一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤及其製造方法

2023-10-20 07:38:52

專利名稱：一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤，具體地說它是由多種含 油汙泥，經過脫水與煤矸石、垃圾焚燒飛灰為主要原料生產的再生煤，屬廢物處理領域。本發明還涉及該再生煤的製造方法。
背景技術：
含油汙泥是煉油廠的工業廢水、石油機械加工產生的電鍍廢水、含油廢水和生活 汙水，經過汙水處理廠採用浮選、過濾、絮凝、化學等方法處理後產生的活性汙泥、原油隔油 池底泥、浮選池浮渣和原油油罐底泥等混合含油汙泥，經過脫水至含水率70%左右，以浮選 浮渣的產生量最大，佔總量的80%。含油汙泥的產量巨大，特別是石油開發生產過程中隨 著採出程度的加大，採出液含水率不斷升高，大量採出水和洗井回收水必須得到合理處理 和利用。在含油汙水處理過程中，各處理設備、構築物所排出的含油汙泥，佔處理汙水量的 3% 12%。汙泥中一般含油率在10% 30%，含水率在50% 90%，我國石油化學行業 中，平均每年產生80萬噸罐底泥和池底泥，這些汙泥本身的成分比較複雜，其中含有大量 的老化原油、蠟質、浙青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物，汙水處理 過程中還加入了大量的凝聚劑、絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等汙水處理藥劑。一般含有 的苯系物、酚類、蒽類等物質，並伴隨惡臭和毒性，這類汙泥組成成分比較複雜，一般由水包 油(0/W)、油包水(W/0)以及懸浮固體組成。汙泥中的懸浮固體、膠體顆粒與油、水形成非 常穩定的乳化體系，粘度較大難以沉降。由於含油汙泥中含有大量的石油類物質，不但佔用 大量耕地，而且對周圍的土壤、水體、空汽都將造成環境汙染。而且其中的有害成分如重金 屬；銅、鉻、砷、汞、鎘、鉛、鎳、鋅等，病原菌、寄生蟲卵、有機汙染物及臭氣將成為影響城市環 境衛生的一大公害，各級政府及有關部門都在積極尋找有效的處理技術，目前我國對含油 汙泥的處理方法，主要是採用填埋方法進行處理，以減少對環境的汙染。如何妥善科學地對 含油汙泥進行處理處置，使其達到減量化、穩定化、無害化和資源化，已成為中國乃至全世 界環境界的科技人員廣泛關注的一大研究課題。目前，本研究對含油汙泥的處理方法有了 新的發展，實施含油汙泥的綜合利用，並將多種含油汙泥和煤矸石再添加助燃劑生產含油 汙泥再生煤，這種再生煤作為燃料可用於水泥廠或火力發電廠，燃燒後的廢渣再用來生產 新型建築材料。充分利用含油汙泥的有用成分，徹底解決了含油汙泥對環境的汙染問題。

發明內容
本發明的目的正是為了解決上述存在的問題而提供一種用煉油廠的多種含油汙 泥生產的再生煤，從而解決了含油汙泥對環境的汙染，還解決了含油汙泥的資源化再生利 用，變廢為寶，化害為益。實現了固體廢棄物的資源良性循環利用。本發明還提供該多種含油汙泥再生煤的製造方法。本發明的目的是通過下列技術方案實現的—種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤，它由下述重量配比的原料製成；
多種含油汙泥煤矸石粉料垃圾焚燒飛灰生石灰粉料硫酸鈣粉料三氯化鐵硫酸鋁聚丙烯醯胺助燃劑硫酸亞鐵硫酸鎂Li高分子重金屬捕集劑水
0. 005 0. 008 份 0. 003 0. 006 份
份份份份
O 5 5 O 份份份 7 4 2 2
