棒，所述圆柱形钢棒比所述棒磨机的筒体短20～30cm，所述棒磨机的筒体衬板采用波浪式钢衬板。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型设置有污泥改性罐和黑液罐，且黑液罐的出口通过管路连接污泥改性罐的进口，在制备水煤浆的过程中采用造纸黑液对污泥进行改性，不仅解决了污泥因呈膏状不好与煤混合的问题，而且避免了用无机化工原料对污泥改性造成成本高以及改性污泥不能流动的问题，同时节约改性剂费用，使大比例利用污泥制备高浓度水煤浆成为可能。2、本实用新型采用的黑液由于具有强碱性和木质素，可以代替部分分散剂，污泥可以代替稳定剂，因此，本实用新型可以少用或不用添加剂制备高浓度水煤浆，节省制浆成本。3、由于本实用新型采用的污泥、黑液具有一定热值，可以代替部分制浆用煤，充分利用污泥、黑液的含水量，在制备生物质煤浆过程中少用或完全不用新鲜水制浆，因此可以节约制浆用水。4、本实用新型的棒磨机采用钢棒作为研磨介质，钢棒在回转筒内做滚动式运动，改变了原有冲击破碎的运动方式，大幅降低由于磨介冲击破碎带来的能量浪费，提高了磨机的能量利用率，降低制浆电耗。5、本实用新型采用波浪式钢衬板代替橡胶衬板，减少由于“乱棒”现象对衬板的损害，且波浪式衬板可以增大钢棒的滚动力，增加钢棒与物料之间的撞击力。6、本实用新型的污泥改性罐采用涡轮式叶轮，且叶轮的叶片带有一定角度，增加了轴向流，使膏状污泥易于改性成为均匀流动的流体。本实用新型可以广泛应用于水煤浆的生产中。

附图说明

图1是本实用新型流程示意图；

图2是本实用新型污泥改性罐的结构示意图；

图3是图2的俯视示意图；

图4是现有的棒磨机的结构示意图；

图5是图4的A-A剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括一储煤仓1，储煤仓1的出口通过一皮带输送机连接一破碎机2的进口，破碎机2的排口通过传送带连接一螺旋给料机3的进口，螺旋给料机3的另一进口通过管路连接一改性污泥仓4的出口；改性污泥仓4的进口通过一泵连接一污泥改性罐5的出口，污泥改性罐5的三个进口分别连接一原污泥池6、一微量改性罐7和一黑液(废液)罐8的出口，螺旋给料机3的出口伸入到一棒磨机9的其中一进口中，棒磨机9的另两进口通过管路分别连接黑液(废液)罐8的另一出口和一细磨机10的出口，棒磨机9的出口通过管路依次连接一高剪切罐11、一滤浆器12和一均质熟化罐13，均质熟化罐13设置有两个出口，其中一出口连接一产品罐14，另一出口连接细磨机10的回料口。其中，为了确保改性污泥的质量，污泥改性罐5的三进口上分别设置有一计量装置；为了确保水煤浆的质量，螺旋给料机3的两进口处、棒磨机9的四个进口和细磨机10的进口上也分别设置有一计量装置。

如图2、图3所示，上述实施例中，污泥改性罐5包括一筒形罐体50，罐体50的顶部设置有三个进口，分别为污泥进口51，改性剂进口52和黑液进口53，罐体50内固定设置有一搅拌器支座54，搅拌器支座54顶部旋设有一搅拌轴55，搅拌器支座54的作用是防止搅拌轴55运行时跑偏，搅拌轴55穿出罐体50顶部通过一减速机56连接一电机57的输出轴，电机57的外壳与罐体50顶部固定，沿搅拌轴55间隔设置有一个以上的涡轮式叶轮58，为了增大轴向流，使膏状污泥能改性成为均匀流动的流体，叶轮58的叶片带有一定角度，在罐体1内壁两侧相对设置有钢爬梯590和挡板591，钢爬梯590是方便检修人员进罐体内部对搅拌轴及叶轮等进行检修，挡板591是为了增加搅拌流体的剪切效果，其中罐体50的高径比可以设置为1∶1～3∶1，叶轮58与罐体50的直径比为0.3～0.5。

