一种污泥废水焦浆及其制备方法
阅读：982发布：2020-05-31
专利汇可以提供一种污泥废水焦浆及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 污泥 废 水 焦浆，以 质量 份数它包含以下成分：弹丸焦60-65份、炼厂污泥7-35份、 循环水 厂排污水2-33份、分散剂0.8-1份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40， 碳 含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。本发明还提供一种污泥废水焦浆的制备方法。本发明通过将弹丸焦事先 粉碎 ，再进行共成浆，大大提高了水焦浆的性能，制备的污泥废水焦浆成浆浓度达到62％以上，表观 粘度 低于1200mPa·s， 稳定性 大幅度提高，浆体属于 假塑性 流体 ，具有 触变性 ，易于储存、 泵 送和雾化。同时，本发明很好的解决了劣质 原油 炼制过程中产生的高硫弹丸焦、污泥以及循环水厂排污水的处理问题，实现了废物的资源化利用。，下面是一种污泥废水焦浆及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种污泥废水焦浆，其特征在于：以质量份数计它包含以下成分：
弹丸焦60-65份、炼厂污泥7-35份污泥、循环水厂排污水2-33份、分散剂0.8-1份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。
2.根据权利要求1所述的污泥废水焦浆，其特征在于：所述的炼厂污泥为劣质原油炼制过程中在污水处理系统中产生的隔油池底泥、气浮池浮渣和生化池活性污泥中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的污泥废水焦浆，其特征在于：所述的炼厂污泥经初步脱水之后含水率为70-80wt％。
4.根据权利要求1所述的污泥废水焦浆，其特征在于：所述的循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。
5.根据权利要求1所述的污泥废水焦浆，其特征在于：所述的分散剂为改性木质磺酸钠和甲基萘磺酸甲醛缩合物复配而成，两者的质量复配比例为改性木质素磺酸钠：甲基萘磺酸钠甲醛缩合物＝1～3:3～6。
6.根据权利要求1所述的污泥废水焦浆的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
(2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为330-430r/min，球磨时间为40-60min；
(3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
(4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在500-600r/min转速下搅拌混合
10-15min，即得到污泥废水焦浆。
7.根据权利要求6所述的污泥废水焦浆的制备方法，其特征在于：所述的大球直径为
20mm，小球直径为10mm。
8.根据权利要求6所述的污泥废水焦浆的制备方法，其特征在于：所述的污泥废水焦浆，其固体含量为62-70wt％，粘度不高于1200mPa·s。
一种污泥废水焦浆及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 随着原油的不断开采，现如今我国自产原油大部分渣油含量较高，达到50％左右，稠油中则高达60％以上，轻质原油含量较低。而随着油品需求的日益增加，稠油以及超稠油的开采量正在逐年增加；此外，由于我国石油资源不能实现自己自足，很大一部分需从中东地区进口，而进口原油品质较差，多属渣油，重金属和硫含量偏高。对于重金属含量(质量分数200～300μg/g)和硫含量高的渣油，通常需采用溶剂脱沥青或延迟焦化等浓缩工艺，因此导致我国高硫石油焦的产量正在逐年增加。高硫石油焦通常作为燃料应用于水泥和冶金工业，硫在燃烧过程中形成硫氧化物，通过加入石灰石进行固硫，这种方法除硫效率不高同时使得灰量增多，增加了后续处理的费用。随着我国环保法规的日益严格，高硫石油焦作为燃料进行燃烧已不能满足环保法规的要求。因此炼厂加工高硫劣质原油所产生的石油焦的出路已成为一个亟需解决的问题。
[0003] 水煤浆技术目前已发展较为成熟，实现了工业化应用。若借鉴水煤浆技术，用石油焦将煤替换进行制浆气化将能够充分利用石油焦的热值，实现高硫石油焦的环保利用。水焦浆进行气化的第一步是制备出符合标准的浆体，只有制备出低粘度、高浓度、流动性好、稳定性好的浆体，才能顺利的进行后续的气化反应。
[0004] 然而由于炼厂在炼制过程中稠油和超稠油加工比例的增大，导致原料密度大、粘度高、酸值高、残炭值高、胶质、沥青质含量高，重金属含量增加。研究表明，原料油的性质越差，尤其是镍、钒含量的增加能够促进弹丸焦的生成。Ellis对比了弹丸焦和海绵焦的性质，得出弹丸焦的硬度明显高于海绵焦，其哈氏可磨性指数(HGI)约为30左右。根据《煤的哈氏可磨性指数测定方法》(GB/T 2565-1998)中的分级方法，哈氏可磨性指数(HGI)低于40的属于难磨等级。而在水煤浆工艺中所用原料煤的哈氏可磨性指数(HGI)通常在60-80之间，属于中等可磨煤。由于煤的可磨性较好，在水煤浆制备过程中磨矿强度较低即可制得符合要求的浆体。而弹丸焦是劣质原油经炼厂焦化装置焦化之后产生的副产物，弹丸焦是石3
