利用禽畜养殖废弃物制备的生物质水煤浆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用禽畜养殖废弃物制备的生物质水煤浆，该生物质水煤浆是将煤粉、畜禽养殖废弃物、水混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至7?9制备而成，其中禽畜养殖废弃物中固体物质的质量与煤粉中干基煤的质量比为0.15?1.5:100。本发明以畜禽养殖废弃物替代添加剂和部分煤，实现了禽畜养殖废弃物的资源化利用，同时减少了制浆过程中煤和水的用量，具有成本低廉、工艺简单且环保的特点，所得生物质水煤浆的质量百分浓度不小于60%，且粒度分布、粘度、pH值、稳定性均符合工业要求。
【专利说明】利用禽畜养殖废弃物制备的生物质水煤浆
【技术领域】
[0001] 本发明属于水煤浆的制备【技术领域】，具体涉及一种利用禽畜养殖废弃物制备生物 质水煤浆的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国由于畜禽养殖废弃物集中排放而导致治理出现严重问题，传统的堆 肥技术效率低下，季节性强，难以适应大规模养殖要求。而环保要求逐年提高，使得畜禽养 殖与环境保护形成矛盾。因此，实现禽畜养殖废弃物规模化、资源化处理是发展趋势。禽畜 养殖废弃物属于可再生资源，与之相反，煤炭资源是不可再生资源，因此，节约用煤，高效利 用煤是煤化工发展必然选择，而增加生物质资源利用率，降低煤炭资源的利用率，是实现可 持发展的重要一步。
[0003] 水煤浆具有油一样的流动性，可以泵送、雾化和着火燃烧，其热值相当于油的一 半，可代替油（气）在工业锅炉、电站锅炉、工业窑路上燃用。典型的水煤浆是由60%? 70%煤、30%?40%水制备成的煤-水固液分散系。能满足工业应用的水煤浆不仅要有理 想的流动性、可燃性，还要有良好的稳定性。影响水煤浆稳定性的主要因素有煤的品种、煤 粉的粒度分布、化学添加剂、煤浆浓度、煤浆pH值和温度等。干基畜禽粪便中挥发分高，水 份与煤相近，特别是灰分高，不利于气化。其元素组成中，碳含量低于煤，而氢含量比煤高， 气化时，有利于氢气的生成；氧含量高，气化时的氧耗相对较低，氮含量高于煤，气化时易生 成氨，灰水系统的压力较大。硫含量远低于煤，这对净化及合成是非常有利的。水煤浆气化 最大的特点是水与煤再加入适量的添加剂混合研磨，制成具有一定稳定性的，具有一定流 动性的可输送流体。因此，气化所需的水分不是通过水蒸气的方式提供，而是以常温原水 或其它工段的回收水为原料，对水的要求较低，水中含有的有机物对制备水煤浆的影响较 少。而畜禽养殖废弃物最大的特点是水分含量高，甚至是浆态物，这与水煤浆的物理性质有 诸多相似之处，极有可能实现在制备水煤浆时，加入畜禽养殖废弃物来替代添加剂，共同制 浆，形成一种生物质水煤浆。但目前利用畜禽养殖废弃物制备生物质水煤浆的方法未见报 道。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用禽畜养殖废弃物制备的生物质水 煤浆。
[0005] 解决上述技术问题所采用的技术方案是：该生物质水煤浆是将煤粉、畜禽养殖废 弃物、水混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至7?9制备而成，其中禽畜养殖废弃物中固体 物质的质量与煤粉中干基煤的质量比为〇. 15?1. 5:100,所得生物质水煤浆的质量百分浓 度不小于60%。
[0006] 上述的禽畜养殖废弃物中固体物质的质量与煤粉中干基煤的质量比优选为 0? 5 ?1. 5:100。
[0007] 上述的生物质水煤浆的粒度分布为< 14目100%、< 20目98%?100%、<40目 90%?98%、< 120 目 50%?60%、< 200 目 40%?50%、< 320 目 25%?40%，粘度低 于 1200mPa ? s。
