專利名稱：垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水煤漿，尤其涉及一種垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生 物質水煤漿及其制備工藝。
背景技術：
水煤漿是一種新型的煤基流體燃料，是當今世界潔凈煤技術的重要分支， 與傳統的煤炭燃料相比，通過水煤漿技術可使煤炭燃燒更充分、更完全，因 而具有低污染、高效、節能、運行成本低的突出優點。水煤漿外觀類似重油， 其組成為"煤炭+水+化學添加劑"，它具有良好的穩定性和流變性，易于裝卸、 儲存、管道輸送及霧化和流化懸浮燃燒。水煤漿燃燒技術為煤炭潔凈燃燒技
術，廣泛用于工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐的代油燃燒。2 3噸左右的水 煤漿可替代1噸重油或柴油且燃燒效率大于98%，達到燃油同等水平。眾所 周知，能源的利用與環境保護有著的密切的聯系，特別是燃料能源對環境的 破壞日益嚴重，為使社會協調、可持續發展，人們對燃料能源的節能、減排、 環保使用要求越來越高。現有的水煤漿其原料需消耗大量的煤炭資源和水資 源，而煤炭和水都是傳統的寶貴資源，由此導致現有的水煤漿在生產過程中 投入成本較高，不利于水煤槳潔凈煤技術的進一步發展；為此，現有的水煤, 漿必須在技術上取得更大的完善和突破才能更好的滿足新時代節能、減排、 環保的使用要求。
城市垃圾污染是環境問題的另一個難題。隨著生活水平的提高，城市垃 圾數量、城市污水排放量迅猛增長，城市排放的污水經過污水處理廠的處理 產生大量的有機污泥及垃圾填埋場產生的垃圾滲瀝液已成為城市急需解決 的、突出的環境問題；城市生活污水處理廠產生的生活污泥處理方法，目前 有三種 一是送到垃圾填埋場進行直接填埋；二是進行固化后填埋；三是干 化焚燒。其中進行固化后填埋和干化焚燒處理成本極高、投資巨大，技術難 度高，并且其處理方法不能從根本上解決二噁英、重金屬等對環境的污染；2 而若不經任何處理采用直接填埋的方法，則效果極差，由于脫水后的污泥仍
含有70%左右的水分不易去除，因此占用較大的垃圾填埋場庫容，并且產生 新的污染問題，產生的二噁英、甲烷等有害氣體無法消除，同時由于污泥的 填埋還帶來庫區內沉降水平的不穩定等其它問題，造成一些城市生活污水處 理廠開開停停，不敢滿負荷工作，城市污泥、污水問題得不到有效的解決。 此外，城市泥污及垃圾的填埋過程中，由于垃圾的分解以及降水、地表
水、地下水滲透、灌溉、液體廢棄物等綜合因素的作用，產生了垃圾滲瀝液。
垃圾滲瀝液是由各種化合物和漚化腐爛物質生成，含有濃度極高的BOD、 C0D、
含氮化合物、有機鹵化物及硫化物、無機鹽類等，不僅氣味惡臭，而且其中
不少是致癌物，若排放地表，污染環境；溶入地下，污染水源，是城市環境
和人體健康的一大危害，而且垃圾填埋時間越久，其滲瀝液的濃度就越高、
危害越大。在目前所應用的垃圾滲瀝液處理工藝中，大部分采用生物法處理，
但由于垃圾滲瀝液中C0D —般在10000-20000mg/l左右，同時懸浮物、氨氮
濃度也相當高。目前處理垃圾滲瀝液的投資運行成本極高。另一方面，由于
垃圾滲瀝液中B0D/C0D比值低，可生化性差，生物處理效率不高。填埋場填
埋年限達到一定時間后，垃圾滲瀝液的水質將發生很大的變化，滲瀝液可生
化性將變得更差，COD濃度更高，在這種情況下，生物菌無法適應，并最終
導致全部死亡，整個處理系統完全失敗。遇到下雨季節，垃圾填埋場的滲濾
液大量外排，流入城市管網，對城市整體污染嚴重。
國家在2008年對垃圾填埋場進行了標準修改，要求垃圾滲濾液排放濃度 在100mg/L以下，更是增加了垃圾滲濾液投資和運行成本。因此，垃圾滲濾 液的處理必須尋找新的出路
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種節能減排 與環境治理相結合的、成本低的垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿 及其制備工藝。
本發明所述的垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿所采用的技術 方案是按重量百分比，所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿包 括以下組分
煤炭 35% 48% 生活污泥 10% 20%
垃圾滲瀝液35% 50% 添加劑 0.3% 0.5%。
所述添加劑包括分散劑和穩定劑。
按重量百分比，所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿包括以 下組分
