專利名稱：一種低能耗污泥合成燃料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低能耗污泥合成燃料的制備方法。
背景技術(shù)：
我國污水處理廠污水年實際處理量210. 31億噸。污水處理廠日處理1萬噸城市污水，約產(chǎn)生4 5噸濕污泥，含水率約為80%，污泥的年處理量為九百萬噸左右。污泥的處理越來越受到人們的重視。目前，污泥的處理的方法都不能將污泥充分利用，隨著能源價格的不斷攀升以及世界范圍內(nèi)的低碳減排趨勢不斷形成，污泥的資源化將成為主流方向。國際上污泥的炭化、污泥焚燒發(fā)電比較流行。傳統(tǒng)的污泥熱干燥技術(shù)雖然占地小， 但耗能大，且易產(chǎn)生有害氣體。在國內(nèi)，污泥燃料化也有所研究，但煤與污泥混合制成燃料時，燃料中煤所占的比重很大。如果污泥通過熱干化，則需要消耗大量熱量。雖然污泥可以得到一定的處理，但并不能實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對污泥利用率低、利用成本高的問題，提供一種成本低、效率高的低能耗污泥合成燃料的制備方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采取的技術(shù)方案為 本發(fā)明低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟
1)取城市污水處理廠脫水后的污泥，送入高速攪拌器中，快速攪拌1 10分鐘；
2)將快速攪拌后的污泥送入混合攪拌器中，加入污泥重量5 20%的污泥干化劑和污泥重量1 5%的氧化鈣，充分攪拌5 15分鐘，制成污泥半成品；
3)將污泥半成品送入超低速攪拌器中，并加入污泥重量30 50%的煤粉，攪拌10 20分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；
4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，晾干，得到污泥合成燃料；
其中所述的污泥干化劑由以下質(zhì)量比的物質(zhì)混合制成氧化鎂硫酸鈣硫酸鐵= 3 5: 2 5: 1 3。其中本發(fā)明優(yōu)選的城市污水處理廠脫水后的污泥的含水率為70 80%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果
1)合成燃料的原料主要是含水率為709Γ80%的污水處理廠脫水污泥，初始污泥的流動性較差，污泥中水存在的形態(tài)主要為間隙水，但由于污泥的粘度比較大，水被包裹在污泥中不易被反應(yīng)、蒸發(fā)，通過高速攪拌后，使污泥之間相互摩擦，間隙水和毛細結(jié)合水被打破，原本被污泥包裹緊密的水被擠壓出來，可以有效降低與干燥劑的反應(yīng)時間以及污泥的蒸發(fā)脫水時間；
2)采用氧化鎂、硫酸鈣和硫酸鐵的特定比例混合體，以及氧化鈣，通過化學(xué)反應(yīng)合成水，釋放大量熱量，可使反應(yīng)溫度提升至70°C，pH值達到12以上，從而有效的殺滅污泥中的細菌，并能蒸發(fā)出污泥中的游離態(tài)水；氧化鈣是很好的脫硫劑，當污泥作為燃料使用時，可起到固硫效果；同時，污泥中重金屬的形態(tài)發(fā)生變化，可以很好的使重金屬實現(xiàn)鈍化，可以有效防止污泥焚燒后的二次污染；氧化鎂作為一種堿金屬氧化物，不僅可以有效通過反應(yīng)吸收污泥中的水而且還可以促進污泥的燃燒，提高污泥的可燃性；
3)污泥在干燥過程中有一膠粘相階段(含水率60%左右)，此時污泥外干內(nèi)濕，表面形成一層硬殼，為進一步干化造成很大困難，煤粉作為一種提高污泥熱值的有效物質(zhì)可以有效的起到分散的效果，利用球磨機，將煤磨成顆粒狀，粉狀的煤粉不僅是可以有效增加污泥的熱值，而且可以將污泥小顆粒包裹，可以使污泥更好的形成小顆粒，增大其比表面積，可以更有效的利用自然通風(fēng)實現(xiàn)污泥的脫水而且煤粉在混合過程中還起到一定的吸水效果；
4)本發(fā)明在干化過程中不依賴其他能量對污泥進行干化，僅以廉價的氧化鎂、石灰石等為干化劑，材料價格低廉，易得，可以保證污泥合成燃料的低成本。5)本發(fā)明以污水廠的脫水污泥為主要燃料成分，加入少量干化劑和氧化鈣促進劑，合成燃料的含水率可以控制在37%左右，低位熱值可以提高到3100 3300kcal/kg。
具體實施例方式實施例1
本實施例低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟
1)取太原市某污水處理廠脫水后的污泥100克，污泥中含水率為70%，有機物含量為 48. 95%，將污泥送入轉(zhuǎn)速為200r/min的高速攪拌器中，快速攪拌2分鐘；
2)將快速攪拌后的污泥送入轉(zhuǎn)速為60r/min的混合攪拌器中，加入污泥重量5%的污泥干化劑和污泥重量1%的氧化鈣，充分攪拌5分鐘，制成污泥半成品；
