申请日2013.12.18
公开(公告)日2014.04.09
IPC分类号C02F11/00; C10L5/04
摘要
本发明公开了一种污泥褐煤成型燃料，其成分配比为：生活污泥10-20份，褐煤55-81份，铝厂污泥4-10份，添加剂5-15份;所述添加剂由65-92wt%的氧化钙、3-20wt%的碳酸钾和5-15wt%的氢氧化钾组成。还公开了所述污泥褐煤成型燃料的制备方法，包括按重量份称取生活污泥，与经破碎的褐煤、铝厂污泥、添加剂进行混合、搅拌，将搅拌后的混合物送入成型机中压制成型。本发明可以直接对含水量高的生活污泥进行处理，无需干燥，并且能提高型煤灰熔点以减轻锅炉结渣，降低型煤燃烧过程氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和汞(Hg)的排放量，有利于污泥和褐煤的综合利用。
权利要求书
1.一种固硫固氮的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，由以下重量份的原料 构成：生活污泥10-20份，褐煤55-81份，铝厂污泥4-10份，添加剂5-15份， 其中，所述添加剂由65-92wt%的氧化钙、3-20wt%的碳酸钾和5-15wt%的氢氧 化钾组成。
2.按权利要求1所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，由以下重量份的 原料构成：生活污泥10-12份，褐煤74-80份，铝厂污泥4-6份，添加剂6-8份。
3.按权利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，所述添加剂 由85-92wt%的氧化钙、3-5wt%的碳酸钾和5-10wt%的氢氧化钾组成。
4.按权利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，生活污泥无 需预干燥处理。
5.按权利要求1或2所述的污泥褐煤成型燃料，其特征在于，所选铝厂污 泥为轻度脱水后样品。
6.一种用于制备权利要求1-5任一项所述的污泥褐煤成型燃料的方法，其 特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按权利要求1-5任一项所述的重量份，称取褐煤、铝厂污泥、添加剂， 并分别将褐煤和铝厂污泥破碎至粒径小于0.5mm，添加剂破碎至粒径小于90um;
(2)按权利要求1-5任一项所述的重量份，称取生活污泥，与步骤(1)中 经破碎的褐煤、铝厂污泥、添加剂进行混合;
(3)在搅拌机中将混合样进行搅拌;
(4)将搅拌后的混合物送入成型机中压制成型。
说明书
一种污泥褐煤成型燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污泥的高效清洁低污染利用技术，具体涉及一种污泥褐煤成型燃 料及其制备方法。
背景技术
随着城市化建设的推进，人类活动产生的大量污泥制约着城市的发展，污泥 处理已成为建设两型社会的需要解决的关键问题之一。传统的海洋倾倒、卫生填 埋、堆肥农用、直接燃烧等生活污泥处理方式都会对环境造成潜在的威胁。生活 污泥具有一定的热值，在生活污泥中加入原煤做成型煤是一种有效处理污泥、利 用能源的方式;另一方面，褐煤具有水分大、挥发分高的特点，直接燃用效率低， 若将褐煤加入到污泥型煤制作中，能更有效的利用褐煤，实现褐煤综合利用的目 标;但是生活污泥和褐煤的灰熔点较低，燃烧过程容易造成锅炉结渣。申请号为 CN99117010.5的发明专利中提出了由污泥、煤粉、木质碎屑、脱硫除臭剂(氧 化钙)组成的型煤，申请号为CN200910304285.7的发明专利公开了由生活污泥、 抹煤、型煤粘合剂组成的型煤，申请号为CN200710050983.X的发明专利公开了 污泥、电石炉除尘灰、原煤、添加剂、粘合剂组成的型煤及制备方法。