煤炭 40% 生活污泥 20%
垃圾滲瀝液 39.7% 添加劑 0.3%。
本發明所述的垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質水煤漿的制備工藝所采 用的技術方案是將所需份量的煤炭、生活污泥輸送至喂料機構內，同時計 量投加垃圾滲瀝液及添加劑混合經一級粉碎后，再次計量投加所述添加劑進 行二級粉碎，然后進入均化池，均化后經過過濾器進行過濾，過濾后得到成 品水煤漿，裝入儲罐。
所述一級粉碎采用滾筒式磨機研磨粉碎；所述二級粉碎采用行星磨機研 磨粉碎。在實際應用中，所述一級粉碎、二級粉碎還可采用其他磨機。
本發明的有益效果是本發明所述的垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質 水煤漿有效利用了垃圾滲瀝液及生活污泥作為生物質水煤漿的生產原料，避 免了現有的水煤漿中大量利用煤炭和的水等寶貴資源作為原料的局面，從而 有效降低了對煤炭、水等傳統資源的依賴程度。比普通水煤漿可節約20%左 右的煤炭資源和40%左右的水資源，實現大幅度降低生產成本的目的。
生物質水煤漿的灰分一般不大于6%，因此燃燒后產生的廢渣不多，另外 由于廢渣中的主要成分是Si02 (70%左右)，因此是很好的建筑原料，可直接用作建材陶瓷原料或免燒磚原料。生物質水煤漿在整個生產過程沒有廢水、 廢棄物的排放，達到零排放的目的。
生物質水煤漿作為清潔型燃料，可替代工業燃油進入工業能源市場作為 燃料使用，是一種很好的資源化產品。同時可以極大力度促使城市生活污泥 和垃圾滲瀝液處理最大減量化，有效解決了長期以來處理生活污泥和垃圾滲 瀝液不能很好減量且只有投入，不能有效達到資源化利用的狀況。并且利用 生物質水煤漿技術處理生活污泥，不再占用垃圾填埋場等庫容，在一定程度 上延長了垃圾填埋場使用壽命，大大減輕了垃圾填埋場的處理難度和壓力。
綜上所述，利用城市生活污泥、垃圾滲瀝液作原料的生物質水煤漿，一 方面解決了生物質水煤漿的生產原材料問題，降低了水煤槳的生產成本，又 解決了城市環保處理中的老大難問題以及企業的能源成本高舉不下等問題， 使城市"三廢"最大程度地資源化利用，達到循環經濟、節能減排技術目的， 因而具有良好的生態效益、社會效益和經濟效益。
生物質水煤漿成漿過程中，所述垃圾滲瀝液中的腐植酸類物質有助于水 煤漿中煤粒子的進一步分散和穩定，因此，采用垃圾滲瀝液替代普通水不僅 可節約水資源，還可以增進和改善水煤漿的流變特性及在某種程度上減少水 煤漿添加劑的使用量，進一步降低水煤漿的制備成本。
本發明所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質水煤漿的制備工藝中，采 用多級粉碎研磨，并且利用滾筒式磨機與行星磨機相結合，確保各種原料充 分混合，并得到大小合適的級配。
圖l是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例一本發明所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿，按重量百分比， 其包括以下組分-
煤炭 40% 生活污泥 20%
垃圾滲瀝液 39.7% 添加劑 0.3%。
上述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿的制備工藝是將上述 百分比含量的煤炭、生活污泥輸送至喂料機構內，同時通過電腦計配系統計 量投加垃圾滲瀝液及添加劑混合經滾筒式磨機進行一級研磨粉碎后，再次計 量投加所述添加劑經行星式磨機進行二級研磨粉碎，然后進入均化池，均化 后經過過濾器進行過濾，過濾后得到成品水煤漿，裝入儲罐。
所述一級粉碎的滾筒式磨機為2艙室配置，擔負待加工物料的粗粉碎工
作，所述滾筒式磨機生產能力15 20噸/小時，裝機容量250Kw，進料粒度0
10mm，粗漿粒度50目。
所述二級粉碎的行星式磨機通過行星運動使艙內研磨體產生的離心力使
研磨體之間發生對搓，達到待加工物料的超細粉碎加工，所述行星式磨機生
產能力15 20噸/小時，裝機容量180Kw，進料粒度0 3mm，細漿粒度200
目篩余小于15%。
本實施例中，所述添加劑為分散劑及穩定劑，煤是一種由有機物構成的 復雜復合物，與水的界面相容性較差，因此很難在水中穩定分散。生物質水 煤漿是通過分散劑將一定粒度煤顆粒和污泥顆粒在垃圾滲瀝液中均勻的分散 開，形成均質的液態流體物質，即生物質水煤漿。
所述分散劑實際上是一種界面改性劑，其原理是在每個煤和污泥顆粒的 表面形成一個包膜，改善煤和水的相容性，使原先的煤/水界面張力被生物水 煤漿分散劑/水界面張力所取代。該包膜表面具有3個特點， 一是增加顆粒表 面電性(電荷穩定)，二是在顆粒表面形成空間阻礙(位阻穩定)。三是避免 顆粒靠近(自由穩定)，形成顆粒間的均勻分散。目前，水煤漿分散劑主要有腐植酸系列、萘系列、木質素系列及高分子系列等。
