一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料的製作方法
2023-05-01 08:42:16 1
一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料的製作方法
【專利摘要】一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料，重量化學組份是氧化高分子有機物:0.5-40，Al2O3：10-40，SiO2：5-60，Fe3O4：5-60，Fe：0.2-30，FeO：1-10，Na2O：0.5-5，MgO：0.5-5；原料按其重量組份配方是鐵礦石：40-80，高嶺土：5-10，木炭：10-30，滑石：5-10，長石：3-15；其工藝流程為:原材料配料—球磨—捏合—成型—烘乾—燒結，燒結溫度控制在1000℃—得到磁性材料，得到的磁性材料再覆載氧化高分子有機物，即可；具有工藝簡單，除汙效果好。
【專利說明】一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及到能源領域煤炭熱解制氣，煤炭熱解制油，油頁巖石熱解制氣，油頁巖石熱解制油行業汙水治理，旨在提供一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料。
【背景技術】
[0002]中國是人口大國，也是能源消費大國，現在我國油氣進口依有度接近50%，為了解決能源安全能源供應這一戰略問題，我國必須大力發展煤制氣、煤制油、油頁巖制氣、油頁巖制油，開發煤系能源和油頁巖資源。
[0003]煤制氣、煤制油就是將煤炭熱解乾餾製成瓦斯氣和焦炭、半焦炭，再將瓦斯氣洗滌淨化處理製成液化天然氣或汽油、柴油。油頁巖制氣制油同樣是將油頁巖加熱乾餾得到瓦斯氣和固體炭，再將瓦斯氣洗滌淨化處理製成液化天然氣或汽油、柴油。
[0004]現有技術中煤炭熱解制氣、制油或油頁制氣制油需要大量地消耗水，尤其是瓦斯氣的洗滌用水消耗量巨大，而且該類洗滌水含大量的油、苯、二甲苯、多環芳烴、浙青、膠質物，還含大量的酚、吡啶、噻吩、氨氮硫化物、重金屬，屬於劇毒汙染嚴重的工業汙水。該類工業汙水必須進行汙水治理回用。由於我國大型的煤田或油頁巖礦藏主要在北方缺水地區，而該類能源項目有需要消耗巨量的水，所以將工業汙水治理回用是解決煤制氣、煤制油、油頁巖制氣、油頁巖制油的關鍵問題。
[0005]現在我國在西北、內蒙、東北投入巨資大上煤制氣、煤制油和油頁巖制氣、油頁巖制油的項目，單個項目投資一般都在100億甚至500億元，可是大型能源項目上馬後，由於汙水處理不能達標符合環保要求，被迫停車。由於汙水處理不能達標後回用，在新疆、西北地區，嚴重缺水的情況下，能源項目即便建成也必須停車。
[0006]煤炭熱解汙水，油頁巖熱解汙水很難處理，該類汙水有一個共同的特點是含高濃度的油又含有高濃度的灰份，任何汙水處理工藝如果不能很好地脫除汙水中的油和油灰，後續的脫酚、蒸氨、生化等等治理手段都不能正常有效運行，這也是大部分煤制氣、煤制油、油頁巖制氣、油頁巖制油項目不成功的關鍵，本發明就是要破解除脫含油汙水中灰份懸浮物這一難題，提供一種新型的吸附脫灰的磁性材料。
[0007]煤炭熱解、油頁巖熱解含油汙水的處理，我國的科技人員做了很多努力，但都沒有好的辦法來解決這一難題，尤其是如何脫除含油汙水中的灰份這一難題。現實情況中，煤炭熱解或油頁巖熱解一般是將煤或油頁巖加溫到550°C左右，將煤炭乾餾或油頁巖乾餾得到瓦斯氣，通過冷卻降溫，用水洗滌淨化得到乾淨的瓦斯氣，再將瓦斯氣去制天然氣或油，而這些乾餾工藝都遇到煤炭乾餾或油頁巖乾餾造氣的同時，煤炭或油頁巖風化，機械磨損產生非常細小的粉塵；油頁巖乾餾造氣的同時油頁巖風化，機械磨損產生非常細小的粉塵；這些細小的粉塵又吸附瓦斯氣中的焦油、膠質物、和稠環芳烴，經水洗滌，致使工業化現場的汙水中含有大量的灰包油，油包灰的細小懸浮物，這些粉塵是煤炭、油頁巖受熱風化的產物，具有豐富內部微孔結構，那些煤炭油頁巖熱解出來的液態、膠質態有機物就滲入了灰份內部的微孔結構，遇水冷卻就形成了粘性很大的膠結物，被包裹在灰份內部的孔隙裡面。另一種情況是煤炭熱解或油頁巖熱解乾餾制瓦斯氣，氣流高速通過煤層或頁巖層，有機物與無機物磨擦帶電，導致油包灰、灰包油的顆粒，帶有大量的電荷，這些帶電粒子一進入水中，就相互排斥碰撞，懸浮在汙水中無法降解因以上幾個原因，加上油的比重一般比水輕，所以煤制氣、煤制油、油頁巖制氣、油頁巖制油的工業化現場產生的含油汙水像米湯、像麵糊湯一樣。含油量一般在2-3%，含灰份懸浮物5%、有的甚至有30%。灰份的粒徑0.125—
4.73 μ m，尺寸在這個區間的顆粒佔到了 90%左右。