如图4、图5所示，上述各实施例中，棒磨机9与现有技术的不同在于：棒磨机9的研磨棒选用细长的圆柱体钢棒90，钢棒90比筒体91短20～30cm，筒体衬板92采用波浪式钢衬板。

如图1所示，上述实施例中，采用本实用新型制备生物质煤浆一般是不需要专门配入添加剂，但是如果要制备较高浓度的生物质煤浆，可以向棒磨机9中添加分散剂，即在棒磨机9的进口通过管路连接一分散剂罐15，分散剂的添加量可以为同煤种制浆(不添加污泥与黑液时)所需添加量的一半。

采用本实用新型制取生物质水煤浆的过程如下：

1)将储煤仓1中的原料煤通过皮带输送机传送到破碎机2中，破碎机2将原料煤破碎至煤粒的直径小于1mm占煤粒纵梁的80％以上。

2)将污泥通过螺旋给料机3从原污泥池6输送到污泥改性罐5中，废液通过管路从废液罐8中输送到污泥改性罐5中，同时通过管路传送微量改性剂到污泥改性罐5，污泥、废液和微量改性剂在污泥改性罐5中通过一定时间的高速搅拌得到流动性好的改性污泥后，并通过泵抽送到污泥改性仓中。

3)按照预先设定的质量比，将破碎后的煤粒通过传送带输送到螺旋给料机3中，同时将改性污泥仓4中的改性污泥通过泵输送到螺旋给料机3中，螺旋给料机3将煤粒和改性污泥混合后传送到到棒磨机9中。

4)棒磨机9将混合料与来自细磨机的10％成品煤浆及来自分散剂罐15的分散剂一起进行研磨，同时按照预定的煤浆浓度加入废液，当研磨后的煤浆中的煤粒达到水煤浆要求的粒度级配时，将研磨后的煤浆依次输送到高剪切罐11、滤浆器12和均质熟化罐13进行处理得到成品生物质煤浆，将成品生物质煤浆的约10％排出到细研磨机10中，将剩余的90％排出到产品罐14中。

5)10％的生物质煤浆在细磨机10中进行湿式细研磨后，并将得到的细煤浆输送到棒磨机中进行循环研磨，这一步目的是煤在棒磨机中加入10％细研磨机出来的煤浆可以尽快达到煤浆要求的粒度级配并减少电耗。

下面分别采用潞安煤和充州煤为实施例进一步说明利用本实用新型制备生物质煤浆的具体过程：

实施例1：

本实施例用的制浆煤为充州煤，采用本实用新型煤制备生物质煤浆的过程如下：

1)将储煤仓中的充州煤输送到破碎机2中，破碎机2将其破损至煤粒直小于1mm占80％以上。

2)将污泥通过螺旋给料机输送到污泥改性罐5中，废液和微量改性剂也通过管路输送到污泥改性罐5中，污泥、废液和微量改性剂的质量比是7∶3∶0.0005，将三者通过一段时间的高速搅拌后得到改性污泥。

3)将步骤1)得到的煤粒和步骤2)得到的改性污泥按照改性污泥20份、煤粉63.1份、添加剂0.4份送入到螺旋给料机3中混合后并将其输送到棒磨机9中。

4)根据预定的煤浆浓度(煤浆浓度为64％)向棒磨机9中送入16.5份废液，棒磨机9对改性污泥、煤粉、添加剂、废液等经过粗磨后将得到的煤浆依次输送到高剪切罐11、滤浆器12、均质熟化罐13处理得到生物质煤浆产品(其中10％的产品进入细磨机，90％产品进入产品罐14中)，本实施例制备的煤浆浓度为64.4％。

