专利名称：一种污泥液态燃料及其制备方法
技术领域：
本发明属于工业废渣、城市污水污泥等废弃物处理的技术领域，特别是涉及到 一种以工业废渣、污泥为基本原料所制备的燃料及其制备方法。
背景技术：
污泥是污水处理厂在处理城市污水和工业废水的过程中产生的垃圾料，污泥中 含有重金属、有机物及病原微生物等有害物质，如果处理不当，势必对环境造成二次 危害和持久危害。目前污泥的处理方法包括1、焚烧法可以将有机物燃烧，杀死 病原微生物，而且焚烧后的灰渣体积较小，但传统的焚烧方法燃烧不够充分，会产生 二恶英等致癌物质；2、填埋法或堆肥法处理费用较低，但占用大量土地，而且其 中的重金属元素等污染物还会渗入地下，污染地下水，造成二次污染；3、热解法 利用污泥制取液体燃料，费用较高，而且无法实现对污泥的洁净综合利用。
炼油厂等废弃的油料焦渣中含有大量的可燃物质和硫及重金属元素，任意堆放 或燃烧容易造成地下水或空气的二次污染。
综上所述，传统的处理方法不仅会污染环境，还浪费了污泥和焦渣等废料中含 有的宝贵资源，因此目前迫切需要较好的针对污泥和焦渣等废料的资源化、减量化及 无害化应用的方法。
发明内容
本发明的首要目的是要提供一种由污泥和焦渣制备的成本低廉、燃烧洁净的污 泥液态燃料，以达到对污泥和焦渣的资源化、减量化及无害化应用。
本发明的污泥液态燃料含有A、 45~65重量份数的含水量为70 90Wt。/。的含水 污泥；B、 30~50重量份数的焦渣；C、 1 10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂 中的一种或几种组成的化学添加剂；其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
上述的污泥为城市生活污水或工业企业废水经过污水处理后产生的各种含水污 泥，上述的焦渣为石油冶炼厂炼油后产生的焦渣。据统计，上述污泥的干基热值为 2000大卡/公斤~3000大卡/公斤，将污泥单独作为燃料，单位热值较低，燃烧的效果 也不够好，实用性较差。而焦渣因为含油量高，粘性大，单独燃烧焦渣颗粒容易产生 结胶，对锅炉的炉壁造成损坏，需要经常停炉维护，成本较高，将焦渣与污泥混合后 可改善其粘性，降低结胶的可能性，减少维护成本，同时焦渣的干基热值为8000大
卡/公斤~10000大卡/公斤，将污泥和焦渣混合在一起作为燃料，可以大大提高燃料的 单位热值，改善其实用性。焦渣是生产过程的废料，因此成本较低；所述含水污泥的 含水量为70~90Wt%，与污水处理厂出来的污泥含水量相近，这样可以直接利用污水 处理厂出来的污泥，成本低廉，而且污泥的流动性较好，容易研磨及与焦渣混合；燃 料中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，可以保证燃料中污泥和焦渣的混合均匀 度和稳定度，同时因为颗粒的平均粒径非常小，容易雾化，在燃烧时能够完全燃烧， 避免在燃烧时产生二恶英等致癌物质；燃料中含有的l-10重量份数的由乳化剂、悬 浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化学添加剂能够对污泥液态燃料作进一步的处 理，例如帮助焦渣乳化，以使油性的焦渣与水性的污泥充分混合；或者帮助燃料中的 固体颗粒悬浮在水中，增加燃料流动性及保持燃料稳定；或者减少燃烧中产生的二氧 化硫等有害气体的排放。具体的化学添加剂的成分及含量可根据实际生产时的污泥、 焦渣的质量及配比情况进行调整。上述的乳化剂、悬浮剂和脱硫剂都是目前已经非常 成熟的产品，此处不再赘述。
本发明的第二个目的是提出几种制备上述污泥液态燃料的方法，具体的方法及 步骤如下
方法1包含下述步骤A、将45~65重量份数的含水量为70 90Wt。/。的含水污泥、 30~50重量份数的焦渣和1 10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几 种组成的化学添加剂混合并进行搅拌，形成原料混合物；B、将原料混合物超细研磨 后再进行超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃 料。
在方法1中，最好是将所述含水污泥、焦渣和化学添加剂按照设定的比例通过 三条输送带同时输送至加工设备内进行混合搅拌、超细研磨及超细筛滤，使其中的固 体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃料。这样只需利用输送带按照设 定的比例连续地向加工设备内添加原料，就可以连续生产，提高生产效率。
