含水生物质的流体化方法技术

本发明专利技术提供一种含水生物质的流体化方法，其特征在于：将待处理的含水生物质进行加热加压处理，其中，处理温度为１２０～２５０℃，处理压力的下限为加热温度下饱和水蒸气压以上的压力，处理压力的上限为加热温度下的饱和水蒸气压力＋１ＭＰａ，处理时间为０．２５～６小时；所述待处理的含水生物质的含水量为３０～９５％，以重量百分比计。本发明专利技术方法可廉价将含水量为３０～９５％的含水生物质制造成流体化浆体，其粘度值为１～１００００ＭＰａ.ｓ，具有适合于输送喷淋的物理性能，可以使用泥浆泵进行输送或喷射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含水生物质的处理方法，尤其涉及使含水生物质流体化的方法。
技术介绍
含水生物质，例如市政污泥、餐饮垃圾、动物残体、印染污泥和造纸污泥等，其含 水率高，对该类高含水物质进行处置，存在输送过程、储存过程以及焚烧过程的投资和 运行费用高、设备故障率高等问题，严重限制了该类技术的进一步推广。由于含水生物质中的水分大多以结合水和毛细水形态存在，传统的重力和机械脱水 已经无法对其进行进一步的脱水，若需对其进一步脱水后再利用和处置，则要通过添加 大量外热或者化学药剂才能将生物质中的水分分离。但是值得注意的是，此种方法处理 后的市政污泥、造纸污泥、印染污泥、食物残渣等很难通过焚烧炉进行完全燃烧，往往 需要添加二次燃料才能对其彻底燃烧，大大提高了总运行和投资的成本。将含水生物质流体化，即将含水生物质中的水分转变为易于脱除的流体态，这样不 仅能够满足进一步脱水的需要，而且能够利用流体输送设备对其进行输送。现有技术中， 也有通过在加热的条件下对含水生物质施以一定的剪切力使其流体化的处理方法，但是 这种方法设备复杂，处理过程中能耗大，运行费用高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种运行费用低、操作方法简单的能够使含水生物质 流体化的方法。本专利技术的目的是这样实现的，其特征在于将待处理的含水生物质进行加热加压处理，其中，处理温度为120 250°C，处理压力的下限为加热温度下饱和水蒸气压以上的压力，处理压力的上限为加热温度下的饱和水蒸气压力十lMpa，处理时间为0.25 6小时；所述待处理的含水生物质的含水量为30 95%，以重 量百分比计。3上述处理温度如果超过上限，则含水生物质热分解，并且装置成本明显增加，如果 低于下限，则得不到由反应脱水产生的本专利技术的效果。加热过程中保持上述压力，可以使从含水生物质中除去的水保持液体状态，因而不 需要在脱水中给予不必要的蒸发潜热。上述处理压力如果超出上限，在效果上也不会有 多大差别，但是装置成本会增加。加热中的压力，除了可使用通过加热从含水生物质中 产生的水蒸气以外，也可以使用惰性气体，例如氮气、氩气等保护气体进行调节。上述处理时间可以根据不同的情况加以确定，通常不超出上述范围。上述含水生物质包括市政污泥、餐饮垃圾、动物残体、印染污泥和造纸污泥等各类 物质，上述含水生物质的含水量如果超过上限值，则需要通过例如带式压滤机、板框压 滤机等进行加压预先除去多余的水份而达到上述范围；含水量如果低于下限值，则可通 过添加一定量的水或高含水可燃物而达到上述范围。上述处理温度优选为150 230°C，上述处理压力的下限优选为加热温度下的饱和水 蒸气压力+0.15Mpa以上的压力，上述处理压力的上限优选为加热温度下的饱和水蒸气压 力+0.5Mpa，上述处理时间优选为1/3 3小时；上述待处理的含水生物质的含水量优选 为45 75%。上述处理温度进一步优选为180 20(TC，上述处理压力的下限进一步优选为加热温 度下的饱和水蒸汽压力+0.3Mpa以上的压力，上述处理压力的上限进一步优选为20(TC下 饱和水蒸汽压力+0.5Mpa，上述处理时间进一步优选为25 30分钟。为了縮短反应时间，减少设备投资，提高经济性，在所述加热加压处理之前，对所 述待处理的含水生物质投配1% 10%的碱性物质，以重量百分比计。本专利技术中，通过添 加碱性物质，增加待处理含水生物质的碱性，则达到同样处理效果的处理时间将縮短一 半以上。上述碱性物质可以为氧化钙、氧化镁和氢氧化钠中的任意一种或几种，当然选用其 他的碱性物质也能够达到一定的效果。