油焦的一种。劣质原油为API°小于20，20℃条件下密度大于0.931g/cm，硫质量分数大于
2.0％，酸值大于0.5mg/g，重金属质量分数大于200μg/g。因此由劣质原油经炼厂焦化装置焦化之后产生的副产物弹丸焦其可磨性较差，较低的磨矿强度很难将其破碎，而简单的提高水焦浆的磨矿强度也难以制得符合要求的浆体。由于在制浆过程中的添加剂分子量都较大，分子链长，长时间高强度的磨矿将会剪碎添加剂的分子链，使其作用效果大大降低。
油焦的一种。劣质原油为API°小于20，20℃条件下密度大于0.931g/cm，硫质量分数大于
2.0％，酸值大于0.5mg/g，重金属质量分数大于200μg/g。因此由劣质原油经炼厂焦化装置焦化之后产生的副产物弹丸焦其可磨性较差，较低的磨矿强度很难将其破碎，而简单的提高水焦浆的磨矿强度也难以制得符合要求的浆体。由于在制浆过程中的添加剂分子量都较大，分子链长，长时间高强度的磨矿将会剪碎添加剂的分子链，使其作用效果大大降低。
[0005] 因此，完全按照水煤浆制浆方法利用弹丸焦进行水焦浆的制备显然是行不通的。
发明内容
[0006] 根据上述不同之处，本发明的目的是提供一种污泥废水焦浆及其制备方法。本发明制备的污泥废水焦浆可充分利用含有炼厂污泥中的微生物絮体以及炼厂污泥中的水分，一方面大幅度的提高了污泥废水焦将的稳定性，使其成为假塑性流体，另一方面充分利用了炼厂污泥中的水分和热值，减少了制浆用水。并且本发明制备的污泥废水焦浆可充分利用循环水厂排污水中的碱金属和碱土金属离子，对后续浆体的气化其到催化作用，可降低气化温度，提高气化效率，节省气化成本。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案在于：一种污泥废水焦浆，以质量份数它包含以下成分：弹丸焦60-65份、炼厂污泥7-35份、循环水厂排污水2-33份、分散剂0.8-1份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。
[0009] 优选的是：所述的炼厂污泥经初步脱水之后含水率为70-80wt％。
[0010] 污泥的含水率是有特殊要求的。一方面，当使用未脱水的污泥进行制浆时，污泥中的含水量就可以满足制浆所需用水，这样将导致无法消耗或仅能消耗少量的炼厂循环水厂排污水；污泥中的水脱除经污水处理厂处理之后即可回用，而循环水厂排污水目前较难处理，而本申请的目的是将炼厂污泥、废水一并制浆处理。另一方面，如下表1所示，当污泥含水率低于70％时，污泥的状态几乎为固体，污泥脱水量越大，后续费用将大大增加，因此，这将不仅会增加污泥脱水费用，同时也会增加污泥本专利中污泥预混的能耗。所以选定污泥的含水率在70-80％。
[0011] 表1污泥含水率及其状态
[0012]含水率 污泥状态
90％以上 几乎为液体
80％-90％ 粥状物
70％-80％ 柔软状
60％-70％ 几乎为固体
50％ 粘土状
90％以上 几乎为液体
80％-90％ 粥状物
70％-80％ 柔软状
60％-70％ 几乎为固体
50％ 粘土状
[0013] 优选的是：所述的循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。
[0015] 本发明还提供一种污泥废水焦浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0016] (1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
[0017] (2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为330-430r/min，球磨时间为40-60min；
[0018] (3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
[0019] (4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在500-600r/min转速下搅拌混合10-15min，即得到污泥废水焦浆。
[0020] 优选的是：所述的大球直径为20mm，小球直径为10mm。
[0021] 优选的是：所述的污泥废水焦浆，其固体含量为62-70wt％，粘度不高于1200mPa·s。
[0022] 本发明的有益效果在于：本发明通过将弹丸焦事先粉碎，再进行共成浆，大大提高了水焦浆的性能，制备的污泥废水焦浆成浆浓度达到62％以上，表观粘度低于1200mPa·s，稳定性大幅度提高，浆体属于假塑性流体，具有触变性，易于储存、泵送和雾化。同时，本发明很好的解决了劣质原油炼制过程中产生的高硫弹丸焦、污泥以及循环水厂排污水的处理问题，实现了废物的资源化利用。本发明制备的污泥废水焦浆性能符合作为气化原料的要求，具有潜在的规模化工业应用前景。附图说明