J ^ 8 5 5
二二二 ~
O 5 5 2 ^ , , 5 3 1 1 5 3 3
1 2份 3 6份
0. 6 0. 8份
5 8份，所述的多種含油汙泥是煉油廠的工業廢水、石油機械加工產生的電鍍廢水、含油 廢水和生活汙水，經過浮選、過濾、絮凝、化學等方法處理後產生的活性汙泥和原油隔油池 底泥、浮選池浮渣及原油油罐底泥等組合，經過脫水至含水率70 73% ；所述的煤矸石是採煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，經過破碎、分選、粉碎、 磁選、乾燥、磨粉、分篩後製成粒徑為_2mm的粉料；所述的垃圾焚燒飛灰粉料是生活垃圾在焚燒發電過程中通過煙氣除塵系統除塵 後排出的廢灰，經過分選、磁選去除廢金屬後、再經乾燥、輪碾分篩後製成細度為_2mm的粉 料；所述的石灰粉料是石灰石經過高溫煅燒、破碎、分選、粉碎、輪碾分篩後製成細度 為-02mm的粉料。一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤的製造方法，它按下述步驟進行將50 70重量份的多種含油汙泥、35 45重量份的煤矸石粉料、15 25重量 份的垃圾焚燒飛灰粉料、12 20重量份的生石灰粉料、5 8重量份的硫酸鈣粉料、3 5 重量份的三氯化鐵、3 5重量份的硫酸鋁、0. 005 0. 008重量份的聚丙烯醯胺、0. 003 0. 006重量份的助燃劑、1 2重量份的硫酸亞鐵、3 6重量份的硫酸鎂、0. 6 0. 8重量 份的Li高分子重金屬捕集劑和5 8重量份的水等為原料，經攪拌混合呈潮溼狀後用真空 擠壓機擠壓製造成塊、棒或球形的再生煤坯，在常溫下自然乾燥後，製成產品。所述的多種含油汙泥再生煤，其特徵在於所述的硫酸鈣其粉碎粒徑為小於-0. 2mm 的粉料。本發明採用多種含油汙泥、煤矸石廢渣、垃圾焚燒飛灰為再生煤的主要原料，是因 為多種含油汙泥本身含有可燃成分，經研究分析測試，其中含有大量的老化原油、蠟質、浙 青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物，固體顆粒極細，為呈膠狀結構的 親水性粘稠液體，沉降性能稍差，汙油率約佔幹化汙泥量的15% 20%，可燃物佔幹化汙 泥量的60%左右，平均發熱量在16MJ/kg 27MJ/kg。發熱量大，具有很好的燃燒能力。煤 矸石是採煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，是一種與煤系地層共生的多種礦物組成的 混合固體廢棄物，其中含有一定數量的固定炭和揮發分，一般熱值在2090 8360kj/kg，可以用來替代燃料。本發明利用生石灰粉、垃圾焚燒飛灰、煤矸石粉料為含油汙泥的調和劑，對含油汙 泥進行絮凝調質吸附，使含油汙泥顆粒絮凝，改善了含油汙泥的脫水性能。含油汙泥經過調 質後，使汙泥的脫水性、沉降性能得到很大的改善，被處理的含油汙泥不需要完全脫水，含 水率為70 73%，可用石灰、煤矸石粉和垃圾焚燒飛灰與含油汙泥中的物質進行反應，是 煤矸石和垃圾飛灰中的Si02、Al2O3等物質，在含油汙泥中水化，受到Ca(OH)2的鹼性激發， 分別生成水化矽酸鈣(CSH)凝膠和水化鋁酸鈣類物質和石灰中的鈣與廢物中的矽鋁酸根 產生矽酸鈣、鋁酸鈣的水化物，或者矽鋁酸鈣，同時加入了三氯化鐵、硫酸鋁、聚丙烯醯胺等 添加劑，使含油汙泥獲得穩定效果，使石灰粉、垃圾焚燒飛灰、煤矸石粉在含油汙泥中起到 了穩定和提高PH值的作用；採用Li高分子重金屬捕集劑對含油汙泥進行鰲合處理，使含油 汙泥中的重金屬元素達到強化化學穩定化，經消化處理後，使含油汙泥中的重金屬元素被 捕集，生成交聯網狀結構的鰲合物，實現了含油汙泥重金屬元素的高效穩定化，避免了重金 屬的二次汙染。