一种沉降废弃物的改性方法、改性系统及使用改性产物制备高浓度浆料的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种沉降废弃物的改性方法、改性系统及使用改性产物制备高浓度浆料的方法，所述的改性方法包括：对沉降废弃物进行水热反应，降解其中的絮凝剂。所述的改性系统用于进行所述的沉降废弃物的改性方法；所述的改性系统包括依次连接的进料单元和反应单元。所述制备高浓度浆料的方法包括：将原料煤、改性物料、水和添加剂进行湿法制浆得到所述的高浓度浆料。沉降废弃物经过高温高压改性后，可有效降解沉降废弃物中的絮凝剂，减少絮凝剂对煤制浆浓度的不利影响，从而达到利用沉降废弃物制备高浓度料浆的目的。

A modification method and system for settling waste and a method for preparing high concentration slurry with modified products

The invention provides a modification method, a modification system and a method for preparing a high concentration slurry by using the modified products. The modification method includes: hydrothermal reaction of the settlement waste and degradation of the flocculant therein. The modification system is used for the modification method of the settling waste; the modification system comprises a successively connected feed unit and a reaction unit. The method for preparing high concentration slurry includes: wet pulping raw coal, modified materials, water and additives to obtain the high concentration slurry. After high temperature and high pressure modification, the flocculant in the settling waste can be effectively degraded to reduce the adverse effect of the flocculant on the concentration of coal slurry, so as to achieve the purpose of using the settling waste to prepare high concentration slurry.

【技术实现步骤摘要】
一种沉降废弃物的改性方法、改性系统及使用改性产物制备高浓度浆料的方法
本专利技术属于制浆
，涉及一种制备高浓度浆料的方法，尤其涉及一种沉降废弃物的改性方法、改性系统及使用改性产物制备高浓度浆料的方法。
技术介绍
随着工业的迅速发展、人口增长和城市化进程的加快，环保要求的加强，污水处理率的提高，沉降废弃物的产量也越来越大。在沉降废弃物产量不断增加的同时，我国沉降废弃物的处理技术和装备却普遍落后，沉降废弃物安全处理的保障率很低，成为目前我国面临的一个亟待解决的问题。如处理不当或不及时，会带来严重的二次污染。沉降废弃物主要来源于市政及工业企业产生的污泥、煤炭洗选产生的煤泥、煤粉或水煤浆气化过程产生的废渣以及石油开采和运输过程中产生的油泥。各种污水夹带的悬浮物等杂质以及在处理过程产生的微生物和部分难分解物质，经过沉降等处理后处理后指标合格的污水可以经过砂率、超滤等后续系统处理，最终进行回用。但是污水处理后产生的固体废弃物，其中含有大量的有害物质，如病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等，较难处理。沉降废弃物是由各种污水或油水经过沉降、压滤制成，微粒悬浮在污水中且含量较低，加入絮凝剂使其失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。由于絮凝剂的加入，导致沉降废弃物混合体系的粘度较大，与煤混合后制得的浆料浓度较低，若直接使用污水制浆，污水消耗量较小，浪费了水资源且无法满足治理需求。现有沉降废弃物处理技术主要有焚烧和制浆等，焚烧会产生大量有害气体危害环境，而制成水煤浆后通过高温气化，可以将有害物质转化为资源，但现有技术一般是通过沉降废弃物与煤直接制浆或通过化学方法和热改性的方法将沉降废弃物中的聚丙烯酰胺降解后制浆，但这些方法具有制得煤浆浓度低、制浆成本高以及设备投资大等缺点。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种沉降废弃物的改性方法、改性系统及使用改性产物制备高浓度浆料的方法，沉降废弃物经过高温高压改性后，可有效降解沉降废弃物中的絮凝剂，减少絮凝剂对煤制浆浓度的不利影响，从而达到利用沉降废弃物制备高浓度料浆的目的。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种沉降废弃物的改性方法，所述的改性方法包括：对沉降废弃物进行水热反应，降解其中的絮凝剂。在本专利技术中，通过对沉降废弃物进行水热反应，对其中的絮凝剂进行水热降解，降低絮凝剂对沉降废弃物后续的综合利用环节产生的不利影响，同时也有效避免了对沉降废弃物进行焚烧或化学处理等方式造成的环境问题。特别需要说明的是，本专利技术中，沉降废弃物特指某类经沉降处理后得到的固体废弃物，例如可以指代：市政污水处理或工业生产过程中产生的市政污泥或工业污泥、煤炭洗选产生的煤泥煤粉、水煤浆气化过程中产生的废渣或石油开采和运输过程中产生的油泥，上述列举的各类废弃物经沉降处理后即为本专利技术限定的沉降废弃物，即主要特指因沉降处理导致废弃物中含絮凝剂的固体废弃物。换言之，本专利技术的主要目的在于通过低污染的降解方式去除沉降废弃物中的絮凝剂，避免絮凝剂对后续废弃物的综合利用产生不利影响，而其他不包含絮凝剂的沉降物则不宜适用本专利技术限定的技术方案。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的改性方法具体包括如下步骤：(Ⅰ)沉降废弃物经预热后进行水热反应，降解其中的絮凝剂得到反应产物；(Ⅱ)反应产物与进料时的沉降废弃物进行换热实现步骤(Ⅰ)所述的预热。沉降废弃物经过高温高压改性后，可有效降解沉降废弃物中的絮凝剂，拓宽沉降废弃物的应用范围和使用领域，提高沉降废弃物的综合利用率，例如可以作为高浓度浆料的制浆原料使用，不仅实现了沉降废弃物的无害化处理和回收再利用，而且极大地降低了制浆成本，扩大了制浆用原料的范围。作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)所述的沉降废弃物为污泥、煤泥、气化废渣或油泥中的一种或至少两种的组合。优选地，所述的沉降废弃物的质量百分数为3～15wt％，例如可以是3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的水热反应的反应温度为200～400℃，例如可以是200℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、320℃、340℃、360℃、380℃或400℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。温度低于200℃无法达到改性的效果，温度高于400℃一方面造成浪费资源，一方面会导致有几组份的挥发，会设备产生负面影响。优选地，所述的水热反应的反应压力为0.1～2MPa，例如可以是0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa、1.5MPa、1.6MPa、1.7MPa、1.8MPa、1.9MPa或2.0MPa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。压力低于0.1MPa无法达到改性的效果，压力高于2MPa一方面造成浪费资源，另一方面对设备要求更高，而随之产生的作用并不明显。第二方面，本专利技术提供了一种沉降废弃物的改性系统，所述的改性系统用于进行第一方面所述的沉降废弃物的改性方法。所述的改性系统包括依次连接的进料单元和反应单元。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的进料单元按照沉降废弃物的进料流向包括依次连接的物料储存装置和输送装置。优选的，所述的输送装置选自离心泵、隔膜泵、往复泵或螺杆泵中的任意一种。优选地，所述的反应单元包括依次连接的预热装置和反应装置，沉降废弃物经预热装置预热后进入反应装置。优选地，所述的反应装置出料口还连接预热装置的换热口，反应装置排出的反应产物返回预热装置对沉降废弃物进行预热。优选的，所述的预热装置为套管换热器或列管换热器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的反应装置出料口与预热装置换热口的连接管路上还设置有保温装置，所述的保温装置用于对反应产物进行缓冲保温。在本专利技术中，保温装置即为本领域所公知的保温停留罐，主要功能在于对反应后的改性物料进行缓冲保温。在本专利技术中，可选的物料储存装置为物料槽，反应装置为反应釜，向反应釜中通入高温蒸汽作为水热反应的加热介质，输送装置将沉降废弃物由物料槽输送至预热装置，经过预热装置预热后，进入反应釜进行高温高压改性，高温蒸汽通入反应釜中对沉降废弃物进行改性处理以降解其中的絮凝剂，改性产物经保温装置进入预热装置，与新鲜的沉降废弃物进料发生热量交换，实现沉降废弃物的预热，换热后的改性产物排出。第三方面，本专利技术提供了一种高浓度浆料的制备方法，采用第一方面所述的沉降废弃物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉降废弃物的改性方法，其特征在于，所述的改性方法包括：/n对沉降废弃物进行水热反应，降解其中的絮凝剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种沉降废弃物的改性方法，其特征在于，所述的改性方法包括：
对沉降废弃物进行水热反应，降解其中的絮凝剂。