方法2包含下述步骤A:将30 50重量份数的焦渣粉碎成粒径为lmm大小的 焦渣粗颗粒；B:将粉碎好的30~50重量份数的焦渣粗颗粒与45 65重量份数的含水 量为70 90Wt。/。的含水污泥、1~10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种 或几种组成的化学添加剂混合、搅拌，并送入研磨设备进行超细研磨，最后再进行超 细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃料。因为焦
渣通常都是块状的，直接进行研磨的话效果不好，还容易损坏研磨设备，所以最好在 研磨前先利用粉碎机进行粉碎。
在方法2中，最好是将所述焦渣粗颗粒、含水污泥、化学添加剂按照设定的比 例通过三条输送带同时输送至加工设备内进行混合搅拌、超细研磨及超细筛滤，使其 中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃料。这样只需利用输送带 按照设定的比例连续地向加工设备内添加原料，就可以连续生产，提高生产效率。
方法3包含下述步骤A:首先将焦渣粉碎成粒径为lmm大小的焦渣粗颗粒，
再将焦渣颗粒超细研磨、超细筛滤，得到平均粒径为20微米以下的焦渣微颗粒；B:
将含水量为70 90Wt。/。的含水污泥超细研磨、超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒 径为20微米以下，得到污泥浆；C:将30 50重量份数的焦渣微颗粒、45~65重量份 数的污泥浆和1 10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化 学添加剂混合搅拌，得到污泥液态燃料。因为目前市场上的乳化剂、悬浮剂、脱硫剂 等化学添加剂都是粒径在5微米以下的超细颗粒，因此无须进行超细研磨，只需在最 后添加、搅拌即可，以免增加研磨设备的负担。
在方法3中，最好是将所述焦渣微颗粒、污泥浆、化学添加剂按照设定的比例 通过三条输送带同时输送至加工设备内进行混合搅拌，得到污泥液态燃料。本方法将 焦渣、含水污泥分别进行超细研磨、超细筛滤，得到焦渣微颗粒和污泥浆，然后再利 用输送带按照设定的比例连续地向加工设备内添加焦渣微颗粒、污泥浆和化学添加剂 并进行混合，这样就可以实现连续化生产，提高生产效率。
上述的加工设备中包括搅拌机、粉碎机、球磨机及振动筛中的一种或几种，其中 搅拌利用搅拌机来完成，粉碎利用粉碎机来完成，超细研磨可以利用球磨机来完成， 超细筛滤利用振动筛来完成，因为搅拌机、粉碎机、球磨机及振动筛均为现有技术， 此处不再赘述。
为提高燃料热值或者充分利用生产地的原材料，还可以根据情况向燃料中添加煤 粉、重油等，只需要各种成分之间的比例合适、保证其中的固体颗粒的平均粒径为 20微米以下，就可以保证燃烧效果。
本发明利用污泥和焦渣作原料制成的污泥液态燃料，其单位热值可达到 3500 4500大卡/公斤，能够满足绝大部分的厂家需求，实用性强，燃料粘性小，不易 结胶，无须经常维护锅炉，使用方便。燃料中固体颗粒的平均粒径在20微米以下，各种颗粒混合均匀，燃烧稳定、充分，能够避免产生二恶英等致癌物质，因此是洁净 燃料。本发明可以直接使用污水处理厂出来的污泥和炼油厂废弃的焦渣，原料充分， 成本低廉，在减少城市及工业废水、废物、废气排放的同时，还能变废为宝，充分做 到了对污泥和焦渣的资源化、减量化及无害化应用，适合大规模推广使用，为社会造福。
具体实施例方式
下面结合实施例来详细说明本发明的污泥液态燃料及其制备方法。 实施例1:
本实施例的污泥液态燃料含有A、 65重量份数的含水量为70Wt。/。的含水污泥， 其中的污泥干基的单位热值为3000大卡/公斤；B、 34重量份数的焦渣，其单位热值
为10000大卡/公斤；C、 l重量份数的悬浮剂；其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
热值计算0.65*30%*3000大卡/公斤+0.34*10000大卡/公斤=3995大卡/公斤，化
学添加剂的热值忽略不计。
制备方法首先将65重量份数的污泥、34重量份数的焦渣和1重量份数的乳化
剂混合并进行搅拌，形成原料混合物；然后将原料混合物超细研磨后再进行超细筛滤，
使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃料。 实施例2:
