一种用于危废污泥热解的添加剂及热解处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于危废污泥热解的添加剂，添加剂为将天然矿石研磨后进行煅烧得到的煅烧添加剂，或将天然矿石研磨后进行煅烧得到煅烧添加剂，再将煅烧添加剂、镍盐和超纯水混合，搅拌，烘干后再煅烧得到的载镍添加剂。本发明专利技术还公开了一种危废污泥热解处理方法，包括：将危废污泥干燥至恒重；将危废污泥与添加剂分段放置在热解炉中，使添加剂更靠近热解炉的热解气出口；在氮气氛围下，对危废污泥进行热解处理，收集热解气。本发明专利技术添加剂能够有效提升危废污泥热解的产量和产物品质，获得高附加值的富氢合成气。加值的富氢合成气。加值的富氢合成气。

【技术实现步骤摘要】
一种用于危废污泥热解的添加剂及热解处理方法


[0001]本专利技术属于危废处理领域，尤其属于危废污泥处理领域，涉及一种用于危废污泥热解的添加剂和危废污泥热解处理方法，所述的用于危废污泥热解的添加剂适用于含油污泥、印染污泥、酸洗污泥、电镀污泥和医疗污泥等危废污泥。

技术介绍

[0002]我国危废污泥存量巨大，且每年有海量新的危废污泥产生。据不完全统计，仅石化开采过程中产生的含油污泥每年共计约为8
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106吨。危废污泥是由各类碳氢化合物、水、重金属和固体颗粒物结合形成的混合物，其中含有有机质，直接焚烧或者填埋无疑会造成资源的极大浪费；其次，危废污泥本身不仅含有大量有毒有害化合物(苯、多环芳烃等)，而且包裹着病原体的细菌、寄生虫和重金属(Hg、Cu、Cr、Zn等)等，若不经过处理直接排放，对土壤、水源和人体健康都会造成无法估量的伤害。
[0003]现有的危废污泥处理方式包括萃取、生物法、焚烧、固化和热解等。其中，危废污泥热解是一种应用前景良好的工艺，高温催化热解可以有效杀灭危废污泥中的病菌和寄生虫，对其中有毒有害的有机物处理效率高，并且能够获得高附加值的富氢合成气，实现危废污泥的减量化，无害化和资源化。现有危废污泥热解的添加剂以人工合成的镍基催化剂和分子筛为主，存在费用高，产量低，机械强度差、能耗大，资源利用效率低，产品附加值低，经济性差等问题。
[0004]有鉴于此，设计一种用于危废污泥热解的添加剂显得尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的的问题，提供一种用于危废污泥热解的添加剂，该添加剂具有来源广泛、廉价高效、机械强度高的特点，将其用于热解处理危废污泥，可以大幅度增加热解产气中的H2的体积分数和产率，具有更好的经济效益。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于危废污泥热解的添加剂，所述的添加剂为将天然矿石研磨后进行煅烧得到的煅烧添加剂，或将天然矿石研磨后进行煅烧得到煅烧添加剂，再将煅烧添加剂、镍盐和超纯水(即去离子水)混合，充分搅拌使镍盐均匀地负载到煅烧添加剂上，烘干后再煅烧得到的载镍添加剂。
[0008]所述的天然矿石为含有Fe、Mg、Ca、Si的天然矿物；优选的，所述的天然矿石为橄榄石(OL)、岫岩玉(XY)、伊丁石(ID)中的任意一种或多种混合。
[0009]所述的天然矿石研磨至粒度为0.2～0.3mm。
[0010]所述的煅烧的条件为：空气氛围，以升温速率5℃/min～20℃/min，从常温升温至800℃～1000℃，恒温时间2～6小时，得到孔隙发达的煅烧添加剂，方便后续载镍。橄榄石(OL)、岫岩玉(XY)、伊丁石(ID)对应的煅烧添加剂分别为煅烧橄榄石(C
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OL)、煅烧岫岩玉(C
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XY)、煅烧伊丁石(C
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ID)。
[0011]优选的，所述的煅烧的条件为：空气氛围，以升温速率10℃/min，从常温升温至900℃，恒温4小时。
[0012]所述的镍盐为六水合硝酸镍、氯化镍中的任意一种或两种混合。
[0013]所述的煅烧添加剂、镍盐、超纯水的质量比为(5～8):(2～4):(100～200)，优选为5:2:100。本专利技术控制超纯水用量，不仅有利于镍盐的水解和天然矿石的分散，也有利于后续搅拌，使得镍负载得更加均匀。
[0014]所述的搅拌为机械搅拌，转速为300r/min～500r/min，搅拌时间10～14小时。
[0015]所述的烘干的温度为105℃，烘干至恒重。
