[发明专利]一种煤油共炼残渣改性资源化利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于危废处理技术领域，具体涉及一种煤油共炼残渣改性资源化利用的方法。

背景技术

煤油共炼技术是一种先进的煤炭清洁利用及重劣质油轻质化技术，将浓度为45%～50%、煤粒直径小于100微米的煤浆与渣油按一定比例混合，在一定压力和温度以及催化剂条件下，使油、煤浆一次通过反应器，同时加氢裂解成轻、中质油和少量烃类气体的工艺技术，具有投资省、能效高等优势，为我国煤制油和重劣质油轻质化开辟了一条新的技术路线。但是，煤炭及重劣质油经过转化后剩余的残渣，含有大量的沥青质及胶质、芳香烃含量高、残留大量的重金属及催化剂，环境危害较大，以被确定为危险固体废弃物，必须进行无害化处理。

处理煤油共炼残渣常规的方法有焚烧法、焦化法、填埋法、地耕法、热解法、溶剂萃取法及生物治理等，但普遍存在综合成本高、设备投资大、资源回收率低、二次污染严重，经济性较差等缺点，难以大面积推广。

水煤浆是由煤、水及添加剂经研磨混合后的一种新型、高效、清洁的煤基燃料，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点，可用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉中代油、代气、代煤燃烧，是当今洁净煤技术的重要组成部分。水煤浆要求具有较高的煤浆浓度、粘度以保证其流动性、稳定性及适宜的粒径分布以保证水煤浆在气化、燃烧时保持良好的特性。

煤油共炼残渣的主要成分为油及灰分，其具有较好的热值和造气性能，若能与煤、添加剂及水进行掺配，配制成水煤浆后进行气化，不仅将常规处理方法中难以利用的石油资源转化为合成气，还能对煤油共炼残渣彻底进行无害化处理，无疑是一种工艺可行、经济性优良、工业化前景广阔的技术方法。

由于煤油共炼残渣含有的沥青在65%以上，造成其软化点较低，60℃以上即软化为沥青态。同时由于沥青质的存在，其自粘结性及粘附性较大，不能有效的分散为颗粒，经挤压后既形成胶团，极大限制了其运输及使用。粘结性高造成煤油共炼残渣可磨性极差，对磨棒等易形成表面粘附，造成磨棒失效。煤油共炼残渣的低可磨性，高粘附性，造成其在磨机内不仅难以有效的分散，同时易与煤粉粘结成团，使水煤浆浆体稳定性差、粒径过粗、粘度较高无法进行气化利用。

因此，必须对煤油共炼残渣进行改性，降低其粘附性，增加其可磨性，才能为实现煤油共炼残渣的资源化处理提供可能。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种煤油共炼残渣改性资源化利用的方法，通过对煤油共炼残渣进行改性，降低其粘附性，提高可磨性，克服煤油共炼残渣直接掺配水煤浆制浆时存在的缺点，对其进行资源化利用。

一种煤油共炼残渣改性资源化利用的方法，包括以下步骤：

（1）喷吹微粒化：将煤油共炼残渣降温至120-150℃，与空气混合后通过合金喷头，经气流高速喷吹，使煤油共炼残渣分散为粒径为0.1-10mm的微粒；

（2）表面浸渍改性：将微粒浸渍在含有高分子表面改性剂的水溶液中，浸渍1-20min，进行表面改性处理后，再进行脱水处理；

（3）掺配水煤浆制浆：将经改性脱水后的微粒与煤、水及水煤浆添加剂进行棒磨，掺配水煤浆；

（4）气化耦合：将掺配好的水煤浆进行气化反应，得到合成气及灰渣。

上述步骤（1）中所述的合金喷头为镍基合金喇叭形喷头，喷头口为圆形或椭圆形孔道，孔径为0.1-10mm。

上述步骤（2）中所述高分子表面活性剂的水溶液浓度为1-3%，所述的高分子表面改性剂为马来酸、C_10～32的混合烯烃、含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基戊基溴化铵的共聚物。

上述共聚物的重均分子量为2000～10000，含有摩尔分数为1~5%的马来酸单元、10～50%的C_10～32的混合烯烃单元、1～10%的含氟丙烯酸酯或含氟甲基丙烯酸酯单元，其余为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基戊基溴化铵单元。

上述步骤（3）中所述经改性脱水后的微粒的添加量为3-5%。

上述步骤（4）中所述的气化反应的温度为1300℃。

上述步骤（3）掺配水煤浆制浆采用现有的制浆工艺。

本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的一种煤油共炼残渣改性资源化利用的方法，通过对煤油共炼残渣进行喷吹微粒化，使残渣微粒化，增加其分散性；