專利名稱：一種廢水煤焦?jié){及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水、石油焦、低級煤混合漿體及其制備方法，具體涉及一種廢水煤焦?jié){及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源短缺與環(huán)境污染成為社會可持續(xù)發(fā)展的核心問題。工業(yè)廢水是有機物加工過程中排出的生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)污水、生產(chǎn)廢液，具有污染物種類多、濃度高，對環(huán)境的危害大等特點，是一種難處理的工業(yè)廢棄物。石油焦的物理形態(tài)與煤相似，為黑色或暗灰色堅硬固體，是延遲焦化裝置在生產(chǎn)輕質(zhì)油品時的副產(chǎn)物，其產(chǎn)量約占原料油的25% 30%。石油焦是含碳90% 97%，含氫 1. 5% 8%的碳氫化合物。石油焦中灰分含量一般彡0. 5%，揮發(fā)分約為11%，品質(zhì)接近無煙煤，低位發(fā)熱量約為普通煤的1.5 2倍。因此，石油焦具有灰分低(0.3% 1.5%)、發(fā)熱量高(30 35MJ/kg)、水分含量低(<3%)等優(yōu)點。但是石油焦制漿很容易形成脹塑性流體 (理想的漿體流型是屈服假塑性)，直接影響到水焦?jié){的穩(wěn)定性和水焦?jié){的泵送、霧化和燃
；Bs
JyCi。年輕煙煤和褐煤屬于低級煤，由于煤中富含含氧官能團，內(nèi)在水分、0/C和孔隙度較高及可磨性(HGI)較差，以及煤中所含可溶性高價金屬離子較多，導致低級煤的成漿性很差，難以制備高濃度低黏度的漿體燃料；另一方面，由于低級煤的極性強，所以穩(wěn)定性好。 我國低級煤的蘊藏量較為豐富，其中褐煤就占蘊儲量的13%。綜上所述，本發(fā)明提出將各種有機工業(yè)廢水、石油焦和低級煤混合制漿成為便于輸送和霧化的清潔液體燃料，是一項與廢棄物資源化、低級能源綜合利用、節(jié)能減排有關(guān)的符合社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的實用技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種廢水煤焦?jié){及其制備方法，以實現(xiàn)高效利用工業(yè)廢水、石油焦和低級煤等資源，解決環(huán)境污染和資源浪費問題。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 本發(fā)明的廢水煤焦?jié){包括以質(zhì)量百分含量計的以下各組分
石油焦 20 60%，低級煤 5 40%，工業(yè)廢水 25 ；35%，余量為水。所述的石油焦是石油深加工后的副產(chǎn)物，其固定碳含量在90%以上，發(fā)熱量在 30MJ/kg 以上。所述的低級煤的揮發(fā)份大于其干燥無灰基的30%以上，含氧量大于其干燥無灰基的 10%。所述的工業(yè)廢水是有機物加工過程中排出的生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)污水、生產(chǎn)廢液。所述的廢水煤焦?jié){的固體含量為6(Γ70%。
廢水煤焦?jié){的方法包括以下步驟
a.預破碎石油焦和低級煤，使其粒徑不超過0.3mm ；
b.將工業(yè)廢水、水及步驟a制備的石油焦和低級煤顆粒加入球磨機，球磨濕法制漿，球磨0. 5 lh，形成初始廢水煤焦?jié){；
c.利用過濾器對步驟b的初始廢水煤焦?jié){進行過濾處理；
d.利用螺桿泵將過濾后的初始態(tài)廢水煤焦?jié){輸送到攪拌罐進行充分攪拌；制備出廢水煤焦?jié){，并對其進行質(zhì)量檢驗，完成后轉(zhuǎn)入儲漿罐即可。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){的應用，其特征在于用做燃料燃燒。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){的應用，其特征在于用做氣化原料。本發(fā)明制備的廢水煤焦?jié){可以作為燃料燃燒或氣化原料使用，充分利用了工業(yè)廢水中的水分、有機物及高分子化合物，低級煤中的高揮發(fā)份，石油焦中的高含碳量、高熱值等各組成物質(zhì)的優(yōu)點?？朔颂幚砉I(yè)廢水能耗高、二次污染嚴重，低級煤成漿濃度低，石油焦?jié){穩(wěn)定性差、燃盡率及燃燒效率低等缺點。