[发明专利]一种以污泥为前体制备热解炭的方法

说明书

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种以污泥为前体制备热解炭的方法。所述方法包括如下步骤：1)将待处理污泥经预处理后研磨，筛选得到污泥载体颗粒；2)将步骤1)所提供的污泥载体颗粒与碱金属盐、溶剂混合得到污泥混合液；3)将步骤2)所提供的污泥混合液固液分离，制备获得负载碱金属离子的干燥污泥；4)将步骤3)所提供的负载碱金属离子的干燥污泥在惰性气体的氛围下热解反应制备获得热解炭粉末。5)向步骤4)所提供的热解炭粉末中加入粘结剂，进行成型处理，得到成型热解炭固体燃料。本发明的方法有效解决了污泥处理处置问题，同时提高了污泥热解炭产物的热值，增加污泥热解炭焚烧性能，提高了污泥热解能源化利用效率。

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种以污泥为前体制备热解炭的方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，人们生活水平的日渐提高，生活中产生的污水总量也快速上升，至2018年，我国城市污水日处理能力为1.81亿立方米。随着污水处理量的大幅增加，污泥量也随之快速上涨。据统计，2016年的城镇湿污泥产生量达到4083万吨，2020年将攀升至5292万吨。但是我国污水厂在建设过程中长期以来存在着重视污水的处理而忽略污泥的处置，即“重水轻泥”现象，污泥处理能力、技术和投入严重滞后于水处理产业。尽管目前我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化处理，但尚未实现污泥的稳定化和资源化处理。污泥处理处置技术的实际发展程度还不能大幅提高经济效益、节约能源。

为了解决现有污泥处理技术存在的不足，污泥热解技术成为研究人员研究的新方向。污泥热解技术是近年来迅速发展起来的一种污泥处理处置技术，该技术使经过脱水干化后的污泥在高温无氧条件下发生热解，污泥中有机物大分子被分解成小分子物质，存在形态由固体转化为液体和气体，如果热解反应足够彻底，污泥热解产物可转化为固体产物和气体产物两种。污泥热解固体产物，即热解炭，是一种含有大量孔结构、高比表面积的材料，具有良好的吸附性能，和焚烧性能。污泥焚烧主要分为单独污泥焚烧和与其他材料混合焚烧两大类。热解炭单独焚烧是指将热解炭充分干化，使其能够自行燃烧，干化后热解炭热值接近低热值燃煤，通过将热解炭充分燃烧，可回收大量热量用于焚烧设备自身加热和为污水厂加热，也可以通过污泥热解固体产物焚烧产生的大量热量进行发电。混合焚烧是指将污泥热解固体产物与煤炭掺烧或者与水泥进行混烧。与污泥热解固体产物单独焚烧加煤炭情况不同，污泥热解固体产物与煤炭掺烧时，煤占燃料的绝大部分，污泥热解固体产物仅仅作为附加物。污泥热解固体产物与水泥掺烧是指在烧制水泥过程中向水泥原料中加入一定量污泥热解固体产物经过高温烧制成水泥。污泥热解固体产物焚烧处理具有较明显的优点，可以将固体产物中有机物彻底分解，并可以产生大量的热量，使污泥被资源化利用，但其产生的热量和传统固体燃料相比仍有较大差距，因此使用限制较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种以污泥为前体制备热解炭的方法，在符合“资源化、减量化、无害化”的基础上，改善了传统处理方案中污泥热解固体产物热值较低，焚烧性能较差，不能充当较优质能源的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一方面提供一种以污泥为前体制备热解炭的方法，所述方法包括如下步骤：

1)将待处理污泥经预处理后研磨，筛选得到污泥载体颗粒；

2)将步骤1)所提供的污泥载体颗粒与碱金属盐、溶剂混合得到污泥混合液；

3)将步骤2)所提供的污泥混合液进行固液分离，制备获得负载碱金属离子的干燥污泥；

4)将步骤3)所提供的负载碱金属离子的干燥污泥在惰性气体的氛围下热解反应制备获得热解炭粉末；

5)向步骤4)所提供的热解炭粉末中加入粘结剂，进行成型处理，得到成型热解炭固体燃料。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述待处理污泥选自初沉污泥、剩余污泥、脱水污泥、消化污泥或腐殖污泥中的一种或多种的组合。