[发明专利]一种利用污泥制备的型煤及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种利用污泥制备的型煤及其制备工艺，属于型煤技术领域。

背景技术

褐煤属产热效率低的煤种，其水分含量高、热值低、易风化和自燃;为了提高褐煤的产热效率，一般需要在使用前对褐煤进行提质加工。

褐煤的提质加工主要是对褐煤进行直接或间接干燥，使之内部的游离水脱除、同时也对褐煤内部的组成和结构进行调整的过程。由于褐煤容易风化崩解成褐煤粉末，因此褐煤粉末在提质后会转变成大量粉煤灰。

粉煤灰是一种颗粒混合物，主要由未燃炭颗粒和不燃物颗粒组成。粉煤灰具有粒度小、密度低、粘附性小和比表面积大的性质，对粉煤灰的处理一般需要通过收集器收集后堆放在煤场，但是这样不仅占据大量空间，而且粉煤灰造成的扬尘容易污染环境。

型煤是采用适当的工艺和设备、用煤料颗粒加工成的具有一定形状、尺寸和理化性能的燃料，具有粒度均匀、孔隙率大、反应活性高的优点。为了解决粉煤灰大量堆放造成的问题，有研究者提出利用粉煤灰制备型煤，如中国专利文献CN101831335A公开了一种安全环保型煤的制备工艺，其包括：1)称取50-65wt%的废焦粉和2-5wt%的矿渣混合粉碎磨细；2）称取10-20wt%的粉煤灰、5-10wt%的无烟煤、2-5wt%的高热值废渣、5-9wt%的复合固化剂混合，并将粉碎磨细的废焦粉和矿渣加入上述混合物中混合均匀；3）称取10-14wt%的水加入上述混合均匀的混合料后陈化3-4h；4）将陈化后的混合料在成型机上成型即可制得安全环保型煤。上述技术将粉煤灰转变为型煤燃料，有效利用了粉煤灰，避免了粉煤灰大量堆放和环境污染的问题；但是，上述型煤中粉煤灰的含量很少，无法及时有效地利用褐煤提质工艺产生的大量粉煤灰。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN1190117A公开了一种高效节能卫生煤，其包括25-40wt%的原煤、50-55wt%的粉煤灰、7-17wt%的黄土、2wt%的铁炉渣、0.3wt%的磷铁、0.3wt%的云母石、0.15wt%的氧化铁、0.15wt%的铝矾土以及0.1wt%的高锰酸钾。又如，中国专利文献CN1061427A公开了一种防水型煤，其含有82-97wt%的粉煤灰和3-8wt%的水泥。上述型煤中的粉煤灰含量很高，可以及时有效的利用褐煤提质工艺产生的大量粉煤灰，但是由于粉煤灰颗粒粘附性小、可塑性差的性质，因此上述含有大量粉煤灰的型煤强度低、易粉碎，不便于运输和使用；而且由于粉煤灰含有许多不燃物颗粒，制成的型煤热值低，市场价值低，不利于推广应用。

污泥是污水处理过程中产生的副产物，其中含有大量有机物、一定纤维素和微生物，一般认为污泥不具有利用价值，因此通常被丢弃掉。有研究者采用粉煤灰为添加剂制备出以污泥为主要组分的型煤，如中国专利文献CN102517115A公开了一种利用污泥制燃煤的方法，其包括：1）将污泥进行脱水处理；2）向脱水后的污泥中加入助燃剂和稳定剂进行混合，其中所述助燃剂为煤粉，其添加量为脱水后污泥重量的20-30%；所述稳定剂为粉煤灰，其添加量为脱水后污泥重量的8-15%；3）将混料后的污泥混合均匀；4）将混合均匀的物料进行成型制作，之后进行干燥处理。

上述技术通过向污泥中添加煤粉和粉煤灰制作型煤使污泥得到了有效利用，既环保又经济；但是，粉煤灰作为稳定剂少量加入仅仅是为了降低污泥含水量，使污泥达到一定的固化效果，从而提高污泥的可燃性，而粉煤灰本身在制作型煤的整个过程中并没有发生变化，加入的粉煤灰并不能提高污泥的燃烧热值，因而导致型煤的燃烧热值较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中含有大量粉煤灰的型煤强度低和热值低的问题；进而提出一种可用大量粉煤灰原料制造的高强度、高热值型煤。

本发明同时所要解决的另一技术问题是现有技术中将粉煤灰作为稳定剂少量添加到污泥中制作型煤，粉煤灰只起到吸附水的作用，对污泥热值的提高没有发挥作用，导致型煤的燃烧热值很低，进而提出一种燃烧热值高的型煤。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用污泥制备的型煤，其原料包括，粉煤灰、煤粉和污泥，所述粉煤灰、煤粉和污泥的重量比为3:1:2。

所述污泥的含水量为40-55wt%。

所述污泥为城市污泥。

所述粉煤灰为褐煤提质工艺得到的粉煤灰。

所述煤粉的粒度为0-2mm。

所述煤粉为褐煤煤粉。

所述煤粉的含水量为30wt%。

本发明同时还公开了上述型煤的制备工艺，包括以下步骤：