CN204298355U - 一种污泥水煤浆的制备*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污泥水煤浆的制备***。它包括煤仓、破碎机、螺旋给料机、原污泥池、污泥改性罐、流体激波装置、改性污泥仓、废液罐、粗磨机和产品罐；煤仓的出口通过破碎机连接螺旋给料机的进口Ⅰ；原污泥池的出口连接污泥改性罐的进口Ⅰ，污泥改性罐的出口依次连接流体激波装置、改性污泥仓和螺旋给料机的进口Ⅱ；螺旋给料机的出口连接粗磨机的进口Ⅰ；废液罐的出口Ⅰ连接污泥改性罐的进口Ⅱ，废液罐的出口Ⅱ连接粗磨机的进口Ⅱ；粗磨机的出口连接产品罐的进口。其具有以下优点：污泥经过两级改性罐改性后，解决了污泥添加量少和浓度低的问题，并节约改性剂费用，使大比例利用污泥制备高浓度、高热值、高流动性的水煤浆成为可能。

Description

一种污泥水煤浆的制备***

技术领域

本实用新型涉及一种污泥水煤浆的制备***，属于资源环境技术领域。

背景技术

水煤浆是一种新型煤基流体燃料或原料，具有流动性好、燃烧效率高、节能环保等特性，是代油、代煤的理想燃料和气化原料。目前我国水煤浆制备与燃烧技术经过30多年的研发与应用已趋于成熟并进入产业化应用阶段，取得了较好的经济和环境效益。水煤浆应用的行业涉及电力、石油石化、冶金、建材、包装等行业。

随着我国城市化的快速推进，市政污泥的产生数量在不断增长。据统计，目前污泥年产量已经达到三千万吨以上。由于城市工业园区的大量存在，生活污水处理厂常常会混入工业废水(液)，致使污泥中重金属含量偏高。目前国内对污泥的处理方法以填埋为主，资源化能源化利用率低。焚烧减量明显，是国际上污泥处理的方向之一。但污泥自身热值较低，约1500kcal/kg，通常不能直接燃烧。利用污泥的超细颗粒和有一定热值的特性，将污泥与煤混合制备成水煤浆，从而有效降低污泥处理的投资和处理成本，是污泥无害化、资源化的有效途径，也符合节能减排、循环经济的国家政策。

由于污泥具有低固含量、高持水性和不流动性等特性，使得污泥直接与煤掺混制浆时存在配入困难、配入量少、污泥煤浆浓度过低等问题。近年来，国内相关科技工作者多采用先将污泥进行改性然后再制备污泥水煤浆的制浆工艺，虽然煤浆浓度有所提高，但仍存在污泥煤浆浓度偏低、添加剂用量大、制浆成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种污泥水煤浆的制备***，该制备***通过对污泥进行深度改性后，与煤掺混制备污泥水煤浆，该制备***具有污泥添加量更多或同样污泥添加量时制备的煤浆浓度更高、添加剂用量少等特性，因而可以更低成本处理污泥，达到污泥资源化、减量化、无害化的目的。

本实用新型提供的污泥水煤浆的制备***，它包括煤仓、破碎机、螺旋给料机、原污泥池、污泥改性罐、流体激波装置、改性污泥仓、废液罐、粗磨机和产品罐；

所述煤仓的出口通过所述破碎机连接所述螺旋给料机的进口Ⅰ；

所述原污泥池的出口连接所述污泥改性罐的进口Ⅰ，所述污泥改性罐的出口连接所述流体激波装置的进口，所述流体激波装置的出口通过一泵连接所述改性污泥仓的进口，所述改性污泥仓的出口连接所述螺旋给料机的进口Ⅱ；

