申请日2015.06.02
公开(公告)日2015.08.26
IPC分类号C10L5/48; C10L5/46
摘要
本发明提供一种利用生物干化污泥制备燃煤锅炉替代燃料的工艺。具体特征是：以生物干化污泥为主要原材料，通过测定热值、添加助燃剂、导入污染控制剂、优化配伍、冷压成型等工序，生产适合一般燃煤锅炉燃烧的固型燃料。该工艺提高了燃料的能量密度，达到了减少污染物排放的目的，具备操作简便、效率高、经济效益可观的特点。生产的产品落下强度、热稳定性和热值等指标均符合相关国家标准，产品可以长时间贮存和长距离运输，可以替代化石燃料，满足实际发电或取暖燃煤锅炉燃烧的要求。
权利要求书
1.生物干化污泥制备燃煤锅炉固型燃料的工艺，具体包括下列步骤：
(1)预处理工序：将生物干化污泥干燥含水率低于10%，然后置于剪切粉 碎机中破碎，利用滚筒筛分选，保证筛下物料粒径小于2毫米，筛内物料返回 剪切破碎工序循环处理;
(2)原料配伍工序：将粒径小于2毫米生物干化污泥物料与粒径小于1毫 米的煤粉调配，其中干化污泥所占质量比例为60-80%，煤粉添加的质量为 12-36%，然后再加入质量比例为4-8%的氢氧化钙粉末，氢氧化钙颗粒的粒径小 于1毫米，置于搅拌机中混合均匀;
(3)成型工序：将上述混合均匀的物料置于成型模具中，增加压力至30-72 千牛，保持压力30-60秒后泄压;
(4)后处理工序：将上述成型样品从冷压成型机上取下，从模具中脱除， 即得固型燃料。
2.按照权利1所述的生物干化污泥制备燃煤锅炉固型燃料的工艺，其特征 是：步骤(4)中的产品如果需要保存或运输，需将固型燃料置于密闭容器中保 管，每3天一次通入氮气置换空气。
说明书
生物干化污泥制备燃煤锅炉固型燃料的工艺
技术领域
本发明涉及一种利用生物干化污泥制备固型衍生燃料的工艺流 程，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤 其适合于有机类固体废弃物的高附加值资源化利用。
背景技术
生物干化法处理污泥是近年来发展起来的一种新型污泥预处理 方式，这种方法相对于传统的污泥干化方式具有诸多优势，因而受到 了广泛的关注。在通风供氧条件下，污泥中的微生物利用易降解有机 物进行好氧呼吸，满足自身生长繁殖需求的同时并释放出大量生物 能。这部分能量可使物料温度显著升高，一般可达到55℃，最高可 达到70℃以上。同时，微生物活动还能使污泥中的束缚水活化，降 低其束缚能态，使其更容易被加热蒸发。污泥中的水分在生物能的加 热下转化为水蒸气，通过自由扩散和强制对流进入物料中的孔隙，被 风机鼓入的干燥空气带出堆体，从而实现连续不断的脱水干化。
生物干化的特点在于不需外加热源，干化所需能量来源于微生物 的好氧发酵活动，属于物料本身的生物能，因此是一种非常经济、节 能、环保的干化技术，这也是生物干化与其他干化工艺最大的区别。 作为现代化的工业生物技术，生物干化的另一个特点是加入了人为的 过程控制策略，对物料进行强制鼓风，从而提高了干化效率、缩短了 干化周期，同时具备这两点才能算真正意义上的生物干化工艺。
针对城市污泥和工业污泥，国内外通过热重和燃烧试验对其燃烧 和混烧特性进行了相关研究，但是相对这些传统污泥，生物干化污泥 经过生物好氧发酵，同时混有稻壳、秸秆等生物质成分，更为复杂。 目前国内外关于生物干化的研究主要还是集中在干化机理、工艺调控 参数和干化产品土地应用的研究，有关生物干化污泥的热重特性和燃 烧性能的研究并不多见。本发明以生物干化污泥为主要原材料，通过 添加助燃剂和污染控制剂等辅助材料，生产适合一般燃煤锅炉燃烧的 衍生燃料，提高燃料的能量密度，减少污染物排放，确立了一种操作 简便、效率高、经济效益可观的生物干化污泥高附加值利用新方法。 生产的产品落下强度、热稳定性和热值等指标均符合相关国家标准， 产品可以长时间贮存和长距离运输，可以替代化石燃料。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用生物干化污泥制备燃煤锅炉替代 燃料的方法，实现污泥的能源回收和高附加值循环利用。其特征是： 生物干化污泥经过干燥预处理后，破碎过筛分选，使其性质均匀，测 定热值，优化辅助燃料添加量，使产品热值达到3000kcal/kg以上， 满足实际使用要求。将辅助燃料和添加剂按比例混合配伍，在冷压成 型机上进行成型处理，保持一定的压力和时间后脱模处理。所得优化 产品落下强度可以达到75%以上，热稳定性指标可以达到80%以上， 满足实际燃煤锅炉燃烧的要求。具体工艺包括下列工序：
(1)预处理工序：将生物干化污泥在烘箱或空气中干燥至物料 含水率低于10%，然后将物料置于剪切粉碎机中破碎，随后利用滚 筒筛分选，保证筛下物料粒径小于2mm，筛内物料返回剪切破碎工 序循环处理。
(2)原料配伍工序：将粒径小于2mm生物干化污泥物料与粒 径小于1mm的煤粉调配，其中干化污泥所占质量比例为60-80%， 煤粉添加的质量为12-36%，然后再加入质量比例为4-8%的氢氧化钙 粉末，氢氧化钙颗粒的粒径小于1mm，置于搅拌机中混合均匀。
(3)成型工序：将上述混合均匀的物料置于成型模具中，均匀 增加压力至30-72kN，保持压力30-60秒后泄压。
(4)后处理工序：将上述成型样品从冷压成型机上取下，从模 具中脱除，即得固型燃料，可以直接送往燃煤发电或取暖锅炉燃烧; 如需保存或运输，需将固型燃料置于密闭容器中保管，定期通入氮气 置换空气，防止微生物活动引起爆炸等意外事故。
本发明中的生物干化污泥为污水厂污泥经生物干化处理后的产 品，添加了稻壳和木屑进行调理，主要成分为污水厂污泥与稻壳、木 屑等的混合物。原料中有机质成分较多，可以很好的起到粘结剂的作 用，无需额外添加成型粘结剂，同时形成过程常温冷压即可，无需热 压成型，降低了能耗。成型过程中添加了氢氧化钙作为助剂，能够有 效控制燃烧过程中酸性气体的排放，绿色环保，同时保证了存储过程 的稳定性，无腐败变质的情况。添加煤粉可有效保证燃料热值，本发 明中燃料热值可达3000kcal/kg，满足实际发电和取暖燃煤锅炉的要 求。本发明中将生物干化污泥和煤粉、助剂等混合制备成型，生产衍 生燃料，提高了燃料的能量密度，减少了污染物的排放，所得产品落 下强度、热稳定性均得到提高，可以长距离运输和贮存，用于替代部 分化石能源，减轻一次能源消耗，提高综合环境效益。