[0016]所述的再煅烧的条件为：空气氛围，以5℃/min～20℃/min升温至800℃～1000℃，恒温时间2～6小时，得到载镍添加剂。橄榄石(OL)、岫岩玉(XY)、伊丁石(ID)对应的载镍添加剂分别为载镍煅烧橄榄石(C
‑
OL(Ni))、煅烧岫岩玉(C
‑
XY(Ni))、煅烧伊丁石(C
‑
ID(Ni))。
[0017]优选的，所述的再煅烧的条件为：空气氛围，以升温速率10℃/min，从常温升温至900℃，恒温时间4小时。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种危废污泥热解处理方法，包括如下步骤：
[0019]步骤(1)、危废污泥预处理：将危废污泥干燥至恒重；
[0020]步骤(2)、危废污泥与添加剂放置：将危废污泥与添加剂分段放置在热解炉中，使添加剂更靠近热解炉的热解气出口；
[0021]步骤(3)、危废污泥热解：在氮气氛围下，对危废污泥进行热解处理，收集热解气。
[0022]所述的危废污泥为含油污泥、印染污泥、酸洗污泥、电镀污泥和医疗污泥中的任意一种或多种混合。所述的危废污泥中饱和烃和芳香烃的总含量大于15％。
[0023]步骤(1)中，优选的，所述的危废污泥预处理：筛分出危废污泥中杂质，粉碎，干燥至恒重。
[0024]步骤(2)中，所述的危废污泥和添加剂的质量比为(5～8):(1～3)，优选为2.5:1。
[0025]所述的热解炉为立式热解炉，立式热解炉的反应部件为石英管，石英管竖直安装在立式热解炉内，立式热解炉内环绕石英管设有加热区，在立式热解炉下部安装有加热带用于加热石英管底部防止热解气提前冷凝。
[0026]在所述的热解炉内从下往上安装有带孔的添加剂平台和可以在热解炉内部上下移动的底部带孔的危废污泥平台，将危废污泥放置在危废污泥平台上，将添加剂放置在添加剂平台上，并控制危废污泥与添加剂不接触，一般保持危废污泥与添加剂距离150～250mm。
[0027]所述的危废污泥平台可以为石英吊篮。
[0028]优选的，在所述的危废污泥平台铺设石英棉，再放置危废污泥；在所述的添加剂平台铺设石英棉，再放置添加剂。
[0029]步骤(3)中，从所述的热解炉上部通入氮气，在氮气氛围下，对危废污泥进行热解处理，由氮气提供动力把热解气从下部带出热解炉，由气袋收集热解气。
[0030]所述的热解处理的温度为700℃～900℃，热解处理的时间为30min～90min。
[0031]所述的热解气为富氢合成气，可以进行再利用。
[0032]作为本专利技术所述的危废污泥热解处理方法的进一步技术方案，还包括对热解后的残渣进行回收处理。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0034]1、本专利技术添加剂具有较多的Ni,Fe,Mg,Ca等金属催化组分，具备较高的催化活性，能够高效地将有毒有害化合物(苯、多环芳烃等)转化成可燃的小分子烃进行再利用。
[0035]2、本专利技术添加剂表面具有丰富的孔洞和毛细结构，有利于危废污泥热解过程中的传质传热，使得热解效率更高，且各项活性组分分散均匀，催化效果好。
[0036]3、本专利技术添加剂以天然矿石为原料，来源广泛，处理加工技术简单，具有廉价高效，机械强度高等优点。
[0037]4、本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于危废污泥热解的添加剂，其特征在于：所述的添加剂为将天然矿石研磨后进行煅烧得到的煅烧添加剂，或将天然矿石研磨后进行煅烧得到煅烧添加剂，再将煅烧添加剂、镍盐和超纯水混合，搅拌，烘干后再煅烧得到的载镍添加剂。2.根据权利要求1所述的用于危废污泥热解的添加剂，其特征在于：所述的天然矿石为含有Fe、Mg、Ca、Si的天然矿物，优选为橄榄石、岫岩玉、伊丁石中的任意一种或多种混合。3.根据权利要求1所述的用于危废污泥热解的添加剂，其特征在于：所述的煅烧的条件为：空气氛围，以升温速率5℃/min～20℃/min升温至800℃～1000℃，恒温时间2～6小时；优选的，所述的煅烧的条件为：空气氛围，以升温速率10℃/min，从常温升温至900℃，恒温4小时。4.根据权利要求1所述的用于危废污泥热解的添加剂，其特征在于：所述的镍盐为六水合硝酸镍、氯化镍中的任意一种或两种混合。5.根据权利要求1所述的用于危废污泥热解的添加剂，其特征在于：所述的煅烧添加剂、镍盐、超纯水的质量比为(5～8):(2～4):(100～200)，优选为5:2:100。6.根据权利要求1所述的用于危废污泥热解的添加剂，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高英，许辉，林云浩，张曦彤，冉帅，王静，朱义豪，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：