[0008] 上述的畜禽养殖废弃物具体是养猪场的养殖废弃物、养鸡场的养殖废弃物、养鸭 场的养殖废弃物、养牛场的养殖废弃物等。
[0009] 本发明在制备水煤浆时，加入畜禽养殖废弃物来替代添加剂和部分煤，共同制浆， 从而形成一种生物质水煤浆。本发明畜禽养殖废弃物不需要干燥，直接以悬浮物形式利用， 大大降低了畜禽养殖废弃物再利用成本，同时畜禽养殖废弃物中的固体物质和水分均得到 了有效利用，减少了制浆过程中水的用量，进一步降低了制浆成本。而且由于畜禽养殖废弃 物本身含有氢、碳等元素，可以代替煤制备合成气，从而降低了煤的消耗。畜禽养殖废弃物 的加入量越大，生物质水煤浆的稳定性越好，从而更利于畜禽养殖废弃物资源化利用。另 夕卜，本发明利用畜禽养殖废弃物制备生物质水煤浆，不需要改变现有装置及工艺流程，进一 步增强了工业化应用前景。因此，本发明不仅能很好地解决禽畜养殖废弃物资源化难题，又 能简化禽畜养殖废弃物处理与处置流程，同时降低了水煤浆的生产成本，所得水煤浆浓度 大、粘度低于1200mPa ? s、稳定性好，完全符合工业要求。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实 施例。
[0011] 实施例1
[0012] 将杭来湾煤（含水率为6. 9%)加入到制样机中研磨，得到粒度分布为< 14目 100%、< 20 目 98. 93%、< 40 目 96. 75%、< 120 目 56. 70%、< 200 目 40. 20%、< 320 目 35. 43 %的煤粉。
[0013] 将200g煤粉（含水率为6. 9% )、8. 53g养猪场的养殖废弃物（固体物质的质量 百分浓度为32. 76% )加入96. 30g水中，其中禽畜养殖废弃物中固体物质的质量与煤粉中 干基煤的质量比为1. 5:100,搅拌20分钟，然后用氢氧化钠调节其pH值至9. 0(按照国标 GB/T18856. 7-2008利用pH计测定），得到生物质水煤浆。按照国标GB/T18856. 2-2008利 用DSH-50-5型水分快速测定仪（由上海越平科学仪器有限公司提供）测定生物质水煤浆 的质量百分浓度为62. 06%，按照国标GB/T18856. 4-2008利用NDJ-5S型旋转粘度计（由 上海越平科学仪器有限公司提供）测定生物质水煤浆的粘度为1012. 2mPa ? s，粒度分布为 < 14 目 100%、< 20 目 99. 50%、< 40 目 97. 21%、< 120 目 58. 01%、< 200 目 41. 64%、 < 320目36. 66%，24小时析水率为0. 9%，放置24小时无硬沉淀产生。
[0014] 实施例2
[0015] 将200g实施例1研磨得到的煤粉（含水率为6. 9% )、2. 84g养猪场的养殖废弃物 (固体物质的质量百分浓度为32. 76% )加入98. 98g水中，其中禽畜养殖废弃物中固体物 质的质量与煤粉中干基煤的质量比为〇. 5:100,搅拌20分钟，然后用氢氧化钠调节其pH值 至8. 1 (按照国标GB/T18856. 7-2008利用pH计测定），得到生物质水煤浆。按照国标GB/ T18856. 2-2008利用DSH-50-5型水分快速测定仪（由上海越平科学仪器有限公司提供）测 定生物质水煤浆的质量百分浓度为61. 97 %，按照国标GB/T18856. 4-2008利用NDJ-5S型旋 转粘度计（由上海越平科学仪器有限公司提供）测定生物质水煤浆的粘度为442. OmPa *s， 粒度分布为< 14 目 100 %、< 20 目 99. 45%、< 40 目 96. 88%、< 120 目 57. 53 %、< 200 目41. 14%、< 320目36. 16%，24小时析水率为2. 9%，放置24小时无硬沉淀产生。