所述螺旋给料机的出口连接所述粗磨机的进口Ⅰ；

所述废液罐的出口Ⅰ连接所述污泥改性罐的进口Ⅱ，所述废液罐的出口Ⅱ连接所述粗磨机的进口Ⅱ；

所述粗磨机的出口连接所述产品罐的进口。

上述的制备***，所述粗磨机出口和所述产品罐的进口之间还依次连接高剪切罐、滤浆器和均质熟化罐。

上述的制备***，所述污泥改性罐的进口Ⅲ连接改性剂罐的出口。

上述的制备***，所述粗磨机的进口Ⅲ连接添加剂罐。

上述的制备***，所述均质熟化罐的另一出口连接一细磨机的进口，所述细磨机的出口连接所述粗磨机的进口IV；

在使用时，经所述细磨机研磨的煤浆进入到所述粗磨机中，以达到煤浆要求的粒度级配并减少电耗。

上述的制备***，所述污泥改性罐的进口Ⅰ、所述污泥改性罐的进口Ⅱ、所述污泥改性罐的进口Ⅲ、所述螺旋给料机的进口Ⅰ、所述螺旋给料机的进口Ⅱ、所述粗磨机的进口Ⅰ、所述粗磨机的进口Ⅱ、所述粗磨机的进口Ⅲ和所述粗磨机的进口IV均设置一计量装置。

上述的制备***，所述污泥改性罐顶部设置一搅拌器，所述搅拌器连接一搅拌机。

在本实用新型中，流体激波装置具有进行污泥二级改性的作用，在40-160MPa的高压下进行污泥的改性，通过高压和激波的作用，使污泥中的聚丙烯酰胺高分子的结构得到了破坏，分子链变短或扭曲，使分子中的部分水变成了自由水，所得自由水在污泥制浆过程中可以代替制浆用水，从而能起到节约用水的作用；并且经其二级改性的污泥由粘稠的液体变成流动性非常好的液体，可以与煤均匀混合制备更高浓度的水煤浆。

使用本实用新型制备污泥水煤浆的工作过程如下：

1)将煤仓1中的原料煤通过皮带输送机传送到破碎机中，破碎机将原料煤破碎至煤粒的直径小于6mm占煤粒总质量的80％以上。

2)将污泥从原污泥池输送到污泥改性罐中，废水(液)通过管路从废液罐中输送到污泥改性罐中进行一级改性，污泥、废水(液)在污泥改性罐中，通过一定时间的高速搅拌得到流动性好的改性污泥，然后将此改性污泥全部送入流体激波改性装置中进行二级改性，二级改性好的污泥通过泵抽送到改性污泥仓中。

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中，同时将改性污泥仓中的改性污泥通过泵输送到螺旋给料机中，螺旋给料机将煤粒和改性污泥混合后传送到粗磨机中。

4)粗磨机将混合料与来自分散剂罐的分散剂一起进行研磨，同时按照预定的煤浆浓度加入水(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、滤浆器和均质熟化罐进行处理得到成品污泥煤浆，将成品污泥水煤浆总质量的10％～30％排出到细研粗磨机中，将剩余总质量的90％～70％的成品污泥水煤浆排出到产品罐中。

5)污泥煤浆总质量的10％～30％在细磨机中进行湿式细研磨后，并将得到的细煤浆输送到粗磨机中进行循环研磨，这一步目的是在粗磨机中加入经细磨机研磨的煤浆总质量的10％～30％可以尽快达到煤浆要求的粒度级配并减少电耗。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型设置有污泥改性罐(污泥一级改性罐)和流体激波装置(污泥二级改性罐)，污泥一级改性罐是将污泥与碱性改性剂如废水(液)按照一定比例输入到污泥一级改性罐中进行充分搅拌混合，使之成为有一定流动性的改性污泥，废水(液)包括造纸黑液、印染废水、氢氧化钠或氢氧化钙等。然后将一级改性污泥添加一定量的水，进入流体激波装置进行污泥二级改性，使污泥成为均匀流动的液体；污泥经过两级改性，不仅解决了污泥添加量少、浓度低、而且节约改性剂费用，使大比例利用污泥制备高浓度、高热值、高流动性的水煤浆成为可能。

(2)本实用新型采用的污泥改性剂废液均为强碱性废液，既可以省去改性剂的费用，节约了废液的治理费用，还可以少用或完全不用新鲜水制浆，节约制浆用水；另外，污泥本身也可以起到水煤浆稳定剂的作用；因此，可以大大降低制浆成本。

(3)本实用新型采用的流体激波装置是在40-160MPa的高压下进行的，通过高压和激波的作用，使污泥中的聚丙烯酰胺高分子的结构得到了破坏，分子链变短或扭曲，使分子中的水变成了自由水，在污泥制浆过程中可以代替部分制浆用水；同时污泥经过二级改性后由粘稠的液体变成流动性非常好的液体，可以与煤均匀混合制备更高浓度的水煤浆。

