申请日2006.11.29
公开(公告)日2007.05.16
IPC分类号C02F11/00; C10G1/00
摘要
本发明涉及能源领域，具体说是利用城市污泥制取生物柴油的一种新技术。针对污泥量大、严重污染环境，以及能源紧张诸因素，研发了一种利用废物制取生物柴油的工艺方法，其特征是组份配方及其含量(重量%)比：污泥70.5-56.5，溶剂20.0-40.0，助剂.5-2.5，催化剂1.0;污泥采用城市地沟污泥，或者居民生活污水沉淀污泥，溶剂为菜籽油、豆油、厨房废油、花生油等，助剂为甲醇，催化剂为三氯化铝;工艺方法是污泥先经过预处理脱水，使水含量≤5%，各物料进入搅拌工序充分搅拌10-15分钟后，转入反应工序，温度为400- 600℃，压力5.5-9.0MPa，时间30-60分钟;蒸馏工序加热至360℃前的馏分油为粗柴油，转入调合工序，加入硝酸戊酯0.2-1.0%，即可生产出符合普通柴油标准的柴油。产品深受试验用户欢迎，可以在柴油机设备中推广使用。
权利要求书
1.利用城市污泥制取生物柴油的工艺方法是由机械脱水、调质、蒸发、 挤压、搅拌、反应、蒸馏、调合、过滤各工序组成，其特征是：
a)组份配方及其含量(重量%)比：
污泥：70.5-56.5
溶剂：20.0-40.0
助剂：8.5-2.5
催化剂：1.0;
b)城市污泥为城市地沟底层污泥，或者生活污水沉淀污泥;
c)溶剂为菜籽油、厨房废油、豆油、花生油、蓖麻油、玉米油、一种 或者混合油均可;
d)助剂为甲醇，或者十六醇;
e)催化剂为三氯化铝;
f)工艺方法是污泥 进入工序前，预先机械脱水，使污泥含水率≤65%; 然后进行污泥调质工序，在污泥中加入粘度为10MPa·s的重油，或者蒽油， 或者采用重油和蒽油的混合油，比例为污泥的6-8倍，充分搅拌均匀;接着， 进入蒸发工序，使污泥含水率≤5%;再经过螺旋挤压机挤压脱油，使污泥含 油量≤7%;脱出的重油重新返回调质工序，循环使用;经过挤压脱油的污泥 进入搅拌工序时，按组份配方及其重量百分比，向搅拌器内加入溶剂、助 剂和催化剂，充分搅拌10-15分钟;接着转入反应工序，反应工序加温为 400-600℃，压力为5.5-9.0MPa，时间为30-60分钟;蒸馏工序加热至360℃， 在360℃前馏分油为粗柴油，余渣为生物炭，用作生产二硫化炭;将粗柴油 转入调合工序时，在常温下加入调合剂硝酸戊酯，其重量百分比为0.2-1.0%， 粗柴油进入调合工序前应进行分析检测，调合剂用量依据检测分析结果， 确定调合剂硝酸戊酯用量;当粗柴油与常规普通柴油各项技术性能指标相 同时，停止加入调合剂;最后进入过滤工序，除去杂质，过滤液即为合格 成品生物柴油;过滤工序的杂质返回搅拌工序重新利用。
2.根据权利要求1所述的利用城市污泥制取生物柴油的工艺方法，其 特征是反应温度为450-550℃时，反应压力6.5-8.5MPa，反应时间40-50分 钟。
说明书
利用城市污泥制取生物柴油的工艺方法
技术领域
本发明涉及能源领域，具体说是利用城市污泥为主要原料，制取生物 柴油的一种新的工艺方法。
背景技术
我国的城市生活污水和工业废水量逐年增加，生活污水中含污泥量(以 干重量计)约130万吨，而且年增长率大于10%，特别是在我国城市化水 平较高的城市和地区的城镇污水，如果得到全部处理，将产生污泥量(以 干重量计)840万吨，污泥处理量十分突出。