本發(fā)明克服了水煤漿需要變質(zhì)程度高的高質(zhì)量煤，成漿質(zhì)量分數(shù)低，能質(zhì)損失大； 水焦?jié){穩(wěn)定性差，難著火、難氣化；煤焦?jié){在保證漿體呈假塑性流體的前提下，石油焦不能與煤任意比例混合制漿等一系列的缺點與不足。該制備方法具有提高廢水煤焦?jié){成漿性的優(yōu)點及效果。成漿濃度可以達到60%以上，同時表觀粘度在1200mPa. s以下，無需額外添加分散劑與穩(wěn)定劑，長時間放置不會產(chǎn)生硬沉淀，流動性好，易于儲存、輸送與霧化，適合用作燃燒和氣化的混合漿體燃料。有益效果本發(fā)明將工業(yè)廢水、石油焦和低級煤混合制備廢水煤焦?jié){。有效利用了廢水中的水分、有機物及高分子化合物，無需添加分散劑與穩(wěn)定劑，節(jié)約了制漿成本；合理利用了低級煤和石油焦物理與化學性質(zhì)的互補性。制備的廢水煤焦?jié){實現(xiàn)了低級煤與石油焦的任意比混合，克服了低級煤與石油焦混合制漿石油焦配比低、成漿濃度低的缺點。所制備的廢水煤焦?jié){具有較好的流動性與穩(wěn)定性，易于儲存、輸送及霧化，可以作為燃燒燃料或氣化原料，具有潛在的規(guī)?；I(yè)應用前景。


圖1是本發(fā)明制備廢水煤焦?jié){的工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明制備的廢水煤焦?jié){，包括以質(zhì)量百分含量計的以下各組分2(Γ60%石油焦，5 40%低級煤，25 35%工業(yè)廢水，余量為水。其中，工業(yè)廢水是有機物加工過程中排出的生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)污水、生產(chǎn)廢液，具有污染物種類多、濃度高，對環(huán)境的危害大等特點，是一種難處理的廢水。工業(yè)廢水中除含有油、硫化物、酚、氰化物、COD外，還含有單環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴化合物，芳香胺類化合物、雜環(huán)化合物、酯類化合物等。所述的廢水煤焦?jié){，其固體含量為609Γ70%(質(zhì)量分數(shù))。所述的石油焦是原油經(jīng)蒸餾將輕質(zhì)油分離后，重質(zhì)油再經(jīng)熱裂解過程后轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品，從外觀上看，石油焦為形狀不規(guī)則，大小不一的黑色塊狀(或顆粒)，有金屬光澤，石油焦顆粒多具孔隙結(jié)構(gòu)，主要的元素組成為碳，占有80wt%以上，其余的為氫、氧、氮、硫和金屬元素。本發(fā)明選取的石油焦為延遲焦化裝置在生產(chǎn)輕質(zhì)油時的副產(chǎn)品，其固定碳含量在90%以上，發(fā)熱量在30MJ/kg以上。所述的低級煤揮發(fā)份大于其干燥無灰基的30%以上，含氧量大于其干燥無灰基的 10%。制備上述的廢水煤焦?jié){方法，包括以下步驟
(1)預粉碎石油焦和低級煤，使其粒徑不超過0. 3mm ；
(2)將工業(yè)廢水、水及步驟(1)制備的石油焦和低級煤顆粒加入球磨機，球磨濕法制漿，球磨0. 5 lh，形成初始廢水煤焦?jié){；
(3)利用過濾器對步驟( 制備的初始廢水煤焦?jié){進行過濾處理；
(4)利用螺桿泵將過濾后的初始態(tài)廢水煤焦?jié){輸送到攪拌罐進行充分攪拌；制備出廢水煤焦?jié){，并對其進行質(zhì)量檢驗，完成后轉(zhuǎn)入儲漿罐即可。所述制備出的廢水煤焦?jié){，其固體含量為609Γ70%(質(zhì)量分數(shù))。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的解釋。實施例1 一種廢水煤焦?jié){，包括以下質(zhì)量分數(shù)的各組分35%工業(yè)廢水，20%石油焦，40%低級煤，5%水。制備上述廢水煤焦?jié){的方法，如附圖所示的工藝流程，其具體步驟如下
(1)將塊狀石油焦進行一次機械破碎至粒度8mm；再進行二次機械破碎，達到粒度2mm 的粉狀；
(2)將塊狀低級煤進行一次機械破碎至粒度8mm；再進行二次機械破碎，達到粒度2mm 的粉狀；
(3)將經(jīng)過稱量的石油焦粉、工業(yè)廢水、低級煤粉與水送入球磨機，進行連續(xù)濕式球磨機制漿；
(5)石油焦粉、工業(yè)廢水、低級煤粉與水經(jīng)過球磨機在強力磨制下形成初始廢水煤焦
漿；
(6)利用過濾器將初始形態(tài)的廢水煤焦?jié){進行50目多孔篩過濾處理；
(7)過濾后的初始態(tài)廢水煤焦?jié){利用螺桿泵輸送到具有攪拌器的攪拌罐進行充分攪
拌；
(8)對攪拌均勻的廢水煤焦?jié){進行質(zhì)量檢驗；