本發明對多種含油汙泥進行消化處理過程中利用硫酸亞鐵為還原劑，硫酸鎂為二 價鐵保持劑，可使含油汙泥能夠充分分解，達到迅速除臭氣的目的。本發明的多種含油汙泥再生煤的製造方法，是將多種含油汙泥、煤矸石粉料、垃圾 焚燒飛灰粉料、生石灰粉料、硫酸鈣粉料、三氯化鐵、硫酸鋁、聚丙烯醯胺、助燃劑、硫酸亞 鐵、硫酸鎂、Li高分子重金屬捕集劑和水等原料，採用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用 真空擠壓機擠壓製造成塊、棒或球形的再生煤，在常溫下自然乾燥後，製成含油汙泥再生煤 產品，從而解決了含油汙泥、煤矸石處理難的問題，實現了含油汙泥、煤矸石的資源化循環 利用，以減少對自然環境的汙染。按照本發明技術生產的多種含油汙泥再生煤，經國家規定的質量檢測部門檢驗， 各項技術指標均符合國家煤炭質量標準要求。
經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢驗站檢驗結果如下
全水Mt
水分(空氣乾燥基)Mad 灰分(空氣乾燥基)Aad 揮發分(空氣乾燥基)Vad 焦渣特徵CRC(I-S) 固定碳(空氣乾燥基)FCad 硫(空氣乾燥基)St,ad 發熱量(收到基低位)Qgr, ad 發熱量(空幹基高位)Qgr, ad
10. 4% 5. 22% 43. 84% 34. 30% 1
16. 64% 0. 08% 23. 56MJ/Kg 26. 8MJ/Kg
含油汙泥再生煤的檢測依據為參照GB474-2008、GB/T211-1996、GB/T212-2001、 GB/T213-2003、GB/T214-1996等國家標準的有關規定。由於採取上述技術方案本發明技術具有如下優點及效果a)本發明的多種含油汙泥再生煤，是以多種含油汙泥、煤矸石為主要原料及添加 其他調和絮凝劑，是一種多元素組成的混合再生燃料。由於含油汙泥和煤矸石中的可燃燒 物的熱值較高，其發熱量符合國家規定的煤炭標準要求，燃燒後的灰渣能夠用於生產建築材料作為原料，又屬於可再生能源，為廢棄物循環利用，可替代煤炭適用於水泥生產廠和火 力發電廠；b)利用多種含油汙泥、煤矸石製造的再生煤，彌補能源緊缺，為可再生能源，有廣 泛的發展前景；c)在再生煤中添加了助燃劑，可提前再生煤的著火點，同時釋放出大量的氧，起到 強烈助燃作用，促進再生煤中碳與碳化物的去除，使再生煤能充分燃燼；尤其能把煙氣中未 完全燃燒的一氧化碳生成二氧化碳釋放出大量的熱量，提高燃燒效率，降低格林曼黑度，達 到助燃、消煙、節能的目的；d)成功實現多種含油汙泥的回收利用和無害化處理，有效的治理和控制含油汙泥 對環境造成的汙染，保護生態環境。解決了含油汙泥在填埋過程中需要佔用大量的土地資 源和容易造成二次汙染的難題，既保護了環境，又節約了土地。e)生產工藝簡單，無三廢排放，符合國家循環經濟和節能減排保護環境的要求精 神，且投資少、見效快、成本低、效益好。
具體實施例方式