[0016] 实施例3
[0017] 将200g实施例1研磨得到的煤粉（含水率为6. 9% )、5. 68g养猪场的养殖废弃物 (固体物质的质量百分浓度为32. 76% )加入97. 64g水中，其中禽畜养殖废弃物中固体物 质的质量与煤粉中干基煤的质量比为1. 〇: 100,搅拌20分钟，然后用氢氧化钠调节其pH值 至8. 6 (按照国标GB/T18856. 7-2008利用pH计测定），得到生物质水煤浆。按照国标GB/ T18856. 2-2008利用DSH-50-5型水分快速测定仪（由上海越平科学仪器有限公司提供）测 定生物质水煤浆的质量百分浓度为62. 32 %，按照国标GB/T18856. 4-2008利用NDJ-5S型旋 转粘度计（由上海越平科学仪器有限公司提供）测定生物质水煤浆的粘度为814. 4mPa *s， 粒度分布为< 14 目 100%、< 20 目 99. 48%、< 40 目 97. 01 %、< 120 目 57. 81 %、< 200 目41.34%、< 320目36. 46%，24小时析水率为1.2%，放置24小时无硬沉淀产生。
[0018] 实施例4
[0019] 将200g实施例1研磨得到的煤粉（含水率为6. 9% )、0? 85g养猪场的养殖废弃物 (固体物质的质量百分浓度为32. 76% )加入99. 92g水中，其中禽畜养殖废弃物中固体物 质的质量与煤粉中干基煤的质量比为〇. 15:100,搅拌20分钟，然后用氢氧化钠调节其pH值 至9. 0 (按照国标GB/T18856. 7-2008利用pH计测定），得到生物质水煤浆。按照国标GB/ T18856. 2-2008利用DSH-50-5型水分快速测定仪（由上海越平科学仪器有限公司提供）测 定生物质水煤浆的质量百分浓度为61. 89 %，按照国标GB/T18856. 4-2008利用NDJ-5S型旋 转粘度计（由上海越平科学仪器有限公司提供）测定生物质水煤浆的粘度为891. 8mPa *s， 粒度分布为< 14 目 100%、< 20 目 99. 03%、< 40 目 96. 92%、< 120 目 57. 01 %、< 200 目40. 89%、< 320目35. 74%，24小时析水率为3. 8%，放置24小时无硬沉淀产生。
[0020] 以上实施例中养猪场的养殖废弃物也可用养鸡场的养殖废弃物、养鸭场的养殖废 弃物、养牛场的养殖废弃物等替换或混合使用。
【权利要求】
1. 一种利用禽畜养殖废弃物制备的生物质水煤浆，其特征在于：该生物质水煤浆是将 煤粉、畜禽养殖废弃物、水混合均匀后，用氢氧化钠调节PH值至7?9制备而成，其中禽畜 养殖废弃物中固体物质的质量与煤粉中干基煤的质量比为〇. 15?1. 5:100,所得生物质水 煤浆的质量百分浓度不小于60%。
2. 根据权利要求1所述的生物质水煤浆，其特征在于：所述的禽畜养殖废弃物中固体 物质的质量与煤粉中干基煤的质量比为〇. 5?1. 5:100。
3. 根据权利要求1或2所述的生物质水煤浆，其特征在于：所述的生物质水煤浆的粒 度分布为 < 14 目 100 %、< 20 目 98 % ?100 %、< 40 目 90 % ?98 %、< 120 目 50 % ? 60%、< 200 目 40%?50%、< 320 目 25%?40%，粘度低于 1200mPa ? s。
【文档编号】C10L1/32GK104212504SQ201410436532
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】孙平, 张云, 黄晔, 李学坤, 杨菊香, 薛敏, 朱奕璇 申请人:西安文理学院, 榆林市天润化工有限公司