(9)將檢驗合格的廢水煤焦?jié){用泵輸入具有攪拌器的儲漿罐作為產(chǎn)品待用。對所制得的廢水煤焦?jié){的質(zhì)量指標進行檢測，各質(zhì)量指標如下
①濃度60%士0. 5% (質(zhì)量)；
②表觀粘度在800mPa.s以下，流動性良好，可輸送、霧化；
③漿體中固體顆粒粒徑小于0.3mm ； 實施例2
一種廢水煤焦?jié){，包括以下質(zhì)量分數(shù)的各組分30%工業(yè)廢水，40%石油焦，23%低級煤， 7%水。制備廢水煤焦?jié){的方法，配制過程同實施例1。對所制得的廢水煤焦?jié){的質(zhì)量指標進行檢測，各質(zhì)量指標如下①濃度63士0.5% (質(zhì)量)；
②表觀粘度在IOOOmPa.s以下，流動性良好，可輸送、霧化；
③漿體中固體顆粒粒徑小于0.3mm。實施例3
一種廢水煤焦?jié){，包括以下質(zhì)量分數(shù)的各組分25%工業(yè)廢水，60%石油焦，5%低級煤， 10% 水。制備廢水煤焦?jié){的方法，配制過程同實施例1。對所制得的廢水煤焦?jié){的質(zhì)量指標進行檢測，各質(zhì)量指標如下
①濃度65%士0. 5% (質(zhì)量)；
②表觀粘度在1200mPa.s以下，流動性良好，可輸送、霧化；
③漿體中固體顆粒粒徑小于0.3mm。
權(quán)利要求
1.一種廢水煤焦?jié){，其特征在于，包括以質(zhì)量百分含量計的以下各組分石油焦 20 60%，低級煤 5 40%，工業(yè)廢水 25 ；35%，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){，其特征在于所述的石油焦是石油深加工后的副產(chǎn)物，其固定碳含量在90%以上，發(fā)熱量在30MJ/kg以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){，其特征在于所述的低級煤的揮發(fā)份大于其干燥無灰基的30%以上，含氧量大于其干燥無灰基的10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){，其特征在于所述的工業(yè)廢水是有機物加工過程中排出的生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)污水、生產(chǎn)廢液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){，其特征在于所述的廢水煤焦?jié){的固體含量為 60 70%。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){的方法，其特征在于，包括以下步驟a.預破碎石油焦和低級煤，使其粒徑不超過0.3mm ；b.將工業(yè)廢水、水及步驟a制備的石油焦和低級煤顆粒加入球磨機，球磨濕法制漿，球磨0. 5 lh，形成初始廢水煤焦?jié){；c.利用過濾器對步驟b的初始廢水煤焦?jié){進行過濾處理；d.利用螺桿泵將過濾后的初始態(tài)廢水煤焦?jié){輸送到攪拌罐進行充分攪拌；制備出廢水煤焦?jié){，并對其進行質(zhì)量檢驗，完成后轉(zhuǎn)入儲漿罐即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){的應用，其特征在于用做燃料燃燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水煤焦?jié){的應用，其特征在于用做氣化原料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢水煤焦?jié){及其制備方法和用途。所述廢水煤焦?jié){包括以下質(zhì)量分數(shù)含量的各組分20~60%石油焦，5~40%低級煤，25~35%工業(yè)廢水,0~10%水。本發(fā)明制備的廢水煤焦?jié){充分利用了工業(yè)廢水中的水分、有機物及高分子化合物，降低了分散劑添加量，無需添加穩(wěn)定劑；彌補了水焦?jié){穩(wěn)定性差及難著火、難氣化的缺點；合理利用了低級煤和石油焦物理與化學性質(zhì)的互補性，克服了低級煤與石油焦混合制漿石油焦配比低、成漿濃度低的缺點。所制備的廢水煤焦?jié){具有較好的流動性與穩(wěn)定性，易于儲存、輸送及霧化，可以作為燃燒或氣化原料，具有潛在的規(guī)?；I(yè)應用前景。
文檔編號C10L1/32GK102181314SQ201110088098
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者劉猛, 李華鋒, 段鈺鋒, 馬修元 申請人:東南大學