本实施例的污泥液态燃料含有A、 55重量份数的含水量为80Wt。/。的含水污泥， 其中的污泥干基的单位热值为2500大卡/公斤；B、 40重量份数的焦渣，其单位热值
为9000大卡/公斤；C、 5重量份数的由悬浮剂、乳化剂和脱硫剂组成的化学添加剂；
其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
热值计算0.55*20%*2500大卡/公斤+0.4*9000大卡/公斤=3875大卡/公斤，化学
添加剂的热值忽略不计。
制备方法将含水量为80WtM的含水污泥、焦渣和由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂组 成的化学添加剂按照重量比55: 40: 5的比例通过三条输送带同时输送至加工设备内 进行混合搅拌、超细研磨及超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，
得到污泥液态燃料。这样只需利用输送带按照设定的比例连续地向加工设备内添加原 料，就可以连续生产，提高生产效率。
实施例3:
本实施例的污泥液态燃料含有A、 45重量份数的含水量为90Wt。/。的含水污泥， 其中的污泥干基的单位热值为2000大卡/公斤；B、 50重量份数的焦渣，其单位热值 为8500大卡/公斤；C、 5重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂组成的化学添加剂； 其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
热值计算0.45*10%*2000大卡/公斤+0.5*8000大卡/公斤=4340大卡/公斤，化学 添加剂的热值忽略不计。
制备方法A:将50重量份数的焦渣粉碎成粒径为lmm大小的焦渣粗颗粒；B: 将粉碎好的50重量份数的焦渣粗颗粒与45重量份数的含水量为90Wt。/。的含水污泥、 5重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂组成的化学添加剂混合、搅拌，并送入研磨 设备进行超细研磨，最后再进行超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米 以下，得到污泥液态燃料。
实施例4:
本实施例的污泥液态燃料含有A、 60重量份数的含水量为70Wt。/。的含水污泥， 其中的污泥干基的单位热值为3000大卡/公斤；B、 30重量份数的焦渣，其单位热值 为10000大卡/公斤；C、 IO重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂组成的化学添加 剂；其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
热值计算0.6*30%*3000大卡/公斤+0.3* 10000大卡/公斤=3540大卡/公斤，化学 添加剂的热值忽略不计。
制备方法A:首先将焦渣粉碎成粒径为lmm大小的焦渣粗颗粒，再将焦渣颗粒 超细研磨、超细筛滤，得到平均粒径为20微米以下的焦渣微颗粒；B:将含水量为 70Wtr。的含水污泥超细研磨、超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以 下，得到污泥浆；C:将焦渣微颗粒、污泥桨和由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂组成的化 学添加剂按重量比3: 6: 1的比例通过三条输送带同时输送至加工设备内进行混合搅 拌，得到污泥液态燃料。本方法将焦渣、含水污泥分别进行超细研磨、超细筛滤，得 到焦渣微颗粒和污泥浆，然后再利用输送带按照设定的比例连续地向加工设备内添加 焦渣微颗粒、污泥浆和化学添加剂并进行混合，这样就可以实现连续化生产，提高生 产效率。
因为有的化学添加剂中也会含有一部分可燃物质，因此上述实施例的热值还会比
计算值更高一些，其单位热值都可达到3500-4500大卡/公斤，能够满足绝大部分的 厂家需求，实用性强。因为燃料中污泥与焦渣的含量达到90%以上，因此生产本发明 的污泥液态燃料可以大大减少污泥与焦渣的数量，是一种处理污泥与焦渣的好方法， 特别是因为焦渣的单位热值高，所以燃料中的污泥成分即使很高也能满足燃料的热值 要求，更适用于处理污泥。燃料中固体颗粒的平均粒径在20微米以下，各种颗粒混 合均匀，燃烧稳定、充分，能够避免产生二恶英等致癌物质，因此是洁净燃料。本发 明可以直接使用污水处理厂出来的污泥和炼油厂废弃的焦渣，原料充分，成本低廉， 在减少城市及工业废水、废物、废气排放的同时，还能变废为宝，充分做到了对污泥 和焦渣的资源化、减量化及无害化应用，适合大规模推广使用，为社会造福。
