[发明专利]一种污泥褐煤成型燃料及其制备方法

说明书

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、3-20wt%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。