煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法技术

本发明专利技术涉及煤转化废水处理和回收利用的技术，旨在提供一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法。包括：对煤转化废水中进行混凝处理实现含水焦油、废水和污泥三相分层；其中，含水焦油经分离得到的焦油用于制得具有流动性的乳化油；污泥经过滤处理得到滤渣和具有流动性的污泥浆液，后者用于气化或焚烧；废水与煤粉、水煤浆添加剂、分离所得废水和残渣一并进行掺混操作制得水煤浆；气化炉或锅炉所产生的气化废水经冷凝后，再掺至煤转化废水中进行混凝处理，实现循环利用。本发明专利技术梯级利用了煤转化废水中的废焦油、废液和污泥三相，减轻了煤转化废水对环境的污染，充分利用废水的热值，节约大量制浆用水，并促进水煤浆的燃烧和气化性能。

【技术实现步骤摘要】
煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法
本专利技术属于煤转化废水处理和回收利用的
，具体地，本专利技术涉及对煤转化废水的不同组分制备浆体燃料，实现废水梯级资源化利用的技术路线与工艺。
技术介绍
随着世界能源结构的调整，石油资源面临枯竭，化石燃料的利用率也有所下降，而煤炭在我国能源生产结构中占据70％～80％的比重，由此决定了煤炭在我国能源结构中的主导地位。煤化工是实现煤炭资源高效利用的一种有效手段，是煤炭洁净利用的重要组成部分。煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程，主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。当前煤转化技术和产业化推广应用在我国得到快速发展，国内煤化工的产业，在为我们带来洁净能源和化工产品的同时，也造成了严重的环境污染，是一个耗水和排水大户，尤其是生产过程中排出的大量煤转化废水，成分复杂、毒性强、危害大、生化处理难，如处置不当，将对环境造成严重的影响。因此，煤转化废水的无害化、资源化高效利用和回收处理，甚至“零排放”具有重要的意义。煤转化废水中含有大量酚类、氨氮、焦油、氰化物、多环芳烃、氧多环和杂环化合物以及含碳固相颗粒等多种难降解有毒、有害物质。如酚类毒性大，直接毒害动植物细胞，在强曝气后生成醌，增大水质的毒性，加大水处理的难度；氰化物属于巨毒物质；苯、吡啶等多环芳烃具有较强的致癌性。该类废水的特点是高CODCr、高酚、高氨氮，同时还含有芳香族化合物、萘、蒽、杂环烃类等多种有机污染物，以及硫、钙、砷、钾等多种无机元素；废水外观呈深褐色，粘度较大，pH在7-11之间，泡沫较多，有强烈的酚、氨臭味。煤转化废水的这些特点极大地增加了处置难度，因而，开发一种新型环保的煤转化废水处置技术，实现煤转化废水的梯级资源化利用和近零排放，对于煤化工企业的发展和环境的保护都具有重要的现实意义。水煤浆是一种新型的煤基液态清洁燃料，由60-70％左右的粉煤、30-40％左右的水和0.5-1％左右的化学添加剂组成，水煤浆既保持了煤炭原有的物理特性，又能像液体燃料油一样流动、储存、搅拌、雾化燃烧和气化，在目前石油供应较为紧张情况下，能够取代燃油和燃气，是一种理想的锅炉燃料和气化原料。目前，作为水煤浆燃料的延伸，以水煤浆为代表的浆体燃料也开始受到重视并体现出很好的实用价值，如污泥水煤浆、油焦浆、泥焦浆、废水煤浆、煤泥浆、油水煤浆等，使浆体燃料的原料来源和应用范围大幅度拓宽。这些浆体燃料具有较高的热值，又具有像液体燃料油一样的流动特性，是一种很实用的液态燃料，可以广泛应用于各种工业锅炉、电站锅炉，冶金、建材窑炉和煤化工气化炉等。由于煤转化废水成分复杂，含有各类有机物和无机物，采取统一的处理和回收方法较为困难，因此，开发一种针对废水中不同成分和物质都适用的梯级处理和回收利用技术迫在眉睫。如前所述，浆体燃料具有原料适应性强，应用范围广的优点，如能把煤转化废水分级分类制备成不同类型的浆体燃料无疑是一种具有多种经济价值和环保效益的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法。本专利技术通过煤转化废水制备浆体燃料实现梯级资源化利用，基于浆体燃料技术通过分级分类处理煤转化废水中的废焦油、污泥和废水，制备成浆体燃料，变废为宝，实现煤转化废水的无害化、资源化回收利用。为了解决技术问题，本专利技术的技术方案是：提供一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法，包括以下步骤：(1)向煤转化废水中投入絮凝剂进行混凝处理，使煤转化废水中的废焦油和污泥发生絮凝和凝聚，由上至下呈现含水焦油、废水和污泥三相分层；(2)取上层的含水焦油，经油水分离得到焦油和废水；将焦油与乳化剂掺混制得具有流动性的乳化油，分离出来的废水送入制浆装置；(3)取下层的污泥充分搅拌，经过滤处理得到滤渣和具有流动性的污泥浆液；残渣送入制浆装置，污泥浆液通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(4)取中层的废水，与煤粉、水煤浆添加剂、步骤(2)所得废水、步骤(3)所得残渣一并加入制浆装置中，进行掺混操作制得水煤浆；(5)将步骤(4)制得的水煤浆作为代油燃料或气化原料，通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(6)步骤(3)或(5)的气化炉或锅炉所产生的气化废水经冷凝后，再掺至煤转化废水中进行混凝处理，实现循环利用。本专利技术中，步骤(1)中所述煤转化废水是煤化工生产的气化、液化或干馏过程中产生的各种废水。