实施例2：

本实施例用的制浆煤为潞安煤，采用本实用新型制备生物质煤浆的过程如下：

1)将充州煤破碎至粒径小于1mm占80％以上；

2)将污泥、黑液、微量改性剂按照8∶2∶0.0003的质量比送入带有搅拌器的污泥改性罐5中，通过一定时间的高速搅拌后，得到改性污泥。

3)将破碎后的煤粒、改性污泥、废液按照煤粉57份、改性污泥25份、废液18份的量通过到螺旋给料机3中混合并输送到棒磨机9中。

4)棒磨机9对改性污泥、煤粉、废液等经过粗磨后将得到的煤浆依次输送到高剪切罐11、滤浆器12、均质熟化罐13处理得到生物质煤浆产品(其中10％的产品进入细磨机，90％产品进入产品罐14中)。本实施例制备的煤浆浓度为61.6％。

综上述所，采用上述实施例工艺制备的煤浆可以较大幅度提高生物质在煤浆中配入的比例，其中废液可以多种比例对污泥进行改性，改性污泥在煤浆中配入比例可以高达30％，制出的生物质水煤浆浓度为均在60％以上，且可以不配入添加剂，如果要制备较高浓度的生物质煤浆(浓度62％～67％)，可在棒磨机中加入分散剂，添加量为同煤种制浆添加量的一半或添加剂量相同但成本只有常规添加剂的一半，不需加入稳定剂。

上述各实施例中，本实用新型用于生产生物质煤浆的生物质不仅只包括城市污泥及造纸废液，还包括其它工业、生活污泥(来自城市污水处理***以及石化、轻工、化纤、造纸、制药、皮革等工业行业的水处理***)和废水废液(造纸废水、印染废水、生活废水、化工废水、炼铁废水、焦化废水)等。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：它包括储煤仓、破碎机、螺旋给料机、改性污泥仓、污泥改性罐、原污泥池、微量改性罐、黑液罐、棒磨机、高剪切罐、滤浆器、均质熟化罐、产品罐和细磨机；所述储煤仓的出口通过所述破碎机连接所述螺旋给料机；所述原污泥池、微量改性罐和黑液罐的出口分别连接所述污泥改性罐；所述污泥改性罐的出口通过泵连接所述改性污泥仓，所述改性污泥仓的出口连接所述螺旋给料机；所述螺旋给料机和黑液罐的出口分别连接所述棒磨机，所述棒磨机的出口依次连接所述高剪切罐、滤浆器和均质熟化罐，所述均质熟化罐的一出口连接所述产品罐；另一出口通过所述细磨机连接所述棒磨机的回料口；所述螺旋给料机、污泥改性罐、棒磨机和细磨机的进口上分别设置有计量装置。

2.如权利要求1所述的一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：所述棒磨机的进口处还通过管路连接有一分散剂罐。

3.如权利要求1或2所述的一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：所述污泥改性罐包括一筒形的罐体，所述罐体顶部设置有三个进口，所述罐体内固定设置有一搅拌器支座，所述搅拌器支座顶部旋设有一搅拌轴，所述搅拌轴穿出所述罐体顶部通过一减速机连接一电机的输出轴，所述电机的外壳与所述罐体顶部固定，沿所述搅拌轴上间隔设置有一个以上的涡轮式叶轮，所述罐体内壁相对设置有一钢爬梯和一挡板。

4.如权利要求3所述的一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：所述叶轮与所述罐体的直径比为0.3～0.5。

5.如权利要求1或2或4所述的一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：所述棒磨机的研磨棒为细长的圆柱形钢棒，所述圆柱形钢棒比所述棒磨机的筒体短20～30cm，所述棒磨机的筒体衬板采用波浪式钢衬板。

6.如权利要求3所述的一种生物质煤浆的生产***，其特征在于：所述棒磨机的研磨棒为细长的圆柱形钢棒，所述圆柱形钢棒比所述棒磨机的筒体短20～30cm，所述棒磨机的筒体衬板采用波浪式钢衬板。

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