[0008]傳統的含油汙水處理方法一般是加絮凝劑:如PVC、PVA、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚合氯化鋁……加吸附劑如陶粒、活性炭、膨潤土，也有採用微孔陶瓷膜超濾過濾、金屬絲網過濾高速離心機過濾的方法，但是都不成功，其原因在於要麼處理成本大到業主無法承受，要麼達不到預期處理的目標。急需一種脫除含有汙水灰份懸浮物的材料。
【發明內容】
[0009]本發明旨在提供一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料，本發明提供的磁性材料重量化學組份是氧化高分子有機物0.5 - 40、A1203:10 - 40，SiO2:5 一 60，Fe3O4:5 — 60、Fe:0.2 — 30、FeO:I — 10、Na2O:0.5 — 5、MgO:0.5 — 5。
[0010]本發明提供的磁性材料的原料按其重量組份配方是:鐵礦石:40-80 (其中鐵礦石作為Fe、FeO, Fe3O4的鐵源)、高嶺土 5 — 10、木炭10 — 30、滑石5 — 10、長石3 — 15，其工藝流程為:原材料配料——球磨——捏合——成型——烘乾——燒結(燒結溫度控制在10000C)—得到帶有微孔結構的磁性材料，得到的磁性材料再覆載氧化高分子有機物，最終產品就是本發明所提供的磁性材料一這一新型材料由於具有大量的微孔結構同時具有巨大的比表面積，對含油汙水中的灰份具有強烈的吸附功能。將本發明提供的磁性材料添加到含油汙水中，通過攪拌,使含油汙水中的灰份碰撞到碰性材料表面被磁性材料吸附捕聚，達到脫除含油汙水中灰份的目的，再將含有磁性材料的含油汙水混合物通過一種特殊工藝製造的磁鐵裝置，使吸附了油灰的磁性材料被磁鐵吸附與含油汙水分離，達到脫除蘭炭含油汙水中灰份懸浮物的目的。再將吸附了油灰的磁性材料進入再生塔再生，以便本發明提供的磁性材料能重複使用。
[0011]本發明提供的磁性材料利用了微孔陶瓷具有毛細微孔結構有強烈吸附功能；氧化高分子有機物帶電性對含油汙水中有機物有強烈吸附功能、吸油不粘油的特性，複合構成一種新的複合吸附性材料。
[0012]由於煤炭熱解、油頁巖熱解產生的工業汙水含有大量的氨氮、硫化物，呈強烈的酸、鹼性，又含有大量的油和其他的有機物，一般的絮凝劑，表面活性劑一投入到這種含油汙水中就聚合固化失活，所以本發明採用磁鐵吸附這一原理，將本發明提供的磁性材料以鐵質材料為基礎原料，得到的產品同樣具有磁性，在含油汙水中能被磁鐵吸取，將本發明提供的磁性材料等同於一個一個小型的捕聚籃子，當磁性材料在含油汙水中吸附了油灰後，就通過磁鐵吸取，達到油灰與含油汙水分離的目的。
[0013] 以本發明提供的磁性材料為核心技術，通過一套處理煤炭熱解蘭炭含油汙水的中試系統，運行測定含油汙水中灰份的含量為30%，粒徑分布為0.125—4.73 μ m,佔到了 90%左右，每小時處理量為Im3後，得到的結果是能將煤炭熱解含油汙水中的灰份去除至150mg/L，效果十分明顯，具有非常大的市場推廣價值，可以為中國能源事業做出很大的貢獻。
[0014]本發明提供的磁性材料，其加工所需原材料來源廣泛，價格低廉，適宜於大規模生產，大規模市場使用，具有非常大的實用價值。
具體實施例
[0015]首先，原料按其重量組份配方:鐵礦石:60 (其中鐵礦石作為Fe、FeO, Fe3O4的鐵源)、高嶺土 7、木炭15、滑石8、長石8，按其工藝流程進行制配，工藝流程為原材料配料一球磨一捏合一成型一烘乾一燒結(燒結溫度控制在IOO(TC)——得到帶有微孔結構的磁性材料，得到的磁性材料再覆載氧化高分子有機物，即可。
【權利要求】
1.一種用於脫除煤炭熱解含油汙水灰份懸浮物的磁性材料，重量化學組份是氧化高分子有機物 0.5 - 40、Al2O3:10 — 40，SiO2:5 — 60，Fe3O4:5 — 60、Fe:0.2 — 30、FeO:1 -.10、Na2O:0.5 — 5、MgO:0.5 - 5 ;其特在在於:原料按其重量組份配方是鐵礦石:40_80、高嶺土 5 - 10、木炭10 - 30、滑石5 - 10、長石3 — 15，其工藝流程為:原材料配料——球磨——捏合——成型——烘乾——燒結，燒結溫度控制在ΙΟΟΟ?——得到帶有微孔結構的磁性材料，得到的磁性材料再覆載氧化高分子有機物，即可。
【文檔編號】B01J20/26GK103920475SQ201410194954
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月11日 優先權日:2014年5月11日
【發明者】黃建榮, 黃立 申請人:黃建榮