欧盟国家通常实施对废弃物采用消纳的层次化管理原则，即循环利用， 优先焚烧;美国1998年产生690万吨干污泥，其中60%有效利用，包括直 接对土地施肥等有效利用;世界发达国家对包括污泥等废弃物的处理和利 用进行了大量研究，也取得了一定的效果。
我国对污泥的处理与处置处于起步阶段。在全国的现有污水处理设施 中，对污泥有稳定处理设施的不足1/2，处理工艺和配套较为完善的不足 1/10，能够正常运行的为数更少;随着我国城市化进程的加快，对污水处理 率的提高，污泥的处理量与日俱增;污泥中的有害物质，如可吸附性有机 卤素(AOX)、阳离子合成洗涤剂(LAS)、多氯联苯(PCB)、以及镉、铬、 铜、锌等，如果污泥施于土壤，重金属将积累于地表面，通过食物链，在 农作物、动物以及人类体内积累;污泥焚烧时，会产生大量巨毒物质，如 二噁英、呋喃等，除此之外，污泥中还存在其它潜在污染物如放射性污染 物等，处理不当，将会给人类健康和环境造成严重后果。
发明内容
本发明的目的是针对上述城市污泥给环境带来的诸多问题，发明了一 种处理城市污泥的新方法，采用污泥为主要原料生产生物柴油，缓解燃油 紧缺的严重问题，改善环境污染状况。
利用城市污泥制取生物柴油的工艺方法是由机械脱水、调质、蒸发、 挤压、搅拌、反应、蒸馏、调合、过滤各工序组成，其特征是：
a)组份配方及其含量(重量%)比：
污泥：70.5-56.5
溶剂：20.0-40.0
助剂：8.5-2.5
催化剂：1.0;
b)城市污泥为城市地沟底层污泥，或者生活污水沉淀污泥;
c)溶剂为菜籽油、厨房废油、豆油、花生油、蓖麻油、玉米油、一种 或者混合油均可;
d)助剂为甲醇，或者十六醇;
e)催化剂为三氯化铝;
f)工艺方法是污泥进入工序前，预先机械脱水，使污泥含水率≤65%; 然后进行污泥调质工序，在污泥中加入粘度为10MPa·s的重油，或者蒽油， 或者采用重油和蒽油的混合油，比例为污泥的6-8倍，充分搅拌均匀;接着， 进入蒸发工序，使污泥含水率≤5%;再经过螺旋挤压机挤压脱油，使污泥含 油量≤7%;脱出的重油重新返回调质工序，循环使用;经过挤压脱油的污泥 进入搅拌工序时，按组份配方及其重量百分比，向搅拌器内加入溶剂、助 剂和催化剂，充分搅拌10-15分钟;接着转入反应工序，反应工序加温为 400-600℃，压力为5.5-9.0MPa，时间为30-60分钟;蒸馏工序加热至360℃， 在360℃前馏分油为粗柴油，余渣为生物炭;将粗柴油转入调合工序时，在 常温下加入调合剂硝酸戊酯，其重量百分比为0.2-1.0%，粗柴油进入调合 工序前应进行分析检测，调合剂用量依据检测分析结果，确定调合剂硝酸 戊酯用量;当粗柴油与常规普通柴油各项技术性能指标相同时，停止加入 调合剂;最后进入过滤工序，除去杂质，过滤液即为合格成品生物柴油， 杂质返回搅拌工序重新利用;
利用城市污泥制取生物柴油的工艺方法是反应温度为450-550℃时，反 应压力6.5-8.5MPa，反应时间40-50分钟。
本发明的积极效果是采用城市污泥为主要原料制取生物柴油，可变废 为宝，减轻环境污染，降低了产品成本;溶剂采用植物油，用量少，大量 节省耕地，所需设备均为常规传统石油化工设备，建厂投资可大幅度降低。