[0023] 图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0024] 下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
[0025] 实施例1
[0026] 一种污泥废水焦浆，以质量份数计它包含以下成分：弹丸焦60份、炼厂污泥7份、循环水厂排污水33份、分散剂0.8份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。其中，炼厂污泥为劣质原油炼制过程中在污水处理系统中产生的隔油池底泥、气浮池浮渣、生化池活性污泥三者的混合物。炼厂污泥经初步脱水之后含水率为70wt％。循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。分散剂为改性木质磺酸钠和甲基萘磺酸甲醛缩合物复配而成，两者的质量复配比例为改性木质素磺酸钠：甲基萘磺酸钠甲醛缩合物＝1：6。
[0027] 本发明污泥废水焦浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0028] (1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
[0029] (2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为330r/min，球磨时间为40min；
[0030] (3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
[0031] (4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在500r/min转速下搅拌混合10min，即得到污泥废水焦浆。
[0032] 其中，大球直径为20mm，小球直径为10mm。
[0033] 最终制得的污泥废水焦浆，其固体含量为62wt％，粘度为330.7mPa·s。
[0034] 实施例2
[0035] 一种污泥废水焦浆，它包含以下成分：弹丸焦63份、、炼厂污泥35份、循环水厂排污水2份、分散剂1份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。其中，炼厂污泥为劣质原油炼制过程中在污水处理系统中产生的隔油池底泥。炼厂污泥经初步脱水之后含水率为80wt％。循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。分散剂为改性木质磺酸钠和甲基萘磺酸甲醛缩合物复配而成，两者的质量复配比例为改性木质素磺酸钠：甲基萘磺酸钠甲醛缩合物＝1：2。
[0036] 本发明污泥废水焦浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0037] (1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
[0038] (2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为430r/min，球磨时间为60min；
[0039] (3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
[0040] (4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在600r/min转速下搅拌混合15min，即得到污泥废水焦浆。
[0041] 其中，大球直径为20mm，小球直径为10mm。
[0042] 最终制得的污泥废水焦浆，其固体含量为70wt％，粘度为1169.3mPa·s。
[0043] 实施例3
[0044] 一种污泥废水焦浆，它包含以下成分：弹丸焦65份、炼厂污泥16份、循环水厂排污水19份、分散剂0.9份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。其中，炼厂污泥为劣质原油炼制过程中在污水处理系统中产生的气浮池浮渣和生化池活性污泥。炼厂污泥经初步脱水之后含水率为75wt％。循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。分散剂为改性木质磺酸钠和甲基萘磺酸甲醛缩合物复配而成，两者的质量复配比例为改性木质素磺酸钠：甲基萘磺酸钠甲醛缩合物＝1:3。
[0045] 本发明污泥废水焦浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0046] (1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
[0047] (2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为380r/min，球磨时间为50min；