實施例1將煉油廠的工業廢水、石油機械加工產生的電鍍廢水、含油廢水和生活汙水，經過 浮選、過濾、絮凝、化學等方法處理後產生的活性汙泥和原油隔油池底泥、浮選池浮渣及原 油油罐底泥等組合，經過脫水至含水率70 73%的多種含油汙泥，備用；將採煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，經過破碎、分選、粉碎、磁選、乾燥、磨 粉、分篩後製成粒徑為_2mm的煤矸石粉料，備用；將生活垃圾在焚燒發電過程中通過煙氣除塵系統除塵後排出的廢灰，經過分選、 磁選去除廢金屬後、再經乾燥、輪碾分篩後製成細度為_2mm的粉料，備用；將石灰石經過高溫煅燒、破碎、分選、粉碎、輪碾分篩後製成細度為-02mm的石灰 粉料，備用；取上述製備的多種含油汙泥50kg、煤矸石粉料35kg、垃圾焚燒飛灰粉料15kg、生 石灰粉料12kg、硫酸鈣粉料5kg、三氯化鐵3kg、硫酸鋁3kg、聚丙烯醯胺0. 005kg、助燃劑 0. 003kg、硫酸亞鐵1kg、硫酸鎂3kg、Li高分子重金屬埔集劑0. 6kg和水5kg，將上述原料採 用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成塊形的再生煤，在常溫下自 然乾燥後，製成含油汙泥再生煤產品。經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢驗站檢驗結 果其發熱量為26. 8MJ/Kg，為合格產品。實施例2取實施例1的多種含油汙泥70kg、煤矸石粉料45kg、垃圾焚燒飛灰粉料25kg、生 石灰粉料20kg、硫酸鈣粉料8kg、三氯化鐵5kg、硫酸鋁5kg、聚丙烯醯胺0. 008kg、助燃劑 0. 006kg、硫酸亞鐵2kg、硫酸鎂6kg、Li高分子重金屬埔集劑0. 8kg和水8kg，將上述原料採 用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成棒形的再生煤，在常溫下自 然乾燥後，製成多種混合含油汙泥再生煤產品。經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢驗 站檢驗結果其發熱量為23. 6MJ/Kg，為合格產品。實施例3
取實施例1的多種含油汙泥55kg、煤矸石粉料38kg、垃圾焚燒飛灰粉料18kg、生石 灰粉料15kg、硫酸鈣粉料6kg、三氯化鐵3. 5kg、硫酸鋁3. 5kg、聚丙烯醯胺0. 006kg、助燃劑 0. 004kg、硫酸亞鐵1. 5kg、硫酸鎂3. 5kg、Li高分子重金屬埔集劑0. 7kg和水6kg，將上述原 料採用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成球形的再生煤，在常溫 下自然乾燥後，製成含油汙泥再生煤產品。經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢驗站檢 驗結果其發熱量為24. 38MJ/Kg，為合格產品。實施例4取實施例1的多種含油汙泥60kg、煤矸石粉料40kg、垃圾焚燒飛灰粉料20kg、生 石灰粉料18kg、硫酸鈣粉料7kg、三氯化鐵4kg、硫酸鋁4kg、聚丙烯醯胺0. 007kg、助燃劑 0. 005kg、硫酸亞鐵1. 6kg、硫酸鎂4kg、Li高分子重金屬埔集劑0. 6kg和水7kg，將上述原料 採用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成棒形的再生煤，在常溫下 自然乾燥後，製成多種混合含油汙泥再生煤產品。經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢 驗站檢驗結果其發熱量為23. 86MJ/Kg，為合格產品。實施例5取實施例1的多種含油汙泥65kg、煤矸石粉料43kg、垃圾焚燒飛灰粉料23kg、生石 灰粉料16kg、硫酸鈣粉料6kg、三氯化鐵4. 5kg、硫酸鋁4. 5kg、聚丙烯醯胺0. 008kg、助燃劑 0. 006kg、硫酸亞鐵1. 8kg、硫酸鎂5kg、Li高分子重金屬埔集劑0. 8kg和水8kg，將上述原料 採用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成球形的再生煤，在常溫下 自然乾燥後，製成多種含油汙泥再生煤產品。經廣東省技術監督煤炭產品質量監督檢驗站 檢驗結果其發熱量為23. 85MJ/Kg，為合格產品。
