[发明专利]一种污泥生物炭资源化利用的方法

说明书

本发明公开了一种污泥生物炭资源化利用的方法。包括如下步骤：将污泥生物炭、水和辅料混合均匀并造粒后，得到颗粒料；再与原有烧结基准配料进行混合，得到烧结混合料；再在传统冶金烧结机上进行烧结，得到烧结矿，作为炼铁原料送入高炉冶炼。该方法可有效利用污泥生物炭中的有价组分，调整烧结矿的成分与性能，降低烧结原料成本；且生物炭中含有的3‑8％的碳可作为烧结的补充能源，降低燃料成本。该方法为污泥热解终端产物规模化利用提供新的途径，将污泥生物炭作为高炉冶炼的原料，完全避免了污泥生物炭在土地利用过程中潜在的重金属累积污染，尤其适于重金属含量超标的污泥热解炭的资源化利用；简单实用，投资少，成本低，环保。

技术领域

本发明涉及冶金烧结领域，尤其是涉及一种污泥生物炭资源化利用的方法。

背景技术

作为高炉生产的主要原料，烧结矿在高炉生产中占有重要地位，尤其在我国钢铁企业近些年迅速发展的背景下，烧结矿的年产量数以亿吨计。铁矿粉烧结是一种造块方法，其原理是将细粒含铁原料与燃料、熔剂按一定比例配合，加水润湿、混匀而制成烧结混合料，然后布于烧结机上，通过点火、抽风，并借助烧结料中燃料燃烧产生高温，进而发生一系列的物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒润湿粘结起来，冷却后形成具有一定强度的多孔块状产品-烧结矿。其中，熔剂的主要作用是使矿物中的脉石造渣，常用的熔剂包括生石灰、石灰石、白云石、蛇纹石；固体燃料一般包括焦炭和煤粉。烧结在整个冶金体系中的能耗仅次于炼铁及轧钢而居于第三位，降低烧结工序固体原料与燃料消耗对于提高钢铁企业的经济效益具有重要意义。

另一方面，随着我国社会经济和城镇化进程的快速发展，城市污水处理厂的规模和污泥产生量不断增加，据统计全国的污泥产量已经超过4000万吨(含水率为97％左右)，污泥处置压力越来越大。污泥热解炭化技术能去除污泥中病毒、寄生生物和有毒污染物，高效实现减量化与无害化而得到广泛关注，并已在我国得到广泛应用。但是，污泥热解重点工作大都集中在污泥处理前端脱水、降低成本，减少能源消耗以及实现减量化等目标，对于污泥热解后得到的污泥生物炭资源化利用研究不多，实现其规模化利用的工艺方案较少。有部分研究者认为污泥生物炭适用于土壤改良，对土壤水分的富集、微生物的生长条件有利，同时对Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、As等重金属有固化作用，但是由于目前我国还没有针对污泥生物炭在土地利用方面的安全风险性评价，出于对污泥生物炭中含有的重金属对土壤造成二次累积污染的担忧，污泥生物炭的土地利用尚未得到大规模的推广，这使得污泥热解炭化工艺仅实现污泥规模减量处置的目标，无法大规模实现污泥全流程资源化利用；而且，我国城市污水处理系统复杂，部分污泥重金属超标导致所产生热解生物炭中部分重金属超标，土地利用的方式显然并不能满足其要求，尚未有规模化普适性应用的合理途径。开发污泥生物炭安全使用新途径，实现污泥全流程无害化与资源化利用的目标，是污泥热解技术得到广泛应用的前提条件。