为了提高处理物料的匀和性，提高传热效率，降低能量的消耗，可以在所述加热加 压处理过程中，对含水生物质施加0.01 5Mpa的剪切力。如果剪切力的大小超出上述的 上限，则动力消耗变大；如果低于上述下限，则混合不充分。该剪切力可以通过在压力 容器中设置搅拌器实现。上述剪切力优选为0.1 3Mpa，进一步优选为0.5 2Mpa，最优选为1Mpa。本专利技术中，待处理物料被导入密闭容器中进行加热加压处理，在密闭容器中设置搅拌器同时进行搅拌。作为本专利技术的反应容器，该密闭容器可以是间歇式或连续式的任意 一种。连续式的密闭容器需包括两个端口， 一端将待处理物料加入，另一端将达到本发 明要求的流体化浆体排出。 本专利技术的有益效果为-1、 本专利技术方法可廉价将含水量为30 95%的含水生物质制造成流体化浆体，其粘度 值为l 10000mPa*s，具有适合于输送喷淋的物理性能，可以使用泥浆泵进行输送或喷 射；2、 本专利技术方法得到的流体化浆体的干料热值可达1800 4500kcal/kg，可与燃煤按照 一定比例进行掺烧，也可用其制作水煤浆或者进行其他利用，该类浆体可作为燃料进行 稳定的燃烧；3、 本专利技术方法得到的流体化浆体，其脱水性能显著提高，能够使用常规的机械脱水 机对其进行高效脱水；4、 本专利技术方法操作简单，通过在待处理的含水生物质中添加一定量的碱性物质作为 浆化助剂，大大縮短了处理时间，提高了经济性；5、 本专利技术方法通过在处理过程中对物料进行搅拌，提供适当的剪切力，大大提高了 物料的匀和性，提高了传热效率，降低能量的消耗，提高了经济效益。具体实施例方式下面通过实施例的方式，对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不 局限于所述实施例。 实施例l本实施例中含水生物质选用的是含水率为80% (重量百分比)的市政污泥200kg， 其发热量为1850Kcal/kg。向待处理的市政污泥中加入3kg的氢氧化钠，然后对混合物进行搅拌加热加压处理， 处理温度为15(TC，压力为15(TC下饱和蒸汽压力+0.5Mpa，处理时间为1小时，搅拌的 剪切力为1Mpa。处理结束后，将制得的水浆冷却到环境温度，使用NDJ-8S粘度计测得水浆的粘度 (2(TC)为830厘泊(cp=mPa's)，该水浆可以进行喷雾，发热量与原料相同，为 1850Kcal/kg。使用干燥机在105'C下对该水浆进行2小时干燥后，测得该水浆的含水量 约为62%，由于该状态下测得的水为自由态水，表明污泥几乎完全脱水。5实施例2 6，所涉及的原料及具体参数见表l，具体处理步骤及方法同实施例1。表1实施例2 6中涉及到的原料及具体参数<table>table see original document page 6</column></row><table>上述含水量以重量百分比计。上述各实施例中，处理结束后，将制得的水浆冷却到环境温度，使用NDJ-8S粘度计测得水浆的粘度都能满足喷雾的要求，发热量与原料相同。水浆的含水量与原料的含水量基本相同，但水的存在形式均转化为自由态水，表明污泥几乎完全脱水。权利要求1、，其特征在于将待处理的含水生物质进行加热加压处理，其中，处理温度为120～250℃，处理压力的下限为加热温度下饱和水蒸气压以上的压力，处理压力的上限为加热温度下的饱和水蒸气压力+1Mpa，处理时间为0.25～6小时；所述待处理的含水生物质的含水量为30～95％，以重量百分比计。2、 根据权利要求1所述的，其特征在于:所述处理温度为150 230°C，所述处理压力的下限为加热温度下的饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
含水生物质的流体化方法，其特征在于：将待处理的含水生物质进行加热加压处理，其中，处理温度为１２０～２５０℃，处理压力的下限为加热温度下饱和水蒸气压以上的压力，处理压力的上限为加热温度下的饱和水蒸气压力＋１Ｍｐａ，处理时间为０．２５～６小时；所述待处理的含水生物质的含水量为３０～９５％，以重量百分比计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红军，夏金雨，冷吉果，马珊，胡旭军，黄传忠，钟学进，郭长仕，徐华春，
申请(专利权)人：中环中国工程有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]