[0048] (3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
[0049] (4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在560r/min转速下搅拌混合13min，即得到污泥废水焦浆。
[0050] 其中，大球直径为20mm，小球直径为10mm。
[0051] 最终制得的污泥废水焦浆，其固体含量为69wt％，粘度为1053.9mPa·s。
[0052] 实施例4
[0053] 一种污泥废水焦浆，它包含以下成分：弹丸焦62份、炼厂污泥13份、循环水厂排污水25份、分散剂0.8份；所述的弹丸焦其哈氏可磨性指数低于40，碳含量在85-95wt％之间，灰分含量低于1wt％，挥发分含量低于10wt％，热值在30MJ/kg以上。其中，炼厂污泥为劣质原油炼制过程中在污水处理系统中产生的隔油池底泥和生化池活性污泥。炼厂污泥经初步脱水之后含水率为77wt％。循环水厂排污水为劣质原油炼制过程中循环冷却水定期排出的污水。分散剂为改性木质磺酸钠和甲基萘磺酸甲醛缩合物复配而成，两者的质量复配比例为改性木质素磺酸钠：甲基萘磺酸钠甲醛缩合物＝1:4。
[0054] 本发明污泥废水焦浆的制备方法，它包括以下步骤：
[0055] (1)将弹丸焦进行预破碎，并进行过筛处理，取粒径小于0.85mm的弹丸焦保留备用；
[0056] (2)将炼厂污泥和循环水厂排污水放入烧杯中，搅拌均匀后和步骤(1)中处理好的弹丸焦一起倒入球磨罐中，球磨罐中大球与小球的数量比为40:200，球磨转速为350r/min，球磨时间为45min；
[0057] (3)球磨完成后将所得到的浆体使用40目筛子过滤，除去杂物和大颗粒；
[0058] (4)在步骤(3)处理后的浆体中加入分散剂，在530r/min转速下搅拌混合12min，即得到污泥废水焦浆。
[0059] 其中，大球直径为20mm，小球直径为10mm。
[0060] 最终制得的污泥废水焦浆，其固体含量为65wt％，粘度为753.4mPa·s。
[0061] 对比实验
[0062] 采用传统制浆条件和本制浆技术进行制浆对比，传统条件是只使用非劣质原油炼制过程中所产生的普通石油焦进行制浆时的条件，该条件下普通石油焦能够很好的成浆，传统制浆条件为：大小球比例30:150，球磨转速为230r/min，球磨时间为40min；本专利制浆条件为：大小球比例为40:200，球磨转速为380r/min，球磨时间为50min时，即以实施例3方法所制得的浆体粒度分布如下表2所示。
[0063] 表2传统制浆条件下的粒度分布
[0064]
[0065] 附注1：D10指颗粒累计分布10％时对应的颗粒粒径；D50指颗粒累计分布50％时对应的颗粒粒径，即中位粒径；D75指颗粒累计分布75％时对应的颗粒粒径；D90指颗粒累计分布90％时对应的颗粒粒径；D(4,3)指体积平均粒径。
[0066] 从表2可以看出，使用传统制浆条件进行制浆时，由于弹丸焦的可磨性指数较低，制浆完成后，浆体中颗粒的粒径明显大于普通石油焦，参照《水煤浆技术条件》(GB/T18855-2008)中的技术要求，浆体中粒径小于75μm的颗粒应占固体颗粒的75％以上，弹丸焦所制得浆体的D75＝109.0，已不符合水煤浆的技术条件；而使用本专利技术进行制浆之后可发现，弹丸焦所制得的浆体中颗粒的粒径明显比使用传统法制浆的低，且D75＝58.39，能够很好的符合水煤浆技术条件。表3为污泥废水焦浆流动性及稳定性表。
[0067] 表3污泥废水焦浆流动性及稳定性
[0068]
[0069] 从表3可以看出，当使用传统制浆方法进行制浆时，弹丸焦所制得的浆体具有较低的粘度、较好的流动性，但由于浆体中颗粒的粒径较大，容易发生重力沉降，在静置3d之后即出现析水和硬沉淀的现象，难以符合工业应用的要求。而使用本专利方法进行制浆之后，浆体的稳定性大幅度增加，在静置7d之后仅出现少量析水，少量硬沉淀，浆体的粘度有所增大，流动性变差，但都能够符合工业应用的要求。因此，本专利方法是有效、可行的。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种高灰熔点煤泥制备气化型水煤浆的系统和方法 | 2020-06-17 | 71 |
| 可注射组合物 | 2020-06-19 | 668 |
| 一种由侵入性水生生物质制备气化浆料的方法 | 2020-06-09 | 923 |
| 一种错位六弯叶组合桨高效搅拌装置 | 2020-05-25 | 53 |
| 用于欠压油气井的浓缩型携砂剂 | 2020-05-19 | 953 |
| 非水性油墨湿式釉下彩自锐抛光陶质釉面砖制造方法 | 2020-06-16 | 814 |
| 利用MRI测量流体性质 | 2020-06-12 | 580 |
| 一种含秋葵凝胶的天然保湿护肤品及制备方法 | 2020-05-30 | 825 |
| 一种中药干混悬剂及其制备方法 | 2020-05-24 | 653 |
| 一种应用于立体装饰画的阻燃型可见光固化数码喷印白墨 | 2020-06-13 | 158 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