权利要求
1、一种污泥液态燃料，其特征在于含有A、45～65重量份数的含水量为70～90Wt％的含水污泥；B、30～50重量份数的焦渣；C、1～10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化学添加剂；其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。
2、 一种制备权利要求1所述的污泥液态燃料的方法，其特征在于包含下述步骤A、 将45~65重量份数的含水量为70 90Wt。/。的含水污泥、30-50重量份数的焦 渣和1~10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化学添 加剂混合并进行搅拌，形成原料混合物；B、 将原料混合物超细研磨后再进行超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为 20微米以下，得到污泥液态燃料。
3、 根据权利要求2所述的污泥液态燃料的制备方法，其特征在于所述含水污泥、焦 渣和化学添加剂按照设定的比例通过三条输送带同时输送至加工设备内进行混合 搅拌、超细研磨及超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到 污泥液态燃料。
4、 一种制备权利要求1所述的污泥液态燃料的方法，其特征在于包含下述步骤 A:将30~50重量份数的焦渣粉碎成粒径为lmm大小的焦渣粗颗粒；B:将粉碎好的30 50重量份数的焦渣粗颗粒与45~65重量份数的含水量为 70 90Wtc/。的含水污泥、1 10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或 几种组成的化学添加剂混合、搅拌，并送入研磨设备进行超细研磨，最后再进行 超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下，得到污泥液态燃料。
5、 根据权利要求4所述的污泥液态燃料的制备方法，其特征在于所述焦渣粗颗粒、 含水污泥、化学添加剂按照设定的比例通过三条输送带同时输送至加工设备内进 行混合搅拌、超细研磨及超细筛滤，使其中的固体颗粒的平均粒径为20微米以下， 得到污泥液态燃料。
6、 一种制备权利要求1所述的污泥液态燃料的方法，其特征在于包含下述步骤A-首先将焦渣粉碎成粒径为lmm大小的焦渣粗颗粒，再将焦渣颗粒超细研磨、 超细筛滤，得到平均粒径为20微米以下的焦渣微颗粒； B:将含水量为70 90WtM的含水污泥超细研磨、超细筛滤，使其中的固体颗粒 的平均粒径为20微米以下，得到污泥浆；C:将30~50重量份数的焦渣微颗粒、45~65重量份数的污泥浆和1~10重量份数 的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化学添加剂混合搅拌，得到 污泥液态燃料。
7、根据权利要求6所述的污泥液态燃料的制备方法，其特征在于所述焦渣微颗粒、 污泥浆、化学添加剂按照设定的比例通过三条输送带同时输送至加工设备内进行 混合搅拌，得到污泥液态燃料。
全文摘要
本发明的目的是要提供一种由污泥和焦渣制备的成本低廉、燃烧洁净的污泥液态燃料及其制备方法。本发明的污泥液态燃料含有A.45～65重量份数的含水量为70～90Wt％的含水污泥；B.30～50重量份数的焦渣；C.1～10重量份数的由乳化剂、悬浮剂、脱硫剂中的一种或几种组成的化学添加剂；其中固体颗粒的平均粒径为20微米以下。本发明的污泥液态燃料单位热值高，实用性强，燃料中固体颗粒混合均匀，燃烧稳定、充分，能够避免产生二恶英等致癌物质，因此无污染。本发明直接使用污水处理厂出来的污泥和炼油厂废弃的焦渣，原料充分，成本低廉，在减少城市及工业废水、废物、废气排放的同时，还能变废为宝，充分做到了对污泥和焦渣的资源化、减量化及无害化应用。
文档编号C10G1/00GK101358137SQ20081019886
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者蔡木熊 申请人:广州恒雅环保科技有限公司