3)將污泥半成品送入轉(zhuǎn)速為30r/min的超低速攪拌器中，并加入污泥重量30%的100 目以下煤粉，攪拌10分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；
4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，自然晾干，得到污泥合成燃料；
其中所述的污泥干化劑由以下質(zhì)量比的物質(zhì)混合制成氧化鎂硫酸鈣硫酸鐵=3 2 1。經(jīng)檢測，本實施例制備的燃料低位熱值為3200kcal/kg，含水率為35%。實施例2
本實施例低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟
1)取太原市某污水處理廠脫水后的污泥100克，污泥中含水率為75%，有機物含量為 48. 95%，將污泥送入轉(zhuǎn)速為200r/min的高速攪拌器中，快速攪拌5分鐘；
2)將快速攪拌后的污泥送入轉(zhuǎn)速為70r/min的混合攪拌器中，加入污泥重量10%的污泥干化劑和污泥重量3%的氧化鈣，充分攪拌10分鐘，制成污泥半成品；
3)將污泥半成品送入轉(zhuǎn)速為30r/min的超低速攪拌器中，并加入污泥重量40%的100 目以下煤粉，攪拌15分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；
4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，自然晾干，得到污泥合成燃料；其中所述的污泥干化劑由以下質(zhì)量比的物質(zhì)混合制成氧化鎂硫酸鈣硫酸鐵=4
3 2。經(jīng)檢測，本實施例制備的燃料低位熱值為3300kcal/kg，含水率為39%。實施例3
本實施例低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟
1)取太原市某污水處理廠脫水后的污泥100克，污泥中含水率為80%，有機物含量為 48%，將污泥送入轉(zhuǎn)速為200r/min的高速攪拌器中，快速攪拌10分鐘；
2)將快速攪拌后的污泥送入轉(zhuǎn)速為70r/min的混合攪拌器中，加入污泥重量20%的污泥干化劑和污泥重量5%的氧化鈣，充分攪拌15分鐘，制成污泥半成品；
3)將污泥半成品送入轉(zhuǎn)速為30r/min的超低速攪拌器中，并加入污泥重量50%的100 目以下煤粉，攪拌20分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；
4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，自然晾干，得到污泥合成燃料；
其中所述的污泥干化劑由以下質(zhì)量比的物質(zhì)混合制成氧化鎂硫酸鈣硫酸鐵=5 5 3。經(jīng)檢測，本實施例制備的燃料低位熱值為3200kcal/kg，含水率為36%。
權(quán)利要求
1.一種低能耗污泥合成燃料的制備方法，其特征是包括以下步驟1)取城市污水處理廠脫水后的污泥，送入高速攪拌器中，快速攪拌1 10分鐘；2)將快速攪拌后的污泥送入混合攪拌器中，加入污泥重量5 20%的污泥干化劑和污泥重量1 5%的氧化鈣，充分攪拌5 15分鐘，制成污泥半成品；3)將污泥半成品送入超低速攪拌器中，并加入污泥重量30 50%的煤粉，攪拌10 20分鐘，制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，晾干，得到污泥合成燃料；其中所述的污泥干化劑由以下質(zhì)量比的物質(zhì)混合制成氧化鎂硫酸鈣硫酸鐵= 3 5: 2 5: 1 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低能耗污泥合成燃料的制備方法，其特征是所述城市污水處理廠脫水后的污泥的含水率為70 80%。
全文摘要
本發(fā)明屬于固體廢物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低能耗污泥合成燃料的制備方法。本發(fā)明主要解決污泥利用率低、利用成本高的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明低能耗污泥合成燃料的制備方法包括以下步驟1)取城市污泥，送入高速攪拌器中快速攪拌；2)將快速攪拌后的污泥送入混合攪拌器中，加入污泥干化劑和氧化鈣，充分攪拌，制成污泥半成品；3)將污泥半成品送入超低速攪拌器中，并加入煤粉，攪拌制成小顆粒，并將沒有形成小顆粒的污泥送入造粒機造粒；4)將小顆粒和造粒機造粒形成的小顆粒放在通風(fēng)良好的場地上，晾干，得到污泥合成燃料。本發(fā)明具有成本低、效率高的優(yōu)點。
文檔編號C02F11/14GK102492513SQ20111040258
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者張弛, 趙保軍, 趙劍峰 申請人:山西艾森資源綜合利用技術(shù)研究院