上述型煤 制备方法有些需对生活污泥进行脱水处理，而且燃烧型煤产生的NOx较多，极 易对环境造成污染，型煤的灰熔点低，容易造成锅炉结渣。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种污泥褐煤成型燃料及其制 备方法，解决现有污泥型煤在燃烧过程中硫、氮等污染物排放产生的环境污染问 题，同时解决型煤的灰熔点低导致的锅炉结渣问题，并可以解决生活污泥、铝厂 污泥难以有效处理的问题，以实现污泥和褐煤的高效清洁利用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：
一种污泥褐煤成型燃料，由以下质量份构成：生活污泥10-20份，褐煤55-81 份，铝厂污泥4-10份，添加剂5-15份，所述添加剂由65-92wt%的氧化钙、3-20 wt%的碳酸钾和5-15wt%的氢氧化钾组成。
在其中一些实施例中，所述污泥褐煤成型燃料主要由以下重量份的原料制备 而成：生活污泥10-12份，褐煤74-80份，铝厂污泥4-6份，添加剂6-8份，所 述的添加剂由85-92wt%的氧化钙、3-5wt%的碳酸钾和5-10wt%的氢氧化钾组 成。
上述污泥褐煤成型燃料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)称样：根据上述重量份，称取褐煤、铝厂污泥、添加剂，并分别将褐 煤和铝厂污泥破碎至粒径小于0.5mm，添加剂破碎至粒径小于90um;
(2)混合：根据上述重量份称取生活污泥，与步骤(1)中经破碎的褐煤、 铝厂污泥、添加剂进行混合;
(3)搅拌：在搅拌机中将上述混合样进行搅拌;
(4)成型：将搅拌后的混合物送入成型机中压制成型。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)添加剂可以降低燃煤污染物(NOx、SOx、Hg)的排放，并能去除污 泥的异味：碳酸钾(K2CO3)、氢氧化钾(KOH)与煤粉燃烧产生的含氮气体(NOx) 反应生成含氮盐(KN3、K3NO5、K3NO4)，将氮固定在灰分中，具有较好的固 氮效果;氧化钙(CaO)是一种很好的固硫剂，在型煤中添加氧化钙类似炉内喷 钙脱硫处理过程，在煤粉燃烧过程与SO2反应生成稳定的CaSO4，从而将硫固定 在灰渣中，节约了成本，另外生活污泥中含有的氧化镁是天然的高温固硫助剂， 可以促进固硫效果;氧化钙可以消灭污泥中的细菌，去除污泥中的异味;生活污 泥含有氯化钠(NaCl)，而氯元素能促进烟气中的单质汞转化为二价汞，使燃 烧产生的Hg更容易被捕获脱除，从而减少Hg的排放。
(2)可以大幅提高型煤的灰熔点：铝厂污泥中含有大量的氧化铝，高温下 氧化铝与氧化硅反应生成莫来石矿物质，抑制了低熔点的铁铝硅酸盐共融物的形 成，从而提高型煤的灰熔点，减轻锅炉结渣倾向。
(3)无需添加粘结剂：污泥具有一定的黏结性，在常温下可做粘合剂;氧 化钙也起到了粘结剂的作用，部分氧化钙与污泥中的水反应生成氢氧化钙，氢氧 化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙网状晶体骨架，污泥与氧化钙共同作用 可以确保型煤的冷强度，满足运输储存需求，同时在燃烧过程中碳酸钙会煅烧分 解成氧化钙，有利于强化固硫效果。
(4)着火特性好：污泥和褐煤的着火点都较低，型煤在燃烧过程中挥发分 的释放会改变型煤的内部结构，污泥可作为助燃剂、疏松剂，促进了型煤的燃烧。
(5)可以使用高含水量的生活污泥与其他组分搅拌压制成型，无需对生活 污泥进行预先干燥处理，同时污泥和褐煤中的存在大量的水分，这也避免了在搅 拌过程添加额外的水，节约了水资源，简化了处理流程。
本发明所述污泥褐煤成型燃料中添加剂的组成和含量及铝厂污泥含量，是发 明人通过大量的研究，根据生活污泥、褐煤中的硫和氮元素含量来确定的，不同 种类的原料所需的添加剂的组成和含量不同。