(4)污泥中的固体含有有机质,具有一定的热值，既可以代替部分制浆用煤，又达到污泥资源化、无害化的目的。

附图说明

图1为本实用新型污泥水煤浆的制备***的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1、污泥水煤浆的制备***

如图1所示，为本实用新型污泥水煤浆的制备***，它包括煤仓1、破碎机2、螺旋给料机3、原污泥池7、污泥改性罐6、流体激波装置5、改性污泥仓4、废液罐9、粗磨机10和产品罐16。煤仓1的出口通过破碎机2经皮带输送机(图中未示)连接螺旋给料机3的进口Ⅰ(设置计量装置)。原污泥池7的出口连接污泥改性罐6的进口Ⅰ(设置计量装置)，污泥改性罐6顶部设置搅拌器(图中未示)，搅拌器连接搅拌机(图中未示)，污泥改性罐6的进口Ⅱ(设置计量装置)连接废液罐9的出口Ⅰ，污泥改性罐6的进口Ⅲ(设置计量装置)连接改性剂罐8的出口，污泥改性罐6的出口连接流体激波装置5的进口，流体激波装置5的出口通过一泵(图中未示)连接改性污泥仓4的进口，改性污泥仓4的出口连接螺旋给料机3的进口Ⅱ(设置计量装置)。螺旋给料机3的出口连接粗磨机10的进口Ⅰ(设置计量装置)，粗磨机10的进口Ⅱ(设置计量装置)连接废液罐9的出口Ⅱ，粗磨机10的进口Ⅲ(设置计量装置)连接添加剂罐；粗磨机10的出口连接高剪切罐12的进口，高剪切罐12的出口连接滤浆器13的进口，滤浆器13的出口连接均质熟化罐14的进口，均质熟化罐14的一个出口连接产品罐16的进口。均质熟化罐14的另一出口连接细磨机15的进口，细磨机15的出口连接粗磨机10的进口IV(设置计量装置)。

使用本实用新型制备污泥水煤浆的工作过程如下：

1)将煤仓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6mm占煤粒总质量的80％以上。

2)将污泥从原污泥池7输送到污泥改性罐6中，废水(液)通过管路从废液罐9中输送到污泥改性罐6中进行一级改性，污泥、废水(液)在污泥改性罐6中，通过一定时间的高速搅拌得到流动性好的改性污泥，然后将此改性污泥全部送入流体激波改性装置5中进行二级改性，二级改性好的污泥通过泵抽送到改性污泥仓4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粗磨机10中。

4)粗磨机10将混合料与来自分散剂罐11的分散剂一起进行研磨，同时按照预定的煤浆浓度加入废水(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12、滤浆器13和均质熟化罐14进行处理得到成品污泥煤浆，将成品水煤浆总质量的10％～30％排出到细研粗磨机15中，将剩余总质量的90％～70％的成品水煤浆排出到产品罐16中。

5)总质量的10％～30％的污泥煤浆在细磨机15中进行湿式细研磨后，并将得到的细煤浆全部输送到粗磨机10中进行循环研磨，这一步目的是在粗磨机10中加入经细磨机15研磨的10％～30％煤浆可以尽快达到煤浆要求的粒度级配并减少电耗。

采用本实用新型制备污泥煤浆的具体应用如下：

一、以烟煤为原料制备污泥水煤浆

1)将煤仓中的烟煤输送到破碎机2中，破碎机2将其破碎至煤粒直小于6mm占80％以上。

2)将污泥通过螺旋给料机输送到污泥改性罐6中，废水(液)和也通过管路输送到污泥改性罐6中，污泥和废液的质量比是1：1，将两者通过一段时间的高速搅拌后得到一级改性污泥。

3)将步骤2)的一级改性污泥送入流体激波装置5中，以40MPa～80MPa的压力对混合物进行二级改性，得到粘度低、流动性好的二级改性污泥。

4)将步骤1)得到的烟煤粒和步骤3)得到的改性污泥，按照质量份数：改性污泥20份、煤粉64.2份和添加剂0.4份送入到螺旋给料机3中混合后并将其输送到粗磨机10中。

5)根据预定的烟煤浆浓度(烟煤浆质量浓度为65％)向粗磨机10中送入15.4份废水(液)，粗磨机10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12、滤浆器13、均质熟化罐14处理得到烟煤污泥水煤浆产品(其中总质量10％的产品进入细粗磨机15，总质量90％的产品进入产品罐16中)。