為防止出現析水、軟沉淀和硬沉淀的狀況，在漿體中添加穩定劑，漿體 中添加穩定劑后，槳體在一定期內呈現假塑狀態，但在攪拌的狀態下又可恢 復其漿體原有的流變特性，滿足儲存和輸送的要求。
實施例二
本實施例中，所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿，按重量 百分比，其包括以下組分
煤炭 42% 生活污泥 18%
垃圾滲瀝液 20% 添加劑 0.4%
生活工業廢水 19.6%。 與實施例一相比，本實施中加入了生活工業廢水作為生產補充水，所述 生活工業廢水可以是生產沖洗水、食堂廢水、生活污水及雨水。
上述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿的制備工藝是將上述 百分比含量的煤炭、生活污泥輸送至喂料機構內，同時通過電腦計配系統計 量投加垃圾滲瀝液、生活工業廢水及添加劑混合經滾筒式磨機進行一級研磨 粉碎后，再次計量投加所述添加劑經行星式磨機進行二級研磨粉碎，然后進 入均化池，均化后經過過濾器進行過濾，過濾后得到成品水煤漿，裝入儲罐。 本實例的其他特征與實施例一一致。
上述實施例中制取的生物質水煤漿在代替燃油進行使用時，為防止鍋爐
煙氣中有害物質特別是二噁英類物質二次污染，在具體使用中采取以下措施 一是保持燃燒氣體的充分滯留時間(>2S)， 二是保持合適的燃燒溫度
(>850°C)，三是使燃燒氣體形成擾動，達到氣體充分混合，實現完全燃燒， 抑制C0的生成，以此達到抑制二噁英類物質的生成(二噁英類物質的發生量 與C0的值成正比)，同時也減少了二氧化硫和氮氧化物的排放，燃燒后的灰 渣可用來制免燒磚、建材陶瓷原料和水泥等，實現了污泥的環保處理和綜合 利用。
權利要求
1、垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿，其特征在于按重量百分比，所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿包括以下組分煤炭35％～48％生活污泥 10％～20％垃圾滲瀝液 35％～50％添加劑0.3％～0.5％。
2 、根據權利要求1所述的垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿，其特征在于所述添加劑包括分散劑和穩定劑。
3 、根據權利要求1或2所述的垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿，其特征在于按重量百分比，所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿包括以下組分煤炭 40% 生活污泥 20%垃圾滲瀝液 39.7% 添加劑 0.3%。
4 、 一種權利要求1所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質水煤漿的制備工藝，其特征在于將所需份量的煤炭、生活污泥輸送至喂料機構內， 同時計量投加垃圾滲瀝液及添加劑混合經一級粉碎后，再次計量投加所 述添加劑進行二級粉碎，然后進入均化池，均化后經過過濾器進行過濾， 過濾后得到成品水煤漿，裝入儲罐。
5 、根據權利要求4所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質水煤漿的制備工藝，其特征在于所述一級粉碎采用滾筒式磨機研磨粉碎。
6 、根據權利要求4或5所述垃圾滲瀝液和生活污泥制備生物質水煤漿的制備工藝，其特征在于所述二級粉碎采用行星式磨機研磨粉碎。
全文摘要
本發明公開了一種垃圾滲瀝液和生活污泥制備的生物質水煤漿及其制備工藝，旨在提供一種節能減排與環境治理相結合的、成本低的生物質水煤漿及其制備工藝。本發明以煤炭、生活污泥、垃圾滲瀝液、添加劑作為原料進行混合、粉碎、均化、過濾制備生物質水煤漿，代替燃油進行使用，從而有效節約能源、大幅度降低成本，并且對城市環境起到良好的治理作用，達到促進經濟、環境的健康、可持續發展的目的。本發明可廣泛用于工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐的代油燃燒領域以及城市環境治理等領域。
文檔編號F23K1/00GK101603691SQ200910040228
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月12日 優先權日2009年6月12日
發明者張偉明 申請人:張偉明