本专利技术中，步骤(1)中所述混凝处理是在沉淀装置中进行的；所用的絮凝剂是硫酸亚铁(FeSO4)和聚丙烯酰胺(PAM)，在煤转化废水中的投加量：FeSO4为1.2-1.8g/L，聚丙烯酰胺为0.7-1.3mg/L。本专利技术中，在步骤(2)中，经油水分离得到焦油的含水量为5-15％；所述的乳化剂是亲油型乳化剂，其用量与焦油的质量比为0.4-0.8％。本专利技术中，所述亲油型乳化剂是聚乙烯醇。本专利技术中，在步骤(3)中，污泥浆液通过雾化压力为1.2MPa的机械雾化喷嘴送入气化炉或锅炉中。本专利技术中，所述步骤(4)中，废水∶(煤粉+过滤的残渣)∶水煤浆添加剂的质量比为35-41％∶58.5-64.2％∶0.5-0.8％。本专利技术中，步骤(4)中所述水煤浆添加剂是阴离子型水煤浆分散剂。本专利技术中，所述阴离子型水煤浆分散剂是木质素磺酸钙或亚甲基双甲基萘磺酸钠。本专利技术中，在步骤(5)中，水煤浆通过气力雾化喷嘴送入气化炉或锅炉中再利用；气力雾化喷嘴的雾化介质是压力为0.6-0.9MPa的压缩空气，或者是压力为0.8-1.2MPa、温度为300℃的过热蒸汽。本专利技术中煤转化废水为煤化工生产过程中产生的各种废水，包括在煤的气化、液化、干馏等过程中产生的废水。这些废水的主要成分范围如下表，但不限于表中的数值范围。煤转化废水中主要成分含量(mg/L)苯酚12～2530CODcr210～23540氨氮382～9140BOD5105～5180硫酸盐315～2520石油类11～550固体悬浮物45～5840所述的混凝处理是指：将煤转化废水与絮凝剂置于沉淀装置中混合，根据需要可以辅助常规搅拌装置低速搅拌，使其充分反应既可。油水分离采用本领域常规的油水分离器，经分离后的废焦油含水量保留在5-15％，以提高乳化油的流动性，减小粘度。制备水煤浆利用球磨机采用湿法制浆技术。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：(1)针对煤转化废水中的焦油、废水及污泥进行梯级资源化利用，考虑到焦油经济价值较高，将焦油分离并乳化，制成乳化油后可有多种用途，大幅提高了经济效益。(2)利用水煤浆技术处理废水，方法简单可行，变废为宝，具有明显的社会和经济效益，是一种有效的减量化、无害化、资源化利用方式。(3)将污泥事先沉淀后，形成高浓度的污泥浆液，与水煤浆分开直接送入炉中气化或燃烧，不仅降低了处理成本，而且避免了污泥存在对废水水煤浆成浆性的不利影响。(4)废水、污泥中的含有较多碱金属成分，如Na、K等能催化气化反应和燃烧过程，促进气化和燃烧反应的进行，提高碳转化率和燃尽率，提高经济效益。附图说明图1为本专利技术煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的工艺流程图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向煤转化废水中投入絮凝剂进行混凝处理，使煤转化废水中的废焦油和污泥发生絮凝和凝聚，由上至下呈现含水焦油、废水和污泥三相分层；(2)取上层的含水焦油，经油水分离得到焦油和废水；将焦油与乳化剂掺混制得具有流动性的乳化油，分离出来的废水送入制浆装置；(3)取下层的污泥充分搅拌，经过滤处理得到滤渣和具有流动性的污泥浆液；残渣送入制浆装置，污泥浆液通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(4)取中层的废水，与煤粉、水煤浆添加剂、步骤(2)所得废水、步骤(3)所得残渣一并加入制浆装置中，进行掺混操作制得水煤浆；(5)将步骤(4)制得的水煤浆作为代油燃料或气化原料，通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(6)步骤(3)或(5)的气化炉或锅炉所产生的气化废水经冷凝后，再掺至煤转化废水中进行混凝处理，实现循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种煤转化废水梯级利用制备浆体燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向煤转化废水中投入絮凝剂进行混凝处理，使煤转化废水中的废焦油和污泥发生絮凝和凝聚，由上至下呈现含水焦油、废水和污泥三相分层；(2)取上层的含水焦油，经油水分离得到焦油和废水；将焦油与乳化剂掺混制得具有流动性的乳化油，分离出来的废水送入制浆装置；(3)取下层的污泥充分搅拌，经过滤处理得到滤渣和具有流动性的污泥浆液；残渣送入制浆装置，污泥浆液通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(4)取中层的废水，与煤粉、水煤浆添加剂、步骤(2)所得废水、步骤(3)所得残渣一并加入制浆装置中，进行掺混操作制得水煤浆；(5)将步骤(4)制得的水煤浆作为代油燃料或气化原料，通过喷嘴送入气化炉或锅炉中用于气化或焚烧；(6)步骤(3)或(5)的气化炉或锅炉所产生的气化废水经冷凝后，再掺至煤转化废水中进行混凝处理，实现循环利用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述煤转化废水是煤化工生产的气化、液化或干馏过程中产生的各种废水。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混凝处理是在沉淀装置中进行的；所用的絮凝剂是硫酸亚铁(FeSO4)和聚丙烯酰胺(PA...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建忠，程军，王智化，何勇，杨卫娟，张彦威，周志军，黄镇宇，周俊虎，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33