上述制备得到的烟煤污泥水煤浆的质量浓度为65.2％。

二、以低阶煤为原料制备污泥水煤浆

1)将低阶煤输送到破碎机2中破碎至粒径小于1mm占80％以上；

2)将污泥、氢氧化钠按照100:1的质量比送入带有搅拌器的污泥改性罐6中，并通过废液罐9添加混合物一倍量的废水(液)，通过一定时间的高速搅拌后，得到一级改性污泥。

3)将步骤2)的一级改性污泥送入流体激波装置5中，以60MPa～80MPa的压力对混合物进行二级改性，得到粘度低、流动性好的二级改性污泥。

3)将破碎后的低阶煤粒、改性污泥、添加剂、废水(液)，按照质量份数：煤粉60份、改性污泥30份、添加剂0.5份和废水(液)9.5份输送到螺旋给料机3中混合并输送到粗磨机10中。

4)粗磨机10对改性污泥、煤粉、废水(液)等经过粗磨后将得到的低阶煤污泥浆依次输送到高剪切罐12、滤浆器13和均质熟化罐14处理，得到低阶煤的污泥水煤浆产品(其中总质量的20％的产品进入细磨机15，总质量的80％产品进入产品罐16中)。

上述制备得到的低阶煤污泥水煤浆的质量浓度为62.2％。

综上所述，采用本实用新型制备的污泥煤浆可以较大幅度提高污泥在煤浆中配入的比例，其中改性污泥在煤浆中配入质量比例可以高达30％，制出的污泥水煤浆的质量浓度均在60％以上，不需加入稳定剂。

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。

上述用于生产生物质煤浆的生物质不仅包括城市污泥及造纸废液，还包括其它工业、生活污泥(来自城市污水处理方法以及石化、轻工、化纤、造纸、制药、皮革等工业行业的水处理方法)和废水(液)废液(造纸废水(液)、印染废水(液)、生活废水(液)、化工废水(液)、炼铁废水(液)、焦化废水(液)等)。

Claims (7)

1.一种污泥水煤浆的制备***，其特征在于：它包括煤仓、破碎机、螺旋给料机、原污泥池、污泥改性罐、流体激波装置、改性污泥仓、废液罐、粗磨机和产品罐；

所述煤仓的出口通过所述破碎机连接所述螺旋给料机的进口Ⅰ；

所述原污泥池的出口连接所述污泥改性罐的进口Ⅰ，所述污泥改性罐的出口连接所述流体激波装置的进口，所述流体激波装置的出口通过一泵连接所述改性污泥仓的进口，所述改性污泥仓的出口连接所述螺旋给料机的进口Ⅱ；

所述螺旋给料机的出口连接所述粗磨机的进口Ⅰ；

所述废液罐的出口Ⅰ连接所述污泥改性罐的进口Ⅱ，所述废液罐的出口Ⅱ连接所述粗磨机的进口Ⅱ；

所述粗磨机的出口连接所述产品罐的进口。

2.根据权利要求1所述的制备***，其特征在于：所述粗磨机出口和所述产品罐的进口之间还依次连接高剪切罐、滤浆器和均质熟化罐。

3.根据权利要求1或2所述的制备***，其特征在于：所述污泥改性罐的进口Ⅲ连接改性剂罐的出口。

4.根据权利要求3所述的制备***，其特征在于：所述粗磨机的进口Ⅲ连接添加剂罐。

5.根据权利要求4所述的制备***，其特征在于：所述均质熟化罐的另一出口连接一细磨机的进口，所述细磨机的出口连接所述粗磨机的进口IV。

6.根据权利要求5所述的制备***，其特征在于：所述污泥改性罐的进口Ⅰ、所述污泥改性罐的进口Ⅱ、所述污泥改性罐的进口Ⅲ、所述螺旋给料机的进口Ⅰ、所述螺旋给料机的进口Ⅱ、所述粗磨机的进口Ⅰ、所述粗磨机的进口Ⅱ、所述粗磨机的进口Ⅲ和所述粗磨机的进口IV均设置一计量装置。

7.根据权利要求6所述的制备***，其特征在于：所述污泥改性罐顶部设置一搅拌器，所述搅拌器连接一搅拌机。