2.根据权利要求1所述的沉降废弃物的改性方法，其特征在于，所述的改性方法具体包括如下步骤：
(Ⅰ)沉降废弃物经预热后进行水热反应，降解其中的絮凝剂得到反应产物；
(Ⅱ)反应产物与进料时的沉降废弃物进行换热实现步骤(Ⅰ)所述的预热。


3.根据权利要求2所述的沉降废弃物的改性方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)所述的沉降废弃物为污泥、煤泥、气化废渣或油泥中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述的沉降废弃物的质量百分数为3～15wt％；
优选地，所述的水热反应的反应温度为200～400℃；
优选地，所述的水热反应的反应压力为0.1～2MPa。


4.一种沉降废弃物的改性系统，其特征在于，所述的改性系统用于进行权利要求1-3任一项所述的沉降废弃物的改性方法；
所述的改性系统包括依次连接的进料单元和反应单元。


5.根据权利要求4所述的沉降废弃物的改性系统，其特征在于，所述的进料单元按照沉降废弃物的进料流向包括依次连接的物料储存装置和输送装置；
优选的，所述的输送装置选自离心泵、隔膜泵、往复泵或螺杆泵中的任意一种；
优选地，所述的反应单元包括依次连接的预热装置和反应装置，沉降废弃物经预热装置预热后进入反应装置；
优选地，所述的反应装置出料口还连接预热装置的换热口，反应装置排出的反应产物返回预热装置对沉降废弃物进行预热；
优选的，所述的预热装置为套管换热器或列管换热器。


6.根据权利要求4或5所述的沉降废弃物的改性系统，其特征在于，所述的反应装置出料口与预热装置换热口的连接管路上还设置有保温装置，所述的保温装置用于对反应产物进行缓冲保温。


7.一种高浓度浆料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的沉降废弃物的改性方法制备得到的改性物料制备高浓度浆料；
所述的制备方法包括：
将原料煤、改性物料、水和添加剂进行湿法制浆得到所述的高浓度浆料；
其中，所述的改性物料采用权利要求1-3任一项所述的沉降废弃物的改性方法制备得到。

【专利技术属性】
技术研发人员：何国锋，吕向阳，张胜局，赵力明，柳金秋，孙海勇，王冉，陈浩，徐明磊，段静，刘烨炜，严健，张孝雨，
申请(专利权)人：中煤科工清洁能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11