權利要求
一種用練油廠的多種含油汙泥生產的再生煤，其特徵在於它由下述重量配比的原料製成；多種含油汙泥50～70份煤矸石粉料 35～45份垃圾焚燒飛灰15～25份生石灰粉料 12～20份硫酸鈣粉料 5～8份三氯化鐵3～5份硫酸鋁 3～5份聚丙烯醯胺 0.005～0.008份助燃劑 0.003～0.006份硫酸亞鐵1～2份硫酸鎂 3～6份Li高分子重金屬捕集劑0.6～0.8份水 5～8份，所述的多種含油汙泥是煉油廠的工業廢水、石油機械加工產生的電鍍廢水、含油廢水和生活汙水，經過浮選、過濾、絮凝、化學等方法處理後產生的活性汙泥和原油隔油池底泥、浮選池浮渣及原油油罐底泥等多種含油汙泥的組合，經過脫水至含水率70～73％；所述的煤矸石是採煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，經過破碎、分選、粉碎、磁選、乾燥、磨粉、分篩後製成粒徑 2mm的粉料；所述的垃圾焚燒飛灰粉料是生活垃圾在焚燒發電過程中通過煙氣除塵系統除塵後排出的廢灰，經過分選、磁選去除廢金屬後、再經乾燥、輪碾分篩後製成細度為 2mm的粉料；所述的石灰粉料是石灰石經過高溫煅燒、破碎、分選、粉碎、輪碾分篩後製成細度為 02mm的粉料。
2.如根據權利要求l所述的一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤的製造方法，其特徵在於它按下述步驟進行將50~70重量份的多種混合含油汙泥、35~45重量份的煤矸石粉料、15~25重量份的垃圾焚燒飛灰粉料、12~20重量份的生石灰粉料、5—8重量份的硫酸鈣粉料、3—5重量份的三氯化鐵、3—5重量份的硫酸鋁、o.005~0.008重量份的聚丙烯醯胺、o.003一o.006重量份的助燃劑、l一2重量份的硫酸亞鐵、3—6重量份的硫酸鎂、o.6一o.8重量份的Li高分子重金屬捕集劑和5—8重量份的水為原料，經攪拌混合呈潮溼狀後用真空擠壓機擠壓製造成塊、棒或球形的再生煤坯，在常溫下自然乾燥後，製成產品。
3.根據權利要求l或2所述的一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤，其特徵在於所述的硫酸鈣其粉碎粒徑為一o.2mm的粉料。
全文摘要
本發明涉及一種用煉油廠的多種含油汙泥生產的再生煤及其製造方法，其特徵在於它採用多種含油汙泥、煤矸石、垃圾焚燒飛灰、生石灰粉、硫酸鈣、三氯化鐵、硫酸鋁、聚丙烯醯胺、助燃劑、硫酸亞鐵、硫酸鎂、Li高分子重金屬埔集劑和水等為原料，採用雙軸混合攪拌機攪拌呈潮溼狀後利用真空擠壓機擠壓製造成塊、棒或球形的再生煤，在常溫下自然乾燥後，製成多種混合含油汙泥再生煤產品，該產品具有熱值高，燃燒後的灰渣又能夠適用於生產建築材料的原料，為廢棄物循環利用，符合國家關於節能減排保護環境的規定，且無汙染，成本低，效益好的優點及效果。
文檔編號C10L5/48GK101962590SQ20101027268
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月6日 優先權日2010年9月6日
發明者古耀坤, 李桓宇 申請人:廣東綠由環保科技股份有限公司